2022新高考化学一轮复习训练专练14铁铜及其化合物

专练14铁铜及其化合物一、单项选择题1．[2021·河北卷]“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是()A．钢是以铁为主的含碳合金B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O32．[2020·全国卷Ⅲ]宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是()A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO33．[2021·广东卷]部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系4．[2021·山东淄博调研]硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是()A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大5．[2021·经典习题选萃]下列说法正确的是()①FeO投入稀H2SO4和稀HNO3中均得到浅绿色溶液；②向红砖粉末中加入盐酸，充分振荡反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色，但不一定说明红砖中含有氧化铁；③Fe2O3eq\o(→,\s\up7(盐酸))FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up7(蒸发))无水FeCl3；④制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可得到白色的氢氧化亚铁；⑤向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300ml1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含有Fe3＋。若用过量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，固体减少的质量为2.4g；⑥磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=2Fe3＋＋NO↑＋3H2O；⑦Fe(OH)3与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O；⑧Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，但能通过化合反应制取Fe(OH)3；⑨赤铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe3O4为红棕色晶体；⑩如图所示装置能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；A．①④⑦B．⑤⑧C．②③⑩D．⑤⑥⑨6．[2020·全国卷Ⅱ]据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是()A．OH－参与了该催化循环B．该反应可产生清洁燃料H2C．该反应可消耗温室气体CO2D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化7．向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2，在所得溶液中加入1.0mol·L－1的NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g，下列有关说法不正确的是()A．Cu与Cu2O的物质的量之比为2：1B．硝酸的物质的量浓度为2.4mol·L－1C．产生的NO在标准状况下的体积为6.72LD．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol8．实验室在500℃时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4，气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2)。下列说法正确的是()A．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，试剂X最好选用碱石灰B．装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3C．取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN，溶液变红，则残留物一定为Fe2O3D．装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成，装置⑤用于收集生成的NH3和N2二、不定项选择题9．电镀工业废水中常常含有大量的Cr2Oeq\o\al(2－,7)，一般用铁铵矾[Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O]处理。假设反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后，称量，最终得到nmolFeO·FeyCrxO3，其中Cr的化合价为＋3价。不考虑处理过程中的各种损耗，下列叙述不正确的是()A．在FeO·FeyCrxO3中y＝3xB．反应中共转移的电子数为3xnNA(NA表示阿伏加德罗常数的值)C．该反应中Cr2Oeq\o\al(2－,7)是还原剂，铁铵矾是氧化剂D．处理废水中Cr2Oeq\o\al(2－,7)时，消耗铁铵矾的物质的量为3nxmol10．[2021·西安五中高三测试]下列有关说法正确的是()A．足量的Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3B．铁的化学性质比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3C．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2D．向某溶液中加NaOH溶液得白色沉淀，且颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液只含Fe2＋11．[情境创新]从废水中回收硫酸亚铁固体和铜的流程如下：下列说法正确的是()A．金属X为FeB．溶液Y为稀盐酸C．硫酸亚铁可用作食品的抗氧化剂D．无水硫酸铜常用于检验水或作干燥剂12．[2021·长春实验中学高三开学考试]向18.4g铁和铜组成的合金中加入过量的硝酸溶液，合金完全溶解，同时生成NO2、NO混合气体，再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，生成30.3g沉淀。另取等质量的合金，使其与一定量的氯气恰好完全反应，则氯气的体积在标准状况下为()A．4.48LB．6.72LC．7.84LD．无法计算三、非选择题13．[2021·全国甲卷]碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：(1)I2的一种制备方法如图所示：①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时，氧化产物为________；当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5后，单质碘的收率会降低，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1molI2，消耗的KI至少为________mol。