第三单元 主题5 钠及其重要化合物.docx

主题7:铁、铜及其重要化合物　金属的冶炼 命题一 铁单质和铁的化合物的性质和应用 ‎1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2018年全国Ⅱ卷,11)100 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA。(　　)‎ ‎(2)(2018年全国Ⅱ卷,13)向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化,可探究维生素C的还原性。(　　)‎ ‎(3)(2018年江苏,6)向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色。(　　)‎ ‎(4)(2018年江苏,12)向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出,可说明Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性。(　　)‎ ‎(5)(2018年江苏,9)Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq),在给定条件下,物质间的转化均能实现。(　　)‎ ‎(6)(2018年天津理综,4)某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,可得出原溶液中有Fe2+,无Fe3+。(　　)‎ ‎(7)(2017年江苏,7)FeFeCl2Fe(OH)2中的反应均能实现。(　　)‎ ‎(8)(2017年全国Ⅱ卷,13)向2 mL 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液中加足量铁粉,振荡,加1滴KSCN溶液。若黄色逐渐消失,加KSCN溶液颜色不变,则证明还原性:Fe>Fe2+。(　　)‎ ‎(9)(2017年浙江理综,13)酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水的离子方程式为2Fe2++H2O22Fe3++O2↑+2H+。(　　)‎ ‎(10)(2017年江苏,9)在c(Fe2+ )=1 mol·L-1的溶液中能大量存在 K+、NH‎4‎‎+‎、MnO‎4‎‎-‎、SO‎4‎‎2-‎。(　　)‎ ‎(11)(2016年全国Ⅰ卷,8)1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA。(　　)。‎ ‎(12)(2016年全国Ⅰ卷,10)配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释。(　　)‎ ‎(13)(2016年全国Ⅲ卷,7)FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板,能体现出铁比铜金属性强。(　　)。‎ ‎(14)(2016年四川理综,2)常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中,铁片不溶解,说明常温下,铁与浓硫酸一定没有发生化学反应。(　　)‎ ‎(15)(2016年上海,21)Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3。(　　)‎ ‎(16)(2016年江苏,13)室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明Fe3+的氧化性比I2的强。(　　)。‎ ‎(17)(2015年全国Ⅰ卷,8)将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液,现象是有气体生成,溶液呈血红色,说明稀硝酸将Fe氧化为Fe3+。(　　)‎ ‎(18)(2015年广东理综,10)3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子。(　　)‎ ‎(19)(2015年江苏,8)如下所示的物质间转化能一步实现:Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3。(　　)‎ ‎(20)(2015年山东理综,11)向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液,溶液呈红色,则溶液中一定含有Fe2+。(　　)‎ ‎【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)√　(9)×　(10)×　(11)×　(12)√　(13)×　(14)×　(15)×　(16)√　(17)×　(18)√　(19)×‎ ‎(20)×‎ ‎2.(2017年浙江4月选考,24)由硫铁矿烧渣(主要成分:Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O),再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下:‎ 烧渣 溶液绿矾铁黄 已知:FeS2和铁黄均难溶于水。‎ 下列说法不正确的是(　　)。‎ A.步骤①,最好用硫酸来溶解烧渣 B.步骤②,涉及的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2SO‎4‎‎2-‎+16H+‎ C.步骤③,将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,可得纯净绿矾 D.步骤④,反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3‎ ‎【解析】制取绿矾,为防止引入新杂质,步骤①最好用硫酸来溶解烧渣,A项正确;酸溶后得到的溶液中含有铁离子,会氧化FeS2中的硫元素,步骤②中涉及的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2SO‎4‎‎2-‎+16H+,B项正确;亚铁离子易被氧化,直接加热会产生硫酸铁杂质,C项错误;步骤④,若反应条件控制不当,例如碱性太强,会使铁黄中混有Fe(OH)3,D项正确。‎ ‎【答案】C ‎3.(2018年全国Ⅱ卷,28节选)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。回答下列问题:‎ ‎(1)晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为:2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;显色反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。 ‎ ‎(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。‎ ‎①通入氮气的目的是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有　　　　、　　　　。 ‎ ‎③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是　　　　。 ‎ ‎④样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是:　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】(1)光解反应生成的FeC2O4(草酸亚铁)遇到K3[Fe(CN)6]会产生有特征蓝色的沉淀,所以显色反应的化学方程式为3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2↓+3K2C2O4。(2)①装置中的空气在高温下能氧化金属铜,影响E中的反应,所以反应前通入氮气的目的是排尽装置中的空气,使反应生成的气体全部进入后续装置。②实验中观察到装置B中澄清石灰水变浑浊,说明反应中一定产生了CO2;E中固体变为红色,F中澄清石灰水变浑浊,说明氧化铜被CO还原为铜,反应中一定产生了CO,由此判断热分解产物中一定含有CO2、CO;为防止倒吸,必须保证装置中保持一定的气体压力,所以停止实验时应进行的操作是先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气。④要检验Fe2O3的存在,首先要将其转化为可溶性铁盐,方法是将少许固体粉末置于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明残留物含有Fe2O3。‎ ‎【答案】(1)3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2↓+3K2C2O4‎ ‎(2)①排尽装置中的空气,使反应生成的气体全部进入后续装置 ‎②CO2　CO ‎③先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气 ‎④取少许固体粉末置于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明残留物含有Fe2O3‎ ‎4.(2015年天津理综,10)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:‎ ‎(1)FeCl3净水的原理是　。 ‎ FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是　(用离子方程式表示)。 ‎ ‎(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。‎ ‎①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2 mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2 mol·L-1,则该溶液的pH约为　　　　。 ‎ ‎②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:‎ ‎　ClO‎3‎‎-‎+　Fe2++　　　　 　Cl-+　Fe3++　　　　 ‎ ‎【解析】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮颗粒,所以可起到净水的作用;Fe3+会与Fe反应生成Fe2+,从而腐蚀钢铁设备,离子方程式是2Fe3++Fe3Fe2+。‎ ‎(2)①根据电荷守恒,c(Fe3+)×3+c(Fe2+)×2+c(H+)=c(Cl-),溶液中c(H+)=c(Cl-)-c(Fe2+)×2-c(Fe3+)×3=5.3×10-2 mol·L-1-2.0×10-2 mol·L-1×2-1.0×10-3 mol·L-1×3=1.0×10-2 mol·L-1,所以pH=2;②根据化合价升降法配平ClO‎3‎‎-‎、Fe2+、Cl-、Fe3+的化学计量数分别为1、6、1、6,再利用电荷守恒及元素守恒得出反应物中有6H+,产物中有3H2O。‎ ‎【答案】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质　2Fe3++Fe3Fe2+‎ ‎(2)①2‎ ‎②1　6　6　H+　1　6　3　H2O ‎5.(2016年全国Ⅱ卷,28)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:‎ ‎(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是　　　　。 ‎ ‎(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:‎ ‎①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;‎ ‎②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;‎ ‎③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。