第09讲 铁、铜及其重要化合物- 备战2023年高考化学一轮复习基础通关高考帮(原卷版+解析版)

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第09讲 铁、铜及其重要化合物- 备战2023年高考化学一轮复习基础通关高考帮(原卷版+解析版)

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第09讲 铁、铜及其化合物
1.了解铁的制备方法,掌握其主要性质及应用。
2.了解铁的重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及应用。
知识点一 铁的化学性质
用化学方程式或离子方程式表示下列变化
知识点二 铁的重要化合物
1.铁的氧化物
铁元素的主要化合价为+2价和+3价,通常可以形成三种氧化物[氧化铁(Fe2O3)、氧化亚铁(FeO)、四氧化三铁(Fe3O4)。
三种氧化物性质的比较如下表:
名称(俗名) 氧化亚铁 氧化铁( ) 四氧化三铁( )
颜色
溶解性 溶于水,但 酸溶液
与H+反应 FeO+2H+=== Fe2O3+6H+===
与CO反应 FeO+CO Fe2O3+3CO Fe3O4+4CO
空气中的稳定性 ,空气中加热,生成Fe3O4
2.铁的氢氧化物和盐类
(1)用化学方程式或离子方程式表示下列变化
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
⑤________________________________________________________________________
⑥________________________________________________________________________
⑦________________________________________________________________________
(2)以上反应属于氧化还原反应的是______,说明+2价Fe与+3价Fe之间在氧化剂、还原剂的作用下可以________,Fe3+具有________性,Fe2+具有________性。Fe(OH)2不稳定,
容易被空气中的_________________________________________________________。
(3)反应②、④说明Fe(OH)2、Fe(OH)3具有____性,能与____反应生成盐和水。
(4)反应③、⑤说明了Fe(OH)3、Fe(OH)2的_________________________________。
(5)FeCl2、FeCl3的水溶液显____性,说明了Fe2+、Fe3+具有________性。
(6)检验溶液中是否会有Fe3+的方法是:向溶液中加入________溶液,现象是________________________________________________________________________。
(7)Fe(OH)2、Fe(OH)3的颜色分别是________、_______________________________,
Fe2+、Fe3+在水溶液中的颜色分别是__________、_____________________________。
知识点三 铜及其化合物
1.单质铜
(1)物理性质:________色固体,具有良好的延展性、导____性和导____性。
(2)化学性质
①与非金属反应:在加热条件下,与______反应生成____色的______,与Cl2反应生成________。
②与盐溶液的反应:与AgNO3、Hg(NO3)2发生置换反应;与FeCl3反应生成________和________。
③与稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸反应生成Cu2+和NO、NO2、SO2等。
2.氧化铜和氧化亚铜
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色
与酸反应(H+) Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O
与H2反应
3.氢氧化铜
(1)物理性质:____色____溶于水的固体。
(2)化学性质:Cu(OH)2属于________性,能与____反应生成盐和水。
1. 铁及其化合物的转化关系
①Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 ※② 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
③ Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 或3Fe+2O2 Fe3O4
Fe+2H+=Fe2++H2↑ ④2Fe+3Cl22FeCl3
※⑤2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3 ※⑥Fe+2FeCl3 = 3FeCl2
2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl- Fe+2Fe3+= 3Fe2+
⑦FeCl2+2NaOH = Fe(OH)2↓+2NaCl ⑧Fe(OH)2+2HCl = FeCl2+2H2O
Fe2++2OH-= Fe(OH)2↓ Fe(OH)2+2H+= Fe2++2H2O
※⑨4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3 ⑩FeCl3+3NaOH = Fe(OH)3↓+3NaCl
白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 Fe3++3OH-= Fe(OH)3↓
⑾Fe(OH)3+3HCl = FeCl3+3H2O Fe3++3H2OFe(OH)3胶体+3H+(净水)
Fe(OH)3+3H+= Fe3++3H2O ⑿2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
⒀Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O ※⒁FeCl3+3KSCN = Fe(SCN)3+3KCl
Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3
2.铜及其化合物的转化关系
1.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验操作时,最佳顺序为(  )
①加入足量氯水  ②加入足量KMnO4溶液  ③加入少量NH4SCN溶液
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
2.用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。
方法一 用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是_______________________________
________________________________________________________________________。
方法二 在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是_____________________________________________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是_______________________________________________。
(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是_________________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,理由是_____________________
