高考化學(xué)新課堂一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練 鐵銅及其化合物

第3節(jié)鐵、銅及其化合物一、選擇題1(2019屆河北保定定興三中月考)某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)，設(shè)計(jì)了如下流程。下列說法不正確的是()。A溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X選用鐵粉B固體1中一定含有SiO2，控制pH是為了使Al3轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，進(jìn)入固體2C從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解D若改變方案，在溶液1中直接加NaOH至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4·7H2O2(2019屆山東泰安期中)足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol·L1NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是()。A60 mL B45 mL C30 mL D15 mL3(2019屆浙江溫州二模)在含a mol FeCl3溶液中加入含b mol Fe和b mol Cu的混合粉末充分反應(yīng)(忽略離子的水解)，下列說法中，不正確的是()。A當(dāng)a2b時(shí)，發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe3Fe=3Fe2B當(dāng)2ba4b時(shí)，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n(e)為2b moln(e)4b molC當(dāng)2a5b時(shí)，發(fā)生的總離子反應(yīng)為10Fe34FeCu=14Fe2Cu2D當(dāng)2b<a<4b時(shí)，反應(yīng)后的溶液中n(Fe2)n(Cu2)(a2b)(ab)4(2019屆湖北七校聯(lián)考)FeCO3與砂糖混用可以作補(bǔ)血劑，實(shí)驗(yàn)室里制備FeCO3的流程如下圖所示，下列說法不正確的是()。A產(chǎn)品FeCO3在空氣中高溫分解可得到純凈的FeOB沉淀過程中有CO2氣體放出C過濾操作的常用玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒D可利用KSCN溶液檢驗(yàn)FeSO4溶液是否變質(zhì)5(2019屆遼寧沈陽東北育才學(xué)校模擬)部分氧化的Fe­Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，經(jīng)如下處理：下列說法正確的是()。AV44.8B原樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.89%C濾液A中的陽離子為Fe2、Fe3、HD樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 g6(2019屆北京昌平期末)納米Fe3O4晶體材料可以作為核磁共振造影增強(qiáng)劑，用于疾病的診斷和治療。其制備過程如下圖所示，下列敘述不合理的是()。A在反應(yīng)中，的作用可能是促進(jìn)氯化鐵水解B反應(yīng)的化學(xué)方程式是6FeOOHCO =2Fe3O43H2OCO2C直接加熱FeCl3溶液也可以得到四氧化三鐵D納米四氧化三鐵形成的分散劑，有可能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象7將金屬銅、鐵置于氯化鐵溶液中充分反應(yīng)，下列對反應(yīng)情況設(shè)想的評價(jià)正確的是()。選項(xiàng)反應(yīng)情況設(shè)想評價(jià)A當(dāng)鐵、銅均不剩余時(shí)，溶液中一定有Fe2、Cu2，一定無Fe3正確，F(xiàn)e3和Fe、Cu均可反應(yīng)B當(dāng)鐵、銅均有剩余時(shí)，溶液中一定有Fe2、Cu2，無Fe3正確，F(xiàn)e和Cu與Fe3都反應(yīng)，故有Fe2和Cu2，無Fe3C當(dāng)銅有剩余，鐵無剩余時(shí)，溶液中一定只有Fe2，無Cu2正確，Cu有剩余，故無Cu2D當(dāng)鐵有剩余，銅無剩余時(shí)，溶液中一定有Fe2、Cu2不正確，不可能有Fe剩余而無Cu剩余，因?yàn)镕e比Cu優(yōu)先與Fe3反應(yīng)二、非選擇題8(2019屆安徽淮南一模)從古至今，鐵及其化合物在人類生產(chǎn)生活中的作用發(fā)生了巨大變化。