‎ 实验②检验的离子是　　　　(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有　　　　(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为　　　　。 ‎ ‎(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　,生成沉淀的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　(用平衡移动原理解释)。 ‎ ‎【解析】(1)FeCl2容易被空气中的O2氧化为FeCl3,由Fe+2FeCl33FeCl2可知,配制亚铁盐溶液时加入少量铁屑能防止Fe2+被氧化。‎ ‎(2)氯气有强氧化性,能将FeCl2氧化为FeCl3,即2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。‎ ‎(3)煤油不溶于水且密度比水小,浮在FeCl2溶液上面的煤油能隔绝空气,排除氧气对实验的影响。‎ ‎(4)Fe2+与黄色的铁氰化钾溶液反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀,即3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓,则实验②检验的离子是Fe2+;由实验①推断,KI与FeCl3溶液发生氧化还原反应,生成物含有I2,实验③说明在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+;由上述现象推断,Fe3+没有完全被还原为Fe2+,即KI与FeCl3的氧化还原反应是可逆反应。‎ ‎(5)H2O2是强氧化剂,能将Fe2+氧化成Fe3+,则有2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O;一段时间后,Fe3+能将H2O2氧化成O2,离子方程式为2Fe3++H2O22Fe2++O2↑+2H+,上述两步反应的总化学方程式为2H2O2O2↑+2H2O,Fe3+是该反应的催化剂,因而有气泡出现;由于上述反应放热,温度升高,H2O2反应生成水,起到了稀释作用,增大了溶液的pH,这些因素都能使水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+正向移动,因此能生成红褐色沉淀。‎ ‎【答案】(1)防止Fe2+被氧化 ‎(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-‎ ‎(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)‎ ‎(4)Fe2+　Fe3+　可逆反应 ‎(5)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O　Fe3+催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动 命题二 铜及其化合物的性质和应用 ‎6.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2018年江苏,6)Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2。(　　)‎ ‎(2)(2018年浙江11月选考,20)8 g CuO与足量H2充分反应生成Cu,该反应转移的电子数为0.2NA。(　　)‎ ‎(3)(2017年海南,7)稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜。(　　)‎ ‎(4)(2016年全国Ⅱ卷,13)可通过加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥除去Cu粉中混有的CuO。(　　)。‎ ‎(5)(2015年全国Ⅰ卷,10)将铜粉加入1.0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,现象是溶液变蓝、有黑色固体析出。(　　)‎ ‎(6)(2015年广东理综,10)1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子。(　　)‎ ‎(7)(2015年山东理综,12)向CuSO4溶液中加入Na2O2:2Na2O2+2Cu2++2H2O4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑。(　　)‎ ‎(8)(2015年重庆理综,1)用胆矾炼铜,不涉及化学反应。(　　)‎ ‎(9)(2014年全国Ⅱ卷,9)H2通过灼热的CuO粉末,反应后固体物质增重。(　　)‎ ‎(10)(2014年福建理综,9)常温下,Cu既能与FeCl3溶液反应又能与浓硝酸反应。(　　)‎ ‎【答案】(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)√　(8)×　(9)×　(10)√‎ ‎7.(2018年海南,14)铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题:‎ ‎(1)实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔,写出该过程的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。配制的FeCl3溶液应保持　　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)溶液中Cu2+的浓度可采用碘量法测得:‎ ‎① 2Cu2++5I-2CuI↓+I‎3‎‎-‎;‎ ‎②I‎3‎‎-‎+2S2O‎3‎‎2-‎S4O‎6‎‎2-‎+3I-。‎ 反应①中的氧化剂为　　　　。现取20.00 mL含Cu2+的溶液,加入足量的KI充分反应后,用0.1000 mol· L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL,此溶液中Cu2+的浓度为　　　　mol· L-1。 ‎ ‎【解析】(2)FeCl3与Cu反应生成FeCl2与CuCl2,离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。配制FeCl3溶液时,为了抑制Fe3+的水解,将FeCl3固体先溶于浓盐酸,再加水稀释至所需浓度。(3)反应①中Cu元素的化合价降低,Cu2+为氧化剂。根据滴定原理,可得关系式2Cu2+~I‎3‎‎-‎~2S2O‎3‎‎2-‎,即Cu2+~S2O‎3‎‎2-‎,则n(Cu2+)=n(S2O‎3‎‎2-‎),c(Cu2+)=0.025 L×0.1000 mol·L-1÷0.02 L=0.1250 mol·L-1。‎ ‎【答案】(1)Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O ‎(2)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+　酸性　酸性条件下抑制Fe3+水解 ‎(3)Cu2+　0.1250‎ 命题三 金属的冶炼和工艺流程 ‎8.(2018年浙江4月选考,24)某同学通过如下流程制备氧化亚铜:‎ 已知:CuCl难溶于水和稀硫酸;Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O。下列说法不正确的是(　　 )。‎ A.步骤②SO2可用Na2SO3替换 B.步骤③中为防止CuCl被氧化,可用SO2水溶液洗涤 C.步骤④发生反应的离子方程式为2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2O D.如果Cu2O试样中混有CuCl和CuO杂质,用足量稀硫酸与Cu2O试样充分反应,根据反应前、后固体质量可计算试样纯度 ‎【解析】步骤②SO2可用Na2SO3替换,反应为2Cl-+2Cu2++ SO‎3‎‎2-‎+H2O 2CuCl↓+ SO‎4‎‎2-‎+2H+, A项正确;用SO2水溶液洗涤CuCl可防止步骤③中CuCl被氧化,B项正确;步骤④发生反应的离子方程式为2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2O ,C项正确;如果Cu2O试样中混有CuCl和CuO杂质,用足量稀硫酸与Cu2O试样充分反应,发生的反应有Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O、CuO+2H+Cu2+ +H2O,CuCl不溶于稀硫酸,因而无法根据反应前后固体质量计算试样纯度,D项错误。‎ ‎【答案】D ‎9.(2018年浙江4月选考,31节选)某兴趣小组用废铁屑制得硫酸亚铁铵后,按下列流程制备二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O),再进一步制备高纯度还原铁粉。‎ 已知:FeC2O4·2H2O难溶于水,150 ℃开始失结晶水;H2C2O4易溶于水,溶解度随温度升高而增大。请回答:‎ ‎(1)下列操作或描述正确的是　　　　。 ‎ A.步骤②,H2C2O4稍过量主要是为了抑制Fe2+水解 B.步骤③,采用热水洗涤可提高除杂效果 C.步骤③,母液中的溶质主要是(NH4)2SO4 和H2C2O4‎ D.步骤③,如果在常压下快速干燥,温度可选择略高于100 ℃‎ ‎(2)称取一定量的FeC2O4·2H2O试样,用硫酸溶解,采用KMnO4滴定法测定,折算结果如下:‎ n (Fe2+)/mol n (C2O‎4‎‎2-‎)/mol 试样中FeC2O4·2H2O 的质量分数 ‎9.80×10-4‎ ‎9.80×10-4‎ ‎0.980‎ 由表中数据推测试样中最主要的杂质是　　　　。 ‎ ‎(3)实现步骤④必须用到的两种仪器是　　　　(供选仪器:a.烧杯;b.坩埚;c.蒸馏烧瓶;d.高温炉;e.表面皿;f.锥形瓶);该步骤的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)为实现步骤⑤,不宜用碳粉还原Fe2O3,理由是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】(1)步骤②,H2C2O4稍过量主要是为了将Fe2+完全转化为FeC2O4·2H2O沉淀,A项错误;H2C2O4易溶于水,溶解度随温度升高而增大,故采用热水洗涤可提高除杂效果,B项正确;步骤③,母液中的溶质主要是(NH4)2SO4和H2SO4,C项错误;FeC2O4·2H2O在150 ℃开始失结晶水,步骤③如果在常压下快速干燥,温度可选择略高于100 ℃,D项正确。(2)由表中数据知,亚铁离子与草酸根离子物质的量之比为1∶1,而试样中FeC2O4·2H2O的质量分数为0.980,由表中数据推测试样中最主要的杂质是(NH4)2SO4。(3)步骤④是灼烧,必须用到的两种仪器是坩埚、高温炉。该步骤的化学方程式是4FeC2O4·2H2O+3O22Fe2O3+8CO2+8H2O。(4)步骤⑤是还原Fe2O3,得到高纯度铁粉,用碳粉还原Fe2O3会引入杂质,故不宜用碳粉还原Fe2O3。‎ ‎【答案】(1)BD ‎(2)(NH4)2SO4‎ ‎(3)bd　4FeC2O4·2H2O+3O22Fe2O3+8CO2+8H2O ‎(4)用碳粉还原会引入杂质 命题角度 Fe、Cu及其化合物是全国卷考查的热点之一,铁盐(Fe3+)、亚铁盐(Fe2+)的性质是考查的重点。试题往往结合金属的冶炼、废旧金属资源的回收利用、铁或铜及其重要化合物性质实验探究等命题情景,综合考查离子方程式的书写、氧化还原反应的应用、化学反应原理的基本理论、实验操作等多个考点,对能力要求较高。命题形式有选择题、工艺流程题和性质实验探究题等 备考启示 在复习中应重点掌握:铁、铜及其重要化合物的主要性质和应用;Fe2+、Fe3+之间的相互转化,变价金属元素的氧化还原反应;Fe2+、Fe3+的检验;常见金属及其重要化合物的制备方法等。复习时要将铁、铜及其重要化合物的主要性质与化学实验、化学基本原理结合起来 考点一　铁的单质、铁的氧化物和铁的氢氧化物 ‎　　1.铁的单质 ‎(1)物理性质 铁是银白色金属,熔、沸点高,能被磁铁吸引,具有金属的通性。‎ ‎(2)化学性质 铁单质性质活泼,有较强的还原性,铁元素的主要化合价为+2价和+3价。‎ ‎　　2.