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专题08 铁、铜及其重要化合物 金属冶炼1、 高考真题再现1、（2018年全国卷I-10）NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1 NAB22.4 L（标准状况）氩气含有的质子数为18NAC92.0 g甘油（丙三醇）中含有羟基数为1.0NAD1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA2、（2018年北京卷-9）下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是ABCD实验NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中现象产生白色沉淀，随后变为红褐色溶液变红，随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体，随后变为红棕色3、（2018年北京卷-8）下列化学用语对事实的表述不正确的是A硬脂酸与乙醇的酯化反应：C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218OB常温时，0.1 molL-1氨水的pH=11.1：NH3H2O+OHC由Na和C1形成离子键的过程：D电解精炼铜的阴极反应：Cu2+ +2eCu二、专项练习1中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献涉及的化学研究成果，对其说明不合理的是A 天工开物五金中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”炒铁是为了降低铁水中的碳含量，且熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差B 抱朴子黄白中“曾青涂铁，铁赤色如铜”主要发生了置换反应C 本草纲目中“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”，利用到蒸馏D 梦溪笔谈中“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”中的剂钢是指铁的合金2某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定实验流程如下:下列说法不正确的是A 步骤研磨时需要在研钵中进行B 步骤加入氨水的作用是将Fe2+ 完全沉淀C 步骤多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重D 每片补血剂中铁元素的质量为0.07wg3关于反应过程中的先后顺序，下列评价正确的是（）A 向浓度都为0.1mol/L的FeCl3和CuCl2加入铁粉，溶质CuCl2首先与铁粉反应B 向过量的Ba(OH)2溶液中滴加少量的KAl(SO4)2溶液，开始没有白色沉淀生成C 向浓度都为0.1mol/L 的Na2CO3和NaOH的混合溶液通入CO2气体，NaOH首先反应D 向浓度为0.1mol/L的FeCl3溶液中，加入质量相同、颗粒大小相同的铁和铜，铜单质首先参加反应4下列离子方程式正确的是A 氯气和水反应：Cl2+H2O Cl-+ClO+2H+B 硫酸铵溶液和氢氧化钡溶液反应：Ba2+ = BaSO4C 酸性硫酸亚铁溶液在空气中被氧化：4Fe2O24H4Fe32H2OD 碳酸氢钠溶液和过量的澄清石灰水混合：2+Ca2+2OH = CaCO3+2H2O5下列关于Fe3、Fe2的说法错误的是()A 用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2B 配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度C 用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀 D 向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2被氧化6在混合体系中，确认化学反应先后顺序有利于问题解决，下列反应顺序判断正确的是。A 在含等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中缓慢通入Cl2： I-、Br-、Fe2+B 在含等物质的量的Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入Zn：Fe3+、Cu2+、H+、Fe2+C 在含等物质的量的Ba(OH)2、KOH的溶液中通入CO2可以看成：KOH、Ba(OH)2、BaCO3、K2CO3D 在含等物质的量的AlO2-、OH-、CO32-溶液中，逐滴加入盐酸：AlO2-、Al(OH)3、OH-、CO32-7已知：2Fe2+Br2=2Fe3+2Br-，2Fe3+2I-=2Fe2+I2。向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量Cl2，溶液中某些离子的物质的量变化如下图所示。