(1)古代中國四大發(fā)明之一的司南是由天然磁石制成的，其主要成分是_(填字母序號)。aFe bFeO cFe3O4 dFe2O3(2)現(xiàn)代利用鐵的氧化物循環(huán)裂解水制氫氣的過程如下圖所示。 整個(gè)過程與溫度密切相關(guān)， 當(dāng)溫度低于 570 時(shí)，反應(yīng)Fe3O4(s)4CO(g)3Fe(s)4CO2(g)，阻礙循環(huán)反應(yīng)的進(jìn)行。已知：Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)H119.3 kJ·mol13FeO(s)H2O(g)Fe3O4(s)H2(g)H257.2 kJ·mol1C(s)CO2(g)2CO(g)H3172.4 kJ·mol1鐵氧化物循環(huán)裂解水制氫氣總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_。下圖表示其他條件一定時(shí)，F(xiàn)e3O4(s)和CO(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CO(g)的體積百分含量隨溫度的變化關(guān)系。.當(dāng)溫度低于570 時(shí)，溫度降低CO的轉(zhuǎn)化率_(填“增大”“減小”或“不變”)，理由是_。.當(dāng)溫度高于570 時(shí)，隨溫度升高，反應(yīng)Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)平衡常數(shù)的變化趨勢是_(填“增大”“減小”或“不變”)；1040 時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值是_。(3)古老而神奇的藍(lán)色染料普魯士藍(lán)的合成方法如下：牛血復(fù)分解反應(yīng)的離子方程式是_。如今基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測食品中CN，方案如下：若試紙變藍(lán)則證明食品中含有 CN，請解釋檢測時(shí)試紙變藍(lán)的原因：_。(3) 已知25 時(shí)，KspFe(OH)34.0×1039，此溫度下若在實(shí)驗(yàn)室中配制100 mL 5 mol·L1 FeCl3溶液，為使配制過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則至少需要加入2 mol·L1的鹽酸_mL(忽略加入鹽酸體積)。9(2019屆四川資陽二診)工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)制備鐵紅(Fe2O3)的生產(chǎn)流程如下：試回答下列問題：(1)步驟所得溶液中鐵元素的化合價(jià)是_。(2)實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)步驟中分離操作需要的儀器有_、鐵架臺、玻璃棒、燒杯。(3)步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_；向反應(yīng)后的溶液中加入試劑_，當(dāng)觀察到_說明步驟已經(jīng)進(jìn)行完全。(4)步驟中不能選用試劑_調(diào)節(jié)溶液的pH。(填字母編號)aFeO固體 b氫氧化鈉溶液cFe2O3固體 d氨水(5)室溫下，F(xiàn)eCO3達(dá)到溶解平衡時(shí)溶液pH8.5，c(Fe2)1.2×106 mol·L1，則FeCO3固體產(chǎn)物中_(填“有”或“無”)Fe(OH)2。已知：KspFe(OH)24.8×1016。(6)步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。10(2019屆山西太原五中段考)已知鐵的化合物之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：Fe2Fe3FeO(高鐵酸根離子)請回答下列有關(guān)問題：(1)Fe與過量稀鹽酸反應(yīng)可以制取FeCl2。若用反應(yīng)所得的酸性溶液，實(shí)現(xiàn)上述的轉(zhuǎn)化，要求產(chǎn)物純凈，可選用的試劑是_(填序號)。aKMnO4bHNO3cH2O2(2)硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝。精礦在陽極浸出的反應(yīng)比較復(fù)雜，其中有一主要反應(yīng)：CuFeS24Fe3=Cu25Fe22S(CuFeS2中S為2價(jià))。則下列說法正確的是_(填序號)。