2020届高考化学一轮复习 3.3铁、铜及其化合物随堂演练 新人教版

2020届高考化学一轮复习随堂演练：3.3铁、铜及其化合物1. 下列关于铁的叙述正确的是()铁能被磁铁吸引，但纯铁易锈蚀在人体的血红蛋白中含有铁元素铁位于周期表中的第四周期第B族铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧铁与硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3不能通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3A B C D解析：中纯铁不易被锈蚀，中Fe位于第族，而不是B族，中当铁过量时可生成Fe(NO3)2，可以通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3,2FeCl3Fe=3FeCl2,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。答案：B2 (2020试题调研，南京调研)向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3，同时析出0.1 mol Ag。下列结论错误的是()A氧化性：Zn2Cu2Fe3Ag BFe3的氧化性大于Cu2C溶液中Cu2与Fe2的物质的量之比为12 D1 mol Fe可还原2 mol Fe3解析：根据金属活动顺序表，银的还原性较差，一旦失去电子变成银离子其氧化性较强。铁粉先跟银离子反应，然后再与铁离子反应，由反应方程式或电子守恒得，银离子、铁离子完全反应后铁粉没有剩余，B、C选项正确。一个铁失两个电子，一个铁离子得一个电子，所以1 mol铁可还原2 mol铁离子。答案：A3. 已知在pH为4左右的环境中，Cu2、Fe2几乎不水解，而Fe3几乎完全水解。工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法中可行的是()A加入纯Cu将Fe2还原为FeB向溶液中通入H2S使Fe2沉淀C向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4左右D向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4左右解析：本题考查学生对水解知识的应用，也同时考查学生对除去杂质方法多方面了解的程度。所得溶液中的杂质离子为Fe2。向溶液中通入Cl22Fe2Cl2=2Fe32Cl。加入纯净的CuO粉末调节pH为4左右，Fe3几乎完全水解，过滤，除去Fe(OH)3和多余的CuO粉末。答案：D4(2020原创)如下图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol/L的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是()NO Fe3HNONO2A只有 B C D解析：题给12 molL1的硝酸是浓硝酸，若铁少则生成Fe3，若铁过量则生成Fe2，故在该体系中一定存在NO2和NO。答案：B5(2020原创)自来水中含有Ca2、Na、HCO 、Cl、Fe3等多种离子或它们组成的可溶性盐。依据学过的化学反应原理并考虑其可行性，对下面问题给出比较合理的解答：新买的铝锅、铝壶用来烧水时，内壁被水淹没的地方会变成黑色。这层黑色物质是_，其产生的原因是_。该黑色物质对人的健康_(填“有利”或“有害”)。解析：此题考查应用化学思维方法和化学知识解释日常生活中实际现象的能力。铝锅内壁被水淹没的地方变为黑色，这就说明了这层黑色物质的形成既与铝有关，又与水中的某些成分有关。Al3、Ca2、Na、HCO 、Cl形成的物质一般不具有颜色。过渡元素形成的物质一般具有颜色。因此，问题的焦点集中在Fe3上。Fe3可以被Al还原为Fe2，而Fe2又进而被Al还原为单质的铁粉，附着在铝锅内壁上，因形成的不是晶体，故呈黑色(可联想CO还原Fe2O3的实验中得黑色铁单质粉末)。铁是人体必需的一种元素。答案：铁铝把水中的Fe3还原为Fe2，再进一步还原为铁有利6(2020改编)现有浓度分别为1 mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。(1)充分反应后，如果溶液中还有一定量的Cu2，则溶液中一定含有的金属离子还有_，该离子在溶液中的物质的量范围为_，可能含有的金属或金属离子为_。(2)反应完毕后，铁粉有剩余，溶液中一定含有的金属离子为_，为_mol，一定没有的金属离子为_。解析：该题涉及的反应有：Fe2FeCl3=3FeCl2FeCuCl2=CuFeCl2Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2(1) 当Cu2有剩余时，一定无铁粉，一定有Fe2；若Fe3剩余，则容器中含有Fe3、Fe2、Cu2；若Fe3恰好反应，则容器中含有Fe2、Cu2；若Cu2部分反应，则容器中含有Cu、Fe2、Cu2。当Fe3未被还原时，Fe2取最小值为0.1 mol，当Cu2全部被还原时，Fe2取最大值为0.35 mol。(2)若Fe粉有剩余，则溶液中就不可能有Fe3、Cu2，因为它们能发生上述反应。反应完毕后，溶液中一定含有Fe2，由反应的化学方程式可知n(Fe2)n(FeCl3)n(CuCl2)n(FeCl2) 0.1 mol0.1 mol0.1 mol0.35 mol答案：(1)Fe20.1 moln(Fe2)0.35 molCu或Fe3(2)Fe20.35Fe3、Cu2一、选择题1(2020原创)将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，不会有三价铁生成的是()A硫酸 B氯水 C硝酸锌 D溴水解析：Fe与非氧化性酸作用生成Fe2，当Fe2一旦遇强氧化剂便容易转变为Fe3。