2021届高三化学一轮复习——铁、铜及其化合物(有答案和详细解析)

1、2021届高三化学一轮复习一一铁、铜及其化合物（有答案和详细 解析）一、选择题1 .下列常见金属的冶炼原理中不合理的是（）选项金属冶炼原理AFe高温Fe2O3+ 3CO2Fe+ 3CO2BHg2HgO2Hg + O2 TCMg一 通电2MgO（熔融）2Mg +O2TDNa_ 通电一.2NaCl（熔融）2Na+C12T答案 C解析 A项，铁可以通过还原剂还原铁的氧化物进行冶炼，正确；B项，Hg是不活泼金属，通过热分解冶炼，正确；C项，镁是活泼金属，电解熔融的MgCl2冶炼Mg,错误；D项，Na是活泼金属，电解熔融NaCl冶炼Na,正确。2 .下列离子方程式正确的是 （）A,铁屑与稀硫酸反应：2F

2、e+6H + =2Fe3+ + 3H2?B. FeCl3 溶液腐蚀铜板：Fe3+ + Cu=Fe2+ + Cu2+C. FeO 与稀硝酸反应：FeO+2H+=Fe2+H2QD. Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4 + 28H + NO3 =9Fe3+ + NO T + 14H2O答案 D解析 A 项，应为 Fe+2H + =Fe2+ + H2T ; B 项，应为 2Fe3+ Cu=2Fe2+ Cu2+; C 项，应为3FeO+10H + + NO3=3Fe3+NO T +5H2O。3 .室温下，某兴趣小组用下图装置在通风橱中进行如下实验：实验现象试管I中开始无明显现象，逐渐有微小气泡生成，越

3、来越居U烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色试管n中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色；之后向绿色溶液中持续通入 N2,溶液变为蓝色下列说法正确的是()A.试管I中浅红棕色气体为NO2,由硝酸还原生成B.等质量的Cu完全溶解时，I中消耗的HNO3更多C.换成Fe之后重复实验，依然是试管H中反应更剧烈D.试管H中反应后溶液颜色与试管I中的不同，是由于溶有NO2答案 D解析 试管I中浅红棕色气体为 NO和NO2的混合物，Cu与稀硝酸反应，硝酸被还原为 NO,部分NO 遇到空气中的氧气被氧化为红棕色的NO2， A 项不正确；等质量的Cu 完全溶解时，因稀硝酸被还原为NO， N 的化合价

4、由5 降到2，而浓硝酸被还原为NO2， N 的化合价由5 降低到4，故I中消耗的HNO3较少，B项不正确；换成 Fe之后重复实验，Fe遇浓硝酸发生钝化，试管 n中无明显变化，C项不正确；试管n中持续通入氮气后，可以把溶液中溶解的NO2带走，溶液由绿色变为蓝色，说明试管 n中反应后溶液颜色与其溶解的NO2有关，D项正确。4从经济效益和环境保护考虑，大量制取浓 HNO3Cu(NO 3)2最宜采用的方法是()A Cu> Cu(NO3)2O2稀 HNO3B稀 HNOCuC. Cu-CuO-L Cu(NO3)2D.Cl23Cu(NO 3)2硝酸银溶液Cu(NO 3)2答案 C解析 A 项， Cu

5、与浓 HNO 3反应生成NO2， NO 2是有毒气体，污染环境，错误； B 项， Cu 与稀 HNO3反应生成NO， NO 是有毒气体，污染环境，错误；C 项，发生反应2Cu O2=2CuO， CuO2HNO 3=Cu(NO 3)2 H2O， 过程中没有有毒气体生成，不污染环境，正确； D 项， 硝酸银成本较高， 不经济，错误。5下列说法正确的是()盐酸蒸发A.制备无水 FeCl3的转化均能一步实现：F&O3>FeCl3(aq)>无水FeCl3B 铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化C.将试管中铁粉与水蒸气加热，试管中肥皂水冒泡，说明铁与水蒸气在加热条件下发生了

