2019-2020年高考化學(xué)大一輪總復(fù)習(xí) 專題二 第三單元 鐵、銅的獲取及應(yīng)用練習(xí)（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)大一輪總復(fù)習(xí) 專題二 第三單元 鐵、銅的獲取及應(yīng)用練習(xí)（含解析） 一、選擇題 1．下列有關(guān)說法中不正確的是 (　　)?！　　　　　　　　　　　　　　　　? A．鐵與Cl2、鹽酸均能發(fā)生反應(yīng)，但生成的含鐵物質(zhì)組成不同 B．分別加熱蒸干并灼燒鐵、鋁的氯化物溶液，最后得到的物質(zhì)均為金屬氧化物 C．等物質(zhì)的量的Na、Cu、Al與足量氯氣反應(yīng)時(shí)，消耗的氯氣一樣多 D．常溫下，鐵片、鋁片與濃硫酸的反應(yīng)均只能停留在金屬的表面上 解析　A項(xiàng)，分別生成了FeCl3和FeCl2；B項(xiàng)，鐵、鋁的氯化物溶液在蒸干時(shí)會(huì)發(fā)生水解，分別生成Fe(OH)3和Al(OH)3，灼燒時(shí)又均會(huì)分解，分別生成Fe2O3和Al2O3；C項(xiàng)，物質(zhì)的量均為1 mol的Na、Cu、Al分別消耗氯氣的物質(zhì)的量為0.5 mol、1 mol、1.5 mol；D項(xiàng)常溫下，鐵片、鋁片均會(huì)被濃硫酸鈍化。 答案　C 2．鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法正確的是(　　) A．不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素 B．一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應(yīng) C．鐵與鹽酸反應(yīng)，鐵合金不與鹽酸反應(yīng) D．在空氣中，鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕 解析 不銹鋼中含有Fe、Cr還含有Si等元素。鐵和鐵合金都與鹽酸反應(yīng)。鍍鋅鐵板表面的鋅對內(nèi)層鐵有保護(hù)作用。 答案 B 3．向某晶體的溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液無明顯變化，當(dāng)?shù)渭訋椎武逅?，混合液出現(xiàn)紅色，下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是 (　　)。 A．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性強(qiáng) B．該晶體中一定含有SCN－ C．Fe2＋與SCN－不能形成紅色化合物 D．Fe2＋被溴氧化成Fe3＋ 解析　某晶體的溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液無明顯變化，當(dāng)加入溴水后，F(xiàn)e2＋一定被氧化成Fe3＋，此時(shí)溶液出現(xiàn)紅色，說明原晶體是含有SCN－的鹽，很明顯判斷B、C、D三項(xiàng)均正確；在Br2與Fe2＋反應(yīng)中，F(xiàn)e3＋是氧化產(chǎn)物，Br2是氧化劑，所以Br2的氧化性應(yīng)比Fe3＋的氧化性強(qiáng)。 答案　A 4．部分氧化的FeCu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，經(jīng)如下處理： 下列說法正確的是 (　　)。 A．濾液A中的陽離子為Fe2＋、Fe3＋、H＋ B．樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g C．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 g D．V＝896 mL 解析　根據(jù)題意，3.2 g濾渣一定是銅，而銅與Fe3＋不共存，則A項(xiàng)錯(cuò)誤；最后的3.2 g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g，B正確；樣品中Cu元素和O元素共5.76 g－2.24 g＝3.52 g，則C項(xiàng)錯(cuò)誤；2.24 g Fe元素不可能全是單質(zhì)，故生成的氫氣的體積小于896 mL，D錯(cuò)誤。 答案　B 5．用已被部分氧化的金屬屑A制備某工業(yè)常用鹽C的步驟如下： 將C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出現(xiàn)白色沉淀，后逐漸變?yōu)榧t褐色，下列判斷正確的是 (　　)。 A．過濾所得的殘?jiān)幸欢]有金屬A B．濾液可能是CuSO4溶液或MgSO4溶液 C．水合鹽B可能是FeSO47H2O D．無水鹽C可能是Fe2(SO4)3 解析　無水鹽C中有Fe2＋，沒有Fe3＋，D錯(cuò)誤；部分氧化的金屬屑A，說明含有Fe2O3和Fe，由于最終只有Fe2＋生成，F(xiàn)e過量，A、B錯(cuò)誤。 答案　C 6．在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2＋的物質(zhì)的量濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間關(guān)系如圖所示，則該溶液中Fe(NO3)3與Cu(NO3)2的物質(zhì)的量濃度之比為(　　)。 A．3∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶1 解析　注意縱坐標(biāo)是c(Fe2＋)。由化學(xué)方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋ Cu2＋===Fe2＋＋Cu，結(jié)合圖像可知，c(Fe2＋)的大小在0～3變化快，3是拐點(diǎn)，此前發(fā)生2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，在3～4范圍內(nèi)變化時(shí)發(fā)生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，設(shè)溶液的體積為V L，由化學(xué)方程式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可得，n(Fe3＋)＝n(Fe2＋)＝V L3 molL－1＝2V mol，由化學(xué)方程式Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu可得，n(Cu2＋)＝n(Fe2＋)＝V L(4－3)molL－1＝V mol，故c(Fe3＋)∶ c(Cu2＋)＝2∶1。 答案　C 7．已知酸性條件下有如下反應(yīng)：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。由 于反應(yīng)溫度不同，用氫氣還原氧化銅時(shí)，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學(xué)對某次用氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)所得的紅色固體產(chǎn)物作了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下： 加入試劑 稀硫酸 濃硫酸、加熱 稀硝酸 濃硝酸 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 紅色固體和藍(lán)色溶液 無色氣體 無色氣體和藍(lán)色溶液 紅棕色氣體和藍(lán)色溶液 由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物是(　　) A．Cu B．Cu2O C．一定有Cu，可能有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu 解析 本題考查銅及其化合物的主要性質(zhì)。