高考化学一轮复习 跟踪检测（八）铁、铜及其化合物（含解析）-人教版高三化学试题

跟踪检测（八）铁、铜及其化合物1．(2019·杨浦区一模)在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是()A．Feeq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(点燃))FeCl3 B．Feeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(常温))FeSO4C．Feeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(高温))Fe3O4 D．Feeq\o(→,\s\up7(FeCl3溶液),\s\do5(常温))FeCl2解析：选BFe和Cl2反应生成FeCl3：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3，物质间的转化能实现，故A不符合；常温下Fe在浓硫酸中发生钝化不能继续反应，物质间的转化不能实现，故B符合；Fe和H2O发生反应生成Fe3O4和H2：3Fe＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，物质间的转化能实现，故C不符合；Fe和FeCl3溶液反应生成FeCl2：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，物质间的转化能实现，故D不符合。2．铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是()A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物C．热稳定性：Fe2O3＞Fe3O4D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应解析：选DFeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红色固体，故A错误；Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误；在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧生成Fe3O4，说明Fe3O4稳定，故C错误；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。3．(2019·洛阳模拟)中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途。其生产过程的部分流程如下：FeCl3·6H2Oeq\o(→,\s\up7(环丙胺),\s\do5(①))FeOOHeq\o(→,\s\up7(CO),\s\do5(②))纳米四氧化三铁。下列有关叙述不合理的是()A．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径相当B．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病C．在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO=2Fe3O4＋3H2O＋CO2解析：选A纳米四氧化三铁分散在适当分散剂中，属于胶体分散系，不同于溶液的溶质微粒直径，故A错误；纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，故B正确；因反应①环丙胺不参加反应，但加快反应速率，即加快了氯化铁水解，故C正确；由制备过程可知，反应②的反应物为FeOOH和CO，由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知反应为6FeOOH＋CO=2Fe3O4＋3H2O＋CO2，故D正确。4．(2019·通州区模拟)向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。下列说法不正确的是()A．Fe3＋对该反应有催化作用B．该过程中的Fe3＋可由Fe(NO3)3提供C．可用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3＋与Fe2＋D．制备CuCl2的总反应为2Cu＋O2＋4HCl=2CuCl2＋2H2O解析：选B依据题图可知，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，Fe2＋与O2、HCl反应生成Fe3＋和H2O，所以Fe3＋作催化剂，故A正确；Fe(NO3)3溶液为强酸弱碱盐，NOeq\o\al(－,3)酸性环境下能够氧化Cu，本身被还原为NO，NO会引起空气污染，故B错误；K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2＋反应生成蓝色沉淀，所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3＋与Fe2＋，故C正确；依据题图可知，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，Fe2＋与O2、HCl反应生成Fe3＋和H2O，将两步反应联立得2Cu＋O2＋4HCl=2CuCl2＋2H2O，故D正确。5．下列中学常见实验的现象或表述正确的是()A．过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显红色B．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，即可制得白色的氢氧化亚铁C．检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液显红色即可证明D．向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”解析：选C过量的铁粉与一定量的稀硝酸反应最终生成的是Fe2＋，A错误；制备氢氧化亚铁时应避免被氧气氧化，向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液时应把胶头滴管的下端插入液面以下且不能搅拌，B错误；CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀，加热后过滤，滤纸上留有的是CuO(黑色)，D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沉淀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，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化解析：选C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)2，A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正确。7．(2019·合肥模拟)某溶液由K＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,2)、I－中的几种离子组成，取样，滴加NaOH溶液后有红褐色沉淀生成。下列有关该溶液的说法不正确的是()A．是否含有SOeq\o\al(2－,4)可用BaCl2溶液检验B．是否含有K＋可通过焰色反应确定C．一定存在的离子为Fe3＋、NOeq\o\al(－,2)D．一定不存在的离子为COeq\o\al(2－,3)、I－解析：选C滴入NaOH溶液后有红褐色沉淀生成，说明原溶液中含有Fe3＋。根据Fe3＋与COeq\o\al(2－,3)能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，知原溶液中一定不含有COeq\o\al(2－,3)；根据Fe3＋与I－能发生氧化还原反应而不能大量共存，知原溶液中一定不含I－。因为原溶液中一定不含COeq\o\al(2－,3)，故欲确定原溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，可以用BaCl2溶液检验，A项正确；欲确定原溶液中是否含有K＋，可以通过焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察火焰是否为紫色，B项正确；原溶液中一定存在Fe3＋，但NOeq\o\al(－,2)不一定存在，C项错误；原溶液中一定不存在的离子为COeq\o\al(2－,3)、I－，D项正确。8．FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示。下列说法错误的是()A．