资源描述
专题十三 铁、铜及其重要化合物
Fe及其化合物的性质
1.(2022年重庆理综,7,6分)下列叙述正确的是( )
A.Fe与S混合加热生成FeS2
B.NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
C.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成
D.白磷在空气中加热到确定温度能转化为红磷
2.(2011年福建理综,9,6分)下表各选项中,不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是( )
选项
化合物
A
B
C
D
Y
CO2
Fe2O3
C2H5OH
FeCl3
W
MgO
Al2O3
C2H5ONa
CuCl2
3.(2010年大纲全国理综Ⅰ,8,6分)能正确表示下列反应的离子方程式是( )
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++NFe3++2H2O+NO↑
D.将铜屑加入Fe3+溶液中:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
4.(2021年北京理综,27,12分)用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O,工艺流程如下(部分操作和条
件略):
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调整溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消逝,过滤;
Ⅴ.浓缩、结晶、分别,得到产品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是 。
(2)将Mn氧化Fe2+的离子方程式补充完整:
1Mn+ Fe2++ 1Mn2++ Fe3++ 。
(3)已知:
生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开头沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
注:金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1
依据表中数据解释步骤Ⅱ的目的: 。
(4)己知:确定条件下,Mn可与Mn2+反应生成MnO2,
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是 。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是 。
5.(2021年江苏化学,19,15分)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸取的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3FeCO3↓+Na2SO4
FeCO3+C6H8O7FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开头沉淀的pH按金属离子浓度为
1.0 mol·L-1计算)。
金属离子
开头沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Al3+
3.0
5.0
Fe2+
5.8
8.8
(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是 (填字母),缘由是 。
a.将FeSO4溶液与Na2CO3 溶液同时加入到反应容器中
b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是 。
(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80 ℃下搅拌反应。①铁粉的作用是 。
②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是
。
(4)最终溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分别过程中加入无水乙醇的目的是 。
(5)某争辩性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3 ) 动身,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的试验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向确定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,
,
得到FeSO4 溶液, ,
得到FeSO4·7H2O 晶体。
6.(2011年天津理综,7,14分)图中X、Y、Z为单质,其他为化合物,它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中,A俗称磁性氧化铁;E是不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。
回答下列问题:
(1)组成单质Y的元素在周期表中的位置是 ;
M中存在的化学键类型为 ;R的化学式是 。
(2)确定条件下,Z与H2反应生成ZH4。ZH4的电子式为 。
(3)已知A与1 mol Al反应转化为X时(全部物质均为固体),放出a kJ热量,写出该反应的热化学方程式:
。
(4)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式:
。
(5)向含4 mol D的稀溶液中,渐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种,请在坐标系中画出n(X2+)随n(X)变化的示意图,并标出n(X2+)的最大值。
7.(2010年安徽理综,28,13分)某争辩性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银,制作秀丽的银饰。他们对蚀刻银的缘由进行了如下探究:
【试验】 制备银镜,并与Fe(NO3)3溶液反应,发觉银镜溶解。
(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是 。
a.边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管,边滴入2%的氨水,至最初的沉淀恰好溶解为止
b.将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中
c.制备银镜时,用酒精灯的外焰给试管底部加热
d.银氨溶液具有较弱的氧化性
e.在银氨溶液配制过程中,溶液的pH增大
【提出假设】
假设1:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag。
假设2:Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下N能氧化Ag。
【设计试验方案,验证假设】
(2)甲同学从上述试验的生成物中检验出Fe2+,验证了假设1成立。请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式:
。
(3)乙同学设计试验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示:N在不同条件下的还原产物较简洁,有时难以观看到气体产生)。
试验步骤
(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论
①
②
……
若银镜消逝,假设2成立。
若银镜不消逝,假设2不成立。
【思考与沟通】
(4)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立,则丙同学由此得出结论:Fe(NO3)3溶液中的Fe3+和N都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论,并简述理由:
。
Cu及其化合物的性质
