2019-2020年高考化學分類題庫 考點12 鐵、銅元素單質及其重要化合物.doc

2019-2020年高考化學分類題庫 考點12 鐵、銅元素單質及其重要化合物(xx福建高考9)純凈物X、Y、Z轉化關系如下圖所示,下列判斷正確的是( )AX可能是金屬銅BY不可能是氫氣CZ可能是氯化鈉DZ可能是三氧化硫【解題指南】解答本題時應注意以下兩點:(1)物質之間的轉化;(2)物質轉化時的反應條件和產物的判斷確認?！窘馕觥窟xA。A.若X是Cu,Y是Cl2,Cu在Cl2中燃燒產生Z是CuCl2,電解CuCl2溶液產生Cu和Cl2,符合題圖轉化關系,故選項說法正確;B.若X是Cl2,Y是氫氣,氫氣在氯氣中燃燒產生Z是HCl,電解HCl的水溶液,產生氫氣和氯氣,符合題圖轉化關系,故選項說法錯誤;C.若Z是氯化鈉,則X、Y分別是Na和Cl2中的一種,電解氯化鈉水溶液會產生氫氣、氯氣、氫氧化鈉,不符合題圖轉化關系,故選項說法錯誤;D.若Z是三氧化硫,而X、Y可能是O2和SO2中的一種,SO3溶于水產生硫酸,電解硫酸溶液,實質是電解水,產生氫氣和氧氣,不符合題圖轉化關系,故選項說法錯誤。(xx山東高考10)某化合物由兩種單質直接反應生成,將其加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產生。下列化合物中符合上述條件的是( )AAlCl3BNa2OCFeCl2DSiO2【解析】選A。AlCl3可由Al與Cl2反應制得,AlCl3與Ba(HCO3)2反應生成CO2和Al(OH)3沉淀,A正確;Na2O與Ba(HCO3)2反應沒有氣體生成,B錯誤;FeCl2不能由兩種單質直接反應生成,C錯誤;SiO2不與Ba(HCO3)2(xx天津高考2)下列關于物質或離子檢驗的敘述正確的是( )A在溶液中加KSCN,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3,無Fe2B氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍,證明原氣體中含有水蒸氣C灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na,無KD將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,證明原氣體是CO2【解題指南】解答本題時應注意以下兩點:(1)CuSO45H2O為藍色。(2)Na的黃色對K的顏色反應具有干擾作用?！窘馕觥窟xB。Fe3遇KSCN會使溶液呈現紅色,Fe2遇KSCN不反應無現象,如果該溶液既含Fe3,又含Fe2,滴加KSCN溶液,溶液呈紅色,則證明存在Fe3,但并不能證明無Fe2,A項錯誤;氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍,則發(fā)生反應:CuSO45H2OCuSO45H2O,CuSO45H2O為藍色,故可證明原氣體中含有水蒸氣,B項正確;灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na,Na焰色反應為黃色,但并不能證明無K,因為Na的黃色對K的焰色反應具有干擾作用,故需透過藍色的鈷玻璃觀察K焰色反應,C項錯誤;能使澄清石灰水變渾濁的氣體有CO2、SO2等,故將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,則原氣體不一定是CO2,D項錯誤。(xx重慶高考1)中華民族有著光輝燦爛的發(fā)明史,下列發(fā)明創(chuàng)造不涉及化學反應的是( )A用膽礬煉銅B用鐵礦石煉鐵C燒結粘土制陶瓷D打磨磁石制指南針【解題指南】解答本題時應注意以下兩點:(1)明確化學變化的實質;(2)陶瓷的燒制過程中生成了硅酸鹽。【解析】選D。A項,膽礬的化學式為CuSO45H2O,由CuSO45H2OCu,有新物質生成,屬于化學反應;B項,由Fe2O3Fe,有新物質生成,屬于化學反應;C項,制陶瓷的原料是粘土,發(fā)生化學變化生成硅酸鹽產品;D項,打磨磁石制指南針,只是改變物質的外形,沒有新物質生成,不涉及化學反應。(xx江蘇高考)在給定條件下,下列選項中所示的物質間轉化均能一步實現的是( )A粗硅SiCl4SiBMg(OH)2MgCl2(aq)MgCFe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3DAgNO3(aq)Ag(NH3)2OH(aq)Ag【解析】選A。