2021高考化学(广东专用)二轮考点突破-第三部分-元素及其化合物-专题十三-铁、铜及其重要化合物-

专题十三铁、铜及其重要化合物Fe及其化合物的性质1.(2022年重庆理综,7,6分)下列叙述正确的是()A.Fe与S混合加热生成FeS2B.NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3C.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成D.白磷在空气中加热到确定温度能转化为红磷解析:S氧化性弱,和变价金属反应,金属显低价态,Fe+SFeS,其中S显-2价,A错;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,因此热稳定性:Na2CO3大于NaHCO3,B错;过量Cu与浓HNO3反应时,硝酸浓度会变稀,发生3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,C对;白磷在空气中加热会燃烧生成P2O5,D错。答案:C2.(2011年福建理综,9,6分)下表各选项中,不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是()选项化合物ABCDYCO2Fe2O3C2H5OHFeCl3WMgOAl2O3C2H5ONaCuCl2解析:CO2+2MgC+2MgO,A项可以;Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3;B项可以;2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑,C项可以;2FeCl3+CuCuCl2+2FeCl2,不是置换反应,D项不行以。答案:D3.(2010年大纲全国理综Ⅰ,8,6分)能正确表示下列反应的离子方程式是()A.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+3Fe3++4H2OC.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe2++4H++NQUOTEFe3++2H2O+NO↑D.将铜屑加入Fe3+溶液中:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+解析:B错误,电荷不守恒,Fe3O4中Fe有两种价态,正确应当为:Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O;C错误,得失电子不守恒,电荷不守恒;正确的应为:3Fe2++NQUOTE+4H+3Fe3++NO↑+2H2O;A错误,不符合客观实际,反应后铁只能产生Fe2+和H2。答案:D4.(2021年北京理综,27,12分)用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调整溶液的pH约为3;Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消逝,过滤;Ⅴ.浓缩、结晶、分别,得到产品。(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是。

(2)将MnQUOTE氧化Fe2+的离子方程式补充完整:1MnQUOTE+Fe2++

1Mn2++Fe3++。

(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开头沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注:金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1依据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:。

(4)己知:确定条件下,MnQUOTE可与Mn2+反应生成MnO2,①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是。

②Ⅳ中加入MnSO4的目的是。

解析:Ⅰ.铝灰中加入过量稀H2SO4,发生反应:Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O,FeO+H2SO4FeSO4+H2O,Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,过滤出不反应的SiO2和含有Al2(SO4)3、FeSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液。Ⅱ.滤液中加入过量KMnO4溶液后,其中FeSO4被氧化生成Fe2(SO4)3,调整溶液pH大于2.8,由(3)中已知信息Fe2(SO4)3完全转化为Fe(OH)3沉淀,Al3+尚未开头沉淀。Ⅲ.Ⅳ.加热促进Fe(OH)3沉淀完全后,溶液中存在Al2(SO4)3、H2SO4,剩余KMnO4溶液呈紫红色,由(4)中已知加入MnSO4与KMnO4发生氧化还原反应生成MnO2沉淀。Ⅴ.浓缩、结晶、分别得到Al2(SO4)3·18H2O。(2)由MnQUOTEMn2+,首先配Fe2+和Fe3+系数均为5,再由电荷守恒,反应物中补8molH+,由H、O原子守恒,生成物补4molH2O。(4)①利用试验室制Cl2的反应原理,产生黄绿色气体说明存在MnO2。答案:(1)Al2O3+6H+2Al3++3H2O(2)58H+54H2O(3)一方面,过量酸性KMnO4溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+,另一方面,Fe3+完全沉淀为Fe(OH)3,Al3+尚不能形成沉淀。(4)①产生黄绿色气体②除去过量的MnQUOTE5.(2021年江苏化学,19,15分)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸取的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3FeCO3↓+Na2SO4FeCO3+C6H8O7FeC6H6O7+CO2↑+H2O下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开头沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。金属离子开头沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.13.2Al3+3.05.0Fe2+5.88.8(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是(填字母),缘由是。

a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是。

(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是。②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是

。

(4)最终溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分别过程中加入无水乙醇的目的是。

(5)某争辩性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)动身,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的试验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向确定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,,得到FeSO4溶液,,得到FeSO4·7H2O晶体。