对于选项A，硫酸符合要求，因为稀硫酸属非氧化性酸。对于选项B，氯水组成中有Cl2、HClO等强氧化剂，最终铁元素被氧化为Fe3。对于选项C，硝酸锌加入到Fe2溶液中，相当于Fe2HNO，Fe2立即被酸化的NO氧化生成Fe3。对于选项D，溴水可氧化Fe2，生成Fe3。答案：A2下列有关实验的说法正确的是()A除去铁粉中混有的少量铝粉，可加入过量的氢氧化钠溶液，完全反应后过滤B为测定熔融氢氧化钠的导电性，可在瓷坩埚中熔化氢氧化钠固体后进行导电 性实验C制备Fe(OH)3胶体，通常是将Fe(OH)3固体溶于热水中D某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则该溶液中一定含有CO解析：A项正确，因为Al粉能够被NaOH溶液溶解，而Fe粉不能；B项瓷坩埚中SiO2与NaOH反应；C项Fe(OH)3固体不溶于水。方法：把少量FeCl3饱和溶液逐滴滴入沸水中再煮沸至呈红褐色，FeCl33H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)3HCl；D项HCO、HSO、SO都能与盐酸反应放出CO2或SO2与澄清石灰水反应产生沉淀。答案：A3鉴定某一FeCl2溶液中阳离子只有亚铁离子，最好采用()A加入NaOH溶液 B加入KSCN溶液C先通入氯气，再加入KSCN溶液 D先加足量铁粉，再加入KSCN溶液解析：题目本意是证明溶液中，无三价铁离子，而不需要再证明有无亚铁离子，因此最好是加入KSCN溶液。如果还要证明有无亚铁离子，则应该先加KSCN溶液，再加入新制氯水或通入氯气。答案：B4(2020模拟精选，苏州模拟)在硫酸铁溶液中，加入a g铜，完全溶解后，又加入b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且bc，则下列判断正确的是()A最后得到的溶液中含有Fe3 B残余固体可能为铁、铜混合物C最后得到的溶液中只含Cu2 D残余固体一定全部是铜解析：由题可知bH，所以当产生氢气时，Fe3已经全部被还原为Fe2，故向溶液中滴入KSCN溶液，溶液不变红，B、D错误；根据题目给出的数据，可以计算出n(Fe)0.02 mol，n(Fe2O3)0.01 mol，故A正确，C错误。答案：A7. (2020试题调研，北京东城质检)将11.9 g Mg、Al、Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金质量减少了2.7 g。另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了6.72 L(标准状况下)NO，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液恰好使Mg2、Al3、Fe3完全转化为沉淀，则沉淀质量为()A22.1 g B27.2 g C30 g D无法确定解析：已知铝为2.7 g即0.1 mol，因1 mol Mg、1 mol Fe、1 mol Al与过量稀硝酸反应时可得到2/3 mol NO、1 mol NO、1 mol NO，设镁、铁的物质的量分别为x、y,24x56y9.2 g,2/3xy0.1 mol0.2 mol，解得x0.15 mol，y0.1 mol。得到的沉淀为0.15 mol Mg(OH)2、0.1 mol Fe(OH)3、0.1 mol Al(OH)3的混合物，故答案为B。答案：B8(2020试题调研，福建福州期末)某学生设计了如图的方法对X盐进行鉴定：由此分析，下列结论中正确的是()AX中一定有Fe3 BZ中一定有Fe3CY为AgI沉淀 DX一定为FeBr2溶液解析：由反应过程可知，Z与KSCN溶液反应后溶液显血红色，Z中一定有Fe3；而X中不一定有Fe3，也可能是Fe2被硝酸根氧化为Fe3，AgI沉淀为黄色而不是浅黄色，AgBr为浅黄色沉淀，所以只有B项正确。答案：B9为测定一小块铁铝合金样品中的含铝量，现先将其溶于足量盐酸中，然后再向其中加入足量的烧碱溶液，待沉淀全部转化为红褐色时过滤，洗涤。将沉淀物在空气中灼烧，最后得到红棕色粉末，经称量知其质量跟原合金的质量相等。合金中铝的质量分数为()A70% B30% C54% D无法计算解析：因铁铝合金中的铁最终能全部转化为红棕色粉末Fe2O3，且合金的质量与Fe2O3的质量相等，因铁铝合金与Fe2O3中的铁元素质量守恒，所以合金中铝的质量分数与Fe2O3中氧的质量分数相等，即(Al)(O)100%30%。答案：B10(2020试题调研，宁夏银川期末)将3.48 g Fe3O4完全溶解在100 mL 1 molL1硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25 mL，恰好使溶液中Fe2全部转化为Fe3，Cr2O全部还原为Cr3，则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为()A0.05 molL1 B0.1 molL1 C0.2 molL1 D0.3 molL1解析：n(Fe3O4)0.015 mol，因Fe3O4可拆分为FeOFe2O3；所以，n(Fe2)n(Fe3O4)0.015 mol，设K2Cr2O7的物质的量浓度为x，根据得失电子守恒可得：0.015 mol1x L6，x0.1 molL1。答案：B二、非选择题11铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。请完成(1)(3)题。(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜。试写出该反应的化学方程式：_。(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：_。