Si2Cl2SiCl4,SiCl42H2Si4HCl,A項正確;工業(yè)上制備Mg是電解熔融狀態(tài)下的氯化鎂,B項錯誤;直接加熱蒸發(fā)FeCl3溶液最終得不到無水氯化鐵,需要在干燥的氯化氫氣流中蒸發(fā),C項錯誤;蔗糖是非還原性糖,與銀氨溶液不反應,D項錯誤。(xx北京高考28)為探討化學平衡移動原理與氧化還原反應規(guī)律的聯系,某同學通過改變濃度研究“2Fe32I2Fe2I2”反應中Fe3和Fe2的相互轉化。實驗如下:(1)待實驗溶液顏色不再改變時,再進行實驗,目的是使實驗的反應達到 。(2)是的對比實驗,目的是排除中 造成的影響。(3)和的顏色變化表明平衡逆向移動,Fe2向Fe3轉化。用化學平衡移動原理解釋原因: 。(4)根據氧化還原反應的規(guī)律,該同學推測中Fe2向Fe3轉化的原因:外加Ag使c(I)降低,導致I的還原性弱于Fe2,用如圖裝置(a、b均為石墨電極)進行實驗驗證。K閉合時,指針向右偏轉,b作極。當指針歸零(反應達到平衡)后,向U型管左管中滴加0.01 molL1AgNO3溶液,產生的現象證實了其推測,該現象是 。(5)按照(4)的原理,該同學用上圖裝置進行實驗,證實了中Fe2向Fe3轉化的原因。轉化原因是 。與(4)實驗對比,不同的操作是 。(6)實驗中,還原性:I>Fe2;而實驗中,還原性:Fe2>I,將(3)和(4)、(5)作對比,得出的結論是 ?！窘忸}指南】解答本題時應按照以下流程:【解析】(1)待實驗溶液顏色不再改變時,再進行實驗,目的是使實驗的反應達到化學平衡狀態(tài)。(2)實驗加入了水,是實驗的對比實驗,因此目的是排除因加入FeSO4溶液而將溶液稀釋引起溶液顏色的變化。(3)中加入AgNO3,Ag與I生成AgI黃色沉淀,I濃度降低,2Fe32I2Fe2I2平衡逆向移動,溶液褪色;中加入FeSO4,Fe2濃度增大,平衡逆向移動,溶液顏色變淺。(4)K閉合時,指針向右偏轉,表明b極為正極,Fe3得電子;當指針歸零(反應達到平衡)后,向U型管左管滴加0.01 molL1AgNO3溶液,產生黃色沉淀,I濃度減小,2Fe32I2Fe2I2平衡左移,指針向左偏轉。(5)Fe2向Fe3轉化的原因是Fe2濃度增大,還原性增強。與(4)實驗對比,不同的操作是當指針歸零后,向U型管右管中滴加1 molL1FeSO4溶液。(6)將(3)和(4)、(5)作對比,得出的結論是在其他條件不變時,物質的氧化性和還原性與濃度有關,濃度的改變可影響物質的氧化性和還原性,導致平衡移動。答案:(1)化學平衡狀態(tài)(2)溶液稀釋對顏色變化(3)中加入Ag發(fā)生反應:AgIAgI,c(I)降低;中加入FeSO4,c(Fe2)增大,平衡均逆向移動(4)正左管產生黃色沉淀,指針向左偏轉(5)Fe2濃度增大,還原性增強,使Fe2還原性強于I向U型管右管中滴加1 molL1FeSO4溶液 (6)該反應為可逆氧化還原反應,在平衡時,通過改變物質的濃度,可以改變物質的氧化性和還原性,并影響平衡移動方向(xx全國卷27)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示:回答下列問題:(1)寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應的化學方程式 。為提高浸出速率,除適當增加硫酸濃度外,還可采取的措施有 _(寫出兩條)。(2)利用的磁性,可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質是(寫化學式)。(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是 。然后再調節(jié)溶液的pH約為5,目的是 。(4)“粗硼酸”中的主要雜質是 (填名稱)。(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4),它是有機合成中的重要還原劑,其電子式為 。(6)單質硼可用于生產具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質硼,用化學方程式表示制備過程 ?！窘馕觥?1)Mg2B2O5H2O與硫酸反應,根據提示除生成硼酸外,只能生成硫酸鎂。為增大反應速率,可采取粉碎礦石、加速攪拌或升高溫度的方法。(2)具有磁性的物質是Fe3O4,不溶于酸的物質是二氧化硅和生成的硫酸鈣。(3)加入硫酸后溶液中含有亞鐵離子和鐵離子,亞鐵離子不易除去,所以用H2O2把亞鐵離子氧化為鐵離子,調節(jié)pH約為5,使鐵離子和鋁離子轉化為氫氧化物沉淀除去。