下列说法中，不正确的是A 还原性：I-Fe2+Br-B 原混合溶液中FeBr2的物质的量为6 molC 原溶液中：n(Fe2+)：n(I-)：n(Br-)=2:1:3D 当通入2mol Cl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为：2Fe2+2I-+2Cl2=2Fe3+I2+4Cl-8FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入Fe粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()A 加入KSCN溶液一定不变红色 B 溶液中一定含Fe2C 剩余固体中一定含Cu D 溶液中一定含Cu29由下列实验及现象不能推出相应结论的是（ ）实验现象结论A向2mL0.1mol/LFeCl3的溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变还原性：FeFe2+B将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生CO2具有氧化性C将碳酸氢钠分解产生的气体通入CaCl2溶液产生白色沉淀CO2与CaCl2溶液反应D将0.1mol/LMgSO4溶液滴入NaOH溶液至不在有沉淀产生，再滴加0.1mol/LCuSO4溶液先有白色沉淀生成后变为浅色蓝色沉淀Mg(OH)2的溶度积(Ksp)比Cu(OH)2大10在混合体系中，确认化学反应先后顺序有利于问题的解决，下列反应先后顺序判断正确的是()A 在含等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中缓慢通入Cl2：I、Br、Fe2B 在含等物质的量的Fe3、Cu2、H的溶液中加入Zn：Fe3、Cu2、HC在含等物质的量的Ba(OH)2、KOH的溶液中通入CO2：KOH、Ba(OH)2、BaCO3、K2CO3D 在含等物质的量的AlO2-、OH、CO32-的溶液中，逐滴加入盐酸：AlO2-、Al(OH)3、OH、CO32-11硫酸锌是制备荧光粉的原料之一。某实验室用炼锌厂的烟道灰（主要成分为：炭粉、ZnO、PbO、FeO、SiO2)制备皓矾(ZnSO4 7H2O)的流程如下：已知：ZnSO4易溶于水，难溶于乙醇。请回答下列问題：（1）下列操作或描述正确的是 _A“抽滤洗涤”时，将洗液与溶液I合并，有利于提高皓矾的产率B溶液I中含量较高的溶质有ZnSO4、PbSO4、FeSO4、H2SO4C重结晶时，需加少量稀盐酸抑制Zn2+水解D “洗涤干燥”时，可用95%的酒精作为洗涤剂（2）如图安装抽滤装置，经过一系列操作完成抽滤。请选择合适的编号，按正确的搡作顺序补充完整：在布氏漏斗中加入滤纸_ _确认抽干。_转移固液混合物；开大水龙头；关闭水龙头；微开水龙头；加入少量蒸馏水润湿滤纸（3）某同学设计了一个实验方案，证明晶体II中的杂质Fe3+含量低于晶体，请把该方案补充完整。_ (填操作），分别加入2滴稀硝酸和6滴15%KSCN,_(填现象),证明晶体II中的杂质含量低于晶体I（4）某同学称取28.700g研细的皓矾晶体(0.100mol), 置于坩埚中充分加热、冷却、称量,发现晶体失重13.100g。该同学分析认为，在加热失水过程中还发生副反应，该副反应可能的化学方程式为_（5）将烟道灰在氧气中髙温灼烧后，再按上述流程操作，皓矾产率有明显提高，其原因是_12实验室用图 1 所示装置制备 KClO 溶液，并通过 KClO 溶液与 FeCl3 溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知 K2FeO4 具有下列性质: 可溶于水，微溶于饱和 KOH 溶液；在 05 的强碱性溶液中比较稳定；在 Fe3+和 Fe(OH)3 催化作用下发生分解；在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成 Fe(OH)3 和 O2。回答下列问题：(1)装置A 用于产生氯气，若选用图 2 中的甲装置，反应的离子方程式是_，若选用装置乙，其中的导管 a 的作用是_。(2)Cl2 与 KOH 在较高温度下反应生成 KClO3。在不改变 KOH 溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在0-5进行。实验中可采取的措施是_；在通入氯气的过程中，不断搅拌的目的是_。(3)制备 K2FeO4 时，KClO 饱和溶液与 FeCl3 饱和溶液的混合方式为_，反应的离子方程式是_。(4)提纯 K2FeO4 粗产品 含有 Fe(OH)3、KCl 等杂质的实验方案为：将 K2FeO4 粗产品溶于冷的3 mol/LKOH 溶液中_(填操作名称)，将滤液置于冰水浴中，再加入_，搅拌、静置、再过滤，晶体用适量乙醇洗涤 2-3 次后，在真空干燥箱中干燥。13氯化铁可用作金属蚀刻、有机合成的催化剂，研究其制备及性质是一个重要的课题。（1）氯化铁晶体的制备（夹持及加热装置省略）：实验过程中装置丙中可能发生反应的离子方程式有_。该装置气密性检查方法及操作：_。（2）氯化铁的性质探究：为探究氯化铁的性质设计了如下实验。