这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：_。(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：(1)FeCuSO4=FeSO4Cu(2)2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3；要除去铜器表面的铜绿，考虑选择酸，强氧化性酸能和裸露的铜继续反应，而盐酸不和铜继续反应，并且盐酸具有挥发性。有关方程式如下：Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O。(3)根据题给信息以及作货币的实际，选择铜作货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。答案：(1)FeCuSO4=FeSO4Cu(2)2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O(3)选择铜作货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。12. (2020试题调研，西安八校联考)某化学兴趣小组测定某FeCl3样品(含少量FeCl2杂质)中铁元素的质量分数，实验时按以下步骤进行：称量a g样品，置于烧杯中加入适量盐酸和适量蒸馏水，使样品溶解，然后准确配制成250 mL溶液准确量取25.00 mL步骤中配得的溶液，置于烧杯中，加入适量的氯水，加热使反应完全趁热迅速加入过量氨水，充分搅拌，使沉淀完全过滤，洗涤沉淀将沉淀转移到坩埚内，加热、搅拌，直到固体全部由红褐色变为红棕色后，在干燥器中冷却至室温后，称量请根据上面叙述，回答：(1)如图所示仪器中，本实验步骤中必须用到的仪器是E和_(填字母)。(2)写出步骤中发生反应的离子方程式_。(3)洗涤是洗去附着在沉淀上的_(写离子符号)，洗涤沉淀的操作是_。(4)第步的操作中，将沉淀物加热，冷却至室温，称量其质量为m1 g；再次加热并冷却至室温称量其质量为m2 g，且m1m20.3，接下来的操作应当是_。(5)若坩埚质量是W1，坩埚与加热后固体总质量是W2，则样品中铁元素的质量分数为_。(列出算式，不需化简)(6)该兴趣小组中甲学生认为：实验步骤中不加入氯水，其余步骤不变，仍可达到实验目的。你认为甲学生的观点是否正确？_(填“正确”或“错误”)，请说明理由：_。解析：(1)称量使用的仪器为天平；配制溶液使用容量瓶；准确量取中配制好的溶液需使用酸式滴定管。(2)加适量氯水的目的是将混有的FeCl2氧化为FeCl3，离子方程式为：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)向FeCl3中加氨水，故沉淀上可能附着有的离子是NH、Cl、OH。洗涤滤渣时一定要注意不能搅拌，否则滤纸就可能破了。(4)考查的重点在于把握称量质量差的原则：最后两次称量的质量差不超过0.1 g。(5)由题意得操作流程为：FeCl3(FeCl2)FeCl3Fe(OH)3Fe2O3，整个流程中始终保持着铁元素守恒，即最终所得Fe2O3中铁元素的质量即为样品中铁元素的质量：(注意所取溶液为总样品量的)100%。(6)本题设计的计算原理为铁元素守恒，运用最终得到的Fe2O3进行计算，故不论是否含有FeCl2，在加热蒸干的过程中Fe2都能被氧化，最终得到Fe2O3，故不加氯水对结果无影响。答案：(1)CFG(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)NH、Cl、OH向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过滤渣，水自然流完后，重复操作23次(4)继续加热，放置于干燥器冷却，称量，至最后两次称得的质量差不超过0.1 g为止(5) 100%(6)正确FeCl3、FeCl2溶液中加入过量氨水，生成Fe(OH)3和Fe(OH)2沉淀，在操作过程中Fe(OH)2会被空气进一步氧化生成Fe(OH)3，最后所得生成物只有Fe2O3，对实验结果无影响13. (2020改编)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。但乙同学不同意他的结论，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的烧杯中，振荡，固体部分溶解，有极少量红色物质析出，过滤；然后向滤渣中加入盐酸，滴加几滴KSCN溶液，溶液出现红色。通过现象分析，丙同学得出X的组成是Fe和Fe3O4。滴加KSCN溶液的目的是_。若将粉末X直接加入盐酸中，再加KSCN溶液，溶液不出现红色，则不出现红色的原因是(用离子方程式表示)_。(3)丁同学的实验方案：操作Z是_。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：(3)通过操作Z得到沉淀，所以该操作是过滤、洗涤；由题意，n(Fe)56n(Fe3O4)2322.88，160/23.2。解得：n(Fe)0.01 mol，n(Fe3O4)0.01 mol。答案：(1)Fe3O4也能被磁铁吸咐，故不能由此确定X就是铁单质(2)检验是否存在Fe3，确认Fe3O4的存在Fe2Fe3=3Fe2(3)过滤、洗涤n(Fe3O4)0.01 mol；n(Fe)0.01 mol14常温下，在没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁能与水蒸气反应。(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是：_。(2)停止反应，待装置冷却后，取出反应过的铁粉混合物，加入过量的稀硫酸充分反应。过滤。简述检验所得滤液中Fe3的操作方法：_。(3)经检验上述滤液中不含Fe3，这不能说明铁粉与水蒸气反应