高考化学新课堂一轮复习课时练 铁铜及其化合物

第3节铁、铜及其化合物一、选择题1(2019届河北保定定兴三中月考)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程。下列说法不正确的是()。A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3转化为Al(OH)3，进入固体2C从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O2(2019届山东泰安期中)足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 molL1NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()。A60 mL B45 mL C30 mL D15 mL3(2019届浙江温州二模)在含a mol FeCl3溶液中加入含b mol Fe和b mol Cu的混合粉末充分反应(忽略离子的水解)，下列说法中，不正确的是()。A当a2b时，发生的离子反应为2Fe3Fe=3Fe2B当2ba4b时，反应中转移电子的物质的量n(e)为2b moln(e)4b molC当2a5b时，发生的总离子反应为10Fe34FeCu=14Fe2Cu2D当2ba4b时，反应后的溶液中n(Fe2)n(Cu2)(a2b)(ab)4(2019届湖北七校联考)FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如下图所示，下列说法不正确的是()。A产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeOB沉淀过程中有CO2气体放出C过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒D可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质5(2019届辽宁沈阳东北育才学校模拟)部分氧化的FeCu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是()。AV44.8B原样品中Fe元素的质量分数为38.89%C滤液A中的阳离子为Fe2、Fe3、HD样品中CuO的质量为4.0 g6(2019届北京昌平期末)纳米Fe3O4晶体材料可以作为核磁共振造影增强剂，用于疾病的诊断和治疗。其制备过程如下图所示，下列叙述不合理的是()。A在反应中，的作用可能是促进氯化铁水解B反应的化学方程式是6FeOOHCO =2Fe3O43H2OCO2C直接加热FeCl3溶液也可以得到四氧化三铁D纳米四氧化三铁形成的分散剂，有可能产生丁达尔现象7将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是()。选项反应情况设想评价A当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有Fe2、Cu2，一定无Fe3正确，Fe3和Fe、Cu均可反应B当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有Fe2、Cu2，无Fe3正确，Fe和Cu与Fe3都反应，故有Fe2和Cu2，无Fe3C当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有Fe2，无Cu2正确，Cu有剩余，故无Cu2D当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有Fe2、Cu2不正确，不可能有Fe剩余而无Cu剩余，因为Fe比Cu优先与Fe3反应二、非选择题8(2019届安徽淮南一模)从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。(1)古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，其主要成分是_(填字母序号)。aFe bFeO cFe3O4 dFe2O3(2)现代利用铁的氧化物循环裂解水制氢气的过程如下图所示。 整个过程与温度密切相关， 当温度低于 570 时，反应Fe3O4(s)4CO(g)3Fe(s)4CO2(g)，阻碍循环反应的进行。已知：Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)H119.3 kJmol13FeO(s)H2O(g)Fe3O4(s)H2(g)H257.2 kJmol1C(s)CO2(g)2CO(g)H3172.4 kJmol1铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是_。下图表示其他条件一定时，Fe3O4(s)和CO(g)反应达平衡时CO(g)的体积百分含量随温度的变化关系。.当温度低于570 时，温度降低CO的转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)，理由是_。.当温度高于570 时，随温度升高，反应Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)平衡常数的变化趋势是_(填“增大”“减小”或“不变”)；1040 时，该反应的化学平衡常数的数值是_。(3)古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下：牛血复分解反应的离子方程式是_。如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中CN，方案如下：若试纸变蓝则证明食品中含有 CN，请解释检测时试纸变蓝的原因：_。(3) 已知25 时，KspFe(OH)34.01039，此温度下若在实验室中配制100 mL 5 molL1 FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入2 molL1的盐酸_mL(忽略加入盐酸体积)。9(2019届四川资阳二诊)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)制备铁红(Fe2O3)的生产流程如下：试回答下列问题：(1)步骤所得溶液中铁元素的化合价是_。