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质B．沉淀过程中有CO2气体放出C．过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒D．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO解析：选DFeSO4变质后有Fe3＋生成，Fe3＋遇KSCN变红色，A正确；Fe2＋与COeq\o\al(2－,3)反应生成FeCO3沉淀，促进了HCOeq\o\al(－,3)的电离，溶液中的HCOeq\o\al(－,3)又与生成的H＋反应生成CO2和H2O，B正确；FeCO3在空气中高温加热时，＋2价铁会被O2氧化，故得不到纯净的FeO，D错误。9．玻璃制造行业需要消耗大量硼酸(H3BO3)。工业上以铁硼矿(主要成分为2MgO·B2O3·H2O和Fe3O4，还含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3、Al2O3和SiO2等)为原料生产硼酸的工艺流程如图：资料：①H3BO3的溶解度在20℃、40℃、60℃、100℃时分别为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g；②Fe3O4是一种铁氧体磁性物质，不溶于水和酸；③Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；④母液呈酸性。则下列推断不正确的是()A．浸出渣中只含SiO2B．热过滤的目的是防止温度降低时H3BO3从溶液中析出C．除杂时需向浸出液中依次加入H2O2和MgO，以除去Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等杂质离子D．回收母液可以制得硫酸镁晶体解析：选A结合题给信息可知Fe3O4也不与硫酸反应，故浸出渣中还含有Fe3O4，A项错误；由资料①可知，为防止温度降低时H3BO3从溶液中析出，应采取热过滤，B项正确；为使铁元素以Fe(OH)3形式沉淀，加入H2O2氧化Fe2＋，为防止引入其他离子，加入MgO调节溶液pH，C项正确；降温结晶得到硼酸晶体，母液中的溶质主要是硫酸镁，D项正确。10．某同学为了验证Fe3＋是否能将H2SO3氧化成SOeq\o\al(2－,4)，用50mL0.1mol·L－1FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后，进行以下实验：(1)检验吸收液中的SOeq\o\al(2－,4)操作为________________________________________________________________________________________________________________________，证明Fe3＋能够把H2SO3氧化成SOeq\o\al(2－,4)。(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式：2FeCl3＋SO2＋________=________＋H2SO4＋________，反应中的氧化产物是________(写化学式)。(3)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)以外，对其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能组合进行探究：①提出假设。假设1：溶液中存在Fe2＋；假设2：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋；假设3：溶液中存在____________________________________________________。②设计方案，进行实验，验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1mol·L－1KMnO4溶液、0.1mol·L－1KSCN溶液、品红稀溶液。实验步骤预期现象和结论步骤1：用试管取样品溶液2～3mL，并滴入____________________若出现红色，则假设2成立，1、3不成立；若未出现红色，则假设2不成立，假设1或3成立步骤2：步骤3：解析：(1)检验SOeq\o\al(2－,4)常用稀盐酸和BaCl2溶液。(2)SO2被氧化成了H2SO4，则FeCl3被还原成FeCl2。(3)对于溶液中三种微粒可能存在情况如下：假设1，若Fe3＋与H2SO3正好反应则只存在Fe2＋；假设2，若Fe3＋过量则存在Fe3＋与Fe2＋；假设3，若Fe3＋不足，则存在Fe2＋与H2SO3；三种假设的不同之处在于假设2中含有Fe3＋，假设3中含有H2SO3，据此，可设计实验方案进行探究。答案：(1)取少量样品溶液于试管中，先滴入足量的稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成(2)2H2O2FeCl22HClH2SO4(3)①Fe2＋、H2SO3②如表所示实验步骤预期现象和结论步骤1：1～2滴0.1mol·L－1KSCN溶液步骤2：另取2～3mL样品溶液于试管中，滴入1～2mL品红稀溶液若品红溶液红色褪去，则假设3成立；若品红溶液不褪色，则假设1成立11.炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素，其含量依次减少。对这些元素进行提取分离能减少环境污染，同时制得ZnSO4·7H2O实现资源的再利用。其流程图如图所示。已知FeAsO4难溶于水；ZnSO4·7H2O易溶于水，难溶于酒精。金属离子Fe3＋Zn2＋Mn2＋Cu2＋Cd2＋开始沉淀pH2.76.57.75.26.9沉淀完全pH3.28.09.86.49.4请回答下列问题：(1)提高浸出率可以采用的方法是(写出其中一点即可)________________________。(2)滤液Ⅰ中有少量的AsOeq\o\al(3－,3)，若不除去，则AsOeq\o\al(3－,3)与Cd反应会产生一种有毒氢化物气体，该气体的分子式为________。向滤液Ⅰ中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可与AsOeq\o\al(3－,3)反应生成FeAsO4，完成该反应的离子方程式：___Fe2＋＋___AsOeq\o\al(3－,3)＋___MnOeq\o\al(－,4)＋____=____Mn2＋＋____FeAsO4↓＋____，判断该滴定终点的现象是_________________________________________________。(3)流程中②调节pH时可以选用的试剂为__________，滤渣Ⅱ的主要成分为__________。(4)常温下Zn(OH)2的溶度积Ksp＝________。(5)制得的ZnSO4·7H2O需洗涤，洗涤晶体时应选用试剂为____________________。解析：(4)当Zn2＋沉淀完全时溶液中c(Zn2＋)≤10－5mol·L－1，则Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)·c2(OH－)＝10－5×(10－6)2＝10－17。答案：(1)适当增大硫酸浓度、升高溶液温度、搅拌、将铜镉渣磨碎成小颗粒等(合理答案均可)(2)AsH355314H＋357H2O滴最后一滴KMnO4溶液，溶液变为粉红色且半分钟内不恢复为原色，则反应滴定到终点(3)ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等(合理答案均可)FeAsO4、Fe(OH)3(4)10－17(5)乙醇(或饱和硫酸锌溶液)12．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按如图组装仪器，检查装置的气密性；②将5.0g铁矿石放入硬质破璃管中，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)若将H2换成CO，则还需补充__________装置。(3)测得反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为________。Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定(4)步骤④中加热煮沸的作用是_________________________________________。(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．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液d．锥形瓶不需要用待测液润洗e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色，再