高中化学苏教版从矿物到基础材料 训练27

训练27铁、铜及其化合物的应用训练目标1.了解铁、铜元素在自然界中的存在形态及冶炼方法。2．掌握铁的重要化合物的主要性质及其应用。3．掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法。(10分钟)1．下列变化所得主要物质的颜色按红色、红褐色、黑色、蓝色的顺序排列正确的是()①金属铁在纯氧中燃烧②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间③酚酞滴入NaOH溶液中④无水硫酸铜放入医用酒精中A．②③①④B．③②①④C．③①②④D．①②③④答案：B解析：①中生成Fe3O4，为黑色；②中最终得到Fe(OH)3，为红褐色；③中溶液呈红色；④中得到CuSO4·5H2O，为蓝色。2．将KSCN溶液加入下列指定溶液中，溶液不呈血红色的是()A．向Fe2(SO4)3溶液中加入足量铁粉后所得溶液B．铁丝在足量氯气中燃烧后所得产物的水溶液C．铁在氧气中充分燃烧后加入足量稀盐酸所形成的溶液D．铁锈加入足量盐酸所形成的溶液答案：A解析：A项，向Fe2(SO4)3溶液中加入足量铁粉，所得溶液中只有Fe2＋，加入KSCN溶液，不呈血红色，A项正确；B项，该水溶液是FeCl3溶液，加入KSCN溶液，呈血红色，B项错误；C项，铁在氧气中燃烧后生成Fe3O4，加入足量稀盐酸形成含有氯化铁和氯化亚铁的溶液，加入KSCN溶液，呈血红色，C项错误；D项，铁锈的主要成分是Fe2O3，加入足量稀盐酸形成含有氯化铁的溶液，再加入KSCN溶液，呈血红色，D项错误。3．向某晶体的水溶液中加入含有Fe2＋的溶液后，无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合溶液出现血红色，由此得出的结论错误的是()A．该晶体的水溶液中一定含有SCN－B．Fe3＋的氧化性比Br2强C．Fe2＋被Br2氧化成Fe3＋D．Fe2＋与SCN－不能形成血红色的化合物答案：B解析：向水溶液中加入含有Fe2＋的溶液后，溶液无明显变化，随后加入溴水，出现血红色，说明Fe2＋被Br2氧化成Fe3＋，即Br2的氧化性比Fe3＋强，且原溶液中含有SCN－，Fe2＋与SCN－不能形成血红色的化合物。4．欲证明某溶液中不含Fe3＋而含有Fe2＋，下列实验操作顺序正确的是()①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．①③B．①②C．③①D．①②③答案：C解析：先加入KSCN溶液，溶液不变色，证明原溶液中不含Fe3＋，再加入足量氯水，溶液变为血红色，证明原溶液中含有Fe2＋。(35分钟)一、选择题(单选)1．将下列四种铁的化合物溶于盐酸，滴加KSCN溶液后不发生颜色变化，再加入适量氯水，溶液立即呈血红色，则该化合物是()A．Fe2O3B．FeCl3C．Fe2(SO4)3D．FeO答案：D解析：滴加KSCN溶液后不发生颜色变化，再加入适量氯水，溶液立即呈血红色，说明该化合物溶于盐酸后所得溶液中只有Fe2＋，没有Fe3＋。2．向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断正确的是()A．加入KSCN溶液可能变血红色B．溶液中一定含有Fe2＋C．溶液中一定不含Cu2＋D．剩余固体中一定含有Fe答案：B解析：加入铁粉后，铁先与溶液中的FeCl3反应，然后才与CuCl2反应。充分反应后有固体存在，该固体可能为Cu，此时铁粉和FeCl3完全反应而CuCl2可能完全反应，也可能有剩余；该固体也可能为Fe和Cu的混合物，此时铁粉有剩余，FeCl3、CuCl2均完全反应。因此，溶液中一定不含Fe3＋，加入KSCN溶液不可能变血红色；溶液中一定含有Fe2＋；溶液中可能含有Cu2＋；剩余固体中一定含有Cu，不一定含有Fe。综上所述，B项正确。3．下列物质能直接通过金属和卤素单化合得到的是()①CuCl2②FeCl2③FeBr2④MgCl2⑤FeI3⑥FeI2A．①③⑥B．①④⑥C．①②③④⑥D．①③④⑥答案：B解析：铜与氯气反应得到CuCl2，Fe与氯气反应得到FeCl3，Fe与Br2反应得到FeBr3，Mg与氯气反应得到MgCl2，Fe与I2反应得到FeI2。4．下列关于铁及其化合物的说法正确的是()A．Fe3O4是红棕色粉末，俗称磁性氧化铁B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤D．Fe3＋与KSCN反应产生红色沉淀答案：C解析：A项，Fe3O4是黑色固体，A项错误；B项，铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，B项错误；C项，Fe＋2FeCl3=3FeCl2，C项正确；D项，Fe3＋与KSCN反应溶液变为血红色，D项错误。5．为了防止FeSO4被氧化而变质，实验室在配制FeSO4溶液时，常在溶液中加入少量的()A．铜粉B．铁粉C．锌粉D．Fe2(SO4)3答案：B解析：FeSO4中Fe元素为＋2价，Fe2＋具有还原性，极易被氧化为Fe3＋，加入铁粉后，能将Fe3＋还原为Fe2＋，且溶液中不引入其他杂质。6．现有一定量FeO、Fe2O3的混合物，在足量H2气流中加热充分反应，冷却后称得剩余固体质量比原混合物减少0.8g；将等质量的原混合物与盐酸反应，欲使之完全溶解，则所需1mol·L－1A．0.05LBC．0.2LD答案：B解析：剩余固体比原混合物减少的质量即为原混合物中的O的质量，则n(O)＝eq\fg,16g·mol－1)＝mol。原混合物与盐酸反应，生成氯化物和水，则n(H＋)＝2n(O)＝mol×2＝mol，n(HCl)＝mol，所需1mol·L－1盐酸的体积至少为eq\fmol,1mol·L－1)＝0.1L。7．500mL某溶液中含有molFe2＋、molFe3＋，加入mol铁粉，待Fe3＋反应完全后，溶液中Fe2＋的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)()A．mol·L－1B．mol·L－1C．mol·L－1D．