1.(2022年四川理综,13,6分)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2 g。下列有关说法不正确的是( )
A.Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1
B.硝酸的物质的量浓度为2.6 mol/L
C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L
D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol
2.(2011年山东理综,12,4分)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素,下列说法正确的是( )
A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能接受将溶液直接蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
3.(2021年浙江理综,26,15分)氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L 的H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。请回答下列问题:
(1)甲的化学式是 ;乙的电子式是 。
(2)甲与水反应的化学方程式是 。
(3)气体丙与金属镁反应的产物是 (用化学式表示)。
(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式 。
有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O,请设计试验方案验证之 。
(已知:Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O)
(5)甲与乙之间 (填“可能”或“不行能”)发生反应产生H2,推断理由是
。
4.(2021年广东理综,32,15分)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
[注:Al(OH)3和Cu(OH)2开头分解的温度分别为450 ℃和80 ℃]
(1)电解精炼银时,阴极反应式为 ;
滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中快速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为 。
(2)固体混合物B的组成为 ;在生成固体B的过程中,需把握NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为 。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:
CuO+ Al2O3 CuAlO2+ ↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2,至少需要1.0 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液 L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。
5.(2022年天津理综,9,18分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威逼。某“变废为宝”同学探究小组将一批废弃的线路板简洁处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
请回答下列问题:
(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为
;
得到滤渣1的主要成分为 。
(2)第②步加H2O2的作用是 ,
使用H2O2的优点是 ;
调溶液pH的目的是使 生成沉淀。
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是
。
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O,探究小组设计了三种方案:
甲:滤渣2酸浸液Al2(SO4)3·18H2O
乙:滤渣2酸浸液滤液Al2(SO4)3·18H2O
丙:滤渣2滤液溶液Al2(SO4)3·18H2O
上述三种方案中, 方案不行行,缘由是
;
从原子利用率角度考虑, 方案更合理。
(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr=250)含量。取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消退干扰离子后,用c mol·L-1 EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:
Cu2++H2Y2-CuY2-+2H+
写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w= ;
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是 。
a.未干燥锥形瓶
b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c.未除净可与EDTA反应的干扰离子
6.(2010年新课标全国理综,26,14分)物质A～G有如图所示转化关系(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为砖红色沉淀。
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
;
(4)将0.23 mol B和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中,发生反应①,在确定温度下,反应达到平衡,得到0.12 mol D,则反应的平衡常数K= 。若温度不变,再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡,则B的平衡浓度 (填“增大”、“不变”或“减小”),氧气的转化率 (填“上升”、“不变”或“降低”),D的体积分数 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
Fe及其化合物的性质
1.(2022杭州学军中学高三月考)某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,若向其中渐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量浓度之比为( )
A.1∶1∶1 B.1∶3∶1
C.3∶3∶8 D.1∶1∶4
2.(2022潍坊高三质检)FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列推断不正确的是( )
A.加入KSCN溶液确定不变红色
B.溶液中确定含Fe2+
C.溶液中确定含Cu2+
D.剩余固体中确定含Cu
3.(2021安徽合肥第一次质检)下列试验操作及现象与试验结论全都的是( )
选项
试验操作及现象
试验结论
A
向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,生成白色沉淀
该溶液中不愿定含有S
B
光滑的铁钉放在冷的浓硫酸中,无明显现象
铁钉与冷的浓硫酸不反应
C
将少量的溴水分别滴入FeCl2溶液、NaI溶液中,再分别滴加CCl4振荡静置,下层分别呈无色和紫红色
氧化性:Br2>Fe3+>I2
D
向浓度均为0.1 mol·L-1的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01 mol·L-1 的AgNO3溶液,产生的沉淀呈黄色
Ksp(AgCl)<Ksp(AgI)
Cu及其化合物的性质
4.(2021浙江部分重点中学联考)氢化亚铜(CuH)是一种不稳定物质,能在氯气中燃烧;也能与酸反应。用CuSO4溶液和“某物质”在40～50 ℃时反应可产生它。下列有关叙述中错误的是( )
A.“某物质”具有还原性