（查阅文献知：氯化铁的熔点为306、沸点为315，易升华，气态FeCl3会分解成FeCl2和Cl2 FeCl2熔点670）操作步骤实验现象解释原因打开K，充入氮气D中有气泡产生充入N2的原因_。关闭K，加热至600，充分灼烧固体B中出现棕黄色固体产生现象的原因_。实验结束，振荡C静置_。(用方程式解释）答案与解析一、高考真题再现1、【答案】B【解析】A项，FeCl3水解不彻底，故生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1 NAC项，92.0 g甘油（丙三醇）为1mol， 每个丙三醇分子中含有3个羟基，所以差劲基数应为3NA。2、 【答案】C3、 【解析】A项，Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 , 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3现象，生成白色沉淀，迅速转化成灰绿色，最后转化成红褐色。3、【答案】A。【解析】硬脂酸与乙醇的酯化反应：正确为C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2O2、 专项练习1【答案】A2【答案】B【解析】由流程图可以知道,该实验原理为:将药品中的Fe2+形成溶液,将Fe2+氧化为Fe3+,使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,再转化为氧化铁,通过测定氧化铁的质量,计算补血剂中铁元素的含量.3【答案】C【解析】A、三价铁的氧化性强于铜离子,还原剂铁先是和氧化性强的铁离子反应，故A错误； B、钡离子和硫酸根离子反应生成白色沉淀硫酸钡，所以开始有白色沉淀生成，故B错误；C、碳酸钠和氢氧化钠均可以和二氧化碳反应,但是氢氧化钠的碱性强于碳酸钠,所以NaOH先和二氧化碳发生反应,C正确；D、一种氧化剂与多种还原剂反应,还原性强的铁首先反应，故D错误；正确选项C。4【答案】C5【答案】A【解析】A. 酸性条件下，KMnO4溶液能够把氯离子氧化为氯气，高锰酸钾溶液褪色，对亚铁离子的检验受到了干扰，A错误；B. FeCl3易水解，配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度,B正确；C.反应开始时生成的氢气进入B中，可排出空气,防止生成的氢氧化亚铁被氧气氧化,一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2,C正确；D.Fe3与铁反应可生成Fe2,则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2被氧化，D正确；6【答案】B【解析】A.溶液中离子的还原性强弱顺序是I-Fe2+Br-，向溶液中滴加过量氯水时发生的反应分别为：2I-+Cl2=2Cl-+I2、2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-、Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，所以参与反应的离子先后顺序为：I-、Fe2+、Br-，故A错误；B.铁离子的氧化性强于铜离子，H的氧化性弱于Cu2+而强于Fe2+，所以在含有等物质的量的Fe3+、Cu2+、H的溶液中加入Zn粉，反应的先后顺序Fe3+、Cu2+、H，故B正确；C.氢氧化钡先发生反应，因为碳酸钾与氢氧化钡不能共存，则反应的先后顺序为Ba(OH)2、KOH、K2CO3、BaCO3，故C错误；D.若H+最先与AlO2反应，生成氢氧化铝，而氢氧化铝与溶液中OH-反应生成AlO2，则反应顺序为OH-、AlO2、CO32-、Al(OH)3，故D错误；7【答案】B8【答案】D【解析】由题意知氧化性顺序为Fe3+Cu2+Fe2+，则剩余的固体一定含有铜。成份有两种可能：（1）只有铜,没有铁，当固体为铜时,溶液中一定没有Fe3+、Cu2+，恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu；（2）剩余固体为铁和铜的混合物，当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu，反应的方程式为：2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=Cu+FeCl2，所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+,一定含有Fe2+；综上,剩余的固体一定含有铜,只要有固体剩余一定没有Fe3+，加入KSCN溶液一定不变红色,一定含有Fe2+,可能含有Cu2+，故D错误； 9【答案】C【解析】A向2 mL 0.1FeCl3的溶液中加足量铁粉，发生2Fe3+Fe=3Fe2+；B瓶内有黑色颗粒产生，说明二氧化碳被还原生成碳；C碳酸酸性小于盐酸，二氧化碳和氯化钙不反应；D溶度积常数表达式相似时，溶度积常数越小的越先产生沉淀。