(4)通過前面除雜,沒有除去的離子只有鎂離子,所以雜質只能是硫酸鎂。(5)NaBH4中四個氫原子以硼原子為中心形成四個共價鍵,五個原子形成一個陰離子和鈉離子結合。(6)硼酸和鎂反應生成硼單質,鎂只能是氧化鎂,另外還有水生成,配平方程式即可。答案:(1)Mg2B2O5H2O2H2SO42MgSO42H3BO3升高反應溫度、減小鐵硼礦粉粒徑(2)Fe3O4SiO2和CaSO4(3)將Fe2氧化為Fe3使Al3和Fe3形成氫氧化物沉淀而除去(4)(七水)硫酸鎂(5) (6)2H3BO3B2O33H2O,B2O33Mg2B3MgO(xx四川高考11)為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉變成重要的化工原料FeSO4(反應條件略)。活化硫鐵礦還原Fe3的主要反應為FeS27Fe2(SO4)38H2O15FeSO48H2SO4,不考慮其他反應,請回答下列問題:(1)第步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是 。(2)檢驗第步中Fe3是否完全還原,應選擇 (填字母編號)。( )AKMnO4溶液BK3Fe(CN)6溶液CKSCN溶液(3)第步加FeCO3調溶液pH到5.8左右,然后在第步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時Fe2不沉淀,濾液中鋁、硅雜質被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是 。(4)FeSO4可轉化為FeCO3,FeCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料。已知25,101 kPa時:4Fe(s)3O2(g)2Fe2O3(s) H=1 648 kJmol1C(s)O2(g)CO2(g)H=393 kJmol12Fe(s)2C(s)3O2(g)2FeCO3(s) H=1 480 kJmol1FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是 。(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應為4LiFeS2Fe2Li2S,正極反應式是 。(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%。將akg質量分數為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質浸出消耗的硫酸以及調pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第步應加入FeCO3 kg?！窘忸}指南】解答本題時應注意以下兩點:(1)三價鐵離子的檢驗需要用硫氰酸根離子;(2)碳酸亞鐵與硫酸按物質的量11反應?！窘馕觥?1)H2SO4與Fe2O3反應的方程式為Fe2O33H2SO4Fe2(SO4)33H2O,其離子方程式為Fe2O36H2Fe33H2O。(2)檢驗Fe3是否反應完全,可利用Fe3與KSCN的顯色反應,生成紅色溶液,故選C。(3)部分Fe2被空氣中的氧氣氧化為Fe3,Fe3水解產生H,使pH降低。(4)若將題中所給三個反應依次編為、號反應,則FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的反應可以由反應逆向進行后24得到,同時所對應的反應熱要乘以相應的倍數,故其熱化學方程式為4FeCO3(s)O2(g)2Fe2O3(s)4CO2(g)H=260 kJmol1。(5)正極發(fā)生的反應是還原反應,即得電子,故參加反應的物質應是FeS2,又知最后生成鐵單質和S2,故正極反應式為FeS24eFe2S2。(6)方法1:由于最終得到FeSO4,根據元素守恒,n(Fe)=n(S),Fe來自Fe2O3、FeS2、FeCO3;S來自FeS2、H2SO4則有(22)96%=96%22,則得m(FeCO3)(0.011 8ab0.646c)kg。方法2:首先浸出的Fe2O3的物質的量為=,由化學式Fe2(SO4)3可知同Fe2O3反應的硫酸的物質的量應為其的3倍,即3,化簡即。而一共加入的硫酸的物質的量為,故剩余的硫酸的物質的量為。由題目可知在第步時又生成了硫酸,這一部分硫酸可通過Fe2(SO4)3的物質的量即計算而得,計算后可知第步中生成的硫酸的物質的量為(8/7)=。