专题复习铁铜及其化合物高考真题doc.docx

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专题复习铁铜及其化合物高考真题doc

专题复习：

铜、铁及其化合物

1.（2016·课标全国卷Ⅱ，13，6分）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．（2015·浙江理综，13，6分）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.（2015·福建理综，9，6分）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.（2014·课标全国卷Ⅱ，9，6分）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

5.（2014·北京理综，7，6分）下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（　　）

　A.KB.NaC.FeD.Al

6.（2014·安徽理综，8，6分）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．（2016·课标全国卷Ⅱ，28，15分）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，27Ⅱ，12分）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

参考答案

A组

1.D[A项，NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中生成Fe（OH）3沉淀，而Fe（OH）3胶体的制备是向沸水中滴入饱和氯化铁溶液，加热至溶液出现红褐色，错误；B项，氯化镁是强酸弱碱盐，MgCl2水解产生的HCl易挥发，将MgCl2溶液加热蒸干生成Mg（OH）2，故由MgCl2溶液制备无水MgCl2要在HCl气流中加热蒸干，错误；C项，铜与稀硝酸反应，应该用稀盐酸或稀硫酸除去Cu粉中混有的CuO，错误；D项，分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，利用反应的现象：

反应剧烈的是水，反应平缓的是乙醇，可比较水和乙醇中氢的活泼性，正确。

]

2．D　[根据题意，分析得出以下流程：

A项，溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉，正确；B项，由于SiO2不溶于硫酸，则固体1中一定含有SiO2，为了使溶液中的Al3＋转化成Al（OH）3沉淀，故用NaOH溶液控制pH，得固体2为Al（OH）3，正确；C项，由于Fe2＋易被氧化、FeSO4·7H2O易分解，故在从FeSO4溶液中得到FeSO4·7H2O产品过程中，须控制条件防止其氧化和分解，正确；D项，若在溶液1[Fe2（SO4）3和Al2（SO4）3溶液]中直接加NaOH至过量，得到的为Fe（OH）3，用硫酸溶解得到Fe2（SO4）3溶液，故经结晶不能得到FeSO4·7H2O，错误。

]

3.A　[A项，若X是Cu，Y是Cl2，Cu在Cl2中燃烧生成CuCl2，电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2，符合图中转化关系，正确；B项，若X是Cl2，Y是H2，H2在Cl2燃烧生成HCl，HCl溶于水生成盐酸，电解盐酸则生成H2和Cl2，也符合图中转化关系，错误；C项，若Z是氯化钠，则X、Y分别是Na和Cl2中的一种；电解氯化钠水溶液生成的是H2、Cl2、NaOH，不符合图中转化关系，错误；D项，若Z是SO3，而X、Y可能是O2和SO2中的一种，SO3溶于水生成硫酸，电解硫酸溶液实质是电解水，产生H2和O2，不符合图中转化关系，错误。

]

4.B　[A项，CuO被H2还原为Cu，固体质量减轻；B项，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O2变为Na2CO3，固体质量增加；C项，铝热反应前后固体总质量保持不变；D项，1molZn置换出1molCu，固体质量减轻，不符合题意。

]

5.D　[金属铝的表面可形成致密的氧化膜，保护内层金属不被空气氧化，故D符合题意。

]

6.D　[Fe3＋与

会形成络合物，不能大量共存，A项错误；B项，得、失电子不守恒，应为：

2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，B项错误；C项参加反应的离子计量关系不匹配，应为2Fe3＋＋3SO

＋3Ba2＋＋6OH－===2Fe（OH）3↓＋3BaSO4↓，C项错误；因为Zn过量，最终Fe3＋全部生成Fe单质，由原子守恒可知：

0.1mol·L－1×1L×2＝0.2mol的Fe3＋与足量的Zn反应可得到0.2molFe，即11.2g，所以D项正确。

]

7．解析　

（1）亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被空气氧化。

（2）Cl2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得电子生成Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

（3）煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe2＋氧化，产生干扰。

（4）根据Fe2＋的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3＋遇KSCN溶液显血红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe3＋＋2I－

2Fe2＋＋I2。

（5）H2O2溶液中加入几滴酸化FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；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，产生气泡的原因是反应产生的Fe3＋是H2O2分解的催化剂，促使H2O2分解生成O2，同时H2O2分解反应是放热反应，并促进了Fe3＋水解平衡Fe3＋＋3H2O

Fe（OH）3＋3H＋向正向移动，产生较多Fe（OH）3，聚集形成沉淀。

答案　

（1）防止Fe2＋氧化　

（2）2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　（3）隔绝空气（排除氧气对实验的影响）　（4）Fe2＋　Fe3＋　可逆反应　（5）H2O2＋2Fe2＋＋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

8．解析　

（1）根据题中的探究过程，红棕色固体B为氧化铁，与盐酸反应后生成黄色溶液C为氯化铁，氯化铁与硫氰化钾显血红色溶液D为硫氰化铁。

无色气体溶于水后为酸性，与碘反应后生成无色溶液，酸性变强，说明原酸为弱酸，且具有还原性，为亚硫酸，则无色气体为二氧化硫。

则原化合物中含有铁和硫元素。

由2Fe～Fe2O3，得n（Fe）＝

×2＝0.03mol，m（Fe）＝1.680g；所以A中硫元素的质量为m（S）＝2.960g－1.680g＝1.280g，故n（S）

＝0.04mol；n（Fe）∶n（S）＝0.03mol∶0.04mol＝3∶4，可知A的化学式为Fe3S4。

（2）因溶液C为氯化铁溶液，工业上常用于制印刷电路板；（3）根据题意Fe3S4与稀硫酸反应，生成的淡黄色不溶物为S，气体的摩尔质量为1.518g·L－1×22.4L·mol－1＝34g·mol－1，故应为H2S，硫元素化合价升高，故产物还有Fe2＋，该气体的电子式为

，反应的离子方程式为Fe3S4＋6H＋===3Fe2＋＋3H2S↑＋S。

（4）H2SO3与I2反应生成H2SO4和HI，反应的化学方程式为H2SO3＋I2＋H2O===H2SO4＋2HI；检验G中主要微粒，目的在于检验SO

和H2SO3的存在。

方法是：

取溶液G，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有SO

；过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若再产生白色沉淀，则有H2SO3。

答案　

（1）S、Fe　Fe3S4　

（2）制印刷电路板

（3）

　Fe3S4＋6H＋===3Fe2＋＋3H2S↑＋S

（4）H2SO3＋I2＋H2O===H2SO4＋2HI　取溶液G，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有SO

；过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若再产生白色沉淀，则有H2SO3

9．解析　

（1）X盛放固体无水CuSO4，为干燥管。

（2）先通HCl，再加热（防止加热时生成Cu2（OH）2Cl2），结束时应先停止加热，冷却，再停止通HCl。

顺序为c→d→b。

（3）CuCl2分解生成的Cl2，遇湿润的蓝色石蕊试纸，先变红后褪色（Cl2＋H2O

HCl＋HClO，变红是因为生成HCl，褪色是因为生成具有强氧化性的HClO）。

（4）D装置的