高中化学复习知识点FeCu及相关离子的反应.docx
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高中化学复习知识点FeCu及相关离子的反应
高中化学复习知识点：
Fe、Cu及相关离子的反应
一、单选题
1．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后所剩的固体物质能被磁铁吸引。
则反应后存在较多的阳离子是（）
A．Cu2+B．Fe3+C．Fe2+D．H+
2．FeCl3、CuCl2的混合溶液加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，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Fe2＋
C．溶液中一定含Cu2＋D．剩余固体中一定含铜
3．下列有关金属及其化合物的应用不合理的是（）
A．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D．无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
4．由下列实验及现象能推出相应结论的是
选项
实验
现象
结论
A
将0.1mol·L－1ZnSO4溶液加入1mol·L－1Na2S溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1mol·L－1CuSO4溶液
先有白色沉淀生成，后变为黑色沉淀
Ksp（CuS）=Ksp（ZnS）
B
将过量铜粉加入2mL1.0mol·L－1Fe2（SO4）3溶液中，充分振荡，加几滴KSCN溶液
溶液变蓝，加KSCN后溶液颜色不变
氧化性：
Fe3＋>Cu2＋
C
甲烷与氯气在光照条件下反应后，在试管口放置湿润的蓝色石蕊试纸
湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的氯甲烷呈酸性
D
向20%的蔗糖溶液中加入少量的硫酸，水浴加热，再加入银氨溶液
没有银镜产生
蔗糖未水解
A．AB．BC．CD．D
5．向80mL0.1mol•L-1稀HNO3溶液中加入铜粉和铁粉混合物，固体完全溶解，在反应后溶液中滴加硫氰化钾溶液，溶液没有出现血红色。
铜粉和铁粉混合物的质量可能是
A．0.168gB．0.184gC．0.192gD．0.200g
6．把铁粉投入氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中，充分反应后铁粉有剩余，则所得溶液中浓度最大的阳离子是
A．Fe2+B．Cu2+C．Fe3+D．H+
7．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束，将剩余的固体滤出，能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在的较多的阳离子是（）
A．
B．
C．
D．
8．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（）
实验
现象
结论
A
将浓硫酸加入过量铁粉中，加热，充分反应后滴加KSCN溶液
有气体生成，溶液呈血红色
浓硫酸将Fe氧化为Fe3+
B
将铜粉加入1.0mol•L-1Fe2（SO4）3溶液中
溶液变蓝、有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
C
将铁粉加入到FeCl3溶液中
溶液颜色由黄色变为浅绿色
Fe3+具有氧化性
D
常温下，将铁片放入浓硫酸中
无明显现象
铁片和浓硫酸未发生反应
A．AB．BC．CD．D
二、多选题
9．向铁铜的混合物中，加入一定量硝酸，溶液中存在的金属离子是（）
A．只有Fe2+B．只有Fe2+和Fe3+
C．只有Cu2+和Fe3+D．只有Cu2+
10．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入ag铁屑充分反应后，过滤出ag固体，则原溶液中FeCl3和CuCl2的物质的量之比不可能是
A．2:
7B．7:
15C．3:
8D．1:
5
三、综合题
11．铝、铁、铜的单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛。
（1）铁元素在元素周期表中的位置是__________。
（2）铝电池性能优越，铝-空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示。
①该电池的总反应化学方程式为____________________________________________。
②电池中NaCl的作用是___________________________________________________。