________________________________________________________________________。
方法三 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀,如右图所示,已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极的材料应为__________,电极反应式为______________________________。
(2)电解液c可以是__________(填编号)。
A.纯水 B.NaCl溶液
C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
(3)d为苯,其作用是________________,在加入苯之前对电解液c应作何简单处理?________________________________________________________________________。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是
________(填编号)。
A.改用稀H2SO4作电解液
B.适当增大电源的电压
C.适当减小两极间的距离
D.适当降低电解液的温度
(5)若c用Na2SO4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为__________________________________________
________________________________________________________________________。
一、Fe及其化合物
1.判断正误
(1)向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末,搅拌一段时间后过滤,目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3(  )
(2)相同条件下,溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2+的氧化性依次减弱(  )
(3)铁溶于稀硝酸,溶液变黄:3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O(  )
(4)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+(  )
(5)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O(  )
2.
上图是三种稀酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果,下列有关说法正确的是(  )
A.稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B.稀硝酸和铁反应的化学方程式是:Fe+6HNO3(稀)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
C.Cr含量大于13%时,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大,所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强
D.随着Cr含量增加,稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱
3.能正确表示下列反应的离子方程式的是(  )
A.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+===3Fe3++4H2O
C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe2++4H++NO===Fe3++2H2O+NO↑
D.将铜屑加入Fe3+溶液中:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
4.在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息,以证明火星上存在或曾经存在过水,以下叙述正确的是(  )
A.铝热剂就是单指Fe2O3和铝粉的混合物
B.检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:样品―→粉碎―→加水溶解―→过滤―→向滤液中滴加KSCN溶液
C.分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D.明矾属硫酸盐,含结晶水,是混合物
5.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是(  )
A.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本保持不变
B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色
C.Fe2+和Fe3+物质的量之比为5∶1
D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
二、Fe2+、Fe3+的检验及相互转化
1.工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是________________________________。
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
甲同学认为X中除含Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用________(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
2.某同学设计下列方案对A盐的水解液进行鉴定:
由此得出的结论中,不正确的是(  )
A.D溶液中存在Fe(SCN)3 B.滤液中有Fe3+
C.B为AgBr D.A一定为无氧酸盐FeBr2
4.FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。
(1)在FeCl3溶液中加入适量氢碘酸,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气下加热至300~350℃,通入干燥H2而制得FeCl2。该反应的化学方程式为_________________________________________________。
(3)工业上另一种制备FeCl2的方法是:将无水的FeCl3与适量氯苯(C6H5Cl),在130℃持续加热约3小时,可发生如下反应:
2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl
根据有机反应规律,该反应中氯苯发生的是________(填有机反应类型)。
(4)根据上述三个反应,下列有关说法正确的是________(填序号)。
①反应(1)中,氢碘酸既表现了酸性,又表现了还原性
②反应(3)中,HCl为氧化产物
③上述三个反应中,FeCl2均为还原产物
(5)请另写一个FeCl3转化成FeCl2的化学方程式:
________________________________________________________________________。
三、铜及其化合物
1.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(  )
A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性
C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2++S2-===CuS↓
D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
2.物质A~G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分,经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应,G为红色沉淀。