6、反应D Fe2O3 是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料答案 D解析 因FeCl3能够发生水解反应，故蒸发FeCl3溶液不能得到无水 FeCl3, A项错误；铁表面的氧化层疏松，不能阻止铁的进一步氧化，B 项错误；因加热试管 时，试管 中气体受热膨胀，在试管 处也会有气泡产生，所以试管 中肥皂水冒泡不能说明Fe 与水蒸气发生了反应，C 项错误。6下列关于Fe3 、 Fe2 性质实验的说法错误的是()A 用如图装置可以制备Fe(OH) 2B.配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度C.向某溶液中滴加 KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显血红色，

7、此现象不能确定溶液中含有Fe2D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化答案 C解析 反应开始时生成的 H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹 C, A中硫酸亚铁进入 B中可生成Fe(OH”, A项正确；FeCl3易水解，为防止水解，配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B 项正确；Fe3与铁反应可生成 Fe2+,则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化，D项正确。7 .粗制的CuSO452O晶体中含有Fe2。提纯时，为了除去Fe2 + ,常加入少量H2O2,然后再加入少量碱至溶液pH

8、= 4,即可以除去Fe3+而不损失硫酸铜。下列说法不正确的是()A .溶解CuSO4 - 52O晶体时要加入少量稀 H2SO48 .加入 H2O2 除去 Fe2+ 的离子方程式为 2Fe2+ H2O2+4OH =2Fe(OH)3C.由于CuSO4的催化作用，会使部分 H2O2分解而损失D.调溶液pH = 4的依据是当pH = 4时Fe3+沉淀完全，而 Cu2卡还未开始沉淀答案 B解析 CuSO4 5即晶体溶解后Cu2+会发生水解生成 Cu(OH)2和H2SO4,所以溶解时加入少量的稀硫酸可抑制Cu2 的水解，A 正确；因为氧化Fe2 时，溶液为强酸性，在强酸性条件下，不可能大量存在 OH ，

9、B 错误；Cu2 对过氧化氢的分解具有催化作用，所以使部分过氧化氢损失，C 正确；因为该操作的目的是除去Fe3+且硫酸铜不损失，所以调节溶液的pH=4,应是Fe3+完全沉淀而Cu2 还未开始沉淀，D 正确。8 .由硫铁矿(主要成分：FeS2和SiO2)为主要原料得到绿矶(FeSO4 72O)的流程如下：()A .过程1 ,废气中含SO2B 过程2，试剂a 为稀硫酸C.过程 3,离子方程式为 2Fe3+ + SO2 + 2H2O=2Fe2+ + SO4-+ 4H+D 过程4，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾答案 D解析由制备绿矶流程可知，硫铁矿（主要成分：FeS2和S

10、iO2）高温煨烧后的烧渣（主要成分：Fe2O3和SiO2）溶于硫酸，溶液中含 Fe3+,过程2过滤除去二氧化硅，滤液中通入二氧化硫，将铁离子还原生成亚铁离子，过程 4 为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。根据上述分析，过程1 ， 废气中含SO2，故 A 正确；因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则过程2 最好用硫酸来溶解烧渣，故B 正确；过程3中二氧化硫将铁离子还原生成硫酸亚铁，离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SO244H，故 C 正确；过程4，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，蒸干时绿矾受热失去结晶水，得不到纯净绿矾，故D 错误。9 .部分氧化的铁铜合金样品 （氧化产物为Fe2

11、O3、CuO）共5.76 g,经如下处理：下列说法正确的是（）A.滤液A中的阳离子为 Fe3+、Fe2+、H +B 样品中Fe 元素的质量为2.24 gC.样品中CuO的质量为4.0 gD. V= 896答案 B解析 硫酸足量，只有金属Cu不与H2SO4反应，所以滤渣3.2 g为金属铜，物质的量为0.05 mol,即合金样品中总共含有铜元素0.05 mol,滤液A中加入足量NaOH溶液，所得滤渣灼烧得到的固体 3.2 g为Fe2O3。生成的滤渣3.2 g是铜，金属铜可以和 Fe3+反应，所以滤液 A中一定不含Fe3+,则 滤液A中含有的阳离子为 Fe2+、H+, A项错误；Fe的物质的量为 一

