2015学年高考化学专题:铁、铜及其化合物

发布时间:2019-02-10 17:40:29

基础演练1.Fe片投入下列溶液后,金属片质量减小,但无气体放出的是()

A.冷浓HNO3 B.Cu(NO3)2溶液

c.稀HNO3 D.Fe(NO3)3溶液

解析:Fe遇冷浓HNO3钝化,铁片增重;Fe与Cu(NO3)2溶液反应:Fe Cu(NO3)2===Fe(NO3)2 Cu,金属片质量增重;Fe与稀HNO3反应,Fe 4HNO3(稀)===Fe(NO3)3 NO↑ 2H2O,金属片质量减小,但有气体产生;Fe与Fe(NO3)3溶液反应:Fe 2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2。

答案:D

2.将Cu片放入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液后,反应一段时间后取出Cu片,溶液中,c(Fe3 )∶c(Fe2 )=2∶3,则Cu2 与Fe3 的物质的量之比为()

A.3∶2 B.3∶5 C.4∶3 D.3∶4

解析:由2Fe3 Cu===2Fe2 Cu2 知2n(Cu2 )=n(Fe2 ),所以n(Cu2 )∶n(Fe3 )=1.5∶2=c(Cu2 )∶c(Fe3 )=3∶4。

答案:D

3.在电子工业中,制印刷电路时,常用氯化铁溶液作为铜的腐蚀液,该过程发生的反应为:2FeCl3 Cu===2FeCl2 CuCl2。该反应利用了铜的什么性质()

A.氧化性 B.还原性

C.导电性 D.导热性

解析:在反应2FeCl3 Cu===2FeCl2 CuCl2中,铜的化合价由0价升高到 2价,被氧化,做还原剂。

答案:B

4.下列关于铁的叙述错误的是()

A.纯净的铁是光亮的银白色金属

B.铁能被磁铁吸引,在磁场作用下,铁自身也能产生磁性

C.铁是地壳中含量最多的金属元素,所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态

D.纯铁的抗蚀能力相当强,铁在干燥的空气里不易被氧化

解析:A项和B项的叙述正确,答案排除A项和B项;在地壳中含量最多的金属元素是铝,铁占第二位;铁是比较活泼的金属,在地壳中都以化合态存在,游离态的铁只能从陨石中得到,C项错;纯铁,不易被氧化,故抗腐蚀能力强,D项叙述正确。

答案:C

5.铁屑溶于过量的稀H2SO4,过滤后向滤液中加入适量硝酸,再加入过量的氨水,有红褐色的沉淀生成。过滤、加热沉淀物至质量不再发生变化,得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别是()

A.Fe(OH)3;Fe2O3 B.Fe(OH)2;FeO

C.Fe(OH)2;Fe(OH)3、Fe3O4 D.Fe2O3;Fe(OH)3

解析:铁屑溶于稀H2SO4生成FeSO4,加入稀HNO3后,Fe2 转化为Fe3 ,再加氨水生成红褐色Fe(OH)3沉淀,过滤加热至质量不再变化得红棕色Fe2O3。

答案:A

6.根据下图所示的关系

确定A、B、C、D、E、F的化学式,A为________,B为________,C为________,D为________,E为________,F为________。

解析:从最初条件看,框图很模糊。直接得不出结论,但找到题眼:“红褐色固体F”、“黑色晶体B”,就可迅速得出红褐色固体F是Fe(OH)3,从而得出A为Fe,B为Fe3O4,C为FeSO4,D为Fe2(SO4)3,E为Fe(OH)2。

答案:Fe Fe3O4 FeSO4 Fe2(SO4)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3

7.下图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质,其中C、D、E为单质,其余为化合物。它们存在如下转化关系,反应中生成的水及次要产物均已略去。

(1)写出化学式:B________E________。

(2)指出MnO2在相关反应中的作用:反应①中是________剂,反应②中是________剂。

(3)写出离子方程式:H E→G:________;

G D→H:________。

(4)若反应①是在加热条件下进行,A是________;

若反应①是在常温条件下进行的,A是________。

解析:在中学化学中涉及与MnO2有关的反应,常用来制取O2和Cl2,且题目中告知C、D、E为单质,G、H可以相互转化,则说明E为一种变价金属元素,E可能Fe,而F与B反应生成G和H,则C为O2,D为Cl2,H为FeCl3,G为FeCl2,B为HCl。若反应①是在加热条件下制取O2,则A为KClO3;若在常温下进行,则A为H2O2。

答案:(1)HCl Fe (2)催化 氧化 (3)2Fe3 Fe===3Fe2  2Fe2 Cl2===2Fe3 2Cl-

(4)KClO3 H2O2

1.已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在着某种必然的联系,你认为下列事件发生在铁器时代之前的是()A.金属铝的冶炼 B.青铜器时代

