专题十三 铁铜及其化合物.docx
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专题十三铁铜及其化合物
铁、铜元素及其化合物
1.下列实验操作能达到实验目的的是（ ）
实验目的
实验操作
A
制备Fe（OH）3胶体
将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中
B
由MgCl2溶液制备无水MgCl2
将MgCl2溶液加热蒸干
C
除去Cu粉中混有的CuO
加入稀硝酸溶液，过滤、洗涤、干燥
D
比较水与乙醇中氢的活泼性
分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中
2．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）制备七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O），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中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al（OH）3进入固体2
C.从溶液2得到FeSO4·7H2O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FeSO4·7H2O
3.纯净物X、Y、Z转化关系如图所示，下列判断正确的是（ ）
A.X可能是金属铜B.Y不可能是氢气C.Z可能是氯化钠D.Z可能是三氧化硫
4.下列反应中，反应后固体物质增重的是（ ）
A.氢气通过灼热的CuO粉末B.二氧化碳通过Na2O2粉末
C.铝与Fe2O3发生铝热反应D.将锌粒投入Cu（NO3）2溶液
6.下列有关Fe2（SO4）3溶液的叙述正确的是（ ）
A.该溶液中，K＋、Fe2＋、C6H5OH、Br－可以大量共存
B.和KI溶液反应的离子方程式：
Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I2
C.和Ba（OH）2溶液反应的离子方程式：
Fe3＋＋SO
＋Ba2＋＋3OH－===Fe（OH）3↓＋
BaSO4↓
D.1L0.1mol·L－1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2gFe
7．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0.1mol·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2mLFeCl2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______________________________。
（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL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10ml0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。
分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1mLCCl4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）。
8．（2016·浙江理综）磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：
请回答：
（1）A的组成元素为________（用元素符号表示），化学式为___________________。
（2）溶液C可溶解铜片，例举该反应的一个实际应用________。
（3）已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体（标况下的密度为1.518g·L－1），该气体分子的电子式为________。
写出该反应的离子方程式
___________________________________________________________。
（4）写出F→G反应的化学方程式___________________________________。
设计实验方案探究溶液G中的主要微粒（不考虑H2O、H＋、K＋、I－）_________
___________________________________________________。
9．（2016·四川理综，9，13分）CuCl广泛应用于化工和印染等行业。
某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。
【资料查阅】
【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器略）
请回答下列问题：
（1）仪器X的名称是________。
（2）实验操作的先后顺序是a→______→e（填操作的编号）。
a．检查装置的气密性后加入药品
b．熄灭酒精灯，冷却
c．在“气体入口”处通入干燥HCl
d．点燃酒精灯，加热
e．停止通入HCl，然后通入N2
（3）在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是________。
（4）装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是_____________________
________________________________________________________________。
【探究反思】
（5）反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析：
①若杂质是CuCl2，则产生的原因是___________________________。
②若杂质是CuO，则产生的原因是_______________________________。
10.（2015·海南化学，17，11分）工业上，向500～600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。
现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。
回答下列问题：
（1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为__________________________________________________________________，
装置B中加入的试剂是_____________________________________________。
（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取 。
尾气的成分是 。
若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是 、 。
（3）若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是 。
欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先 ，再 。
11.（2015·天津理综，10，14分）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＋）＝2.0×10－2mol·L－1，c（Fe3＋）＝1.0×10－3mol·L－1，c（Cl－）＝5.3×10－2mol·L－1，则该溶液的pH约为 。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：
ClO
＋
Fe2＋＋
===
Cl－＋
Fe3＋＋
（3）FeCl3在溶液中分三步水解：
Fe3＋＋H2O
Fe（OH）2＋＋H＋K1
Fe（OH）2＋＋H2O
Fe（OH）
＋H＋K2
Fe（OH）
＋H2O
Fe（OH）3＋H＋K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。
通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氯化铁，离子方程式为：
xFe3＋＋yH2O
Fex（OH）
＋yH＋
欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号） 。
a.降温b.加水稀释
c.加入NH4Cld.加入NaHCO3
室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 。
（4）天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示。