mol·L－1答案：C解析：由2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋知，molFe3＋与铁粉反应生成molFe2＋，则所得溶液中Fe2＋的物质的量为mol＋mol＝mol，c(Fe2＋)＝eq\fmol,L)＝mol·L－1。8．将Cu片放入mol·L－1FeCl3溶液中，反应一段时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3＋)：c(Fe2＋)＝2：3，则溶液中Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为()A．3：2B．3：4C．3：5D．4：3答案：B解析：根据2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋可知，反应后溶液中c(Cu2＋)＝eq\f(1,2)c(Fe2＋)，故c(Cu2＋)：c(Fe3＋)＝eq\f(1,2)c(Fe2＋)：c(Fe3＋)＝3：4，即n(Cu2＋)：n(Fe3＋)＝3：4。9．把过量铁屑加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中，反应结束后，称得剩余固体的质量与所加铁屑的质量相等。则原溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比是()A．7：2B．3：2C．2：3D．2：7答案：D解析：根据反应①2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋可知，铁溶解，固体质量减少，根据反应②Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋可知，铁溶解，铜析出，固体质量增加，而反应结束后，称得剩余固体质量与所加铁屑的质量相等，则反应①中固体减少的质量与反应②中固体增加的质量相等，即56g·mol－1×eq\f(nFe3＋,2)＝(64g·mol－1－56g·mol－1)×n(Cu2＋)，得n(Fe3＋)：n(Cu2＋)＝2：7，故n(FeCl3)：n(CuCl2)10．现有某铁的氧化物样品，用35mL5mol·L－1的盐酸恰好完全溶解，向反应后的溶液中通入氯气140mL(标准状况下)，Fe2＋恰好全部转化为Fe3＋。则该氧化物可能的化学式为()A．Fe2O3B．Fe3O4C．Fe4O5D．Fe5O7答案：D解析：设该铁的氧化物为Fe2O3·nFeO，则有Fe2O3·nFeO＋(6＋2n)HCl=2FeCl3＋nFeCl2＋(n＋3)H2O、nFeCl2＋eq\f(n,2)Cl2=nFeCl3，可得关系式(6＋2n)HCl～eq\f(n,2)Cl2，即eq\f(6＋2n,\f(n,2))＝eq\f(5×,\f,)，解得n＝eq\f(1,2)。二、非选择题11．将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有的离子是：________；铜单质________(填“一定”或“可能”)存在。(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有的离子为________；铜单质________(填“一定”或“可能”)存在。(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有的单质是________，Fe2＋________(填“一定”或“可能”)存在。答案：(1)Fe3＋、Cu2＋一定(2)Fe3＋可能(3)Fe、Cu一定解析：本题通过金属的活动性：Fe>Cu，离子的氧化性Fe3＋>Cu2＋，考查了物质的共存问题，解答本题应首先弄清物质间发生的反应，凡相互发生反应的物质间不可能大量共存，依据设问可推断出剩余的固体单质及离子情况。本题属于物质共存问题，解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有：①Fe＋2FeCl3=3FeCl2②Fe＋CuCl2=Cu＋FeCl2③Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuCl2(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3＋、Cu2＋，因为它们能发生上述①②反应。(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2＋、Fe3＋或Fe2＋、Cu。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中一定没有Fe、Cu，一定有Fe2＋。12．钠与FeSO4溶液反应，很难完整地观察到反应全过程的有关现象。有人用如图所示装置进行实验改进：先在试管内新制备的FeSO4溶液上面覆盖一薄层汽油，然后将试管放入盛有热水的烧杯中，待试管内汽油层消失后，往试管内投入一小粒钠并迅速塞上带导管的单孔塞。(1)实验中汽油的作用________。(2)加入钠粒后，观察到液面上有大量气泡产生，溶液中有________色沉淀生成。(3)如果往试管中加入汽油后即投入钠粒，可能发生爆炸，其原因是________。(4)写出Na与FeSO4溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________。答案：(1)受热时汽油汽化，其蒸气将试管内空气排尽，起保护作用(2)白(3)钠与水剧烈反应放出大量热，使生成的氢气、汽油蒸气和试管里空气的混合气燃烧爆炸(4)2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑，Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓[或2Na＋2H2O＋Fe2＋=2Na＋＋Fe(OH)2↓＋H2↑]13．物质A～F有如下转化关系，反应①、②、③均是在高温下进行的(必要时可使用催化剂)。A是人类使用最广泛的金属，B是最常见的溶剂，E为一种还原性气体，而且其分子与氮气分子具有相同的电子数。回答下列问题。(1)物质C是________，物质E是________，物质F是________。(2)写出反应①的化学方程式：___________________________