C.戴维发现金属钠 D.从海水中提取金属镁

解析:金属的活泼性越弱,越容易从化合物中获取该金属,Al、Na、Mg都是活泼金属,只有Cu不活泼,故选B项。

答案:B

2.下列有关高炉炼铁的说法正确的是()

A.焦炭和一氧化碳都作还原剂

B.用足量的焦炭可以得到纯铁

C.加石灰石的目的主要是为了提供更多的CO2

D.用铝代替焦炭作还原剂可以节约资金

解析:根据高炉炼铁的反应C O2CO2、CO2 C2CO、Fe2O3 3CO2Fe 3CO2可知,C和CO都是还原剂,A正确;高炉炼铁得到的是含碳量2%~4.5%的生铁,B错误;CaCO3是造渣剂,目的是除去铁矿石中的SiO2杂质,防止影响生铁的品质,C错误;铝热反应虽然也可以制备铁,但是铝的价格远远高于焦炭,所以不可能节约资金,D错误。

答案:A

3.某物质溶于盐酸,滴加KSCN溶液后颜色没有变化,再加入溴水后溶液呈血红色,这种物质是()

A.FeCl3 B.FeCl2

C.FeO D.Fe3O4

解析:选项A中Fe3 遇KSCN呈血红色,故不符合题意;选项B中Fe2 遇KSCN没有颜色变化,加入溴水后,由于2Fe2 Br2===2Fe3 2Br-,生成Fe3 ,溶液呈血红色,故B项正确;选项C中FeO与HCl反应,FeO 2HCl===FeCl2 H2O,滴入KSCN无颜色变化,再加入溴水后,生成Fe3 ,遇KSCN呈血红色,也符合题意;选项D中Fe3O4 8HCl===FeCl2 2FeCl3 4H2O,溶液中含Fe3 ,滴加KSCN后,呈血红色,故D项不符合题意。

答案:BC

4.下列有关金属及其合金的说法不正确的是()

A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的

B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加

C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹

D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用

解析:金属硬币都是由合金材料制成的,A正确;生铁中的含碳量比普通钢中的高,不锈钢主要是在钢中加入镍、铬元素,B错误;镁燃烧能发出白光,C正确;铝表面的氧化膜致密、稳定,D正确。

答案:B

5.纯铁的熔点为1 535 ℃,而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1 200 ℃左右就熔化了,这是因为()

A.铁的纯度越高熔点越低

B.合金的熔点比其成分物质的熔点高

C.因为形成了铁碳合金,所以熔点变低

D.生铁在高炉内熔化的过程中发生了化学反应

解析:合金的熔点比各组分的熔点低。

答案:C

6.能将FeCl2、FeCl3、AlCl3、MgCl2四种溶液区别开来的一种试剂是()

A.AgNO3溶液 B.NaOH溶液

C.氨水 D.NaSCN溶液

解析:分别加入足量NaOH溶液,若先出现白色沉淀,并迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,说明是FeCl2,若先出现红褐色沉淀,说明是FeCl3,若先出现白色沉淀,后全部溶解,说明是AlCl3,若先出现白色沉淀,NaOH过量也无变化,说明是MgCl2。

答案:B

7.某溶液中可能存在Mg2 、Fe2 、Fe3 ,加入NaOH溶液,开始时是白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色。下列结论正确的是()

A.一定有Fe2 存在,一定没有Fe3 、Mg2

B.一定有Fe3 存在,一定没有Fe2 、Mg2

C.一定有Fe3 存在,可能有Fe2 ,一定没有Mg2

D.一定有Fe2 存在,可能有Mg2 ,—定没有Fe3

解析:根据加NaOH溶液时,开始出现白色沉淀,说明一定无Fe3 ,沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,说明一定含有Fe2 ,但因Mg(OH)2为白色沉淀,故不能确定是否含Mg2 。

答案:D

8.已知下述三个实验均能发生化学反应

① ② ③ 将铁钉放入硫酸铜溶液中 向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水 将铜丝放入氯化铁溶液中 下列判断正确的是()

A.实验①中铁钉只作还原剂

B.实验②中Fe2 既显氧化性又显还原性

C.实验③中发生的是置换反应

D.上述实验证明氧化性;Fe3 >Fe2 >Cu2

解析:①中Fe CuSO4===FeSO4 Cu,Fe作还原剂,CuSO4作氧化剂。②中Fe2 被Cl2氧化,Fe2 只作还原剂。③中2FeCl3 Cu===2FeCl2 CuCl2,不是置换反应,由以上三个反应可以看出氧化性:Fe3 >Cu2 >Fe2 。

答案:A

9.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L氯化铁溶液中充分反应后其结果是()