12、32g；x 2=0.04 mol,其质 160 g - mo1l量为0.04 mol X 56 g n1(0= 2.24 g, B项正确；根据 B项分析可知铁元素质量为 2.24 g,而合金样 品质量为5.76 g,所以CuO的质量不超过5.76 g-2.24 g= 3.52 g, C项错误；最后滤液 A中溶质为 过量H2SO4和FeSO4,而铁元素物质的量为 0.04 mol,说明参加反应的硫酸的物质的量为 0.04 mol, 含H + 0.08 mol ,其中部分H+生成氢气，另外的 H +和合金中的。2一结合成水，由于合金中氧元素5.76 g- 3.2 g-2.24 g的物质的量为 -=

13、0.02 mol,全转化为 H2O需消耗H + 0.04 mol,所以硫酸中生成16 g molH2的H+的物质的量为 0.08 mol - 0.04 mol = 0.04 mol,即生成0.02 mol H 2,标准状况下体积为 448 mL , D项错误。10.将物质的量均为 a mol的FeCl3和CuCl2投入水中形成混合溶液。再加入 b mol铁粉充分反应 (忽略离子的水解)，下列说法中不正确的是 ()A.当bw：时，发生的离子反应为 2Fe3+ + Fe=3Fe2+B.当b>3a时，发生总反应的离子方程式为2Fe3+ + Cu2+ 2Fe=4Fe2+ + Cua 3a . 一

14、、一一. .一C.当2vb了时，反应中转移电子的物质的重：a mol< n(e )<3a molD,当 2<b<3a时，反应后的溶液中n(Cu2 ) : n(Fe2 )= (3ab) ： (b+a)答案 Ba解析 Fe3 +的氧化性强于 Cu2+,因此先发生 Fe+2Fe3 + =3Fe2+,两者恰好完全反应时b=2,铁3a . a .过重，接着发生：Fe+ Cu2 =Fe2 +Cu,当把 Cu2全部转化成 Cu时，b="2" mol,当bw2时，3a根据上述分析，只发生 Fe + 2Fe3+=3Fe2+,故A项说法正确；根据上述分析，b>-2

15、",发生Fe +2Fe3+=3Fe2+, Fe+Cu2+=Fe2+ Cu ,且 Cu2+全部转化成 Cu,发生的反应应是 2Fe3+ + 2Cu2+ + 3Fe=5Fe3+ + 2Cu ,故B项说法错误；假设只发生反应 Fe+ 2Fe3+=3Fe2 +,转移电子物质的量a 3a为a mol,假设把Cu2全部转化成 Cu ,此时转化电子物质的重为 (a+2a) mol = 3a mol,当2vb<"2" a 3a时，转移电子物质的量为a mol<n(e )<3a mol,故C项说法正确；当2<b< 时，发生Fe+2Fe3+ =3Fe2+

16、, Fe+ Cu2+=Fe2+ Cu ,且Cu2+部分转化成 Cu,根据铁元素守恒，溶液中 Fe2+的物质 的量为(b+a)mol,根据反应方程式，求出 n(Cu2+)=怎一b) mol,因此n(Cu2+) : n(Fe2+) = (a- b) ： (b + a),故D项说法正确。11.铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2Oo某学习小组取 0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体力口热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图甲所示；另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物 与其所含金属元素的质量的关系曲线，如图乙所示。则下列分析正确的是()A.图甲中a点和b点对应物质的化学式分别为CU2O和

17、CuOB.图甲整个过程中共生成 0.26 g水C.图乙三条曲线中，表示 CuO和其中所含Cu元素质量关系的曲线是 AD.图甲中，a到b的过程中有0.01 mol电子发生了转移答案 D解析 0.98 g Cu(OH)2的物质的量为0.01 mol,若全部生成CuO,则质量为0.01 molx 80 g - mdl= 0.80 g,所以a点对应的物质是 CuO;若全部生成Cu2O,则质量为0.005 mol X 144 g m0匕0.72 g,所以 b点对应的物质是 Cu2O, A项错误；根据化学方程式 Cu(OH) 2=CuO + H2。、4CuO=2Cu2O + O2T可知，生成水的物质的量为