请回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:B________、E__________、G________;
(2)利用电解可提纯C物质,在该电解反应中阳极物质是________,阴极物质是________,电解质溶液是_______________________________________________________________;
(3)反应②的化学方程式是________________________________________________。
3.下列实验中,金属或固体可以完全溶解的是(  )
A.在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末
B.镀锌铁皮加入足量的NaOH溶液中
C.1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热
D.常温下,1 mol铜片投入含4 mol HNO3的浓硝酸中
4.足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 L 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5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是(  )
A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL
课程标准
基础知识通关
规律与方法
Fe3O4 Fe FeCl2 Fe(OH)2
Fe(SCN)3 FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3














经典例题
基础通关练
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第09讲 铁、铜及其化合物
1.了解铁的制备方法,掌握其主要性质及应用。
2.了解铁的重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及应用。
知识点一 铁的化学性质
用化学方程式或离子方程式表示下列变化
知识点二 铁的重要化合物
1.铁的氧化物
铁元素的主要化合价为+2价和+3价,通常可以形成三种氧化物[氧化铁(Fe2O3)、氧化亚铁(FeO)、四氧化三铁(Fe3O4)。
三种氧化物性质的比较如下表:
名称(俗名) 氧化亚铁 氧化铁( ) 四氧化三铁( )
颜色
溶解性 溶于水,但 酸溶液
与H+反应 FeO+2H+=== Fe2O3+6H+===
与CO反应 FeO+CO Fe2O3+3CO Fe3O4+4CO
空气中的稳定性 ,空气中加热,生成Fe3O4
2.铁的氢氧化物和盐类
(1)用化学方程式或离子方程式表示下列变化
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
⑤________________________________________________________________________
⑥________________________________________________________________________
⑦________________________________________________________________________
(2)以上反应属于氧化还原反应的是______,说明+2价Fe与+3价Fe之间在氧化剂、还原剂的作用下可以________,Fe3+具有________性,Fe2+具有________性。Fe(OH)2不稳定,
容易被空气中的_________________________________________________________。
(3)反应②、④说明Fe(OH)2、Fe(OH)3具有____性,能与____反应生成盐和水。
(4)反应③、⑤说明了Fe(OH)3、Fe(OH)2的_________________________________。
(5)FeCl2、FeCl3的水溶液显____性,说明了Fe2+、Fe3+具有________性。
(6)检验溶液中是否会有Fe3+的方法是:向溶液中加入________溶液,现象是________________________________________________________________________。
(7)Fe(OH)2、Fe(OH)3的颜色分别是________、_______________________________,
Fe2+、Fe3+在水溶液中的颜色分别是__________、_____________________________。
知识点三 铜及其化合物
1.单质铜
(1)物理性质:________色固体,具有良好的延展性、导____性和导____性。
(2)化学性质
①与非金属反应:在加热条件下,与______反应生成____色的______,与Cl2反应生成________。
②与盐溶液的反应:与AgNO3、Hg(NO3)2发生置换反应;与FeCl3反应生成________和________。
③与稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸反应生成Cu2+和NO、NO2、SO2等。
2.氧化铜和氧化亚铜
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色
与酸反应(H+) Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O
与H2反应
3.氢氧化铜
(1)物理性质:____色____溶于水的固体。
(2)化学性质:Cu(OH)2属于________性,能与____反应生成盐和水。
1. 铁及其化合物的转化关系
①Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 ※② 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
③ Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 或3Fe+2O2 Fe3O4
Fe+2H+=Fe2++H2↑ ④2Fe+3Cl22FeCl3
※⑤2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3 ※⑥Fe+2FeCl3 = 3FeCl2
2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl- Fe+2Fe3+= 3Fe2+
⑦FeCl2+2NaOH = Fe(OH)2↓+2NaCl ⑧Fe(OH)2+2HCl = FeCl2+2H2O
Fe2++2OH-= Fe(OH)2↓ Fe(OH)2+2H+= Fe2++2H2O
※⑨4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3 ⑩FeCl3+3NaOH = Fe(OH)3↓+3NaCl
白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 Fe3++3OH-= Fe(OH)3↓
⑾Fe(OH)3+3HCl = FeCl3+3H2O Fe3++3H2OFe(OH)3胶体+3H+(净水)
Fe(OH)3+3H+= Fe3++3H2O ⑿2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
⒀Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O ※⒁FeCl3+3KSCN = Fe(SCN)3+3KCl
Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3
2.铜及其化合物的转化关系
1.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验操作时,最佳顺序为(  )
①加入足量氯水  ②加入足量KMnO4溶液  ③加入少量NH4SCN溶液