A.铁有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-浓度基本不变

B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显血红色

C.Fe2 和Fe3 的物质的量之比为5∶1

D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶1

解析:n(Fe)==0.02 mol,n(Fe3 )=0.025 L×2 mol/L=0.05 mol。由 2Fe ===3Fe2 知Fe3 有剩余,Fe粉已经反应完,溶液中有Fe2 和Fe3 ,则A错误,B正确;由离子方程式知D项中比值应为1∶2,生成的n(Fe2 )=0.02 mol×3=0.06 mol,剩余n(Fe3 )=0.05 mol-0.02 mol×2=0.01 mol,故两者之比为6∶1,C项错误。

答案:B

10.铁和氧化铁的混合物共a mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到b mol H2,且溶液加入KSCN溶液不显红色,则原混合物中铁的物质的量为()

A.b mol B.(a-b) mol

C.(a-b) mol D.(a b) mol

解析:Fe与Fe2O3的混合物与盐酸反应,再加入KSCN溶液不显血红色说明溶液中无Fe3 ,且放出H2 b mol。所发生的化学方程式为:①Fe2O3 6HCl===2FeCl3 3H2O,②Fe 2HCl===FeCl2 H2↑,③2Fe3 Fe===3Fe2 ,根据①与③可得Fe2O3 Fe 6HCl===3FeCl2 3H2O。则Fe的物质的量为 mol b mol= mol。

答案:D

11.向一定量的FeO、Fe、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中经检验无Fe3 。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是()

A.11.2 g B.5.6 g C.2.8 g D.无法计算

解析:由题意知,该混合物中加入盐酸后发生以下几个反应:Fe 2HCl===FeCl2 H2↑

FeO 2HCl===FeCl2 H2O

Fe2O3 6HCl===2FeCl3 3H2O

Fe 2FeCl3===3FeCl2

由方程式可知Fe元素全部转化为FeCl2,所以混合物中Fe元素的物质的量

n(Fe)=n(Cl-)=

=0.05 mol。

用CO还原相同质量的混合物,得铁的质量为0.05 mol×56 g·mol-1=2.8 g,故选C。

答案:C

12.有一铁的氧化物样品,用5 mol·L-1盐酸140 mL恰好完全溶解,所得溶液吸收标准状况下0.56 L Cl2,可使溶液中的亚铁离子全部转化为三价铁离子。该样品可能的化学式是()

A.Fe2O3 B.Fe3O4

C.Fe4O5 D.Fe5O7

解析:分析反应过程为Fe、O→Fe、Cl→FeCl3,可知:该氧化物中O原子的物质的量=盐酸中Cl原子的物质的量的一半=0.35 mol;该氧化物中Fe原子的物质的量=

==0.25 mol

Fe、O的物质的量之比为0.25 mol∶0.35 mol=5∶7。

答案:D

13.(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[即:曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜],试写出该反应的离子方程式______________________________________。

(2)尽管铜比铁稳定,但铜器表面经常会生成铜锈[即:铜绿,化学式为Cu2(OH)2CO3],其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。试写出保护铜制品的方法:______________________________。这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而又不伤器物的化学反应方程式:______________________________。

(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。(铜的熔点是1 183.4 ℃,铁的熔点是1 534.8 ℃)___________________ ________________________________。

解析:“曾青得铁则化为铜”实质是金属之间的置换反应。铜生锈的化学方程式为:2Cu CO2 H2O十O2===Cu2(OH)2CO3,所以铜要存放在干燥处。铜不与盐酸反应,而铜绿可与酸反应,因此可用盐酸除去铜绿而又不伤器物,铜钱的广泛流通可以从铜的不活泼性和其熔点较低考虑。

答案:(1)Fe Cu2 ===Fe2 Cu

(2)在干燥空气中保存

Cu2(OH)2CO3 4HCl===2CuCl2 3H2O CO2↑

(3)铜的化学性质比铁稳定,不易被腐蚀;铜的熔点低,容易冶炼铸造成型

14.室温下,单质A,B,C分别为固体、黄绿色气体、无色气体,在合适反应条件下,它们可以按下图进行反应。又知E溶液是无色的,请回答:

(1)A是________、B是________、C是________(请填化学式)。

(2)反应①的化学方程式为:_____________________________________。

(3)反应③的化学方程式为:________________________________。

(4)反应④的化学方程式为:___________________________________。

解析:

A为变价金属Fe,则D为FeCl3,F为FeCl2。

答案:(1)Fe Cl2 H2 (2)2Fe 3Cl22FeCl3

(3)2HCl Fe===FeCl2 H2↑

(4)2FeCl2 Cl2===2FeCl3

15.(1)实验室中除去FeCl3溶液中的FeCl2,所用试剂:________,写出有关的化学方程式:______________________________________。