18、 0.01 mol,质量为0.01 molx 18 g - mc1l= 0.18 g, B项错误；CuO 和其中所含Cu 元素的质量关系(以 CuO 的质量为10 g 计算 )为：CuO Cu806410 g 8 g观察图乙可知，B曲线符合上述质量关系，表示的是CuO, C项错误；根据反应方程式4CuO=2Cu2O + O2T可知，a至Ub的过程中有0.01 mol电子发生了转移， D项正确。二、非选择题12.摩尔盐(NH 4)2Fe(SO4)2 6HD是一种重要的化工原料，可用于制取纳米Fe3O4和草酸合铁酸钾等。(1)取一定质量摩尔盐样品与过量NaOH 溶液反应。根据生成气体的体积计算得到

19、摩尔盐的纯度小于实际值，其原因是 。向所得Fe(OH)2沉淀中加入NaNO2溶液可制得纳米 Fe3O4,同时产生NO。该反应的离子方程式 为 (2)摩尔盐经氧化后与 KOH和H2c2O4反应可得到草酸合铁酸钾KaFeb(C2O4)c dH2O,其中Fe元素化合价为3。为了确定草酸合铁酸钾的组成，准确称取4.910 g 样品在氮气气氛下加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示。已知：a.120 c时已完全失去结晶水。b. 200580 C分解产生的 CO和CO2恢复至标准状况下体积为1.008 L。c. 580 C以上残留固体为 FeO和K2CO3的混合物。根据以上实验数据计算草酸合铁酸钾中

20、的n(Fe3+): n(C2O4)(写出计算过程)。答案 (1)氨气极易溶于水，溶液中有部分氨气没有逸出3Fe(OH)2+ 2NO2=Fe3O4+2NO T+ 2OH + 2H2O 1.008 L 。(2)根据元素守恒得到分解广生的气体为CO和CO2, n(CO) + n(CO2)= 224 Lm巳4.5X10 2mol, 2n(C2O4 )=n(K2CO3) + n(CO) + n(CO2)=n(K2CO3)+4.5X 10 2 mol, n(Fe3 + )x72 g mOl1+- _ 一 o+ +1+- n1.+ 2n(K )X138 g mdl= 2.79 g, 3n(Fe3 )+n(K

21、 ) = 2X2n(K )+4.5X10 2 mol X-,解得：n(Fe3+) = 1 x 10 2 mol, n(K+)=3x 10 2 mol, n(C2O2 )= 3X 10 2 mol, n(Fe3+) ： n(C2O4 )=1x 10 2 mol : 3X 10 2mol= 1 ： 3。解析(1)摩尔盐(NH4)2Fe(SC4)2 6H2O与氢氧化钠反应生成氨气，氨气极易溶于水，溶液中有部分 氨气没有逸出，因此根据生成气体的体积计算得到摩尔盐的纯度小于实际值。Fe(OH)2沉淀中加入NaNO2溶液可制得纳米 Fe3O4,同时产生NO ,反应的离子方程式为 3Fe(OH)2 + 2N

22、Or=Fe3O4+2NO T + 2OH + 2H2O。13 .绿矶被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矶(FeSO4 72O)的流程如图所示，根据题意回答下列问题：方法一：利用黄铜矿粉(主要成分为CuFeS2)制取绿矶(1)试剂a和试剂b分别是,操作1的名称是。(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将CuFeS2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式: 。方法二：利用工业废铁屑制取绿矾(3)加入适量 Na2CO3溶液的作用是 。(4)操作需要用到的玻璃仪器名称有 。(5)通过检验CO3一来判断操作I是否洗涤干净，检验的方法是 答案稀H2SO4、铁粉过滤(2)4CuFeS 2 17O

23、2 2H2SO4=4CuSO4 2Fe2(SO4)3 2H2O(3)除去油污(4)烧杯、玻璃棒、漏斗(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴加BaCl 2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，则未洗涤干净解析 由流程图可知滤渣 2为Fe(OH)3,而目标产物为绿矶(FeSO4 7HO),所以试剂a为稀H2SO4,起溶解作用，b为铁粉，起还原作用；由流程图可知操作1为过滤，其作用为除去过量的铁粉。(2)由题意可知，在细菌的作用下，氧气氧化黄铜矿的反应方程式为4CuFeS2+ 1702+ 2H2SO4=4CuSO4+ 2Fe2(SO4)3+2H2。(3)C02-水解时使溶液呈碱性，可以除去油污。(4)因为操作I为过滤与洗涤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。14