a從物質(zhì)分類的角度看，黃銅礦屬于合金bCu2和S是氧化產(chǎn)物c當(dāng)轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)，46 g CuFeS2參加反應(yīng)d反應(yīng)中，CuFeS2既作氧化劑又作還原劑(3)在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應(yīng)完全后將固體濾出。若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是_，一定不含的陽離子是_。若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定不含的陽離子是_。(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效的綠色水處理劑，和水發(fā)生水解反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體等物質(zhì)，寫出FeO 和H2O反應(yīng)的離子方程式：_。高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是_、_(用簡潔的名詞描述即可)。11(2019屆江西上高二中月考)氯化亞銅(CuCl)常用作有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑，是一種白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸；在空氣中迅速被氧化成綠色；見光則分解，變成褐色。如下圖所示是工業(yè)上以制作印刷電路板的廢液(含F(xiàn)e3、Cu2、Fe2、Cl)生產(chǎn)CuCl的流程：根據(jù)以上信息回答下列問題：(1)寫出生產(chǎn)過程中所加試劑：X_，Y_。(2)生產(chǎn)中為了提高CuCl產(chǎn)品的質(zhì)量，采用抽濾法快速過濾，析出的CuCl晶體不用水而用無水乙醇洗滌的目的是_；生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過大的原因是_。(3)寫出產(chǎn)生CuCl的化學(xué)方程式：_。(4)在CuCl的生成過程中除環(huán)境問題、安全問題外，還應(yīng)該注意的關(guān)鍵問題是_。第3節(jié)鐵、銅及其化合物1D解析：硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質(zhì))，混合物中加入足量硫酸，F(xiàn)e2O3、Al2O3與酸反應(yīng)生成的硫酸鐵、硫酸鋁，二氧化硅不反應(yīng)，過濾，固體1為二氧化硅；在濾液中加入鐵粉將鐵離子還原為亞鐵離子，調(diào)節(jié)pH使鋁離子完全沉淀，過濾，固體2為氫氧化鋁，溶液2為硫酸亞鐵，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，得到硫酸亞鐵晶體。由流程分析可知A、B正確；亞鐵離子易被空氣中的氧氣氧化，而且受熱易失去結(jié)晶水，所以從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解，故C正確；在溶液1中加入鐵粉后含有亞鐵離子和鋁離子，加過量的氫氧化鈉，鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，亞鐵離子與氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化亞鐵沉淀，但是氫氧化亞鐵易被氧氣氧化，則得到的氫氧化亞鐵中含有氫氧化鐵，最后得到的產(chǎn)品不純，故D錯誤。2A解析：由于N2O4可以看作2分子NO2，我們可以直接將它當(dāng)作NO2進(jìn)行計(jì)算。通過題目得知所有的氣體均被水吸收生成硝酸，我們可以寫出如下的化學(xué)方程式：NONO2O2H2O=2HNO3。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1.68 L氧氣是0.075 mol，因此通過比例可知，NO和NO2的物質(zhì)的量各自是0.075 mol。銅和硝酸反應(yīng)有兩種情況：Cu4HNO3=Cu(NO3)22NO22H2O、3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O。通過NO和NO2的物質(zhì)的量可以分別算出兩個(gè)反應(yīng)中銅的物質(zhì)的量分別是0.0375 mol和0.1125 mol，總共是0.15 mol，則完全沉淀需要的氫氧根是0.3 mol，因此需要的氫氧化鈉溶液的體積是60 mL。3D解析：金屬性：鐵銅，鐵離子首先氧化金屬鐵。