又因為Fe2與硫酸按物質的量11反應,故濾液中剩余的硫酸的物質的量即為應加入的FeCO3的物質的量,即為(),乘以FeCO3的摩爾質量116 gmol1可得FeCO3的質量為()116 kg(0.011 8ab0.646c)kg。答案:(1)Fe2O36H2Fe33H2O(2)C(3)Fe2被氧化為Fe3,Fe3水解產生H(4)4FeCO3(s)O2(g)2Fe2O3(s)4CO2(g) H=260 kJmol1(5)FeS24eFe2S2或FeS24Li4eFe2Li2S (6)0.011 8ab0.646c(xx天津高考9)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達到礦石中的幾十倍。濕法技術是將粉碎的印刷電路板經溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產品。某化學小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程簡圖如下:回答下列問題:(1)反應是將Cu轉化為Cu(NH3,反應中H2O2的作用是 。寫出操作的名稱:。(2)反應是銅氨溶液中的Cu(NH3與有機物RH反應,寫出該反應的離子方程式: 。操作用到的主要儀器名稱為,其目的是(填序號) 。a.富集銅元素b.使銅元素與水溶液中的物質分離c.增加Cu2在水中的溶解度(3)反應是有機溶液中的CuR2與稀硫酸反應生成CuSO4和。若操作使用右圖裝置,圖中存在的錯誤是 。(4)操作以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅,陽極產物是。操作由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是 。(5)流程中有三處實現了試劑的循環(huán)使用,已用虛線標出兩處,第三處的試劑是。循環(huán)使用的NH4Cl在反應中的主要作用是 ?！窘忸}指南】解答本題時應注意以下兩點:(1)注意觀察流程圖中各個步驟的條件及產物名稱。(2)電解池產物的分析要注意在陰、陽極離子的放電順序?！窘馕觥?1)反應是將Cu轉化為Cu(NH3,Cu被氧化,則反應中H2O2的作用是作氧化劑,操作是把濾渣和液體分離,所以該操作為過濾。(2)根據流程圖可知,Cu(NH3與有機物RH反應生成CuR2和氨氣、氯化銨,所以該反應的離子方程式為Cu(NH32RH2N2NH3CuR2,操作是把NH3和NH4Cl溶液與有機層分離,所以為分液操作,需要的主要儀器為分液漏斗;銅元素富集在有機層,所以該操作的目的是富集銅元素,使銅元素與水溶液中的物質分離,答案選a、b。(3)CuR2中R元素為1價,所以反應是有機物溶液中的CuR2與稀硫酸反應生成CuSO4和RH,操作使用的分液操作中分液漏斗尖端未緊靠燒杯內壁,且分液漏斗內液體過多。(4)以石墨作電極電解CuSO4溶液,陰極析出銅,陽極為陰離子氫氧根放電,陽極產物有O2和H2SO4;由溶液得到晶體的步驟為加熱濃縮、冷卻結晶、過濾。(5)操作中得到的硫酸可以用在反應中,所以第三處循環(huán)的試劑為H2SO4;氯化銨溶液為酸性,可降低溶液中氫氧根離子的濃度,防止由于溶液中的c(OH)過高,生成Cu(OH)2沉淀。答案:(1)作氧化劑過濾(2)Cu(NH32RH2N2NH3CuR2分液漏斗a、b(3)RH分液漏斗尖端未緊靠燒杯內壁;液體過多(4)O2、H2SO4加熱濃縮、冷卻結晶、過濾 (5)H2SO4防止由于溶液中的c(OH)過高,生成Cu(OH)2沉淀(xx天津高考10)FeCl3具有凈水作用,但腐蝕設備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小。請回答下列問題:(1)FeCl3凈水的原理是 。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設備,除H作用外,另一主要原因是(用離子方程式表示) 。(2)為節(jié)約成本,工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3。若酸性FeCl2廢液中c(Fe2)=2.0102molL1,c(Fe3)=1.0103molL1,c(Cl)=5.3102molL1,則該溶液的pH約為。完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式:ClFe2 ClFe3。