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
【答案】C
【解析】
在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液,溶液不变红色,无Fe3+存在,再加入氯水,将Fe2+氧化成Fe3+,溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色,溶液颜色变化不明显,所以这儿不用KMnO4溶液。
2.用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。
方法一 用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是_______________________________
________________________________________________________________________。
方法二 在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是_____________________________________________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是_______________________________________________。
(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是_________________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,理由是_____________________
________________________________________________________________________。
方法三 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀,如右图所示,已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极的材料应为__________,电极反应式为______________________________。
(2)电解液c可以是__________(填编号)。
A.纯水 B.NaCl溶液
C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
(3)d为苯,其作用是________________,在加入苯之前对电解液c应作何简单处理?________________________________________________________________________。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是
________(填编号)。
A.改用稀H2SO4作电解液
B.适当增大电源的电压
C.适当减小两极间的距离
D.适当降低电解液的温度
(5)若c用Na2SO4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为__________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】
方法一 (1)稀H2SO4、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化
方法二 (1)稀H2SO4和铁屑 (2)NaOH溶液 (3)检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度,当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹 (4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,故外界O2不易进入
方法三 (1)Fe Fe-2e-===Fe2+ (2)BC
(3)隔绝空气,防止生成的Fe(OH)2被氧化
加热煮沸,排出溶解的O2 (4)BC (5)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色
【解析】
方法一 Fe2+易水解,要加入稀H2SO4防止其水解;Fe2+易被空气中的O2氧化,要加铁粉,将被氧化生成的Fe3+还原成Fe2+。气体的溶解度是随温度升高而降低的,所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。
方法二 两支试管,试管Ⅱ是开口式,无法用产生的气体将试液压入试管Ⅰ中,所以制取FeSO4应在试管Ⅰ中,而在试管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后,产生的H2可以从试管Ⅰ内短管处排出,从而排尽试管Ⅰ内空气。再经过止水夹通入试管Ⅱ中,排尽试管Ⅱ内空气。然后关闭止水夹,试管Ⅰ内产生的H2无法逸出,造成管内压强增大,将试管Ⅰ内FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内,在此过程中,液体都处于H2环境,从而避免了被空气中的O2氧化,使得Fe(OH)2能保存更长时间。
方法三 电解时阳极Fe-2e-===Fe2+,阴极上2H2O+2e-===H2↑+2OH-,或电解质溶液能直接提供OH-。当Fe2+与OH-接触时Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,当电解液选用NaOH溶液时,在阳极处立即产生白色沉淀,当选其他溶液时,只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀(大约在电池中部);当反接电源后,阳极4OH--4e-===2H2O+O2↑,产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。
一、Fe及其化合物
1.判断正误
(1)向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末,搅拌一段时间后过滤,目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3(  )
(2)相同条件下,溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2+的氧化性依次减弱(  )
(3)铁溶于稀硝酸,溶液变黄:3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O(  )
(4)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+(  )
(5)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O(  )
【答案】(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)×
【解析】
(1)向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末,搅拌一段时间后过滤,目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3,转化成更难溶于水的氢氧化铁。说法正确;
(2)相同条件下,溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2+的氧化性依次减弱,三价铁离子能把铜氧化为铜离子,锌能把铜置换出来,所以它们的氧化性依次减弱,说法正确;
(3)铁溶于稀硝酸,溶液变黄,是因为生成了三价铁离子,不是亚铁离子,说法错误;
(4)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,离子方程式正确;
(5)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸,发生氧化还原反应生成一氧化氮气体和三价铁离子,说法错误;
2.
