2019-2020年高考化学大一轮总复习 专题二 第三单元 铁、铜的获取及应用练习（含解析）.doc

2019-2020年高考化学大一轮总复习 专题二 第三单元 铁、铜的获取及应用练习（含解析）一、选择题1下列有关说法中不正确的是 ()。A铁与Cl2、盐酸均能发生反应，但生成的含铁物质组成不同B分别加热蒸干并灼烧铁、铝的氯化物溶液，最后得到的物质均为金属氧化物C等物质的量的Na、Cu、Al与足量氯气反应时，消耗的氯气一样多D常温下，铁片、铝片与浓硫酸的反应均只能停留在金属的表面上解析A项，分别生成了FeCl3和FeCl2；B项，铁、铝的氯化物溶液在蒸干时会发生水解，分别生成Fe(OH)3和Al(OH)3，灼烧时又均会分解，分别生成Fe2O3和Al2O3；C项，物质的量均为1 mol的Na、Cu、Al分别消耗氯气的物质的量为0.5 mol、1 mol、1.5 mol；D项常温下，铁片、铝片均会被浓硫酸钝化。答案C2铁和铁合金是生活中常用的材料，下列说法正确的是()A不锈钢是铁合金，只含金属元素B一定条件下，铁粉可与水蒸气反应C铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应D在空气中，铁板比镀锌铁板更耐腐蚀解析 不锈钢中含有Fe、Cr还含有Si等元素。铁和铁合金都与盐酸反应。镀锌铁板表面的锌对内层铁有保护作用。答案 B3向某晶体的溶液中加入含Fe2的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现红色，下列结论中错误的是 ()。AFe3的氧化性比溴的氧化性强 B该晶体中一定含有SCNCFe2与SCN不能形成红色化合物 DFe2被溴氧化成Fe3解析某晶体的溶液中加入含Fe2的溶液无明显变化，当加入溴水后，Fe2一定被氧化成Fe3，此时溶液出现红色，说明原晶体是含有SCN的盐，很明显判断B、C、D三项均正确；在Br2与Fe2反应中，Fe3是氧化产物，Br2是氧化剂，所以Br2的氧化性应比Fe3的氧化性强。答案A4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()。A滤液A中的阳离子为Fe2、Fe3、HB样品中Fe元素的质量为2.24 gC样品中CuO的质量为4.0 gDV896 mL解析根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与Fe3不共存，则A项错误；最后的3.2 g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24 g，B正确；样品中Cu元素和O元素共5.76 g2.24 g3.52 g，则C项错误；2.24 g Fe元素不可能全是单质，故生成的氢气的体积小于896 mL，D错误。答案B5用已被部分氧化的金属屑A制备某工业常用盐C的步骤如下：将C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，下列判断正确的是 ()。A过滤所得的残渣中一定没有金属AB滤液可能是CuSO4溶液或MgSO4溶液C水合盐B可能是FeSO47H2OD无水盐C可能是Fe2(SO4)3解析无水盐C中有Fe2，没有Fe3，D错误；部分氧化的金属屑A，说明含有Fe2O3和Fe，由于最终只有Fe2生成，Fe过量，A、B错误。答案C6在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间关系如图所示，则该溶液中Fe(NO3)3与Cu(NO3)2的物质的量浓度之比为()。A31 B12 C21 D11解析注意纵坐标是c(Fe2)。由化学方程式：2Fe3Fe=3Fe2、Fe Cu2=Fe2Cu，结合图像可知，c(Fe2)的大小在03变化快，3是拐点，此前发生2Fe3Fe=3Fe2，在34范围内变化时发生FeCu2=Fe2Cu，设溶液的体积为V L，由化学方程式2Fe3Fe=3Fe2可得，n(Fe3)n(Fe2)V L3 molL12V mol，由化学方程式FeCu2=Fe2Cu可得，n(Cu2)n(Fe2)V L(43)molL1V mol，故c(Fe3) c(Cu2)21。答案C7已知酸性条件下有如下反应：2Cu=Cu2Cu。由 于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体和蓝色溶液无色气体无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()ACuBCu2OC一定有Cu，可能有Cu2OD一定有Cu2O，可能有Cu解析 本题考查铜及其化合物的主要性质。若产物只有Cu，与稀H2SO4作用不会得到蓝色溶液；若只有Cu2O符合各实验现象，若Cu2O中含有Cu也符合各现象。答案 D二、非选择题8在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；：向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。已知：KspFe(OH)34.01038回答下列问题：(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为_；(2)过程加入铁屑的主要作用是_，分离得到固体的主要成分是_，从固体中分离出铜需采用的方法是_；(3)过程中发生反应的化学方程式为_；(4)过程中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为_。(列式计算)解析(1)Fe3具有强氧化性，能将Cu氧化，离子方程式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2；(2)废液中含有Fe2和Cu2，加入过量的铁屑发生的反应为：FeCu2=Fe2Cu，铁屑的作用是回收铜，分离得到的固体为Cu和Fe的混合物，从中得到铜的方法是先加入过量的盐酸，再过滤。(2)“向滤液中加入一定量石灰水”发生的反应为：FeCl2Ca(OH)2=CaCl2Fe(OH)2；“鼓入足量的空气”发生的反应为：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(4)据KspFe(OH)3c(Fe3)c(OH)34.01038，pH5，c(OH)109 molL1，可知c(Fe3)4.01011 molL1。答案(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)回收铜Cu和Fe加盐酸反应后过滤(3)FeCl2Ca(OH)2=Fe(OH)2CaCl24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)c(Fe3)4.01038(109)34.01011 (molL1)9铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH的阴离子交换柱，使Cl和OH发生交换。交换完成后，流出溶液的OH用0.40 molL1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x的值：_(列出计算过程)；(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)n(Cl)12.