(2)实验室中实现步骤中分离操作需要的仪器有_、铁架台、玻璃棒、烧杯。(3)步骤中发生反应的离子方程式：_；向反应后的溶液中加入试剂_，当观察到_说明步骤已经进行完全。(4)步骤中不能选用试剂_调节溶液的pH。(填字母编号)aFeO固体 b氢氧化钠溶液cFe2O3固体 d氨水(5)室温下，FeCO3达到溶解平衡时溶液pH8.5，c(Fe2)1.2106 molL1，则FeCO3固体产物中_(填“有”或“无”)Fe(OH)2。已知：KspFe(OH)24.81016。(6)步骤中发生反应的化学方程式为_。10(2019届山西太原五中段考)已知铁的化合物之间有如下转化关系：Fe2Fe3FeO(高铁酸根离子)请回答下列有关问题：(1)Fe与过量稀盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述的转化，要求产物纯净，可选用的试剂是_(填序号)。aKMnO4bHNO3cH2O2(2)硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂，其中有一主要反应：CuFeS24Fe3=Cu25Fe22S(CuFeS2中S为2价)。则下列说法正确的是_(填序号)。a从物质分类的角度看，黄铜矿属于合金bCu2和S是氧化产物c当转移1 mol电子时，46 g CuFeS2参加反应d反应中，CuFeS2既作氧化剂又作还原剂(3)在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出。若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是_，一定不含的阳离子是_。若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定不含的阳离子是_。(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂，和水发生水解反应生成Fe(OH)3胶体等物质，写出FeO 和H2O反应的离子方程式：_。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_、_(用简洁的名词描述即可)。11(2019届江西上高二中月考)氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸；在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色。如下图所示是工业上以制作印刷电路板的废液(含Fe3、Cu2、Fe2、Cl)生产CuCl的流程：根据以上信息回答下列问题：(1)写出生产过程中所加试剂：X_，Y_。(2)生产中为了提高CuCl产品的质量，采用抽滤法快速过滤，析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的目的是_；生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是_。(3)写出产生CuCl的化学方程式：_。(4)在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外，还应该注意的关键问题是_。第3节铁、铜及其化合物1D解析：硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)，混合物中加入足量硫酸，Fe2O3、Al2O3与酸反应生成的硫酸铁、硫酸铝，二氧化硅不反应，过滤，固体1为二氧化硅；在滤液中加入铁粉将铁离子还原为亚铁离子，调节pH使铝离子完全沉淀，过滤，固体2为氢氧化铝，溶液2为硫酸亚铁，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到硫酸亚铁晶体。由流程分析可知A、B正确；亚铁离子易被空气中的氧气氧化，而且受热易失去结晶水，所以从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解，故C正确；在溶液1中加入铁粉后含有亚铁离子和铝离子，加过量的氢氧化钠，铝离子转化为偏铝酸根离子，亚铁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁沉淀，但是氢氧化亚铁易被氧气氧化，则得到的氢氧化亚铁中含有氢氧化铁，最后得到的产品不纯，故D错误。2A解析：由于N2O4可以看作2分子NO2，我们可以直接将它当作NO2进行计算。通过题目得知所有的气体均被水吸收生成硝酸，我们可以写出如下的化学方程式：NONO2O2H2O=2HNO3。标准状况下，1.68 L氧气是0.075 mol，因此通过比例可知，NO和NO2的物质的量各自是0.075 mol。铜和硝酸反应有两种情况：Cu4HNO3=Cu(NO3)22NO22H2O、3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O。通过NO和NO2的物质的量可以分别算出两个反应中铜的物质的量分别是0.0375 mol和0.1125 mol，总共是0.15 mol，则完全沉淀需要的氢氧根是0.3 mol，因此需要的氢氧化钠溶液的体积是60 mL。3D解析：金属性：铁铜，铁离子首先氧化金属铁。当a2b时，铁离子不足，发生的离子反应为2Fe3Fe=3Fe2，A正确；当2ba4b时，铁离子全部参与反应，因此反应中转移电子的物质的量n(e)为a mol，即为2b moln(e)4b mol，B正确；当2a5b时，铁全部反应，铜部分反应，发生的总离子反应为10Fe34FeCu=14Fe2Cu2，C正确；当2ba4b时，铁全部反应，铜部分反应，与铁反应的铁离子是2b mol，则与铜反应的铁离子是a mol2b mol，所以生成的铜离子是0.5a molb mol，因此反应后的溶液中n(Fe2)n(Cu2)2(ab)(a2b)，D错误。4A解析：FeCO3在空气中高温分解，Fe2可能被空气中氧气氧化成Fe3，故A错误；Fe2和HCO发生双水解反应，生成CO2，故B正确；过滤所用玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故C正确；KSCN溶液遇Fe3显血红色，因此可用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质，故D正确。