铁的氧化物 氧化物 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 俗称 ‎—‎ 铁红 磁性氧化铁 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 颜色状态 ‎　　粉末 ‎ ‎　　　粉末 ‎ 晶体(有磁性)‎ 铁的化合价 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与H+(非 氧化性酸)‎ 反应 FeO+2H+Fe2+‎ ‎+H2O Fe2O3+6H+‎ ‎2Fe3++3H2O ‎ ‎ ‎　　3.铁的氢氧化物 ‎(1)氢氧化亚铁与氢氧化铁的性质 化学式 Fe(OH)2 ‎ Fe(OH)3‎ 色态 ‎　　　　色固体 ‎ ‎　　　　色固体 ‎ 与非氧化 性酸反应 Fe(OH)2+2H+‎ Fe2++2H2O 与氧化性酸 ‎(如稀HNO3)‎ 反应 ‎3Fe(OH)2+10H++NO‎3‎‎-‎ ‎3Fe3++NO↑+8H2O ‎(续表)‎ 化学式 Fe(OH)2 ‎ Fe(OH)3‎ 稳定性 易被氧化为Fe(OH)3,空气中加热得不到FeO 较稳定:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 制法 在隔绝O2的条件下可溶性亚铁盐与碱液反应:‎ 可溶性铁盐与碱液反应:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓‎ Fe2++2OH-Fe(OH)2↓‎ 二者的关系 在空气中,Fe(OH)2迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是　　　　沉淀迅速变成　　色,最后变成　　色,反应的化学方程式为　　　　　　 ‎ ‎　　(2)氢氧化亚铁的制备 本实验的关键在于防止Fe(OH)2被空气中的氧气氧化,常见的制备方法有:‎ 方法一:有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应,如图1所示。‎ 方法二:还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀,如图2所示。‎ 方法三:电解法 用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯或煤油,如图3所示。‎ ‎　　4.铁与硫酸、硝酸的混合溶液反应顺序总结 足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应,则可利用离子反应分析,依次发生反应:Fe+NO‎3‎‎-‎+4H+Fe3++NO↑+2H2O、2Fe3++Fe3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑(若H+量不足,该反应不再发生)。‎ 在线反馈 ‎①Fe2O3　②3Fe+2O2Fe3O4　③2Fe+3Cl22FeCl3　④Fe+SFeS　⑤Fe+I2FeI2　⑥Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O　⑦3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O　⑧Fe+H2SO4FeSO4+H2↑　⑨Fe+Cu2+Fe2++Cu ‎ ‎⑩2Fe3++Fe3Fe2+　3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2　黑色　红棕色　黑色　+2价　+3价　+2价、+3价　Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O　白　红褐　Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O　白色絮状　灰绿　红褐　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3‎ ‎ 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。‎ ‎(1)用铁质容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。(　　)‎ ‎(2)Fe2O3与NaOH溶液反应可制取Fe(OH)3。(　　)‎ ‎(3)铁与过量的硫粉共热的产物是Fe2S3。(　　)‎ ‎(4)Fe2O3与足量HI反应时,能发生氧化还原反应,Fe3+被I-还原生成Fe2+。(　　)‎ ‎(5)既可通过复分解反应,又可通过化合反应制取Fe(OH)3。(　　)‎ ‎(6)铁铝矾[Al2Fe(SO4)4·xH2O]溶液呈浅绿色,具有净水作用。(　　)‎ ‎(7)将FeCl3溶液蒸干可得到FeCl3晶体。(　　)‎ ‎(8)铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3,铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4,Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3。(　　)‎ ‎(9)配制FeSO4溶液时,加入铁粉防止Fe2+被氧化。(　　)‎ ‎(10)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe2++4H++NO‎3‎‎-‎3Fe3++NO↑+2H2O。(　　)‎ ‎(11)将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加KSCN溶液,没有出现血红色,则该固体试样中不存在Fe3+。(　　)‎ ‎【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×　(9)√　(10)×　(11)×‎ ‎ 下列物质能用化合反应直接制得的是(　　)。‎ ‎①FeCl2　②FeCl3　③Fe(OH)3　④Fe(OH)2　⑤Cu2S A.①②③⑤　　　　　　　　B.②⑤‎ C.②③⑤ D.全部 ‎【解析】根据反应Fe+2FeCl33FeCl2、2Fe+3Cl22FeCl3、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3、2Cu+SCu2S可知,A项正确。‎ ‎【答案】A ‎ 下列叙述正确的是(　　)。‎ A.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应 B.足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3‎ C.先后将等物质的量的Fe2O3和Fe溶于同一稀盐酸时无气体放出 D.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3,在给定的条件下能实现上述转化 ‎【解析】稀HNO3具有强氧化性,与Fe反应产生的气体为NO,A项错误;铁与Cl2反应,无论量的多少,产物都是FeCl3,B项错误; Fe2O3溶解产生的Fe3+恰好将铁单质氧化,因而无H2产生,C项正确;FeCl3溶液加热时易水解,D项错误。‎ ‎【答案】C ‎ 下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是　　　　(填序号)。 ‎ ‎【解析】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。①②原理一样,都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;③的原理为铁作阳极失电子产生Fe2+,与电解水产生的OH-结合生成 Fe(OH)2,且液面用汽油保护,能防止空气进入;④由于空气中的氧气能迅速将 Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀;⑤中溶液液面上覆盖苯层阻止了空气进入。‎ ‎【答案】①②③⑤‎ ‎ 铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识回答下列问题:‎ ‎(1)铁和铁合金是生活中的常用材料,下列叙述中正确的是　　　　。 ‎ A.纯铁的硬度比生铁高 B.纯铁耐腐蚀性强,不易生锈 C.不锈钢是铁合金,只含金属元素 D.铁在一定条件下可与水蒸气反应 E.铁在冷的浓硫酸中钝化 ‎(2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L-1的FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　,形成该分散系的分散质微粒直径范围是　　　　。 ‎ ‎(3)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板。请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,现有下列试剂:①氯气、②铁粉、③浓硝酸、④浓盐酸、⑤烧碱、⑥浓氨水,需要用到的一组试剂是　　　　。 ‎ A.①②④ B.①③④⑥‎ C.②④⑤ D.①④⑥‎ ‎(4)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂。‎ ‎①高铁酸钠主要通过如下反应制取:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH2Na2FeO4+3X+5H2O,则X的化学式为　　　　　　。 ‎ ‎②高铁酸钠在水中可以发生如下反应:4FeO‎4‎‎2-‎+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2。由此看来,高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有　　　　性,而能够除去水中悬浮物是因为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】(1)合金的硬度大于其成分金属,A项错误;钢中含有碳元素,故C项错误,B、D、E三项正确。‎ ‎(2)生成Fe(OH)3胶体的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,胶体的微粒直径范围为1~100 nm。‎ ‎(3)FeCl3腐蚀铜的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,溶液中有Fe2+、Cu2+,要获取Cu应加入过量Fe粉,此时应向溶液中加入浓盐酸溶解未反应的Fe粉,Fe粉完全溶解时溶液中溶质全为FeCl2,此时通入Cl2使其转化为FeCl3,故选A项。‎ ‎(4)①由质量守恒可知X为NaCl。②由于FeO‎4‎‎2-‎中Fe元素为+6价,故其具有强氧化性,可用于杀菌消毒。‎ ‎【答案】(1)BDE ‎(2)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+　1~100 nm ‎(3)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+　A ‎(4)①NaCl ‎②强氧化　生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮的杂质 考点二　Fe2+、Fe3+的性质、检验和应用 ‎　　1.Fe2+、Fe3+的性质 ‎(1)亚铁盐 Fe2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性,其中以①　　　　为主,如Fe2+遇Br2、Cl2、H2O2、NO‎3‎‎-‎(H+)等均表现②　　　　;配制Fe2+的盐溶液时要加少量③　　　　防止Fe2+被氧化,加少量相应的酸防止Fe2+水解。 ‎ ‎(2)铁盐 Fe3+处于铁的高价态,有④　　　　,Fe3+能⑤　　　　Fe、Cu、HI、H2S等;Fe3+与S2-、I-、SO‎3‎‎2-‎等离子不能大量共存。Fe3+易水解;Fe3+与⑥　　　　　　　　等水解相互促进的离子不能大量共存,配制Fe3+的盐溶液时要加少量相应的酸防止Fe3+水解(或将其溶于较浓的相应酸中,再稀释到所需浓度),制备无水FeCl3时需在⑦　　　　气流中加热蒸干FeCl3溶液。 ‎ ‎　　2.