B.CuH与盐酸反应,可能产生H2
C.CuH与足量的稀硝酸反应:
CuH+3H++NCu2++NO↑+2H2O
D.CuH在氯气中燃烧:CuH+Cl2CuCl+HCl
5.(2021重庆九校联合诊断)某化学小组在常温下测定确定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下试验方案:
方案Ⅰ:铜铝混合物测定生成气体的体积
方案Ⅱ:铜铝混合物测定剩余固体的质量
下列有关推断中不正确的是( )
A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液
B.溶液A和B均可以选用稀硝酸
C.若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小
D.试验室方案Ⅱ更便于实施
6.(2022常州高三统测)已知酸性条件下有如下反应:2Cu+Cu2++Cu。由于反应温度不同,用氢气还原氧化铜时,可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜试验所得的红色固体产物作了验证,试验操作和试验现象记录如下:
加入
试剂
稀硫酸
浓硫酸、
加热
稀硝酸
浓硝酸
试验
现象
红色固体和
蓝色溶液
无色气体
无色气体和
蓝色溶液
红棕色气体
和蓝色溶液
由此推出本次氢气还原氧化铜试验的产物是( )
A.Cu B.确定有Cu,可能有Cu2O
C.Cu2O D.确定有Cu2O,可能有Cu
7.(2021杭州第一次质量检测)依据下列框图分析,下列说法正确的是( )
A.E3+的氧化性比M2+的氧化性弱
B.在反应①中硫酸既表现了酸性、又表现了氧化性
C.反应④的离子方程式可表示为:
3SCN-+E3+E(SCN)3↓
D.在③反应中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀
8.(2021安徽示范高中名校联考)合肥市某校化学爱好小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了如图所示装置进行试验。
(1)试验过程中,观看到B中的试验现象是
。
一段时间后,观看到从C中有少量的气泡冒出,此气泡的成分是 。
(2)用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是
;
反应结束后,不需要打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸取,应当实行的操作是 。
(3)反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究。
①提出假设:
假设1:溶液中只存在Fe2+;
假设2: ;
假设3:溶液中存在Fe2+和Fe3+。
②请你设计试验验证上述假设1,写出试验操作步骤、试验现象及结论。限选试剂:酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、淀粉KI溶液、KSCN溶液。
试验操作步骤
试验现象
结论
9.(2021浙江部分重点中学联考)下图是无机物A～M在确定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。其中,I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属,K是一种红棕色气体。
请填写下列空白:
(1)在周期表中,组成单质G的元素位于第 周期 族。
(2)在反应⑦中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)在反应②、③、⑥、⑨中,既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是 (填写序号)。
(4)反应④的离子方程式是: 。
(5)将化合物D与KNO3、KOH共熔,可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4(高铁酸钾),同时还生成KNO2和H2O。该反应的化学方程式是:
。
10.(2021安徽名校联盟第一次联考)工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,杂质不溶于水和酸)为原料,制备蓝色晶体G,其化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,涉及流程如下:
已知25 ℃时,几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表:
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
8.0×10-16
2.2×10-20
4.0×10-38
完全沉淀pH
≥9.6
≥6.4
≥3.2
(1)加快黄铜矿焙烧速率,可接受的措施有
(写两种)。
(2)加入双氧水可能发生反应的离子方程式为
;
试剂X的化学式为 。
(3)常温下,0.1 mol/L试剂Y的pH=11,则该温度下,试剂Y的电离常数为 ,用pH试纸测该溶液pH的方法是 。
(4)已知Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,写出该反应的平衡常数表达式: 。
(5)在溶液N中加入乙醇的目的是
。
11.(2021北京朝阳区期末)某化学小组在学习元素周期律后,对教材中Fe2+氧化为Fe3+的试验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2+氧化为Fe3+,那么Br2和I2能否将Fe2+氧化为Fe3+?
环节一:理论推想
部分同学认为Br2和I2都可能将Fe2+氧化为Fe3+,他们思考的依据是 。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2+氧化为Fe3+,还有同学认为Br2能将Fe2+氧化为Fe3+而I2不能。他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱。
环节二:设计试验进行验证
在大试管中加适量铁粉,加入10 mL稀盐酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,取上层清液进行下列试验。
试验1:
试管
操作
现象
①
先向试管中加入2 mL FeCl2溶液,再滴加少量红棕色的溴水,振荡试管
溶液为黄色
②
先向试管中加入2 mL FeCl2溶液,再滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管
溶液为黄色
环节三:试验现象的分析与解释
(1)同学甲认为①中现象说明溴水能将Fe2+氧化,离子方程式为 。
同学乙认为应当补充试验,才能得出同学甲的结论。请你挂念同学乙完成试验:
试验2:
操作
应当观看到的现象
(2)该小组同学对②中溶液呈黄色的缘由开放了争辩:
可能1:碘水与FeCl2溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2: 。
试验3:进行试验以确定可能的缘由。
操作
现象
向试管②所得溶液中连续加入0.5 mL CCl4,充分振荡,静置一段时间后。取出上层溶液,滴加KSCN溶液
静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色;上层溶液滴加KSCN溶液后,毁灭浅红色
同学丙认为该试验现象可以说明是“可能2”成立,同学丁认为不严谨,于是设计了试验4:
试验4:
操作
现象
向另一支试管中加入2 mL FeCl2溶液,滴加0.5 mL碘水后,再加入0.5 mL乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间后。取出下层溶液,滴加KSCN溶液
静置后,上层液为紫色,下层液几乎无色;下层溶液滴加KSCN溶液后,没有毁灭浅红色
你认为试验4设计的主要目的是
。
同学丁依据试验4现象得出结论:在本次试验条件下,碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的力气渐渐减弱,用原子结构解释缘由:
。
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