5B解析：根据最后溶液中溶质为过量H2SO4和FeSO4，充分灼烧后的固体为氧化铁，则铁元素的物质的量为20.04 mol，说明参加反应的硫酸的物质的量为0.04 mol，含氢离子0.08 mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H和合金中的氧结合成水，由于合金中氧的物质的量为0.02 mol，它结合氢离子0.04 mol，所以硫酸中有(0.080.04) mol0.04 mol H生成氢气，即生成0.02 mol氢气，标准状况下的体积为448 mL，故A错误；合金中Fe元素的质量为56 gmol10.04 mol2.24 g，故合金中Fe元素的质量分数100%38.89%，故B正确；生成的滤渣3.2 g是铜，金属铜可以和Fe3反应，所以滤液A中一定不含Fe3，故C错误；由于硫酸过量，生成氢气，滤液中不含铜离子，滤渣3.2 g为金属铜，铜的物质的量为0.05 mol，若全部为氧化铜，氧化铜的质量为80 gmol10.05 mol4.0 g，由于是部分铜被氧化成氧化铜，则样品中氧化铜的质量一定小于4.0 g，故D错误。6C解析：因反应环丙胺不参加反应，但加快反应速率，即加快了氯化铁水解，故A正确；反应的反应物为FeOOH和CO，其中一种生成物为Fe3O4，由质量守恒定律可知反应为6FeOOHCO=2Fe3O43H2OCO2，故B正确；直接加热FeCl3溶液可以得到氢氧化铁，进一步加热可以得到氧化铁，无法得到四氧化三铁，故C错误；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中，属于胶体分散系，则具有丁达尔现象，故D正确。7D解析：当铁、铜的量比较少时溶液中可能有Fe3存在，A错误；当铁过量时，铜不与Fe3反应，此时溶液中不存在Cu2和Fe3，B错误；铜有剩余则溶液中一定无Fe3，可能有Cu2，C错误；铁比铜活泼，不可能出现铁有剩余而铜无剩余的情况，D正确。8(1)c(2)C(s)H2O(g)=H2(g)CO(g)H134.5 kJmol1.增大当温度低于570 时，可逆反应Fe3O44CO(g)3Fe(s)4CO2(g)平衡正向移动，故CO的转化率增大.增大4(3)Fe(CN)644Fe3=Fe4Fe(CN)63碱性条件下，Fe2与 CN结合生成Fe(CN)64，Fe2被空气中的O2 氧化生成 Fe3，Fe(CN)64 与 Fe3反应生成普鲁士蓝使试纸变蓝(4)2.5解析：(2).由图象可知，当温度低于570 时，温度降低，CO的体积百分含量降低，故CO的转化率增大；由题意可知，当温度低于570 时，可逆反应Fe3O4(s)4CO(g)3Fe(s)4CO2(g)平衡正向移动，故CO的转化率增大。.当温度高于570 时，随温度升高，CO的体积百分含量降低，即反应Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)平衡正向移动，则平衡常数增大。1040 时CO体积分数为20%。设CO起始浓度为1 molL1，消耗CO浓度为x。Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)10xx1xx20%，x0.8 molL1，K4。(3)碱性条件下，Fe2与CN结合生成Fe(CN)64；Fe2被空气中的O2氧化生成Fe3；Fe(CN)64与Fe3反应生成普鲁士蓝使试纸变蓝。(4)若不出现浑浊现象，则c(Fe3)c3(OH)KspFe(OH)3，代入有关数据后可求出c(OH)21013 molL1，c(H)0.05 molL1，则加入盐酸的体积至少为0.0025 L2.5 mL。9(1)2、3(2)漏斗(3)2HFe=Fe2H2，2Fe3Fe=3Fe2KSCN溶液无血红色现象(4)bc(5)无(6)4FeCO3O22Fe2O34CO2解析：(3)步骤是将铁离子还原成亚铁离子，又因为溶液中还存在氢离子，则步骤中发生反应的离子方程式为2HFe=Fe2H2、2Fe3Fe=3Fe2；检验步骤已经进行完全，即溶液中没有铁离子，可以用KSCN溶液。(4)步骤中调节pH的试剂要能与酸反应且不引入新的杂质，所以用氧化亚铁或氨水较好，答案选bc。(5)由题中数据可知，溶液中c(Fe2)c(OH)21.2106(1105.5)21.21017KspFe(OH)24.81016，故无Fe(OH)2沉淀生成。(6)步骤中碳酸亚铁在空气中与氧气发生氧化还原反应，生成氧化铁，反应的化学方程式为4FeCO3O22Fe2O34CO2。10(1)c(2)c(3)Fe2Fe3Fe3、Cu2(4)4FeO10H2O4Fe(OH)3(胶体)8OH3O2杀菌净水解析：(3)向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入一定量的铁屑，对应的反应为2FeCl3Fe=3FeCl2，CuCl2Fe=FeCl2Cu。若剩余的固体为铜，则反应后的溶液中含有的阳离子一定有Fe2，一定不含Fe3，但不一定含有Cu2；若剩余的固体为铁和铜的混合物，则反应后的溶液中的阳离子只有Fe2，一定不含 Fe3、Cu2。(4)高铁酸钾(K2FeO4)中Fe的化合价是6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，其还原产物Fe3水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中杂质，所以高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是净水、消毒。11(1)FeHCl(或盐酸)(2)减少产品CuCl的损失防止CuCl水解(3)CuCl2CuSO4SO22H2O=2CuCl2H2SO4(4)防止CuCl的氧化和见光分解解析： (1)印刷电路的废液(含Fe3、Cu2、Fe2、Cl)加入铁，三价铁离子能够与铁反应生成二价铁离子，铜离子能够与铁反应生成铜，过滤后滤渣中含有铜和铁，加入盐酸，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，铜与盐酸不反应，将铜分离出来。内容总结（1）第3节铁、铜及其化合物一、选择题1(2019届河北保定定兴三中月考)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程（2）由题意可知，当温度低于570 时，可逆反应Fe3O4(s)4CO(g)3Fe(s)4CO2(g)平衡正向移动，故CO的转化率增大