當(dāng)a2b時(shí)，鐵離子不足，發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe3Fe=3Fe2，A正確；當(dāng)2ba4b時(shí)，鐵離子全部參與反應(yīng)，因此反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n(e)為a mol，即為2b moln(e)4b mol，B正確；當(dāng)2a5b時(shí)，鐵全部反應(yīng)，銅部分反應(yīng)，發(fā)生的總離子反應(yīng)為10Fe34FeCu=14Fe2Cu2，C正確；當(dāng)2b<a<4b時(shí)，鐵全部反應(yīng)，銅部分反應(yīng)，與鐵反應(yīng)的鐵離子是2b mol，則與銅反應(yīng)的鐵離子是a mol2b mol，所以生成的銅離子是0.5a molb mol，因此反應(yīng)后的溶液中n(Fe2)n(Cu2)2(ab)(a2b)，D錯誤。4A解析：FeCO3在空氣中高溫分解，F(xiàn)e2可能被空氣中氧氣氧化成Fe3，故A錯誤；Fe2和HCO發(fā)生雙水解反應(yīng)，生成CO2，故B正確；過濾所用玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，故C正確；KSCN溶液遇Fe3顯血紅色，因此可用KSCN溶液檢驗(yàn)FeSO4溶液是否變質(zhì)，故D正確。5B解析：根據(jù)最后溶液中溶質(zhì)為過量H2SO4和FeSO4，充分灼燒后的固體為氧化鐵，則鐵元素的物質(zhì)的量為×20.04 mol，說明參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.04 mol，含氫離子0.08 mol，其中部分氫離子生成氫氣，另外的H和合金中的氧結(jié)合成水，由于合金中氧的物質(zhì)的量為0.02 mol，它結(jié)合氫離子0.04 mol，所以硫酸中有(0.080.04) mol0.04 mol H生成氫氣，即生成0.02 mol氫氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為448 mL，故A錯誤；合金中Fe元素的質(zhì)量為56 g·mol1×0.04 mol2.24 g，故合金中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)×100%38.89%，故B正確；生成的濾渣3.2 g是銅，金屬銅可以和Fe3反應(yīng)，所以濾液A中一定不含F(xiàn)e3，故C錯誤；由于硫酸過量，生成氫氣，濾液中不含銅離子，濾渣3.2 g為金屬銅，銅的物質(zhì)的量為0.05 mol，若全部為氧化銅，氧化銅的質(zhì)量為80 g·mol1×0.05 mol4.0 g，由于是部分銅被氧化成氧化銅，則樣品中氧化銅的質(zhì)量一定小于4.0 g，故D錯誤。6C解析：因反應(yīng)環(huán)丙胺不參加反應(yīng)，但加快反應(yīng)速率，即加快了氯化鐵水解，故A正確；反應(yīng)的反應(yīng)物為FeOOH和CO，其中一種生成物為Fe3O4，由質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)為6FeOOHCO=2Fe3O43H2OCO2，故B正確；直接加熱FeCl3溶液可以得到氫氧化鐵，進(jìn)一步加熱可以得到氧化鐵，無法得到四氧化三鐵，故C錯誤；納米四氧化三鐵分散在適當(dāng)?shù)姆稚┲?，屬于膠體分散系，則具有丁達(dá)爾現(xiàn)象，故D正確。7D解析：當(dāng)鐵、銅的量比較少時(shí)溶液中可能有Fe3存在，A錯誤；當(dāng)鐵過量時(shí)，銅不與Fe3反應(yīng)，此時(shí)溶液中不存在Cu2和Fe3，B錯誤；銅有剩余則溶液中一定無Fe3，可能有Cu2，C錯誤；鐵比銅活潑，不可能出現(xiàn)鐵有剩余而銅無剩余的情況，D正確。8(1)c(2)C(s)H2O(g)=H2(g)CO(g)H134.5 kJ·mol1.增大當(dāng)溫度低于570 時(shí)，可逆反應(yīng)Fe3O44CO(g)3Fe(s)4CO2(g)平衡正向移動，故CO的轉(zhuǎn)化率增大.增大4(3)Fe(CN)644Fe3=Fe4Fe(CN)63堿性條件下，F(xiàn)e2與 CN結(jié)合生成Fe(CN)64，F(xiàn)e2被空氣中的O2 氧化生成 Fe3，F(xiàn)e(CN)64 與 Fe3反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙變藍(lán)(4)2.5解析：(2).由圖象可知，當(dāng)溫度低于570 時(shí)，溫度降低，CO的體積百分含量降低，故CO的轉(zhuǎn)化率增大；由題意可知，當(dāng)溫度低于570 時(shí)，可逆反應(yīng)Fe3O4(s)4CO(g)3Fe(s)4CO2(g)平衡正向移動，故CO的轉(zhuǎn)化率增大。.