“铁三角”的转化关系 用离子方程式表示其中几个重要转化关系:‎ a.⑧　; ‎ b.⑨　; ‎ c.⑩　; ‎ d.　; ‎ e.　。 ‎ ‎　　3.Fe2+、Fe3+的检验方法 ‎(1)Fe2+的检验 方法一:取少量待检验的溶液,滴加KSCN溶液,无现象,再滴加氯水,若溶液变成红色,则原溶液中含有Fe2+(鉴别时不能先滴加氯水)。‎ 有关反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色)。‎ 方法二:取少量待检验的溶液,加入NaOH溶液,产生白色絮状沉淀,且白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明原溶液中含有Fe2+。‎ 有关反应:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。‎ 方法三:取少量待检验的溶液,滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,若生成蓝色沉淀,则原溶液中含有Fe2+。这是检验Fe2+最好、最灵敏的方法。‎ 有关反应:3Fe2++2[Fe(CN)6]3—Fe3[Fe(CN)6]2↓。‎ ‎(2)Fe3+的检验 方法一:取少量待检验的溶液,滴加KSCN溶液,溶液变为红色,证明原溶液中含有Fe3+。‎ 方法二:取少量待检验的溶液,加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀,证明原溶液中含有Fe3+。‎ ‎(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验 ‎①Fe3+的检验 a.混合溶液溶液变红色,说明含有Fe3+。‎ b.混合溶液试纸变蓝色,说明含有Fe3+。‎ ‎②Fe2+的检验 a.混合溶液KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+。‎ b.混合溶液溴水褪色,说明含有Fe2+。‎ 注意事项:(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液;也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN-)。‎ ‎(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原酸性KMnO4,有干扰)。‎ ‎　　4.Fe2+、Fe3+的除杂问题 ‎(1)Fe2+(Fe3+):加　　　　　,过滤。 ‎ ‎(2)FeCl3(FeCl2):加　　　　　或　　　　　。 ‎ ‎(3)FeCl2(CuCl2):加　　　　　,过滤。 ‎ ‎(4)Fe(Al):加过量　　　　　溶液,过滤。 ‎ ‎(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2):加过量　　　　　溶液,过滤。 ‎ ‎(6)Cu2+(Fe2+):原溶液Cu2+(Fe3+)Fe(OH)3、Cu2+含Cu2+溶液。‎ 在线反馈 ‎①还原性　②还原性　③铁粉　④氧化性　⑤氧化 ‎⑥HCO‎3‎‎-‎、CO‎3‎‎2-‎　⑦HCl　⑧2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+　⑨2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++4H++SO‎4‎‎2-‎　⑩3Fe2++4H++NO‎3‎‎-‎3Fe3++2H2O+NO↑‎ ‎5Fe2++MnO‎4‎‎-‎+8H+5Fe3++Mn2++4H2O ‎2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O　过量铁粉 氯水　H2O2　过量铁粉　强碱　强碱 ‎ 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。‎ ‎(1)金属阳离子只有氧化性,不可能有还原性。(　　)‎ ‎(2)向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显血红色,该溶液中一定含有Fe2+。(　　)‎ ‎(3)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3↓。(　　)‎ ‎(4)可用铁粉除去FeCl2溶液中的FeCl3。(　　)‎ ‎(5)将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中,发生反应的离子方程式为3Fe2++NO‎3‎‎-‎+4H+3Fe3++NO↑+2H2O。(　　)‎ ‎(6)利用Fe3+易水解的性质,工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子。(　　)‎ ‎(7)将Fe(NO3)2晶体样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变血红,检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质。(　　)‎ ‎【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)×‎ ‎ 下列试剂中,不能使Fe2+转化为Fe3+的是(　　)。‎ ‎①氯气　②NaCl溶液　③KMnO4溶液　④稀HNO3　⑤盐酸　⑥NaI溶液 A.①②③　　　　　　　B.①③④‎ C.②④⑤ D.②⑤⑥‎ ‎【答案】D ‎ 下列除杂的操作不正确的是(　　)。‎ A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3:加入足量镁充分反应后过滤 B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3:加入过量铁粉充分反应后过滤 C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3:加入NaOH溶液充分反应后过滤 D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2:先加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再加入CuO充分反应后过滤 ‎【解析】足量镁与FeCl3充分反应,过滤可除去置换出的Fe,A项正确;加入过量铁粉,FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的,B项正确;先用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再利用FeCl3的水解,加入的CuO与H+反应将Fe3+转化成Fe(OH)3而除去,D项正确;加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成氢氧化物沉淀,不符合除杂要求,C项错误。‎ ‎【答案】C ‎ 下列有关物质的检验方法不合理的是(　　)。‎ A.向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀,该溶液中含有Fe2+‎ B.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2‎ C.检验绿矾晶体是否已氧化变质,可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红 D.向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+‎ ‎【解析】B项,Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色。‎ ‎【答案】B ‎ 根据下列转化关系,回答有关问题。‎ ‎(1)浅绿色溶液D中溶质的化学式为　　　　　,试剂1是　　　　　。 ‎ ‎(2)下列物质不能作为试剂2的是　　　　　(填字母)。 ‎ a.Cl2　b.新制氯水　c.浓硫酸　d.S　e.硝酸 ‎(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)溶液C到溶液F红色加深的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质,发现溶液棕黄色褪去,现对褪色原因进行探究。提出你的假设:　　　　　　　　　　　　　　　　;为了对你所提出的假设进行验证,你设计的实验方案是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】由框图可知,铁与稀盐酸反应生成的浅绿色溶液D为FeCl2溶液,该溶液加入试剂2后变为棕黄色溶液E,并结合溶液E加试剂1后转化为深红色溶液F,可判断出溶液E中含Fe3+,试剂2为强氧化剂,结合(2)中各选项可知,硫不能氧化Fe2+,不符合条件。试剂1为KSCN溶液。铁与水蒸气反应生成Fe3O4,Fe3O4与稀盐酸反应的化学方程式为Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O,可判断溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液,加入试剂1(KSCN溶液)后,溶液变为浅红色,即溶液C中含有硫氰化铁,在溶液C中加入试剂2(强氧化剂),Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+与KSCN溶液反应,使溶液颜色加深。‎ ‎【答案】(1)FeCl2　KSCN溶液 ‎(2)d ‎(3)Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O ‎(4)溶液中的Fe2+被氧化剂氧化成Fe3+,使Fe3+浓度增大,从而使红色加深 ‎(5)加入还原剂将Fe3+还原　用胶头滴管取少量棕黄色褪去后的溶液于试管中,滴加少量KSCN溶液,再加入几滴氯水,若溶液开始不出现红色,加氯水后出现红色,则说明假设正确 考点三　铜及其重要化合物 ‎　　1.铜单质 ‎(1)物理性质:铜是①　　　　色金属,具有良好的②　　　　性、③　　　　性和延展性。 ‎ ‎(2)化学性质 反应物质 化学方程式 与非金 属单质 反应 O2‎ ‎(1)潮湿的空气中:2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)‎ ‎(2)氧气加热:④ ‎ Cl2‎ ‎⑤ ‎ S ‎⑥ ‎ 与氧化 性酸 反应 浓硫酸 ‎⑦ ‎ 浓硝酸 ‎⑧ ‎ 稀硝酸 ‎⑨ ‎ 与盐溶 液反 AgNO3‎ ‎⑩ ‎ 应 FeCl3‎ ‎　　2.铜的重要化合物 ‎(1)氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸(H+)反应 CuO+2H+Cu2++H2O Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O(反应中的酸为非强氧化性酸)‎ 与H2反应 H2+CuOCu+H2O 转化关系 ‎4CuO2Cu2O+O2↑‎ ‎　　(2)氢氧化铜[Cu(OH)2]是　　　　不溶于水的固体,可溶于酸,受热分解的化学方程式为　　　　　　　　　;具有弱氧化性,可用于检验　　　　　。 ‎ ‎(3)无水硫酸铜(CuSO4)是　　　　色粉末,常用于检验水的存在,吸水后变为　　　　色的晶体(CuSO4·5H2O),俗称　　　　　　　　。铜盐能杀死某些细菌,并能抑制藻类生长,游泳馆常用　　　　作水池消毒剂;CuSO4和熟石灰的混合液即无机农药波尔多液,是一种良好的杀菌剂。 ‎ 在线反馈 ‎①紫红　②导电　③导热　④2Cu+O22CuO ‎⑤Cu+Cl2CuCl2　⑥2Cu+SCu2S　⑦Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O　⑧Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O　⑨3Cu+8HNO3‎ ‎3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　⑩Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag　Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2　H2+Cu2O2Cu+H2O　蓝色　Cu(OH)2CuO+H2O　醛基　白　蓝　蓝矾或胆矾 硫酸铜 ‎ 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。