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为_。在实验室中，FeCl2可用铁粉和_反应制备，FeCl3可用铁粉和_反应制备；(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为_。(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_。与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_，该电池总反应的离子方程式为_。解析 (1)Cl和OH发生交换，则n(Cl)n(OH)0.0250 L0.40 molL10.010 mol。则：0.54 g FeClx样品中铁的质量为：0.54 g0.010 mol35.5 gmol10.19 g。铁的物质的量为：0.0034 mol。FeClx中n(Fe)n(Cl)0.00340.01013，则x3。(2)设FeCl2、FeCl3的物质的量分别为x、y，则，解得xy91，则该样品中FeCl3的物质的量分数为：0.10。FeCl2可由Fe与弱氧化剂盐酸制备，FeCl3可由Fe与强氧化剂Cl2制备。(3)Fe3具有氧化性，I具有还原性，二者发生氧化还原反应：2Fe32I=2Fe2I2(或2Fe33I=2Fe2I)。(4)Fe3在强碱性条件下被ClO氧化为FeO，ClO被还原为Cl，由化合价升降法可配平得：2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO5H2O3Cl。在K2FeO4Zn组成的碱性电池中，FeO作氧化剂在碱性条件下生成Fe(OH)3，Zn作还原剂生成Zn(OH)2，总反应的离子方程式为2FeO8H2O3Zn=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH，其正极反应式为FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH。答案 (1)n (Cl)0.0250 L0.40 molL10.010 mol054 g0.010 mol35.5 gmol10.19 gn(Fe)0.19 g/56 gmol10.003 4 moln(Fe)n(Cl)0.00340.01013，x3(2)0.10盐酸氯气(3)2Fe32I=2Fe2I2(或2Fe33I=2Fe2I)(4)2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO5H2O3ClFeO3e4H2O=Fe(OH)35OH2FeO8H2O3Zn=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH10(1)铁是人体必需的微量元素，目前市售补铁营养品较多，某研究性学习小组对补铁剂中铁的含量进行了测定。提供药品：FeCl2溶液(浅绿色)、FeCl3溶液(棕黄色)、铁粉、铜粉、KSCN溶液、氨水、氯水。仪器自选将补铁剂中的Fe2转化成Fe3，结合你所选的试剂写出相关的离子方程式：_。若将Fe3转化成Fe2，结合你所选的试剂写出相关的离子方程式：_。将Fe3用氨水沉淀为不溶于水的氢氧化铁，试写出发生反应的离子方程式：_。(2)某同学根据铁元素之间的转化，提出这样一个观点：氯气与铁粉反应，当Cl2足量时生成FeCl3，当铁粉过量时产物是FeCl2，为验证该观点是否正确，该同学将一定质量铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质，然后通过实验确定其成分。探究过程如下：提出假设假设1：该固体物质是FeCl2。假设2：该固体物质是_。假设3：该固体物质是_。设计实验方案取少量固体物质于烧杯中，加适量水溶解，得到溶液A，然后取两份A溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表：实验方法实验现象结论在A溶液中加入KSCN溶液_固体物质中有FeCl3在酸性KMnO4溶液中加入少量A溶液酸性KMnO4溶液颜色无明显变化固体物质中不含_根据上述实验结论，写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式_。答案(1)2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe3Fe=3Fe2或2Fe3Cu=2Fe2Cu2 Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH(2)假设2：FeCl3假设3：FeCl3和FeCl2的混合物溶液呈血红色FeCl22Fe3Cl22FeCl311碱式硫酸铁Fe(OH)SO4是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4回答下列问题：(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的_沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是_。(2)在实际生产中，反应常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作_。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO2的物质的量为_。(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2离子，可部分水解生成Fe2(OH)聚合离子。该水解反应的离子方程式为_。(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2及NO。为检验所得产品中是否含有 Fe2，应使用的试剂为_。A氯水 BKSCN溶液CNaOH溶液 D酸性KMnO4溶液解析本题以碱式硫酸铁的制备为背景，将工业生产流程与化学实验的知识相结合，考查了化学方程式的书写、反应过程中pH条件的控制、实验基本操作和操作意图、物质的性质等，较好地考查了考生的基础知识和知识迁移能力，难度中等。(1)过量的铁使Fe3转化成Fe2，这样通过调节pH在4.47.5，可以使Al3全部沉淀，而Fe2未沉淀。“搅拌”使得反应物充分接触，反应速率加快。(2)从反应知，NaNO2转化为NO，NaNO2作氧化剂，增加O2的量，以减少NaNO2，说明O2也作氧化剂。根据电子转移总数知，NaNO2中N的化合价变化1，而O2的化合价变化4，相当于节约NaNO2的物质的量为42 mol。(3)由Fe(OH)2离子水解生成Fe2(OH)，由铁原子守恒可知，多出的OH应由水提供。(4)要检验是否存在Fe2，必须排除Fe3的干扰，应利用Fe2的还原性，故应选择酸性KMnO4溶液作试剂。答案(1)Al3使反应物充分接触，加快反应速率(2)氧化剂2 mol(3)2Fe(OH)22H2OFe2(OH)2H(4)D