(3)FeCl3在溶液中分三步水解:Fe3H2OFe(OH)2HK1Fe(OH)2H2OFe(OHHK2Fe(OHH2OFe(OH)3HK3以上水解反應的平衡常數K1、K2、K3由大到小的順序是 。通過控制條件,以上水解產物聚合,生成聚合氯化鐵,離子方程式為:xFe3yH2OFex(OHyH,欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號) 。a.降溫b.加水稀釋c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3室溫下,使氯化鐵溶液轉化為高濃度聚合氯化鐵的關鍵條件是 。(4)天津某污水處理廠用聚合氯化鐵凈化污水的結果如下圖所示。由圖中數據得出每升污水中投放聚合氯化鐵以Fe(mgL1)表示的最佳范圍約為 mgL1。【解析】(1)Fe3水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質,可起到凈水的作用;鋼鐵設備中的Fe會與鐵離子反應生成亞鐵離子,離子方程式是2Fe3Fe3Fe2。(2)根據電荷守恒,則溶液中氫離子的濃度是c(Cl)2c(Fe2)3c(Fe3)=1.0102molL1,所以pH=2;根據題意,氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵,則反應物中有氫離子參加,則生成物中有水生成,Cl的化合價從5價降低到1價,得到6個電子,而Fe的化合價從2價升高到3價,失去1個電子,根據得失電子守恒,則氯酸根離子的化學計量數為1,Fe2的化學計量數為6,則鐵離子的化學計量數也是6,氯離子的化學計量數是1,根據電荷守恒,則氫離子的化學計量數是6,水的化學計量數是3,即Cl6Fe26HCl6Fe33H2O。(3)鐵離子的水解分為三步,且水解程度逐漸減弱,所以水解平衡常數逐漸減小,則K1>K2>K3;該水解為吸熱反應,所以降溫,平衡逆向移動;加水稀釋,則水解平衡正向移動;加入氯化銨,氯化銨溶液為酸性,氫離子濃度增大,平衡逆向移動;加入碳酸氫鈉,則消耗氫離子,所以氫離子濃度降低,平衡正向移動,所以答案選b、d;從反應的離子方程式中可知,氫離子的濃度影響高濃度聚合氯化鐵的生成,所以關鍵步驟是調節(jié)溶液的pH。(4)由題中圖象可知,聚合氯化鐵的濃度在1820 mgL1時,去除率達到最大值,污水的渾濁度減小。答案:(1)Fe3水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質2Fe3Fe3Fe2(2)2166H163H2O(3)K1>K2>K3b、d調節(jié)溶液的pH (4)18 20(xx海南高考17)工業(yè)上,向500600的鐵屑中通入氯氣生產無水氯化鐵;向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產無水氯化亞鐵?，F用如圖所示的裝置模擬上述過程進行實驗?；卮鹣铝袉栴}:(1)制取無水氯化鐵的實驗中,A中反應的化學方程式為 ,裝置B中加入的試劑是 。(2)制取無水氯化亞鐵的實驗中,裝置A用來制取。尾氣的成分是。若仍用D裝置進行尾氣處理,存在的問題是、。(3)若操作不當,制得的FeCl2會含有少量FeCl3,檢驗FeCl3常用的試劑是。欲制得純凈的FeCl2,在實驗操作中應先,再?！窘忸}指南】解答本題時應注意以下兩點:(1)鐵及其化合物的轉化以及制備;(2)物質制備實驗中實驗方案的設計與評價?！窘馕觥?1)制取無水氯化鐵的實驗中,A裝置為氯氣制備裝置,發(fā)生的反應為二氧化錳和濃鹽酸加熱,生成氯化錳、氯氣和水,反應方程式為MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O;裝置B為氯氣的除雜裝置(除去氯氣中水蒸氣),因此選擇試劑為濃硫酸;(2)根據信息知制取無水氯化亞鐵的實驗中,裝置A用來制取氯化氫,尾氣成分為氯化氫和氫氣;若用D裝置來處理尾氣,氯化氫極易溶于水,則容易發(fā)生倒吸現象,同時可燃性氣體(氫氣)不被吸收;(3)檢驗氯化鐵常用試劑為KSCN溶液,欲制取純凈的氯化亞鐵,應該防止氯氣的干擾,在實驗操作中應該先點燃A處酒精燈,利用產生的氯化氫排盡裝置中的空氣,再點燃C處酒精燈。答案:(1)MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O濃硫酸(2)HClHCl和H2發(fā)生倒吸可燃性氣體H2不能被吸收(3)KSCN溶液點燃A處的酒精燈點燃C處的酒精燈