‎ ‎(1)CuO是黑色固体,与水反应生成Cu(OH)2。(　　)‎ ‎(2)Cu2O遇硝酸会被氧化成Cu2+。(　　)‎ ‎(3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水。(　　)‎ ‎(4)将铁片置于CuSO4溶液中,铁片上有红色物质析出,说明铁比铜活泼。(　　)‎ ‎(5)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化。(　　)‎ ‎(6)过量铜与浓硝酸反应,产生的气体中有NO2、NO和H2。(　　)‎ ‎(7)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分,在干燥的空气中铜不易生锈。(　　)‎ ‎【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√‎ ‎ 某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如下:‎ 下列说法正确的是(　　)。‎ A.焙烧过程中1 mol CuS需消耗3 mol O2‎ B.焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.滤渣中主要含铁的氧化物 D.将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体 ‎【解析】A项,2CuS+3O22CuO+2SO2,由化学方程式可知,1 mol CuS消耗1.5 mol O2,错误;B项,废气中含有SO2,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,正确;C项,调节pH时,Fe3+水解转化为Fe(OH)3而除去,错误;D项,将CuCl2·2H2O直接加热脱水,Cu2+水解,HCl受热挥发,最后产生Cu(OH)2,无法得到CuCl2,错误。‎ ‎【答案】B ‎ CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是(　　)。‎ A.将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体 B.相对于途径①③,途径②更好地体现了绿色化学思想 C.CuSO4在1100 ℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体 D.Y可能是葡萄糖 ‎【解析】CuSO4易溶于水,将CuSO4溶液蒸发浓缩得到其高温饱和溶液,再冷却结晶可析出CuSO4·5H2O晶体,A项正确;途径②中反应为2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O,而途径①中产生NO气体,途径③中产生SO2气体,途径②不产生污染性气体,更好地体现了绿色化学思想,B项正确;由题图可知,CuSO4在1100 ℃时分解得到Cu2O,该过程中Cu元素的化合价由+2降低到+1,S元素的化合价为+6,不能再升高,只能是O元素的化合价升高,即有O2产生,化学方程式为2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑,故X是SO2、SO3、O2三 种气体的混合物,C项错误;CuSO4与过量NaOH溶液反应生成Cu(OH)2,再与Y在加热条件下转化为Cu2O,则Y具有还原性,可以是乙醛、葡萄糖等含有醛基的有机物,D项正确。‎ ‎【答案】C ‎ 以含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如图所示:‎ Fe3+、Cu2+沉淀的pH如下表:‎ 离子种类 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH Cu2+‎ ‎4.7‎ ‎6.7‎ Fe3+‎ ‎1.9‎ ‎3.2‎ ‎(1)写出浸出时铜与稀硝酸、稀硫酸反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)在浸出时加入稀硫酸的作用是　　　　　　　。 ‎ ‎(3)试剂b为　　　　　　　;滤渣c为　　　　　　　。 ‎ ‎(4)取样检验是为了证明没有Fe3+存在,其方法是　。 ‎ ‎(5)从滤液中得到胆矾的操作是　　　　　　　。 ‎ ‎(6)气体 a 可以被循环利用,用化学方程式表示气体 a 被循环利用的原理:2NO+O22NO2、　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(7)一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2、SO3和 O2,且n(SO3)∶ n(SO2) =1∶2 ,写出硫酸铜受热分解的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】(1)铜与稀硫酸、稀硝酸的混合液反应生成硫酸铜、一氧化氮和水,化学方程式为3Cu+2HNO3+3H2SO43CuSO4+2NO↑+4H2O。(2)加硫酸可以提供酸性环境,使NO‎3‎‎-‎氧化铜,并将铜全部反应消耗,最后转化为硫酸铜。(4)Fe3+的检验方法是向试样中滴加KSCN溶液,若溶液显红色,则Fe3+未除尽;若无明显现象,则Fe3+除尽。(6)气体a是NO,NO与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮溶于水又得到硝酸和NO,化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO。‎ ‎【答案】(1)3Cu+8H++2NO‎3‎‎-‎3Cu2++2NO↑+4H2O ‎(2)提供酸性环境,使NO‎3‎‎-‎氧化铜(合理即可)‎ ‎(3)CuO(或Cu(OH)2)　Fe(OH)3‎ ‎(4)向试样中滴加KSCN溶液,看溶液是否变红 ‎(5)加热浓缩、冷却结晶、过滤 ‎(6)3NO2+H2O2HNO3+NO ‎(7)3CuSO43CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑‎ ‎1.区别红色物质Cu和Cu2O的方法:向红色物质中加入稀硫酸,若溶液由无色变成蓝色,则该红色物质为Cu2O,否则为Cu,反应的化学方程式为 Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O。‎ ‎2.通常利用反应2Cu+O22CuO除去混合气体中的少量O2。‎ ‎3.Cu与稀H2SO4不反应,但在通入O2的条件下,Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。‎ ‎4.无水CuSO4只能作为检验水的试剂,不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。‎ ‎5.废铜综合利用的常用化工流程 考点四　合金和金属的冶炼 ‎　　1.合金 ‎(1)概念 合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有①　　　　　　的物质。 ‎ ‎(2)性能 a.多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点②　　　　。 ‎ b.合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度③　　　　。 ‎ ‎　　2.金属冶炼的方法(用化学方程式表示)‎ 在线反馈 ‎①金属特性　②低　③大　④2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑　⑤MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑　⑥2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑　⑦3CO+Fe2O32Fe+3CO2　⑧C+2CuO2Cu+CO2↑　⑨4Al+3MnO22Al2O3+3Mn　⑩2HgO2Hg+O2↑　2Ag2O4Ag+O2↑‎ ‎ C919大型飞机的制造采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(　　)。‎ A.铝锂合金是铝与锂形成的混合物 B.铝锂合金的硬度比锂大 C.铝锂合金的熔沸点比铝低 D.铝锂合金耐酸碱腐蚀 ‎【解析】铝锂合金中的铝既能与酸反应,又能与碱反应,锂能与酸反应,故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。‎ ‎【答案】D ‎ 下列关于金属冶炼的说法中正确的是(　　)。‎ A.金属银、汞可用热分解法冶炼 B.将金属钠加入TiCl4溶液中制得金属钛 C.金属Mg、Al都可以用电解熔融氯化物的方法制得 D.电解法是冶炼活泼金属(如钾、钠等)的唯一方法 ‎【解析】银、汞为不活泼金属,工业上可用热分解其氧化物的方法制得,A项正确;钠与熔融TiCl4反应制得金属钛,而不是钠与TiCl4溶液反应,B项错误;AlCl3为共价化合物,工业上制 备金属Al是用电解熔融Al2O3的方法,C项错误;工业上冶炼钾可以用钠还原法:Na+KClNaCl+K(蒸气),反应制得的钾蒸气遇冷即得到金属钾,D项错误。‎ ‎【答案】A ‎ 我国古代劳动人民最早发明了“湿法炼铜”,是湿法冶金的起源,在世界化学史上是一项重大贡献。早在西汉时期《淮南万毕术》里就有“曾青得铁,则化为铜”的记载,曾青可能是碳酸铜一类物质,把其溶于酸中得溶液,把铁粉投入此溶液即可得铜。‎ ‎(1)根据学过的化学知识,写出该过程发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)早在使用铜、铁之前,人们就已经使用黄金和白银作为饰物和货币;历史上的“青铜器时期”早于“铁器时期”,而近百年来才大量使用铝制品。试分析人类使用这些金属时间的历史事实与金属活动性和冶炼难易的联系:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)金属常见的冶炼方法有:①以C、CO或H2作还原剂还原;②用较活泼金属Na、Mg等还原;③利用铝热反应原理用Al还原;④电解法;⑤热分解法。‎ 写出下列金属单质采取的冶炼方法:‎ Fe、Zn、Cu等中等活泼金属　　　　(填序号,下同); ‎ Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属　　　　; ‎ Hg、Ag等不活泼金属　　　　; ‎ V、Cr、Mn、W等高熔点金属　　　　; ‎ K、Rb、Ti等金属　　　　。 ‎ ‎【解析】(1)碳酸铜难溶于水,但溶于酸发生反应CuCO3+2H+Cu2++CO2↑+H2O,再加入铁粉可发生置换反应Fe+Cu2+Fe2++Cu。(2)由题意可知,人类使用的金属从早到晚 的顺序为Au、Ag、Cu、Fe、Al,比较它们的金属活动性可得如下结论:金属活动性越弱越易冶炼,使用时间越早。‎ ‎【答案】(1)CuCO3+2H+Cu2++CO2↑+H2O,Cu2++FeCu+Fe2+‎ ‎(2)金属活动性越弱越易冶炼,使用时间越早 ‎(3)①　④　⑤　③　②‎ ‎1.下列关于铁及其化合物的一些叙述中,正确的是(　　)。‎ A.铁的三种氧化物均为黑色 B.铁的两种氢氧化物均难溶于水 C.铁属于人体内的常量元素,不会缺少,不用补充 D.地壳中有含有铁单质的矿物,可以直接开采 ‎【解析】Fe2O3为红棕色固体,A项错误;Fe(OH)2、Fe(OH)3均难溶于水,B项正确;铁属于人体必需的微量元素,缺少时需要补充,C项错误;地壳中不含铁单质,含铁的矿物中,铁元素以化合态存在,D项错误。‎ ‎【答案】B ‎2.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)。