上图是三种稀酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果,下列有关说法正确的是(  )
A.稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B.稀硝酸和铁反应的化学方程式是:Fe+6HNO3(稀)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
C.Cr含量大于13%时,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大,所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强
D.随着Cr含量增加,稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱
【答案】D
【解析】
根据图可知,Cr的含量不同,三种酸对Fe-Cr合金的腐蚀性不同,当w(Cr)较小时,稀硝酸对其腐蚀性最强,A不正确;铁与稀硝酸反应生成的是NO而不是NO2,B错;三种酸的质量分数相同,盐酸中的氢离子浓度最大,C错;根据图中稀HNO3的曲线变化,可知D正确。
3.能正确表示下列反应的离子方程式的是(  )
A.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+===3Fe3++4H2O
C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe2++4H++NO===Fe3++2H2O+NO↑
D.将铜屑加入Fe3+溶液中:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
【答案】D
【解析】
A.将铁粉加入稀硫酸中生成硫酸亚铁和氢气,A错误;
B.将磁性氧化铁溶于盐酸,生成氯化铁和氧化亚铁;B错误;
C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合,得失电子不相等,C错误;
D.将铜屑加入Fe3+溶液中,生成氯化铜和氯化亚铁,D正确;
4.在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息,以证明火星上存在或曾经存在过水,以下叙述正确的是(  )
A.铝热剂就是单指Fe2O3和铝粉的混合物
B.检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:样品―→粉碎―→加水溶解―→过滤―→向滤液中滴加KSCN溶液
C.分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D.明矾属硫酸盐,含结晶水,是混合物
【答案】C
【解析】
A.作为铝热剂重要组成的金属氧化物,并非单质氧化铁,也并非泛指所有金属氧化物,而是有一定范围的,即指那些难熔的金属氧化物,而这些难熔的金属氧化物和混合物中的铝反应时放出大量热,也是构成铝热反应的一个重要条件,A错误;B.Fe2O3不溶于水,且和水不反应,应加入盐酸或稀硫酸溶解后再加KSCN溶液,B错误;C.amolFe2O3被还原得到6amol电子,则根据电子得失守恒可知分别消耗H2、Al、CO的物质的量分别是3amol、2amol、3amol,物质的量之比为3:2:3,C正确;D.明矾为结晶水化合物,属于纯净物,D错误,答案选C。
5.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是(  )
A.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本保持不变
B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色
C.Fe2+和Fe3+物质的量之比为5∶1
D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
【答案】B
【解析】
n(Fe)=1.12 g/(56 g·mol-1)=0.02 mol,n(Fe3+)=0.025 L×2 mol·L-1=0.05 mol,由反应2Fe3++Fe===3Fe2+可知Fe3+过量,加入KSCN显红色。溶液中n(Fe2+)=3n(Fe)=0.06 mol,溶液中n(Fe3+)=0.05 mol-2n(Fe)=0.01 mol,即Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1;氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。
二、Fe2+、Fe3+的检验及相互转化
1.工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是________________________________。
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
甲同学认为X中除含Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用________(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
【答案】
(1)铁钉被钝化 (2)d
【解析】
(1)铁钉放入冷硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行。
(2)①亚铁离子能使酸性高锰酸钾褪色,溶液中已经有三价铁离子,选择a会造成干扰;b能检验三价铁离子的存在;选c生成两种沉淀,受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨;Fe2+与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应,Fe2+能使酸性KMnO4溶液褪色,故选d;
2.某同学设计下列方案对A盐的水解液进行鉴定:
由此得出的结论中,不正确的是(  )
A.D溶液中存在Fe(SCN)3 B.滤液中有Fe3+
C.B为AgBr D.A一定为无氧酸盐FeBr2
【答案】D 
【解析】
根据B、D现象可确定A是由Fe3+和Br-或由Fe2+和Br-组成的盐。
4.FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。
(1)在FeCl3溶液中加入适量氢碘酸,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气下加热至300~350℃,通入干燥H2而制得FeCl2。该反应的化学方程式为_________________________________________________。
(3)工业上另一种制备FeCl2的方法是:将无水的FeCl3与适量氯苯(C6H5Cl),在130℃持续加热约3小时,可发生如下反应:
2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl
根据有机反应规律,该反应中氯苯发生的是________(填有机反应类型)。
(4)根据上述三个反应,下列有关说法正确的是________(填序号)。
①反应(1)中,氢碘酸既表现了酸性,又表现了还原性
②反应(3)中,HCl为氧化产物
③上述三个反应中,FeCl2均为还原产物
(5)请另写一个FeCl3转化成FeCl2的化学方程式:
________________________________________________________________________。
【答案】
(1)2Fe3++2I-===2Fe2++I2
(2)2FeCl3+H22FeCl2+2HCl
(3)取代反应 (4)③ (5)2FeCl3+Fe===3FeCl2(其他答案合理均可)
三、铜及其化合物
1.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(  )
A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性
C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2++S2-===CuS↓
D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
【答案】D
【解析】
A、难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化是溶解度大的物质向溶解度小的物质转化;
B、根据元素的化合价判断,最高价元素只有氧化性,最低价只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性;
C、写离子方程式时,难溶电解质写化学式不写离子;
D、根据反应中化合价是否变化及复分解反应的定义判断.