由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe（mg·L－1）表示]的最佳范围约为 mg·L－1。
12.（2015·四川理综，11，16分）为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。
活化硫铁矿还原Fe3＋的主要反应为：
FeS2＋7Fe2（SO4）3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4，不考虑其它反应。
请回答下列问题：
（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是__________________________________。
（2）检验第Ⅱ步中Fe3＋是否完全还原，应选择 （填字母编号）。
A.KMnO4溶液
B.K3[Fe（CN）6]溶液
C.KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2＋不沉淀，滤液中铝、硅杂质被除尽。
通入空气引起溶液pH降低的原因是___________________________________________________。
（4）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃，101kPa时：
4Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s） ΔH＝－1648kJ/mol
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－393kJ/mol
2Fe（s）＋2C（s）＋3O2（g）===2FeCO3（s） ΔH＝－1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是____________________________________________________________________。
（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料。
该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S，正极反应式是________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
（6）假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。
将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其它杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。
按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3 kg。
13.（2015·天津理综，9，18分）废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。
湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。
某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu（NH3）
，反应中H2O2的作用是 。
写出操作①的名称：
。
（2）反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu（NH3）
与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：
_____________________________________________________
_________________________________________________________________。
操作②用到的主要仪器名称为 ，其目的是（填序号） 。
a.富集铜元素
b.使铜元素与水溶液中的物质分离
c.增加Cu2＋在水中的溶解度
（3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和 。
若操作③使用右图装置，图中存在的错误是 。
（4）操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。
阴极析出铜，阳极产物是 。
操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是__________________________________________________________________。
（5）流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是 。
循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是 。
14.（2014·浙江理综，26，15分）某研究小组为了探究一种无机矿物盐X（仅含四种元素）的组成和性质，设计并完成了如下实验：
另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40g固体1。
请回答如下问题：
（1）画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图 ，写出气体甲的电子式 。
（2）X的化学式是 ，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为____________________________________________________________。
（3）白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是__________________________________________________________________
____________________________________________（用化学反应方程式表示）。
（4）一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式 ，并设计实验方案验证该反应的产物__________________________________________________。
15.（2014·江苏化学，21B，12分）磷酸铁（FePO4·2H2O，难溶于水的米白色固体）可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料，实验室可通过下列实验制备磷酸铁。
（1）称取一定量已除去油污的废铁屑，加入稍过量的稀硫酸，加热、搅拌，反应一段时间后过滤。
反应加热的目的是___________________________________________________________________。
（2）向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2＋。
为确定加入H2O2的量，需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2＋，离子方程式如下：
Cr2O
＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
①在向滴定管注入K2Cr2O7标准溶液前，滴定管需要检漏、 和 。
②若滴定xmL滤液中的Fe2＋，消耗amol·L－1K2Cr2O7标准溶液bmL，则滤液中c（Fe2＋）＝ mol·L－1。
③为使滤液中的Fe2＋完全被H2O2氧化，下列实验条件控制正确的是 （填序号）。
A.加入适当过量的H2O2溶液
B.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C.加热，使反应在较高温度下进行
D.用氨水调节溶液pH＝7
B组两年模拟精选（2016～2015年）
1．（2016·山东日照一中期中）关于反应中的先后顺序，下列评价正确的是（ ）
A．向浓度都为0.1mol/L的FeCl3和CuCl2混合溶液加入铁粉，CuCl2首先反应
B．向NH4Al（SO4）2溶液中滴加少量的NaOH溶液，NH
首先反应
C．向浓度都为0.1mol/L的Na2CO3和NaOH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，铜先反应
2．（2016·福建省三明一中期中）铁和氧化铁的混合物共amol，加一定量盐酸后固体全部溶解，得到的溶液中不含Fe3＋，同时收集到bmol氢气，则原混合物中氧化铁的物质的量为（ ）
A.
（a－b）molB.