（3）用铝电池电解CuSO4溶液（电极均为铂电极），通电一段时间后，一极上析出红色固体，另一极的电极反应式为___________________，此时向溶液中加入SgCuO固体后可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为_______L。
（4）氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂。
将铝土矿粉混合后加热并通入氯气，可得到氯化铝，同时生成CO，写出该反应的化学方程式______________。
（5）三氧化二铁和氧化亚铜（Cu2O）都是红色粉末，常用作燃料。
已知氧化亚铜溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。
取少量Fe2O3和Cu2O组成的混合物放入足量稀硫酸中。
①此过程中发生的反应有（用离子方程式表示）：
Fe2O3+6H+=Fe3++3H2O；____________________；____________________。
②设计实验证明反应后所得溶液中铁元素可能存在形式_____________________。
③若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余，则n（Cu2O）__________n（Fe2O3）。
（填“>”、“<”或“=”）。
12．
（1）电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
刻蚀印刷电路板涉及的离子方程式为________，检验溶液中还有Fe3+的试剂是_________。
（2）—定量的SO2与NaOH溶液反应，所得产物中含有Na2SO3和NaHSO3，物质的量之比为3:
5，则参加反应的SO2与NaOH的物质的量之比为___________。
（3）铝分别与足量的NaOH溶液和稀硫酸反应，若两个反应在相同状况下放出等量的气体，则两个反应中消耗的铝的物质的量之比为_________。
（4）在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体6.72L，质量为12g。
此混合物中CO和CO2物质的量之比为_________。
参考答案
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
反应结束后所剩的固体物质能被磁铁吸引，说明有铁剩余。
A.Fe会与Cu2+反应生成Fe2+和Cu，有Fe剩余，不可能存在Cu2+，A项错误；
B.Fe会与Fe3+反应生成Fe2+，有Fe剩余，不可能存在Fe3+，B项错误；
C.由AB可知，反应后生成Fe2+，即阳离子最多为Fe2+，C项正确；
D.Fe会与H+反应生成氢气，有Fe剩余，不可能存在H+，D项错误；
答案选C。
【点睛】
本题知识点拓展，磁铁能吸引铁，但是不能吸引铜。
2．C
【解析】
【分析】
FeCl3、CuCl2的混合溶液加入铁粉，铁先和FeCl3反应生成FeCl2，然后铁粉再与CuCl2发生置换反应生成单质Cu和FeCl2，若充分反应后仍有固体存在，如固体为铁和铜，那么溶液中的溶质为FeCl2，如固体只有铜，那么溶液中的溶质可能是FeCl2或FeCl2和CuCl2，据此分析作答。
【详解】
FeCl3、CuCl2的混合溶液加入铁粉，铁先和FeCl3反应生成FeCl2，然后铁粉再与CuCl2发生置换反应生成单质Cu和FeCl2，若充分反应后仍有固体存在，如固体为铁和铜，那么溶液中的溶质为FeCl2，如固体只有铜，那么溶液中的溶质可能是FeCl2或FeCl2和CuCl2，因此向溶液中加入KSCN溶液一定不变红色，溶液中一定含Fe2＋,溶液中可能含有Cu2＋，剩余固体中一定含铜，不正确的是C；
答案选C。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．氯气具有强氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子，铁离子能氧化Fe生成亚铁离子，涉及的反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe=3Fe2+，从而除去氯气，故A正确；
B．锂铝合金密度较小且硬度及强度大，所以锂铝合金可以用于航空工业，故B正确；
C．熟石灰成分为氢氧化钙，具有碱性，碳酸钠水解导致其水溶液呈碱性，所以盐碱地中加入熟石灰不能改良土壤，通过施加适量石膏粉末（主要含有硫酸钙，微溶于水）来降低土壤的碱性，故C错误；
D．无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，如果变色硅胶中加入CoCl2，可以根据变色硅胶颜色变化判断是否吸水，故D正确；
答案选C。
【点睛】