I2在KI溶液中可发生反应：I2＋I－Ieq\o\al(－,3)。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是________________________________________________________________________。14．铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H2SO4反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定①按图示组装仪器，检查装置的气密性；②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略)；③从左端导气管口处不断地缓缓通入H2，待C装置出口处H2验纯后，点燃A处酒精灯；④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。(1)装置C的作用为________________________。(2)测得反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为________________。(3)若将H2换成CO，则还需补充________装置。Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定eq\x(\o(\s\up7(10.0g),\s\do5(铁矿石)))eq\o(→,\s\up7(①足量稀硫酸),\s\do5(②过滤))eq\x(\o(\s\up7(滤液),\s\do5(A)))eq\o(→,\s\up7(③通入足量Cl2),\s\do5(④加热煮沸))eq\x(\o(\s\up7(溶液),\s\do5(B)))eq\o(→,\s\up7(⑤稀释至250mL))eq\x(\o(\s\up7(取20.00mL),\s\do5(B的稀溶液)))eq\o(→,\s\up7(⑥用0.5000mol·L－1),\s\do5(的KI溶液滴定))eq\x(\o(\s\up7(消耗KI溶液),\s\do5(VmL)))(4)步骤④中煮沸的作用是________________。(5)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、________。(6)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是________。a．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂c．锥形瓶不需要用待测液润洗d．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液(7)若滴定过程中消耗0.5000mol/L的KI溶液20.00mL，则铁矿石中铁的百分含量为________。Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为________。专练14铁铜及其化合物1．C钢是以铁为主的含碳合金，A说法正确；钢的含碳量越高，硬度和脆性越大，B说法正确；合金的熔点比其组分的熔点低，生铁含碳量(2%～4.3%)大于熟铁的含碳量(约0.1%)，故生铁熔点比熟铁低，C说法错误；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，D说法正确。2．C孔雀石又称铜绿，主要成分是Cu(OH)2·CuCO3，也可写成Cu2(OH)2CO3，不稳定，受热易分解，产物为氧化铜、二氧化碳和水，且对湿度比较敏感，可溶于盐酸、硫酸等酸并且在氨水中会发生配位反应，故A正确，C错误；依据题干信息《千里江山图》历经千年色彩依然，说明孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化，故B正确；Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数约为57.7%，Cu(OH)2·2CuCO3中铜的质量分数约为55.5%，故D正确。3．C由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2＋，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e中含有Fe3＋。Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，a可与e反应生成b，A推断合理；Fe2＋既可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe，B推断合理；可将饱和的Fe3＋溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体，而不是浓碱液中，C推断不合理；可存在Fe2＋eq\o(→,\s\up7(OH－))Fe(OH)2eq\o(→,\s\up7(O2))Fe(OH)3eq\o(→,\s\up7(H＋))Fe3＋eq\o(→,\s\up7(Fe))Fe2＋的循环转化关系，D推断合理。4．D碱式硫酸铁能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有较强的吸附性，可用作净水剂，A项正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，B项正确；KSCN溶液遇Fe2＋无明显现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化，其中的Fe2＋变成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋变红，C项正确；FeSO4与(NH4)2SO4溶液反应冷却时有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O析出，说明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，D项错误。5．B①FeO可以被稀HNO3氧化生成Fe3＋，溶液的颜色由浅绿色转变成棕黄色，故①错误；②样品中加入盐酸后，取上层清液，然后加入KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含有Fe3＋，即红砖中含有氧化铁，故②错误；③由FeCl3溶液得到无水FeCl3，需要在干燥的氯化氢气流中加热，防止Fe3＋水解，若直接蒸发最终生成Fe2O3，故③错误；④氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，白色沉淀最终转变为红褐色沉淀，故④错误；⑤向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入盐酸发生的反应为：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2OCu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuCl2，用过量的CO在高温下还原相同质量的混合物，固体减少的质量应是混合物中氧元素的质量，根据反应方程式，混合物中氧元素全部与盐酸中的氢元素结合转化成水，混合物中氧的质量为eq\f(0.3L×1mol·L－1,2)×16g·mol－1＝2.4g，即固体减少的质量为2.4g，故⑤正确；⑥磁性氧化铁是Fe3O4，属于氧化物，书写离子反应方程式时，不能拆写成离子形式，故⑥错误；⑦Fe3＋氧化性强于I2，因此Fe3＋会把I－氧化成I2，故⑦错误；⑧Fe2O3是难溶于水的氧化物，不与水反应生成Fe(OH)3，但可以通过化合反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3制取Fe(OH)3，故⑧正确；⑨赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe3O4的颜色为黑色，故⑨错误；⑩Fe(OH)2溶液被氧气氧化成Fe(OH)3，此装置没有做防止氧气进入装置的防护，因此此装置不能长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，故⑩错误，故正确序号为⑤⑧。