解答:解:A、难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化是溶解度大的物质向溶解度小的物质转化,PbS能转化为CuS,所以CuS的溶解度小于PbS的溶解度,故A错误;
B、原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,硫元素化合价升高作还原剂具有还原性;铜蓝中硫元素化合价最低,所以能失电子具有还原性,故B错误;
C、硫化锌难溶于水,所以要写化学式,不能写离子,故C错误;
D、原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,硫元素的化合价发生变化,所以存在氧化还原反应;CuSO4与ZnS反应生成硫化铜和硫酸锌是复分解反应,故D正确;
故选D.
2.物质A~G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分,经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应,G为红色沉淀。
请回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:B________、E__________、G________;
(2)利用电解可提纯C物质,在该电解反应中阳极物质是________,阴极物质是________,电解质溶液是_______________________________________________________________;
(3)反应②的化学方程式是________________________________________________。
【答案】
(1)SO2 浓H2SO4 Cu2O
(2)粗铜 精铜 CuSO4溶液
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【解析】
(1)由G为红色沉淀及F转化为G的条件可知,G为Cu2O,则C为Cu,E为浓硫酸或者硝酸,结合题中所给的信息可知,矿物A应为Cu2S,则B为SO2,D为SO3,E为浓硫酸而不是硝酸,F为CuSO4。(2)用电解法提纯金属铜的方法是将粗铜作为电解池的阳极,精铜作为电解池的阴极,一般用CuSO4溶液作电解质溶液。(3)反应②的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
3.下列实验中,金属或固体可以完全溶解的是(  )
A.在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末
B.镀锌铁皮加入足量的NaOH溶液中
C.1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热
D.常温下,1 mol铜片投入含4 mol HNO3的浓硝酸中
【答案】D 
【解析】
MnO2作催化剂,反应前后保持不变,故不溶;铁与NaOH溶液不反应,故不能完全溶解;1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热理论上恰好完全反应,但随着反应的进行硫酸变稀,反应不再进行。
4.足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 L 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5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是(  )
A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL
【答案】A
【解析】
分析:根据电子得失守恒,求出参加反应的铜,然后求出 Cu(NO3)2,再根据 Cu(NO3)2与NaOH 反应的关系,求出NaOH 的物质的量,最终求出NaOH溶液的体积.
解答:解:完全生成HNO3,则整个过程中HNO3 反应前后没有变化,即Cu失去的电子都被O2得到了
根据得失电子守恒:n(Cu)×2=n(O2)×4
n(Cu)×2= mol×4
n(Cu)=0.15mol
所以 Cu(NO3)2 为0.15mol
根据 Cu2+~2OH-
0.15mol n(OH-)
则NaOH 为 0.15mol×2=0.3 mol
则NaOH 体积V===0.06L,即 60 ml,
故选A.
课程标准
基础知识通关
规律与方法
Fe3O4 Fe FeCl2 Fe(OH)2
Fe(SCN)3 FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3














经典例题
基础通关练
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