‎ A.FeS2SO2SO3‎ B.NaClNaHCO3(s)Na2CO3(s)‎ C.FeFe2O3Fe D.AlAl(OH)3Al2O3‎ ‎【解析】工业上焙烧硫铁矿制取二氧化硫,二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,A项正确;向氯化钠溶液中直接通入二氧化碳不能生成碳酸氢钠,应先通入氨气,再通入二氧化碳,B项错误;铁与水蒸气反应生成四氧化三铁,C项错误;铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,D项错误。‎ ‎【答案】A ‎3.下列离子方程式书写正确的是(　　)。‎ A.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑‎ B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+3Fe3++4H2O C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe2++4H++NO‎3‎‎-‎Fe3++2H2O+NO↑‎ D.将铜屑加入含Fe3+的溶液中:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+‎ ‎【解析】铁和稀硫酸反应生成亚铁盐:Fe+2H+Fe2++H2↑,故A项错误;磁性氧化铁溶于盐酸发生的反应为Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O,故B项错误;电荷不守恒,正确的离子方程式为3Fe2++4H++NO‎3‎‎-‎3Fe3++2H2O+NO↑,故C项错误;铜和Fe3+反应生成Fe2+和Cu2+,铜不能置换出铁,即发生反应:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,故D项正确。‎ ‎【答案】D ‎4.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是(　　)。‎ A.2Fe3++Fe3Fe2+成立说明氧化性:Fe3+>Fe2+‎ B.25 ℃时,pH=0的溶液中,Al3+、NH‎4‎‎+‎、NO‎3‎‎-‎、Fe2+可以大量共存 C.5.6 g铁与足量的氯气反应失去的电子为0.2 mol D.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:Fe2++2H2O2+4H+Fe3++4H2O ‎【解析】氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,2Fe3++Fe3Fe2+成立说明氧化性Fe3+>Fe2+,A项正确;pH=0的溶液中,c(H+)=1 mol·L-1,酸性溶液中NO‎3‎‎-‎具有强氧化性,能把Fe2+氧化为Fe3+,B项错误;5.6 g铁与足量的氯气反应,铁被氧化为FeCl3,失去的电子为0.3‎ ‎ mol,C项错误;硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液发生反应2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,D项错误。‎ ‎【答案】A ‎5.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶,再加入下列物质:①FeCl3、②Fe2O3、③Cu(NO3)2、④KNO3,铜粉溶解的是(　　)。‎ A.①②　　　　　　　　　B.①②④‎ C.①②③ D.①②③④‎ ‎【解析】Fe2O3溶于稀硫酸生成Fe3+,Fe3+能与Cu发生反应2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,使Cu溶解;NO‎3‎‎-‎在酸性条件下具有强氧化性,发生反应3Cu+8H++2NO‎3‎‎-‎3Cu2++2NO↑+4H2O,使Cu溶解,故选D项。‎ ‎【答案】D ‎6.某同学欲探究铁及其化合物的性质,下列实验方案可行的是(　　)。‎ A.将铁粉加入热的浓硫酸中:探究铁的活泼性 B.将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中:制备Fe(OH)3胶体 C.在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液:制备FeSO4·6H2O晶体 D.将铜粉加入FeCl3溶液中:验证Fe3+的氧化性强于Cu2+‎ ‎【解析】由于浓硫酸具有强氧化性,铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2,无法说明铁的活泼性,故A项方案不可行;将热的NaOH溶液加入FeCl3溶液中,得到Fe(OH)3沉淀,无法得到Fe(OH)3胶体,故B项方案不可行;在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液,一方面氧气可将FeSO4氧化,另一方面会得到不含结晶水的化合物,故C项方案不可行;将铜粉加入FeCl3溶液中,发生反应Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,该反应说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,故D项方案可行。‎ ‎【答案】D ‎7.下列实验操作中,对应的实验现象以及实验结论都正确,且两者具有因果关系的是(　　)。‎ 选项 实验操作 实验现象 实验结论 A 向稀硝酸中加入过量铁粉,充分反应后,再滴加KSCN溶液 有气体生成,溶液呈血红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3+‎ B 取等物质的量的Al和Fe,分别与足量的盐酸反应 Al产生的氢气多 金属性:Al>Fe C 将硫酸酸化的过氧化氢溶液滴入Fe(NO3)2溶液中 溶液变黄 H2O2的氧化性强于Fe3+‎ D 用坩埚钳夹住一小块用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热 金属铝熔化而不滴落下来 金属铝的熔点比氧化铝的低 ‎　　【解析】向稀硝酸中加入过量铁粉,稀硝酸将Fe氧化为Fe2+,A项错误;Al产生的氢气多,是因为反应中铝转移的电子多,与金属性的强弱无关,B项错误;因为硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性,可以把亚铁离子氧化,所以此实验无法证明H2O2的氧化性强于Fe3+‎ ‎,C项错误;表层的铝被氧化而内部的铝不能被氧化,金属铝熔化而不滴落下来,说明金属铝的熔点比氧化铝的低,D项正确。‎ ‎【答案】D ‎8.根据框图分析,下列说法正确的是(　　)。‎ A.E2+的氧化性比M2+的氧化性强 B.在反应③中,若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀 C.反应④的离子方程式可表示为 E3++3SCN-E(SCN)3↓‎ D.反应①中硫酸既表现了酸性,又表现了氧化性 ‎【解析】由流程分析可知,M为铜,在酸性溶液中被过氧化氢氧化为CuSO4,依据Y加入KSCN溶液呈红色可知Y中含有Fe3+,和氨水反应生成红褐色沉淀氢氧化铁,则X为硫酸亚铁溶液,推出E为Fe。结合金属活动性顺序表分析判断Fe2+的氧化性比Cu2+的氧化性弱,故A项错误;若反应③中不加稀硫酸,则硫酸亚铁被过氧化氢氧化为硫酸铁,在弱酸性溶液中铁离子会沉淀,可能看到红褐色沉淀,故B项正确;反应④的离子方程式可表示为3SCN-+Fe3+Fe(SCN)3,生成的是血红色溶液,不是沉淀,故C项错误;反应①中硫酸只是提供酸性环境,过氧化氢作氧化剂氧化铜单质,故D项错误。‎ ‎【答案】B ‎9.铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用,铜在化合物中的常见化合价有+1、+2。‎ ‎(1)工业上可用反应Cu2S+O22Cu+SO2制取粗铜,反应中被氧化的元素是　　　　,当消耗32 g Cu2S时,转移的电子数目是　　　　。 ‎ ‎(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在50~60 ℃,加入H2O2溶液反应一段时间后可制得硫酸铜,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。向CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3溶液和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时,发现铜片表面有黑色固体生成。‎ ‎①甲同学猜想:黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO。其猜想可用化学方程式表示为Cu+H2SO4(浓)　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②乙同学认为:黑色固体除CuO外,还可能含有Cu2S和CuS。其理由可能是　　　　(填字母)。 ‎ a.Cu2S和CuS都是黑色的 b.铜与浓硫酸在加热条件下反应,还可能放出O2‎ c.浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂,Cu元素的化合价升高与S元素的化合价降低有多种可能 ‎【解析】(1)Cu‎+1‎‎2‎S‎-2‎+O‎2‎‎0‎2Cu‎0‎+S‎+4‎O‎-2‎‎2‎,由化合价变化可知S被氧化,当Cu2S被消耗‎32 g‎160 g·mol‎-1‎=0.2 mol时,转移的电子数为0.2 mol×6NA mol-1=1.2NA。‎ ‎(3)①反应中生成CuO,故H2SO4被还原为SO2,其化学方程式为Cu+H2SO4(浓)CuO+SO2↑+H2O。‎ ‎②Cu2S、CuS、CuO都为黑色固体且Cu被氧化,故a项正确;铜与浓硫酸反应,Cu作还原剂,浓H2SO4作氧化剂,其还原产物为SO2,不会有O2放出,b项错误;浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂,Cu单质可被氧化为+2价或+1价,浓硫酸中的S元素可被还原为多种价态,c项正确。‎ ‎【答案】(1)S　1.2NA ‎(2)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O　2Cu2++2Cl-+SO‎3‎‎2-‎+H2O2CuCl↓+SO‎4‎‎2-‎+2H+‎ ‎(3)①CuO+SO2↑+H2O ‎②ac ‎10.某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。‎ ‎(一)制备硫酸亚铁溶液 ‎(1)步骤①,加入稀硫酸的目的是　　　　。 ‎ ‎(2)步骤②,加入还原铁粉后观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(二)制备氢氧化亚铁 ‎(3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁,连接顺序为　　　　(按气流方向,用装置字母表示)。反应结束后继续通一段时间的N2,目的是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)装置B中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　;装置C的作用是　。 ‎ ‎(三)探究思考 反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后,有同学认为灰绿色物质是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。‎ ‎(5)Fe3(OH)8中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=　　　　,用氧化物的形式表示可写成　　　　　　。 ‎ ‎(6)设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8:　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】(3)制备氢氧化亚铁的装置中,A装置的作用是将浓氨水滴到生石灰上,放出氨气,B装置的作用是将氨气和硫酸亚铁溶液反应产生氢氧化亚铁,C装置的作用是作为安全瓶防止倒吸,D装置的作用是吸收尾气。