综上所述，本题正确答案为B。6．C由题给反应机理图可知，Fe(CO)5和OH－为催化剂，参与了该催化循环，A项正确；该过程的总反应方程式为CO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(催化剂))CO2＋H2，B项正确，C项错误；由题图中含铁物质的结构可知Fe的成键数目发生了变化，D项正确。7．C在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO3，n(NaNO3)＝n(NaOH)＝1.0mol/L×1.0L＝1mol，沉淀为Cu(OH)2，质量为39.2g，物质的量为eq\f(39.2g,98g/mol)＝0.4mol，根据铜元素守恒有n(Cu)＋2n(Cu2O)＝n[Cu(OH)2]，所以反应后的溶液中n[Cu(NO3)2]＝n[Cu(OH)2]＝0.4mol。设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量有64x＋144y＝27.2，根据铜元素守恒有x＋2y＝0.4，联立方程解得x＝0.2，y＝0.1，由上述分析可知，n(Cu):n(Cu2O)＝0.2mol:0.1mol＝2:1，故A正确；根据N元素守恒可知n(HNO3)＝n(NO)＋n(NaNO3)＝0.2mol＋1.0mol/L×1.0L＝1.2mol，所以原硝酸溶液的浓度为：eq\f(1.2mol,0.5L)＝2.4mol/L，B正确；根据电子转移守恒可知：3n(NO)＝2n(Cu)＋2n(Cu2O)，所以3n(NO)＝2×0.2mol＋2×0.1mol，解得n(NO)＝0.2mol，所以标准状况下NO的体积为0.2mol×22.4L/mol＝4.48L，C错误；反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜和剩余的硝酸反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中剩余的n(HNO3)＋2n[Cu(NO3)2]＝n(NaNO3)，所以剩余的n(HNO3)＝n(NaNO3)－2n[Cu(NO3)2]＝1mol－2×0.4mol＝0.2mol，故D正确。8．B装置②的作用是检验分解产物中是否有水蒸气生成，故试剂X应选用无水硫酸铜，A错误；装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成，若有SO3气体生成则装置③中酸性条件下产生白色沉淀硫酸钡，并用氯化钡和盐酸除去SO3和NH3，B正确；①中固体残留物中也可能还含有FeO，也可能不含有Fe2O3而含有Fe3O4，而不一定只有Fe2O3，C错误；NH3极易溶于水，若分解产物中有NH3，则NH3被装置③中的溶液所吸收了，装置⑤中不可能收集到NH3的，D错误。9．CDFeO·FeyCrxO3中，Fe为＋3价，由得失电子守恒知y＝3x，选项A正确；得到nmolFeO·FeyCrxO3，则一共有nxmolCr参加反应，1molCr转移电子3mol，且仅Cr得电子，故转移的电子数为3nxmol，选项B正确；反应中Cr2Oeq\o\al(2－,7)中Cr元素的化合价由＋6价变为＋3价，化合价降低被还原，为氧化剂，铁铵矾中铁元素由＋2价升为＋3价被氧化作为还原剂，选项C不正确；消耗铁铵矾的物质的量为n(y＋1)，又由FeO·FeyCrxO3电中性知3x＋3y＝6，代入前式得，消耗铁铵矾的物质的量为n(3－x)，选项D不正确。10．A铁与氯气反应，无论过量与否都生成FeCl3，故A正确；铁与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，故B错误；KMnO4能把Cl－氧化成Cl2，对Fe2＋的检验产生干扰，故C错误；生成白色沉淀变为红褐色沉淀，说明原溶液中一定含有Fe2＋，但也可能含有Mg2＋等离子，与NaOH溶液产生白色沉淀，被红褐色沉淀干扰，故D错误。11．AC金属X可置换出铜，为了不引入新的杂质，故X为铁粉，A项正确；不纯的铜中含有过量的铁粉，要除去铁粉，并得到FeSO4，则Y为稀硫酸，B项错误；硫酸亚铁具有还原性，可用作食品的抗氧化剂，C项正确；无水硫酸铜常用于检验水，但不作干燥剂，D项错误。12．C向18.4g铁和铜组成的合金中加入过量的硝酸溶液，合金完全溶解，再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，生成30.3g沉淀，则消耗OH－的质量为30.3g－18.4g＝11.9g，其物质的量为eq\f(11.9g,17g/mol)＝0.7mol，稀硝酸与铁和铜反应转移电子的物质的量与消耗OH－的物质的量相等，即为0.7mol。氯气与等质量合金反应生成FeCl3、CuCl2，转移的电子数也为0.7mol,1molCl2～2e－，则反应消耗氯气的物质的量为eq\f(0.7mol,2)＝0.35mol，标准状况下的体积为0.35mol×22.4L/mol＝7.84L，故选C项。13．(1)①2AgI＋Fe=2Ag＋Fe2＋＋2I－AgNO3②FeI2＋Cl2=FeCl2＋I2FeCl3、I2I2被进一步氧化(2)2IOeq\o\al(－,3)＋5HSOeq\o\al(－,3)=I2＋5SOeq\o\al(2－,4)＋3H＋＋H2O(3)4防止单质碘析出解析：(1)①悬浊液为AgI的饱和溶液，加入铁粉，发生置换反应2AgI＋Fe=2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的沉淀为Ag，Ag与硝酸反应生成的AgNO3可循环使用。②还原性：I－>Fe2＋，通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，则只有I－被氧化，反应的化学方程式为FeI2＋Cl2=FeCl2＋I2。若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时，设n(Cl2)＝1.5mol，则n(FeI2)＝1mol,1molFeI2中I－先被氧化，消耗1molCl2，Fe2＋后被氧化，消耗0.5molCl2，因此FeI2和Cl2恰好完全反应，氧化产物为FeCl3、I2；当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5时，过量的Cl2能氧化生成的I2，发生反应5Cl2＋I2＋6H2O=2HIO3＋10HCl，因此碘的收率会降低。(2)题述制备I2的总反应为NaIO3与NaHSO3反应生成I2和SOeq\o\al(2－,4)，根据2IOeq\o\al(－,3)eq\o(→,\s\up7(得10e－))I2、HSOeq\o\al(－,3)eq\o(→,\s\up7(失2e－))SOeq\o\al(2－