若產(chǎn)物只有Cu，與稀H2SO4作用不會(huì)得到藍(lán)色溶液；若只有Cu2O符合各實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，若Cu2O中含有Cu也符合各現(xiàn)象。 答案 D 二、非選擇題 8．在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過程簡述如下： Ⅰ：向廢液中投入過量鐵屑，充分反應(yīng)后分離出固體和濾液； Ⅱ：向?yàn)V液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時(shí)鼓入足量的空氣。 已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4.010－38 回答下列問題： (1)FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為__________________________ _______________________________________________________________； (2)過程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是____________________________________ ________________________________________________________________， 分離得到固體的主要成分是________，從固體中分離出銅需采用的方法是________； (3)過程Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________ _______________________________________________________________； (4)過程Ⅱ中調(diào)節(jié)溶液的pH為5，金屬離子濃度為____________________。(列式計(jì)算) 解析　(1)Fe3＋具有強(qiáng)氧化性，能將Cu氧化，離子方程式為2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；(2)廢液中含有Fe2＋和Cu2＋，加入過量的鐵屑發(fā)生的反應(yīng)為：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，鐵屑的作用是回收銅，分離得到的固體為Cu和Fe的混合物，從中得到銅的方法是先加入過量的鹽酸，再過濾。 (2)“向?yàn)V液中加入一定量石灰水”發(fā)生的反應(yīng)為：FeCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Fe(OH)2↓；“鼓入足量的空氣”發(fā)生的反應(yīng)為：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (4)據(jù)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)[c(OH－)]3＝4.010－38，pH＝5，c(OH－)＝10－9 molL－1，可知c(Fe3＋)＝4.010－11 molL－1。 答案　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2)回收銅　Cu和Fe　加鹽酸反應(yīng)后過濾 (3)FeCl2＋Ca(OH)2===Fe(OH)2↓＋CaCl2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (4)c(Fe3＋)＝4.010－38(10－9)3＝4.010－11 (molL－1) 9．鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價(jià)鐵的含氧 酸鹽均為重要化合物。 (1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學(xué)式，可用離子交換和滴定的方法。實(shí)驗(yàn)中稱取0.54 g的FeClx樣品，溶解后先進(jìn)行陽離子交換預(yù)處理，再通過含有飽和OH－的陰離子交換柱，使Cl－和OH－發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH－用0.40 molL－1的鹽酸滴定，滴至終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸25.0 mL。計(jì)算該樣品中氯的物質(zhì)的量，并求出FeClx中x的值：________(列出計(jì)算過程)； (2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，采用上述方法測得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________。在實(shí)驗(yàn)室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和________反應(yīng)制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和________反應(yīng)制備； (3)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時(shí)可生成棕色物質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為 ________________________________________________________________________。 (4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4，其反應(yīng)的離子方程式為 ____________________。與MnO2－Zn電池類似，K2FeO4－Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)式為________，該電池總反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。 解析 (1)Cl－和OH－發(fā)生交換，則n(Cl－)＝n(OH－)＝0.0250 L0.40 molL－1＝0.010 mol。 則：0.54 g FeClx樣品中鐵的質(zhì)量為：0.54 g－0.010 mol35.5 gmol－1＝0.19 g。 鐵的物質(zhì)的量為：＝0.0034 mol。 FeClx中n(Fe)∶n(Cl)＝0.0034∶0.010≈1∶3，則x＝3。 (2)設(shè)FeCl2、FeCl3的物質(zhì)的量分別為x、y，則＝，解得x∶y＝9∶1，則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為：＝0.10。FeCl2可由Fe與弱氧化劑鹽酸制備，F(xiàn)eCl3可由Fe與強(qiáng)氧化劑Cl2制備。 (3)Fe3＋具有氧化性，I－具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2(或2Fe3＋＋3I－===2Fe2＋＋I(xiàn))。 (4)Fe3＋在強(qiáng)堿性條件下被ClO－氧化為FeO，ClO－被還原為Cl－，由化合價(jià)升降法可配平得：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋5H2O＋3Cl－。 在K2FeO4－Zn組成的堿性電池中，F(xiàn)eO作氧化劑在堿性條件下生成Fe(OH)3，Zn作還原劑生成Zn(OH)2，總反應(yīng)的離子方程式為2FeO＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－，其正極反應(yīng)式為FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－。 