（a＋b）mol
C．（a－b）molD．bmol
3．（2016·重庆万州期中）足量铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体2.24L（标准状况），这些气体与一定体积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4mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是50mL，下列说法正确的是（ ）
A．参加反应的硝酸是0.4mol
B．消耗氧气的体积为1.68L
C．此反应过程中转移的电子为0.3mol
D．混合气体中含NO2体积为1.12L
4．（2016·湖北荆州一模，11）下列化学反应先后顺序判断正确的是（ ）
A．在含有等物质的量的H＋、Al3＋的溶液中，逐滴加入NaOH溶液：
H＋、Al3＋、Al（OH）3
B．在含有等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中，缓慢通入氯气：
I－、Br－、Fe2＋
C．在含有等物质的量的NaCl、Na2S的溶液中加入AgNO3溶液：
NaCl、Na2S
D．在含有等物质的量的Fe3＋、Cu2＋的溶液中加入铁粉：
Cu2＋、Fe3＋
5．（2016·河南洛阳期末，20）向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示（已知稀硝酸的还原产物只有NO）。
下列有关判断不正确的是（ ）
A．a表示Fe3＋的关系曲线，b表示Fe2＋的关系曲线
B．P点时，n（Fe3＋）＝0.50mol
C．n1＝0.75
D．n1∶n3＝2∶3
6．（2016·江西宜春联考期末，13）有6.4gCuO、Fe2O3混合物跟足量CO充分反应后固体减少了1.44g，反应后全部气体用0.7mol/LBa（OH）2溶液100mL吸收。
下列有关叙述中正确的是（ ）
A．反应中生成的CO2体积为2.016L
B．吸收CO2后的溶液中一定有Ba（HCO3）2
C．不能确定原混合物中CuO与Fe2O3质量比
D．若将质量相同的混合物加过量硝酸溶解后，再加入100mL的NaOH溶液时沉淀达最大量，由此可求得c（NaOH）＝1.8mol/L
7.（2015·哈尔滨六中期末，6）下列有关含铜的化合物的说法错误的是（ ）
A.用盐酸可以洗去铜表面的铜锈
B.向氯化铁溶液中加入适量氧化铜固体，可得到红褐色沉淀
C.0.1mol/L的CuSO4溶液中，Cu2＋的微粒数目一定小于0.1NA（设NA为阿伏加德罗常数）
D.在FeSO4溶液中加入CuS固体，溶液中c（Fe2＋）不变，说明Ksp（CuS）远小于Ksp（FeS）
8.（2015·保定质检，19）如图所示的甲、乙、丙三种物质均含有相同的某种元素，箭头表示物质间的转化一步就能实现，则甲可能是（ ）
①Fe ②HNO3 ③Al ④C
A.①②③ B.②③④
C.①②④D.①②③④
9.（2015·河南焦作期末，4）根据下列实验现象，所得结论错误的是（ ）
实验
实验现象
结论
A
Ⅰ烧杯中铁片表面有气泡，Ⅱ烧杯中铜片表面有气泡
活动性：
Al>Fe>Cu
B
试管中收集到无色气体
铜与浓硝酸反应产物是NO
C
试管b比试管a中溶液的红色深
增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动
D
长颈漏斗内液面高于烧瓶内液面且保持不变
装置气密性良好
10.（2015·河北廊坊质检，14）制备纳米Fe3O4的过程如图所示：
下列有关叙述不合理的是（ ）
A.纳米Fe3O4分散在适当溶剂中，当强光照射时，会产生丁达尔效应
B.反应①的反应类型为消去反应
C.反应②中，环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解
D.反应③的化学方程式为：
6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2
11.（2015·陕西安康调研，10）A、B、C为3种单质（其中A为固体，B、C为气体），将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。
它们之间的转化关系如图，下列推断正确的是（ ）
A.物质B是H2B.物质C是Cl2
C.物质D是FeCl2D.物质F是FeCl2
12.（2015·辽宁省五校联考，15）把ag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，再加入过量NaOH溶液。
过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为ag，则原合金中铁的质量分数为（ ）
A.70%B.52.4%C.47.6%D.30%
13．（2016·山东淄博期末，11）某铜矿石的主要成分是Cu2O，还含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。
某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程如图所示（已知：
Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O）。
（1）滤液A中铁元素的存在形式为__________________________________
（填离子符号），生成该离子的离子方程式为__________________________
_____________________________________________________________，
检验滤液A中存在该离子的试剂为________（填试剂名称）。
（2）金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为______________________________________________________________，
在实验室中完成此实验还需要的试剂是________。
a．KClO3b．KCl
c．Mgd．MnO2
（3）为使固体混合物D在空气中灼烧完全分解，应_____________________
__________________________________________________，直至连续两次
测定的实验结果相同（或质量相差小于0.1g）时为止；灼烧时必须用到的实验仪器是_________________________________________________________。
（4）溶液G与固体混合物B反应的离子反应方程式为
__________________________________________________________。
（5）将Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中，得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的不溶于水的盐（不含结晶水），该盐受热分解产生三种氧化物，则该盐的化学式是______________
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