故装置连接顺序为A→C→B→D。(6)要设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8,即要证明此物质中既有Fe2+又有Fe3+,Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液检验,Fe3+用KSCN溶液检验。‎ ‎【答案】(1)抑制Fe3+的水解 ‎(2)铁粉逐渐溶解,有无色气体生成,溶液由黄色逐渐变为浅绿色 ‎(3)A→C→B→D　防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气 ‎(4)Fe2++2NH3 +2H2OFe(OH)2↓ + 2NH‎4‎‎+‎　安全瓶,防倒吸 ‎(5)1∶2　FeO·Fe2O3·4H2O ‎(6)取少量灰绿色物质于试管中,加入稀盐酸(或稀硫酸)溶解,将溶液分成两份,一份滴入几滴KSCN溶液,溶液变为血红色,另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,则灰绿色物质中含Fe3(OH)8‎ ‎11.工业生产硫酸的黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3及少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等)是工业三废之一,但将其综合利用可变废为宝。‎ Ⅰ.以黄铁矿烧渣为原料制备颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4的生产工艺流程如图所示:‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)能提高“废渣溶解”速率的措施有　　　　　(写出一条即可),“氧化”的目的是　　　　　。  ‎ ‎(2)(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe元素的化合价是　　　　　　　。 ‎ ‎(3)该工艺流程图中,第二次加入氨水发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。 ‎ Ⅱ.下图是以黄铁矿烧渣为原料制备颜料铁红的另外一种生产工艺流程:‎ ‎(4)在滤液1中加入廉价的熟石灰,反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)该流程中的“氧化”反应较多,其中滤渣1中的FeS 可以看作被水溶液中的Cl2氧化,向氧化后的溶液中滴加BaCl2,有不溶于盐酸的白色沉淀生成,则水溶液中FeS与Cl2反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)试剂X为过量铁粉,其作用是　　　　　;滤液3中的阳离子主要为　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】Ⅰ.黄铁矿烧渣用硫酸溶解后的溶液中含有硫酸铁和硫酸亚铁,将+2价铁氧化为+3价铁后,加入氨水,生成碱式硫酸铁铵晶体,向碱式硫酸铁铵晶体用水溶解后的溶液中加入氨水,生成氢氧化铁沉淀,过滤后灼烧得到氧化铁;2次过滤后的滤液中均主要含有硫酸铵,可以回收得到硫酸铵晶体。‎ Ⅱ.根据流程图,黄铁矿烧渣用氢氧化钠溶液溶解,滤液1中含有硅酸钠,滤渣1中含有Fe2O3及少量的FeS、Cu、Au、Ag等,滤渣1用硫酸溶解,同时用次氯酸钠氧化生成的亚铁离子,滤渣2中含有Au、Ag等,滤液2中含有铁离子和铜离子,需要除去铜离子,为了不引入新杂质,需要加入铁粉将铜离子还原,得到的滤液3含有硫酸亚铁,加入氢氧化钠生成氢氧化亚铁,被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,灼烧得到氧化铁。‎ ‎【答案】(1)将废渣粉碎、提高溶解温度　将+2价铁氧化为+3价铁 ‎(2)+3 ‎ ‎(3)3NH3·H2O+Fe3+Fe(OH)3↓+3NH‎4‎‎+‎ ‎(4)Na2SiO3+Ca(OH)22NaOH+CaSiO3↓‎ ‎(5)2FeS+9Cl2+8H2O2Fe3++2SO‎4‎‎2-‎+18Cl-+16H+‎ ‎(6)将Cu2+还原为Cu,还可以将Fe3+还原为Fe2+　Fe2+ 、Na+‎ ‎12.为探究矿石样品A(仅含两种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:‎ 已知溶液D中只含一种金属阳离子,与铁粉充分反应后固体质量减少14 g。‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)样品A的化学式为　　　　。 ‎ ‎(2)写出气体C与溴水反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)写出样品A与盐酸发生氧化还原反应的化学方程式:‎ ‎　。 ‎ ‎【解析】矿石样品A(仅含两种元素)在足量O2中灼烧,可生成固体B和气体C,气体C与溴水反应生成无色溶液E,说明气体C为SO2;固体B与过量盐酸反应,可生成棕黄色溶液D,D与过量铁粉反应生成H2,并且溶液D中只含一种金属阳离子,说明棕黄色溶液D为FeCl3溶液。(1)根据以上分析可知样品A中含有Fe和S元素,设样品A中含有Fe原子的物质的量为x mol,根据溶液D与铁粉充分反应后固体质量减少14 g,发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑,可列关系式x‎2‎×56+0.1×56=14,解得x=0.3,则S原子的物质的量为‎29.6-0.3×56‎‎32‎ mol=0.4 mol,所以样品A的化学式为Fe3S4。(2)SO2‎ 与溴水反应生成硫酸和溴化氢,反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O4H++2Br-+SO‎4‎‎2-‎。(3)Fe3S4与盐酸发生氧化还原反应,化学方程式为Fe3S4+6HCl3FeCl2+S+3H2S↑。‎ ‎【答案】(1)Fe3S4‎ ‎(2)SO2+Br2+2H2O4H++2Br-+SO‎4‎‎2-‎ ‎(3)Fe3S4+6HCl3FeCl2+S+3H2S↑‎ ‎1.粗制的CuSO4·5H2O晶体中含有Fe2+。提纯时,为了除去Fe2+,常先加入少量H2O2,再调节溶液pH=4,即可以除去铁离子而不损失硫酸铜。下列说法不正确的是(　　)。‎ A.溶解CuSO4·5H2O晶体时要加入少量稀H2SO4‎ B.加入H2O2除Fe2+的离子方程式为2Fe2++H2O2+4OH-2Fe(OH)3↓‎ C.由于CuSO4的催化作用,会使部分H2O2分解而损失 D.调节溶液pH=4的依据是当pH=4时,Fe(OH)3沉淀完全,而Cu(OH)2还未开始沉淀 ‎【解析】CuSO4·5H2O晶体溶于水后,Cu2+会发生水解,生成Cu(OH)2和H2SO4,为防止Cu2+水解,在溶解CuSO4·5H2O时要加入少量稀硫酸,A项正确;因氧化Fe2+时溶液呈酸性,在酸性较强的条件下,不生成Fe(OH)3沉淀,B项错误;Cu2+对H2O2的分解具有催化作用,在提纯过程中会有部分H2O2损失,C项正确;用该操作的目的是除去Fe3+而不损失硫酸铜,故调节pH=4时,应使Fe3+完全转化为Fe(OH)3,而Cu(OH)2还未开始沉淀,D项正确。‎ ‎【答案】B ‎2.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:‎ 则下列说法正确的是(　　)。‎ A.试剂a是铁,试剂b是稀硫酸 B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C.试剂c是氯气,相应反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+‎ D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+‎ ‎【解析】试剂a是铁,加入过量的铁,可把铜全部置换出来,并把FeCl3还原为FeCl2,则通过过滤(操作Ⅰ)得到的滤液X为FeCl2溶液,滤渣Y为铜和过量的铁的混合物;由于最终得到的产品是FeCl3,故试剂b是稀盐酸,铜不与盐酸反应,铁与盐酸反应生成FeCl2,故通过过滤(操作Ⅱ)可得到铜单质,滤液Z为FeCl2溶液和过量的盐酸,在两次过滤得到的FeCl2溶液中通入氯气,发生反应2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+,把FeCl2转化为FeCl3,然后通过蒸发结晶,并过滤(操作Ⅲ)便可得到氯化铁晶体,蒸发结晶与过滤所使用的仪器不可能相同,故A、B两项错误,C项正确;溶液W中有Cl-,酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2+,又可氧化Cl-,故不能用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2+,D项错误。‎ ‎【答案】C ‎3.球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计如下实验:‎ 下列说法不正确的是(　　)。‎ A.固体2是氧化铁 B.X的化学式可以表示为Fe3C2‎ C.溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0 g固体 D.X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成 ‎【解析】铁碳化合物X在足量的空气中煅烧得到固体1,固体1为铁的氧化物,可以有+2价或+3价的铁,溶于盐酸所得溶液中亚铁离子和铁离子可能同时存在,再通入足量的氯气,溶液中都为+3价的铁离子,加热蒸发,铁离子水解,生成氢氧化铁,氢氧化铁灼烧后分解得到的固体2为氧化铁。24 g氧化铁中含有铁元素的质量为24 g×‎112‎‎160‎=16.8 g,利用元素守恒分析,可计算化合物X中铁元素的质量也为16.8 g,进而求得X中碳元素的质量为18 g-16.8 g=1.2 g,所以在X中铁、碳原子的物质的量之比为(16.8 g÷56 g·mol-1)∶(1.2 g÷12 g·mol-1)=3∶1,所以X的化学式为Fe3C。Fe3C与热的浓硝酸发生氧化还原反应,碳元素可被氧化成二氧化碳,硝酸中的氮元素可被还原为二氧化氮。根据以上分析可知,A、C、D三项均正确,B项不正确。‎ ‎【答案】B ‎4.部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g,进行如下处理:‎ 下列说法正确的是(　　)。‎ A.V=44.8‎ B.原样品中铁元素的质量分数约为38.89%‎ C.滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+‎ D.样品中CuO的质量为4.0 g ‎【解析】根据滤液A中不含Cu2+可知,滤液A中的溶质为过量的H2SO4和FeSO4,则充分灼烧后的3.2 g固体为Fe2O3,原样品中铁元素的物质的量为‎3.2 g‎160 g·mol‎-1‎×2=0.04 mol,说明参加反应的硫酸的物质的量为0.04 mol,含H+ 0.08 mol,其中部分H+生成氢气,另外的H+和合金中的O结合生成H2O。3.2 g滤渣全为Cu,所以合金中O的物质的量为 ‎5.76 g-3.2 g-2.24 g‎16 g·mol‎-1‎‎=0.02 mol,结合H+ 0.04 mol,有(0.08-0.04) mol=0.04 mol H+生成氢气,即生成0.02 mol氢气,标准状况下体积为448 mL,A项错误;原样品中铁元素的质量分数为‎0.04mol×56 g·mol‎-1‎‎5.76 g×100%≈38.89%,B项正确;滤液A中不含Cu2+,说明滤液A中一定不含Fe3+,C项错误;5.76 g样品中铁元素的质量为2.24 g,所以CuO的质量不超过5.76 g-2.24 g=3.52 g,D项错误。‎ ‎【答案】B ‎5.某红色固体粉末可能是Fe2O3、Cu2O或两者的混合物,为探究其组成,称取m g该固体粉末样品,加入足量的稀H2SO4充分反应后,称得固体质量为a g。