答案 (1)n (Cl－)＝0.0250 L0.40 molL－1＝0.010 mol 0．54 g－0.010 mol35.5 gmol－1＝0.19 g n(Fe)＝0.19 g/56 gmol－1＝0.003 4 mol n(Fe)∶n(Cl)＝0.0034∶0.010≈1∶3，x＝3 (2)0.10　鹽酸　氯氣 (3)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2(或2Fe3＋＋3I－===2Fe2＋＋I(xiàn)) (4)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋5H2O＋3Cl－ FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 2FeO＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－ 10．(1)鐵是人體必需的微量元素，目前市售補(bǔ)鐵營養(yǎng)品較多，某研究性學(xué)習(xí)小組對補(bǔ)鐵劑中鐵的含量進(jìn)行了測定。 提供藥品：FeCl2溶液(淺綠色)、FeCl3溶液(棕黃色)、鐵粉、銅粉、KSCN溶液、氨水、氯水。 儀器自選 ①將補(bǔ)鐵劑中的Fe2＋轉(zhuǎn)化成Fe3＋，結(jié)合你所選的試劑寫出相關(guān)的離子方程式：_______________________________________________________________。 若將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe2＋，結(jié)合你所選的試劑寫出相關(guān)的離子方程式：___________________________________________________________。 ②將Fe3＋用氨水沉淀為不溶于水的氫氧化鐵，試寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________。 (2)某同學(xué)根據(jù)鐵元素之間的轉(zhuǎn)化，提出這樣一個(gè)觀點(diǎn)：氯氣與鐵粉反應(yīng)，當(dāng)Cl2足量時(shí)生成FeCl3，當(dāng)鐵粉過量時(shí)產(chǎn)物是FeCl2，為驗(yàn)證該觀點(diǎn)是否正確，該同學(xué)將一定質(zhì)量鐵粉與Cl2恰好完全反應(yīng)得到一固體物質(zhì)，然后通過實(shí)驗(yàn)確定其成分。探究過程如下： ①提出假設(shè) 假設(shè)1：該固體物質(zhì)是FeCl2。 假設(shè)2：該固體物質(zhì)是__________。 假設(shè)3：該固體物質(zhì)是__________________。 ②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 取少量固體物質(zhì)于燒杯中，加適量水溶解，得到溶液A，然后取兩份A溶液分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論如下表： 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 在A溶液中加入KSCN溶液 ________ 固體物質(zhì)中有FeCl3 在酸性KMnO4溶液中加入少量A溶液 酸性KMnO4溶液顏色無明顯變化 固體物質(zhì)中不含________ ③根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，寫出Cl2與鐵粉加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。 答案　(1)①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋或2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ②Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓＋3NH (2)①假設(shè)2：FeCl3　假設(shè)3：FeCl3和FeCl2的混合物 ②溶液呈血紅色　FeCl2?、?Fe＋3Cl22FeCl3 11．堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑，在醫(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下： 已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 開始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 回答下列問題： (1)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的________沉淀，該工藝中“攪拌”的作用是_____________________________________________。 (2)在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)Ⅱ常同時(shí)通入O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNO2在反應(yīng)中均作________。若參與反應(yīng)的O2有11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為________。 (3)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)2＋離子，可部分水解生成Fe2(OH)聚合離子。該水解反應(yīng)的離子方程式為______________________________。 (4)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中不得含有Fe2＋及NO。為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有 Fe2＋，應(yīng)使用的試劑為________。 A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液 解析　本題以堿式硫酸鐵的制備為背景，將工業(yè)生產(chǎn)流程與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識相結(jié)合，考查了化學(xué)方程式的書寫、反應(yīng)過程中pH條件的控制、實(shí)驗(yàn)基本操作和操作意圖、物質(zhì)的性質(zhì)等，較好地考查了考生的基礎(chǔ)知識和知識遷移能力，難度中等。(1)過量的鐵使Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe2＋，這樣通過調(diào)節(jié)pH在4.4～7.5，可以使Al3＋全部沉淀，而Fe2＋未沉淀?！皵嚢琛笔沟梅磻?yīng)物充分接觸，反應(yīng)速率加快。(2)從反應(yīng)Ⅱ知，NaNO2轉(zhuǎn)化為NO，NaNO2作氧化劑，增加O2的量，以減少NaNO2，說明O2也作氧化劑。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移總數(shù)知，NaNO2中N的化合價(jià)變化1，而O2的化合價(jià)變化4，相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為4＝2 mol。(3)由Fe(OH)2＋離子水解生成Fe2(OH)，由鐵原子守恒可知，多出的OH－應(yīng)由水提供。(4)要檢驗(yàn)是否存在Fe2＋，必須排除Fe3＋的干擾，應(yīng)利用Fe2＋的還原性，故應(yīng)選擇酸性KMnO4溶液作試劑。 答案　(1)Al3＋　使反應(yīng)物充分接觸，加快反應(yīng)速率　(2)氧化劑　2 mol　(3)2Fe(OH)2＋＋2H2OFe2(OH)＋2H＋　(4)D