把金属制成合金，有更多的优良性能，例如抗腐蚀性。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．发生沉淀的转化，向Ksp更小的方向移动，由现象可知Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS），故A错误；
B．Cu与铁离子反应生成铜离子、亚铁离子，则氧化性：
Fe3+＞Cu2+，故B正确；
C．发生取代反应生成HCl，HCl溶于水显酸性，而氯甲烷呈中性，故C错误；
D．蔗糖水解后检验葡萄糖应在碱性条件下，没有加碱至碱性，不能检验是否水解，故D错误；
答案选B。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
稀HNO3溶液中加入铜粉和铁粉混合物，固体完全溶解，在反应后溶液中滴加硫氰化钾溶液，溶液没有出现血红色，则反应生成Cu（NO3）2、Fe（NO3）3，由于硝酸可以氧化亚铁离子，故硝酸没有剩余，n（HNO3）=0.08L
0.1mol/L=0.008mol，由3A+8HNO3=3A（NO3）3+2NO↑+4H2O，则n（Cu）+n（Fe）=0.008mol
=0.003mol，全部为Cu时，金属质量最大，最大质量为0.003mol
64g/mol=0.192g；全部为Fe时，计算质量最小，最小质量为0.003mol
56g/mol=0.168g，故混合物质量介于0.168g~0.192g之间，所以B符合题意；
故答案：
B。
【点睛】
稀HNO3溶液中加入铜粉和铁粉混合物，固体完全溶解，在反应后溶液中滴加硫氰化钾溶液，溶液没有出现血红色，则反应生成Cu（NO3）2、Fe（NO3）3，由于硝酸可以氧化亚铁离子，故硝酸没有剩余，根据3A+8HNO3=3A（NO3）3+2NO↑+4H2O反应，用极值法进行分析解答。
6．A
【解析】
【详解】
因铁的化学性质，和氯化铜反应：
CuCl2+Fe=FeCl2+Cu，和氯化亚铁不反应，所以反应后溶液中的溶质为FeCl2，离子浓度最大的为Fe2+，答案选A。
7．C
【解析】
【详解】
氧化性：
Fe3+>Cu2+>H+，在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，分别发生：
Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2H+=Fe2++H2↑，待反应结束后，铁粉有剩余，则溶液中存在的较多的阳离子是Fe2+，
故答案为：
C。
8．C
【解析】
【详解】
A．过量铁粉与浓硫酸共热反应生成硫酸亚铁，加入KSCN溶液、溶液不显红色，故A错误；
B．Cu和Fe3+发生氧化还原反应，反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，反应中没有黑色沉淀生成，溶液由黄色变为蓝色，故B错误；
C．FeCl3溶液与铁粉反应生成氯化亚铁，棕黄色溶液变为浅绿色，离子反应的方程式左右电荷不守恒，反应的离子方程式为：
2Fe3++Fe=3Fe2+，故C正确；
D．常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，由于发生了钝化，阻止了反应的继续进行，并不是不反应，故D错误；
答案选C。
9．AC
【解析】
【分析】
氧化性：
NO3->Fe3+>Cu2+>Fe2+，还原性Fe>Cu>Fe2+，
【详解】
A.硝酸将Fe氧化成Fe3+，硝酸反应完，Fe3+与Fe恰好反应完，则此时溶液中只有Fe2+，故A正确；
B.当溶液同时有只有Fe2+和Fe3+时，说明铁单质已经反应完，则Fe3+应开始氧化Cu单质，溶液中必有Cu2+，故B错误；
C.当硝酸量很多时，硝酸将金属全部氧化，此时溶液中金属阳离子为Cu2+和Fe3+，故C正确；
D.Fe2+的氧化性较弱，没有物质可以将Fe2+还原成Fe，所以溶液中有Cu2+时一定有Fe2+，故D错误；
故答案为AC。
10．BC
【解析】
【详解】
设原溶液中有xmolFeCl3，ymolCuCl2，则：
因为反应前后固体的质量相同，则28xg=8yg，即x∶y=8∶28=2∶7，即原溶液中FeCl3与CuCl2物质的量之比是2∶7；一定有铜生成则一定不存在氯化铁溶液，则溶液中FeCl3和CuCl2的物质的量之比小于2∶7，则BC不可能，AD可能，故选BC。
11．第四周期第Ⅷ族
增强溶液的导电能力
1.12
取少量所得溶液于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，若变红则证明存在三价铁离子，反之则无；另取少量所得溶液于试管中，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，则证明有Fe2+>
【解析】
【分析】
（1）铁是26号元素，有四个电子层，最外层有2个电子，次外层d能级上有6个电子；
（2）①依据原电池的原理图得电池的总反应；
②NaCl可增强溶液的导电能力；