(2)除去氯化亚铁溶液中少量的氯化铁,所用试剂:________,方法:___________________________,

写出有关的离子方程式:_________________________________。

(3)除去FeCl3溶液中少量CuCl2,所用试剂________,方法:_____________________________,

写出有关的离子方程式:______________________。

解析:(1)所选试剂具有氧化性,将Fe2 氧化为Fe3 ,用HClO可以,但HClO不稳定,实验室中没有现成的HClO,所以用Cl2或H2O2较好;但H2O2需在HCl酸性条件下。反应的化学方程式:Cl2 2FeCl2===2FeCl3或2HCl十H2O2 2FeCl2===2FeCl3 2H2O。

(2)利用铁粉的还原性,将FeCl3还原为FeCl2,再过滤除去剩余的Fe:Fe 2Fe3 ===3Fe2 。

(3)利用铁粉发生:Fe Cu2 ===Fe2 Cu,2Fe3 Fe===3Fe2 ,过滤除法Cu、Fe以后再通入足量的氯气,将Fe2 氧化为Fe3 ,有关反应方程式为:2Fe2 Cl2===2Fe3 2Cl-。

答案:(1)Cl2或H2O2、HCl

Cl2 2FeCl2===2FeCl3

或2HCl H2O2 2FeCl2===2FeCl3 2H2O

(2)过量铁粉 过滤

Fe 2Fe3 ===3Fe2

(3)过量铁粉和Cl2  加入过量的铁粉,过滤,滤液中通入足量的氯气

Fe Cu2 ===Fe2 Cu,2Fe2 Cl2===2Fe3 2Cl-

16.已知Fe2O3与H2反应会因温度不同而可能生成Fe3O4。兴趣小组在用H2还原Fe2O3,的实验中,用磁铁吸出生成的黑色粉末X。为探究X的组成,他们进行了如下实验。(1)甲同学认为黑色粉末能被磁铁吸附,因此X是铁。你________ (填“同意”或“不同意”)他的结论,原因是___________________________________________。

(2)乙同学:先将少量黑色粉末X放入装有足量硫酸铜溶液烧杯中,振荡,固体部分溶解,有极少量红色物质析出,过滤;然后向滤渣加入盐酸,滴加几滴KSCN溶液,溶液出现血红色。通过现象分析,丙同学得出X的组成是Fe和Fe3O4。

①滴加KSCN溶液的目的是: ____________________________。

②若在粉末X直接加入盐酸、KSCN溶液,溶液不出现血红色。不出现血红色的原因是(用离子方程式表示)___________ ________________。

(3)丁同学的实验方案:

―→

①操作Z是____________________________。

②通过以上数据,得出2.88 g黑色粉末X中各成分的物质的量为________。

解析:(1)因为Fe3O4具有磁性,也能被磁铁吸引,故该方案不合理。

(2)①加入KSCN的目的为检验Fe3 的存在,从而确认Fe3O4的存在。

②若直接加入盐酸,因发生Fe 2Fe3 ===3Fe2 会使Fe3 转化为Fe2 ,不能检验Fe3 的存在。

(3)①加入氨水后生成Fe(OH)3沉淀,过滤、洗涤干燥后再称量。

②设n(Fe)=x mol,n(Fe3O4)=y mol

解之得x=0.01 y=0.01

即n(Fe)=0.01 mol n(Fe3O4)=0.01 mol

答案:(1)不同意 Fe3O4也能被磁铁吸附,故不能由此确定X就是铁单质

(2)①检验是否存在Fe3 ,确认Fe3O4的存在

②Fe 2Fe3 ===3Fe2

(3)①过滤、洗涤

②n(Fe3O4)=0.01 mol,n(Fe)=0.01 mol

17.将c mol的Fe投入含a mol FeCl3和b mol CuCl2的溶液中,由于投入Fe的量不同,剩余固体和溶液中离子也随之变化,可分为以下情况,请完成下表。

加Fe的物质的量 剩余固体 溶液中阳离子 ①c<________ 无 Fe3 、________ ②c=________ 无 Cu2 、Fe2 ③______________ 解析:由于氧化性Fe3 >Cu2 ,所以Fe先与Fe3 反应,Fe3 反应完后,Fe再与Cu2 反应。

①溶液中有Fe3 ,则仍有Cu2 ,生成Fe2 ,Fe无剩余,则c<。

②当c=时,Fe恰好与Fe3 反应完,溶液中有Cu2 、Fe2 。

③当 b时,Fe过量,Fe3 、Cu2 都反应完全,阳离子只有Fe2 ,固体为Fe和Cu。

答案:n(Fe) 剩余固体 溶液中阳离子 ①c< Fe3 、Fe2 、Cu2 ②c= ③ b Fe、Cu Fe2

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