‎ 已知:Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O。‎ ‎(1)若a=　　　　(用含m的最简式表示),则红色固体粉末一定为纯净物。 ‎ ‎(2)若a=‎1‎‎9‎m,则红色固体粉末中Fe2O3的物质的量为　　　　(用含m的最简式表示)mol。 ‎ ‎【解析】(1)红色固体粉末为纯净物只有两种情况,全是Fe2O3或全是Cu2O。若全为Fe2O3,则a=0,所以该红色固体只能为Cu2O。‎ Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O a‎64‎‎ mol　　　　a‎64‎ mol a‎64‎‎×144=m,所以a=‎4‎‎9‎m。‎ ‎(2)设Fe2O3为x mol,Cu2O为y mol,则160x+144y=m,y mol Cu2O溶于硫酸得到的铜单质为y mol。‎ 铜单质再与溶液中的Fe3+发生氧化还原反应:‎ Cu　+　2Fe3+Cu2++2Fe2+‎ x mol　 2x mol 剩余的铜的质量为(y-x)×64=a=‎1‎‎9‎m,‎ 方程式联立,解出x=‎3m‎1216‎。‎ ‎【答案】(1)‎4‎‎9‎m ‎(2)‎‎3m‎1216‎ ‎6.某化学兴趣小组以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料进行如下实验探究,为测定黄铜矿中硫元素的质量分数,将m1 g该黄铜矿样品放入如图所示的装置中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铜矿样品。‎ ‎(1)锥形瓶A内所盛试剂是　　　　　　溶液;装置B的作用是　　　　　　;锥形瓶D内发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)反应结束后将锥形瓶D中的溶液进行如下处理:‎ 向锥形瓶D中加入过量H2O2溶液反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　;操作Ⅱ是洗涤、烘干、称重,其中洗涤的具体操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;该黄铜矿中硫元素的质量分数为　　　　　　　　　(用含m1、m2的代数式表示)。 ‎ ‎(3)反应后固体经熔炼、煅烧后得到泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO),要验证熔渣中存在FeO,应选用的最佳试剂是　　　　。 ‎ A.KSCN溶液、氯水 B.稀盐酸、KMnO4溶液 C.稀硫酸、KMnO4溶液 D.NaOH溶液 ‎(4)已知:Cu+在强酸性环境中会发生反应生成Cu和Cu2+。设计实验方案检验泡铜中是否含有Cu2O:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】(1)将m1 g该黄铜矿样品放入如图所示装置中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铜矿样品,为防止二氧化碳的干扰,应将空气中的二氧化碳用碱液除掉,锥形瓶A内所盛试剂是氢氧化钠溶液,通过碱石灰吸收水蒸气,空气进入装置C发生反应,反应后固体经熔炼、煅烧后得到泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO),生成的二氧化硫能和过量氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为SO2+2OH-SO‎3‎‎2-‎+H2O。‎ ‎(2)亚硫酸根离子具有还原性,能被过氧化氢氧化生成硫酸根离子,反应的离子方程式为H2O2+SO‎3‎‎2-‎SO‎4‎‎2-‎+H2O,洗涤固体的具体操作为将固体放入过滤器中,用玻璃棒引流,向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待滤液自然流下后,重复上述操作2~3次。m2 g固体为硫酸钡的质量,结合硫元素守恒计算得到硫元素的质量分数为m‎ ‎‎2‎g‎233 g·mol‎-1‎‎×32 g·mol‎-1‎m‎ ‎‎1‎×100%=‎32‎m‎2‎‎233‎m‎1‎×100%。‎ ‎(3)反应后固体经熔炼、煅烧后得到泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO),要验证熔渣中存在FeO,应加入硫酸溶解后加入高锰酸钾溶液观察高锰酸钾溶液是否褪色。‎ ‎【答案】(1)氢氧化钠溶液　干燥气体　SO2+2OH-SO‎3‎‎2-‎+H2O ‎(2)H2O2+SO‎3‎‎2-‎SO‎4‎‎2-‎+H2O　固体放入过滤器中,用玻璃棒引流,向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待滤液自然流下后,重复上述操作2~3次　‎32‎m‎2‎‎233‎m‎1‎×100%‎ ‎(3)C ‎(4)取少量泡铜于试管中,加入适量稀硫酸,若溶液呈蓝色说明泡铜中含有Cu2O,否则不含有 ‎1.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　　)。‎ A.木炭具有还原性,可用于冰箱除异味 B.Na2CO3能与酸反应,可用作治疗胃酸过多 C.Fe2(SO4)3具有强氧化性,可用于自来水净化 D.铝合金的密度小、强度大,可制成飞机构件 ‎【答案】D ‎2.《本草图经》中关于绿矾的分解有如下描述:“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色,取此物置于铁板上,聚炭,封之囊袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也。”下列说法正确的是(　　)。‎ ‎①绿矾又称胆矾,化学式为CuSO4·5H2O　②绿矾的分解过程中发生了氧化还原反应　③“色赤”说明有铜单质生成 ‎④流出的液体中可能含有硫酸 A.①③　　　B.②④　　　C.②③　　　D.①④‎ ‎【解析】绿矾的化学式为FeSO4·7H2O,而胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,故①错误;“色赤”,说明Fe2+转化成Fe3+,有电子发生转移,绿矾的分解过程发生了氧化还原反应,故②正确;根据题意,整个过程中不存在铜元素,“色赤”说明可能有Fe2O3生成,故③错误;绿矾分解成Fe2O3、SO2、SO3和水,SO3与水反应生成H2SO4,则流出的液体中可能含有H2SO4,故④正确。‎ ‎【答案】B ‎3.下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是(　　)。‎ A.滴加甲基橙显红色的溶液中:Ba2+、K+、Cl-、NO‎3‎‎-‎ B.滴入KSCN显血红色的溶液中:Na+、Mg2+、SO‎4‎‎2-‎、HCO‎3‎‎-‎ C.c(OH‎-‎)‎c(H‎+‎)‎=1012的溶液中:K+、Na+、NO‎3‎‎-‎、HCO‎3‎‎-‎ D.由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol·L-1的溶液中:NH‎4‎‎+‎、Mg2+、NO‎3‎‎-‎、SO‎4‎‎2-‎ ‎【解析】滴加甲基橙显红色的溶液呈酸性,H+、Ba2+、K+、Cl-、NO‎3‎‎-‎之间不反应,A项中离子可以大量共存;滴入KSCN显血红色的溶液中含有Fe3+,Fe3+与HCO‎3‎‎-‎发生相互促进的水解反应,生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳,B项中离子不能大量共存;c(OH‎-‎)‎c(H‎+‎)‎=1012的溶液呈碱性,OH-与HCO‎3‎‎-‎反应生成CO‎3‎‎2-‎和H2O,C项中离子不能大量共存;由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液可能呈酸性或碱性,碱性条件下NH‎4‎‎+‎、Mg2+都能与OH-反应,D项中离子不能大量共存。‎ ‎【答案】A ‎4.下列离子方程式正确的是(　　)。‎ A.Fe2O3溶于氢碘酸:Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O B.Na2SO3溶液与稀硝酸混合:SO‎3‎‎2-‎+2H+SO2↑+H2O C.向AlCl3溶液中加入足量的氨水:Al3++4NH3·H2OAlO‎2‎‎-‎+4NH‎4‎‎+‎+2H2O D.向Ca(HCO3)2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液:Ca2++2HCO‎3‎‎-‎+2OH-CaCO3↓+CO‎3‎‎2-‎+2H2O ‎【解析】Fe3+具有较强的氧化性,而I-具有还原性,Fe2O3溶于氢碘酸的离子方程式是Fe2O3+6H++2I-2Fe2++I2+3H2O,A项错误;SO‎3‎‎2-‎具有还原性,稀硝酸具有氧化性,Na2SO3与稀硝酸反应的离子方程式是3SO‎3‎‎2-‎+2H++2NO‎3‎‎-‎3SO‎4‎‎2-‎+H2O+2NO↑,B项错误;向AlCl3溶液中加入足量的氨水,发生反应Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH‎4‎‎+‎,C项错误;向Ca(HCO3)2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,发生反应Ca2++2HCO‎3‎‎-‎+2OH-CaCO3↓+CO‎3‎‎2-‎+2H2O,D项正确。‎ ‎【答案】D ‎5.对于反应:14CuSO4+5FeS2+12H2O7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4,下列各项判断正确的是(　　)。‎ A.Cu2S既是氧化产物又是还原产物 B.5 mol FeS2发生反应,有10 mol电子转移 C.产物中的SO‎4‎‎2-‎有一部分是氧化产物 D.FeS2只作还原剂 ‎【解析】反应14CuSO4+5FeS2+12H2O7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4中,CuSO4中Cu元素的化合价由+2价降低为+1价,FeS2中S元素的化合价由-1价部分降低为-2价、部分升高为+6价。Cu2S只是还原产物,A项错误;5 mol FeS2发生反应,由S元素升高的化合价可知,有3 mol×[6-(-1)]=21 mol电子发生转移,B项错误;S元素的化合价既有升高又有降低,C项正确;CuSO4是氧化剂,FeS2既是还原剂又是氧化剂,D项错误。‎ ‎【答案】C ‎6.某混合物由Fe、Fe2O3和FeCO3组成。现称取一定质量的该混合物,将其溶于100 mL 1.25 mol·L-1硫酸中,生成0.56 L(标准状况)气体,并得到溶液X(溶液体积变化忽略不计),测得溶液X中c(H+)为0.5 mol·L-1。下列说法正确的是(　　)。‎ A.混合物中Fe2O3的物质的量为0.025 mol B.混合物中FeCO3的物质的量为0.03 mol C.若溶液X遇KSCN溶液显红色,则溶液X中n(Fe2+)+n(Fe3+)=0.1 mol D.若溶液X中n(Fe2+)=n(Fe3+),则混合物中n(Fe)+n(Fe2O3)+n(FeCO3)=0.08 mol ‎【解析】设混合物中Fe、Fe2O3和FeCO3的物质的量分别是x mol、y mol、z mol。硫酸的物质的量是0.125 mol,反应后氢离子的物质的量是0.05 mol,则剩余硫酸的物质的量为0.025 mol,消耗硫酸的物质的量为0.1 mol。生成气体的物质的量是0.56 L÷22.4‎ ‎ L·mol-1=0.025 mol,发生的反应有FeCO3+H2SO4FeSO4+H2O+CO2↑、Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4、Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,因此z+3y+(x-y)=0.1、z+(x-y)=0.025,解得y=0.025,A项正确。根据以上分析可知不能确定混合物中FeCO3的物质的量,B项错误。若溶液X遇KSCN溶液显红色,说明铁离子过量,因此根据电荷守恒可知溶液X中n(Fe2+)+n(Fe3+)