當(dāng)溫度高于570 時(shí)，隨溫度升高，CO的體積百分含量降低，即反應(yīng)Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)平衡正向移動，則平衡常數(shù)增大。1040 時(shí)CO體積分?jǐn)?shù)為20%。設(shè)CO起始濃度為1 mol·L1，消耗CO濃度為x。Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)10xx1xx20%，x0.8 mol·L1，K4。(3)堿性條件下，F(xiàn)e2與CN結(jié)合生成Fe(CN)64；Fe2被空氣中的O2氧化生成Fe3；Fe(CN)64與Fe3反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙變藍(lán)。(4)若不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則c(Fe3)×c3(OH)KspFe(OH)3，代入有關(guān)數(shù)據(jù)后可求出c(OH)2×1013 mol·L1，c(H)0.05 mol·L1，則加入鹽酸的體積至少為0.0025 L2.5 mL。9(1)2、3(2)漏斗(3)2HFe=Fe2H2，2Fe3Fe=3Fe2KSCN溶液無血紅色現(xiàn)象(4)bc(5)無(6)4FeCO3O22Fe2O34CO2解析：(3)步驟是將鐵離子還原成亞鐵離子，又因?yàn)槿芤褐羞€存在氫離子，則步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2HFe=Fe2H2、2Fe3Fe=3Fe2；檢驗(yàn)步驟已經(jīng)進(jìn)行完全，即溶液中沒有鐵離子，可以用KSCN溶液。(4)步驟中調(diào)節(jié)pH的試劑要能與酸反應(yīng)且不引入新的雜質(zhì)，所以用氧化亞鐵或氨水較好，答案選bc。(5)由題中數(shù)據(jù)可知，溶液中c(Fe2)·c(OH)21.2×106×(1×105.5)21.2×1017KspFe(OH)24.8×1016，故無Fe(OH)2沉淀生成。(6)步驟中碳酸亞鐵在空氣中與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO3O22Fe2O34CO2。10(1)c(2)c(3)Fe2Fe3Fe3、Cu2(4)4FeO10H2O4Fe(OH)3(膠體)8OH3O2殺菌凈水解析：(3)向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入一定量的鐵屑，對應(yīng)的反應(yīng)為2FeCl3Fe=3FeCl2，CuCl2Fe=FeCl2Cu。若剩余的固體為銅，則反應(yīng)后的溶液中含有的陽離子一定有Fe2，一定不含F(xiàn)e3，但不一定含有Cu2；若剩余的固體為鐵和銅的混合物，則反應(yīng)后的溶液中的陽離子只有Fe2，一定不含 Fe3、Cu2。(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)中Fe的化合價(jià)是6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒，其還原產(chǎn)物Fe3水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中雜質(zhì)，所以高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是凈水、消毒。11(1)FeHCl(或鹽酸)(2)減少產(chǎn)品CuCl的損失防止CuCl水解(3)CuCl2CuSO4SO22H2O=2CuCl2H2SO4(4)防止CuCl的氧化和見光分解解析： (1)印刷電路的廢液(含F(xiàn)e3、Cu2、Fe2、Cl)加入鐵，三價(jià)鐵離子能夠與鐵反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅，過濾后濾渣中含有銅和鐵，加入鹽酸，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，銅與鹽酸不反應(yīng)，將銅分離出來。內(nèi)容總結(jié)（1）第3節(jié)鐵、銅及其化合物一、選擇題1(2019屆河北保定定興三中月考)某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)，設(shè)計(jì)了如下流程（2）由題意可知，當(dāng)溫度低于570 時(shí)，可逆反應(yīng)Fe3O4(s)4CO(g)3Fe(s)4CO2(g)平衡正向移動，故CO的轉(zhuǎn)化率增大