（3）电解硫酸铜溶液时，阴极上铜离子得电子析出铜，阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气；8g氧化铜的物质的量是0.1mol，氧元素的物质的量是0.1mol，根据氧原子守恒可得到氧气的物质的量，进一步计算标况下的体积；
（4）氯气和氧化铝碳反应生成氯化铝和一氧化碳；
（5）① 依据Fe2O3和Cu2O的性质可得，发生反应的方程式是：
Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；
②检验铁离子一般滴加硫氰化钾溶液，观察所得溶液是否变红；检验Fe2+时，向溶液滴加酸性高锰酸钾溶液，观察溶液是否褪色；
③依据氧化还原反应的规律可得，有固体剩余，一定含有铜单质，溶液中一定不存在Fe3+。
【详解】
（1）铁是26号元素，有四个电子层，最外层有2个电子，次外层d能级上有6个电子，所以铁在第四周期第Ⅷ族；
（2）①依据原电池的原理图可得，电池的总反应化学方程式为：
4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3。
②电池中NaCl的作用是增强溶液的导电能力；
（3）电解硫酸铜溶液时，阴极上铜离子得电子析出铜，阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2；8g氧化铜的物质的量是0.1mol，氧元素的物质的量是0.1mol，根据氧原子守恒知，氧气的物质的量是0.05mol，在标况下的体积是1.12L；
（4）氯气和氧化铝碳反应生成氯化铝和一氧化碳，反应方程式为：
Al2O3+3Cl2+3C
2AlCl3+3CO；
（5）① 依据Fe2O3和Cu2O的性质可得，发生反应的方程式是：
Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；
②要证明铁离子的方法是：
取少量所得溶液于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，若变红则证明存在三价铁离子，反之则无；另取少量所得溶液于试管中，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，则证有的Fe2+；
③依据氧化还原反应的规律可得，有固体剩余，一定含有铜单质，所以一定不存在Fe3+，所以n（Cu2O）>n（Fe2O3）。
12．2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+KSCN溶液8∶111∶1。
1∶3
【解析】
【分析】
（1）用FeCl3溶液做腐蚀液与Cu反应生成CuCl2和FeCl2，据此书写反应的离子方程式；根据铁离子的检验方法分析解答；
（2）一定量的SO2和NaOH溶液反应，所得产物中含有Na2SO3和NaHSO3，说明SO2和NaOH都没有剩余，根据钠离子与S原子守恒解答；
（3）铝分别和足量的氢氧化钠和稀硫酸反应，如果生成相同条件下等量的氢气，依据电子守恒计算分析；
（4）根据n=
计算混合气体的总的物质的量，设CO的物质的量为xmol，CO2的物质的量为ymol，根据质量之和与物质的量之和列式计算CO和CO2的物质的量，进而计算二者物质的量之比。
【详解】
（1）用FeCl3溶液做腐蚀液与Cu反应生成CuCl2和FeCl2，反应的离子方程式为：
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，检验Fe3+溶液的试剂是KSCN溶液，滴入KSCN溶液，溶液变红色证明含铁离子，故答案为：
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；KSCN溶液；
（2）一定量的SO2和NaOH溶液反应，所得产物中含有Na2SO3和NaHSO3，说明SO2和NaOH都没有剩余，Na2SO3和NaHSO3物质的量之比为3∶5，则根据钠离子与S原子守恒可知，参加反应的SO2和NaOH的物质的量之比=（3+5）∶（3×2+5）=8∶11，故答案为：
8∶11。
（3）铝分别和足量的氢氧化钠和稀硫酸反应，如果生成相同条件下等量的氢气，这两个反应中都是铝失电子，均由0价变成+3价，由转移电子守恒知，需要铝的物质的量之比为1∶1，故答案为：
1∶1；
（4）标准状况下，混合气体的物质的量为
=0.3mol，设CO的物质的量为xmol，CO2的物质的量为ymol，则：
x+y=0.3，28x+44y=12，解得：
x=0.075mol，y=0.225mol，此混合物中CO和CO2物质的量之比=0.075mol∶0.225mol=1∶3，故答案为：
1∶3。
【点睛】
要注意守恒法在本题
（2）中的应用，
（2）中如果根据反应的方程式计算，计算量远比如守恒法大。
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