10【答案】B11【答案】AD取相同质量的晶体I和晶体II，加入相同体积蒸馏水溶解晶体II所得溶液颜色较浅ZnSO4ZnOSO3灼烧后碳粉与O2反应生成CO2，减少了锌元素的吸附损失【解析】（1）A、洗液中含有溶解的ZnSO4，因此将洗涤液与溶液I合并，提高Zn元素的利用，故A正确；B、PbSO4是难溶物，应在固体I中，故B错误；C、加入盐酸，引入新的杂质Cl，故C错误；D、ZnSO4易溶于水，难溶于乙醇，用95%酒精作为洗涤剂，减少ZnSO4的损失，故D正确；（2）抽滤操作步骤步骤是加入滤纸，然后用蒸馏水润湿滤纸，转移固液混合物，接着微开水龙头，开大水龙头，最后确认抽干，即步骤顺序是加入滤纸确认抽干；（3）取相同质量的晶体I和晶体II，加入相同体积蒸馏水溶解，分别加入2滴稀硝酸和6滴15%KSCN，晶体II所得溶液颜色较浅，说明晶体II中的杂质含量低于晶体I；（4）ZnSO47H2O全部失去结晶水，发生ZnSO47H2OZnSO47H2O，晶体减少的质量是水的质量，即晶体失重0.1718g=12.6g13.100g，即部分ZnSO4发生分解，因此副反应是ZnSO4ZnOSO3；（5）灼烧后碳粉与O2反应生成CO2，减少了锌元素的吸附损失。12【解析】MnO2+ 4H+2Cl-Cl2+Mn2+2H2O平衡气压，使分液漏斗中的液体能顺利滴下将装置 C 中的三颈烧瓶放在冰水浴中使氯气与碱液充分混合反应，同时及时散热，防止生成杂质将 FeCl3 饱和溶液慢慢滴入 KClO 溶液中3ClO-+2Fe2+10OH-=2FeO42-+3Cl-+ 5H2O过滤饱和 KOH 溶液（1）装置A用于产生氯气，若选用图2中的甲装置，则该反应需要加热，故该反应的离子方程式是MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O，若选用装置乙，其中的导管a的作用是平衡气压，使分液漏斗中的液体能顺利滴下，故答案为：MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O；平衡气压，使分液漏斗中的液体能顺利滴下；（2）Cl2与KOH 在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在0-5进行。实验中可采取的措施是将装置C中的三颈烧瓶放在冰水浴；在通入氯气的过程中，不断搅拌的目的是使氯气与碱液充分混合反应，同时及时散热，防止生成杂质，故答案为：将装置C中的三颈烧瓶放在冰水浴； 使氯气与碱液充分混合反应，同时及时散热，防止生成杂质；（3）K2FeO4在Fe3+和Fe（OH）3催化作用下发生分解，应保证碱性，因此制备K2FeO4时，KClO饱和溶液与FeCl3饱和溶液的混合方式为将FeCl3饱和溶液慢慢滴入KClO溶液中，反应的离子方程式是3ClO-+2Fe2+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案为：将FeCl3饱和溶液慢慢滴入KClO溶液中；3ClO-+2Fe2+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；（4）含有Fe（OH）3、KCl等杂质，氢氧化铁过滤可除去，且K2FeO4可溶于水、微溶于浓KOH溶液，所以将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和的KOH溶液，析出K2FeO4晶体从而除去KCl，再进行过滤，用乙醇洗涤，减少因溶解导致晶体损失，最后在真空干燥箱中干燥，故答案为：过滤；饱和KOH溶液。（1）根据装置图，装置甲中二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气；装置乙中盐酸与铁反应生成氢气，氢气和氯气反应生成氯化氢和装置甲和乙中挥发出来的氯化氢在丙中与氢氧化钠反应，过量的氯气在丙中与氢氧化钠反应除去；装置丙中可能发生反应的离子方程式有OH+ H+= H2O、C12+2OH= ClO+ Cl+ H2O，故答案为：OH+ H+= H2O、C12+2OH= ClO+ Cl+ H2O；该装置气密性检查方法及操作为关闭两个分液漏斗活塞及弹簧夹2，打开弹簧夹1、3，丙烧杯中盛蒸馏水，将导气管插入烧杯中水中，用酒精灯微热甲装置中的烧瓶，若导管末端产生气泡，停止微热，有水柱形成，说明装置不漏气，故答案为：关闭两个分液漏斗活塞及弹簧夹2，打开弹簧夹1、3，丙烧杯中盛蒸馏水，将导气管插入烧杯中水中，用酒精灯微热甲装置中的烧瓶，若导管末端产生气泡，停止微热，有水柱形成，说明装置不漏气；（2）为防止空气对实验的干扰，打开K，充入氮气，故答案为：排出装置内的空气；FeC13易升华，B中出现棕黄色固体，故答案为：FeC13易升华；充入氮气，关闭K，加热至600，充分灼烧固体，2FeC132FeCl2+Cl2，生成的氯气通入C装置，2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，四氯化碳密度比水重，萃取溴单质，使C中溶液分层，上层接近无色，下层橙红色，故答案为：溶液分层，上层接近无色，下层橙红色；灼烧固体，2FeC132FeCl2+Cl2，生成的氯气在C装置中与溴化钠发生置换，2Br-+Cl2=Br2+2Cl-；故答案为：2FeC132FeCl2+Cl2，2Br-+Cl2=Br2+2Cl-。
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