解析:(1)碳酸钠溶液水解显碱性,结合相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH可知,Fe2+在碱性环境中会生成氢氧化亚铁沉淀,故制备FeCO3时要留意把握溶液的pH,应在硫酸亚铁中加入碳酸钠溶液。(2)FeCO3表面吸附SQUOTE、Na+等杂质离子,检验洗涤是否完全时,可检验SQUOTE是否存在。方法是取最终一次的洗涤液1～2mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤洁净。(3)Fe2+易被氧化,加入铁粉的目的是防止Fe2+被氧化。除去剩余的铁粉时,为了不引入杂质,可加入适量柠檬酸与铁粉反应。(4)柠檬酸亚铁在乙醇中的溶解度小,加入无水乙醇,有利于晶体的析出。(5)硫铁矿烧渣与稀硫酸反应,生成硫酸铁和硫酸铝,二氧化硅不溶于稀硫酸,故接下来的操作是:“过滤,向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调整反应液的pH约为5,过滤”或“过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤”(滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0答案:(1)c避开生成Fe(OH)2沉淀(2)取最终一次的洗涤滤液1～2mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤洁净(3)①防止+2价的铁元素被氧化②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出(5)“(过滤,)向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调整反应液的pH约为5,过滤”或“过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤”(滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至06.(2011年天津理综,7,14分)图中X、Y、Z为单质,其他为化合物,它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中,A俗称磁性氧化铁;E是不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。回答下列问题:(1)组成单质Y的元素在周期表中的位置是;

M中存在的化学键类型为;R的化学式是。

(2)确定条件下,Z与H2反应生成ZH4。ZH4的电子式为。

(3)已知A与1molAl反应转化为X时(全部物质均为固体),放出akJ热量,写出该反应的热化学方程式:

。

(4)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式:

。

(5)向含4molD的稀溶液中,渐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种,请在坐标系中画出n(X2+)随n(X)变化的示意图,并标出n(X2+)的最大值。解析:A俗称磁性氧化铁,则A为Fe3O4。A(Fe3O4)与Al在高温条件下发生铝热反应:8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3,则单质X为Fe。X(Fe)与单质Y在点燃条件下生成A(Fe3O4),则Y为O2。E是不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应,E为SiO2,从而推知单质Z为Si。E(SiO2)与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O,则M为Na2SiO3。Y(O2)与NO、H2O反应生成D,则D为HNO3。M(Na2SiO3)与D(HNO3)溶液混合,可得H2SiO3(或H4SiO4)胶体,则R为H2SiO3(或H4SiO4)。因D(HNO3)有强氧化性,故与A(Fe3O4)反应生成G为Fe(NO3)3。(5)向HNO3溶液中加入Fe粉,开头时HNO3过量,Fe被氧化成Fe(NO3)3:Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,当加入1molFe时恰好生成1molFe(NO3)3。再加入铁粉时,发生反应:2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2,当总共加入1.5molFe时,生成1.5molFe(NO3)2,连续加入铁粉后,不再发生反应,n(Fe2+)不变。由此可画出n(Fe2+)随n(Fe)变化的曲线。答案:(1)其次周期第ⅥA族离子键、共价键H2SiO3(或H4SiO4)(2)QUOTE(3)8Al(s)+3Fe3O4(s)9Fe(s)+4Al2O3(s)ΔH=-8akJ/mol(4)3Fe3O4+28H++NQUOTE9Fe3++NO↑+14H2O(5)7.(2010年安徽理综,28,13分)某争辩性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银,制作秀丽的银饰。他们对蚀刻银的缘由进行了如下探究:【试验】制备银镜,并与Fe(NO3)3溶液反应,发觉银镜溶解。(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是。

a.边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管,边滴入2%的氨水,至最初的沉淀恰好溶解为止b.将几滴银氨溶液滴入2mL乙醛中c.制备银镜时,用酒精灯的外焰给试管底部加热d.银氨溶液具有较弱的氧化性e.在银氨溶液配制过程中,溶液的pH增大【提出假设】假设1:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag。假设2:Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NQUOTE能氧化Ag。【设计试验方案,验证假设】(2)甲同学从上述试验的生成物中检验出Fe2+,验证了假设1成立。请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式:

。

(3)乙同学设计试验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示:NQUOTE在不同条件下的还原产物较简洁,有时难以观看到气体产生)。试验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论①②……若银镜消逝,假设2成立。若银镜不消逝,假设2不成立。【思考与沟通】(4)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立,则丙同学由此得出结论:Fe(NO3)3溶液中的Fe3+和NQUOTE都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论,并简述理由:

。

解析:(1)制备银镜时,应将几滴乙醛滴入2mL银氨溶液中,制备银镜时,应用水浴加热,不能直接加热,故b、c都错。(2)生成物中检出Fe2+,说明Fe3+氧化了Ag,其离子方程式为Fe3++AgFe2++Ag+。(3)乙同学设计试验是验证NQUOTE在酸性条件下能氧化Ag,因此方案设计中要供应NQUOTE和H+,可以将银镜放到酸性硝酸盐溶液中。答案:(1)ade(2)Fe3++AgFe2++Ag+(3)①测定上述试验用的Fe(NO3)3溶液的pH②配制相同pH的稀硝酸溶液,将此溶液加入有银镜的试管中(4)不同意,甲同学检验出了Fe2+,可确定Fe3+确定氧化了Ag;乙同学虽然验证了此条件下NQUOTE能氧化Ag,但在硝酸铁溶液中氧化Ag时,由于没有检验NQUOTE的还原产物,因此不能确定NQUOTE是否氧化了Ag[(3)、(4)其他合理答案均可]Cu及其化合物的性质1.(双选题)(2022年上海化学,20,4分)火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为2CuFeS2+O2→Cu2S+2FeS+SO2,下列说法正确的是()A.SO2既是氧化产物又是还原产物B.CuFeS2仅作还原剂,硫元素被氧化C.每生成1molCu2S,有4mol硫被氧化D.每转移1.2mol电子,有0.2mol硫被氧化解析:由反应方程式知,CuFeS2中Cu化合价降低被还原为Cu2S,CuFeS2中的S化合价上升,被氧化为SO2;O2在反应后化合价降低,被还原为SO2,因此可知SO2既是氧化产物又是还原产物,A项正确;CuFeS2既是氧化剂又是还原剂,B项错;每生成1molCu2S,有1molS被氧化,C项错;利用反应知转移6mole-,有1molS被氧化,D项正确。答案:AD2.(2011年山东理综,12,4分)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素,下列说法正确的是()A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能接受将溶液直接蒸干的方法D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al解析:Al对应的氧化物Al2O3是两性氧化物,A错;Cu在空气中会生成铜绿——碱式碳酸铜,即Cu2(OH)2CO3,B错;由于AlCl3、FeCl3、CuCl2都属于强酸弱碱盐,加热时发生水解,生成的盐酸易挥发,水解平衡向右移动,进行完全,只能得到氢氧化物,所以均不能用直接加热蒸干的方法,C正确;电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时,依据阳离子在阴极上的放电力气,可知Al3+排在H+后,不能得电子,Fe3+得电子生成Fe2+,Cu2+得电子生成Cu,H+得电子生成H2,D错误。答案:C3.(2021年广东理综,32,15分)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:[注:Al(OH)3和Cu(OH)2开头分解的温度分别为450℃和80(1)电解精炼银时,阴极反应式为;

滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中快速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为。

(2)固体混合物B的组成为;在生成固体B的过程中,需把握NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为。

(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:CuO+Al2O3CuAlO2+↑。

(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为molCuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液L。

(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是、过滤、洗涤和干燥。

解析:(1)电解精炼银时,Ag+在阴极得电子生成银单质,气体快速变棕红是由于生成的NO气体被空气中的氧气氧化成NO2,2NO+O22NO2。(2)Al2(SO4)3和CuSO4溶液中加入NaOH溶液后得到的固体为Al(OH)3和Cu(OH)2的混合物,但是煮沸后,氢氧化铜在80℃即分解,因此固体B应是氢氧化铝和氧化铜的混合物;若加入的NaOH过量会使生成的Al(OH)3(3)该反应中未确定的产物由于是气体,结合反应物的组成,可推知其应当为O2,然后依据氧化还原反应配平方法进行配平,最终有4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2↑。(4)依据铜守恒可得:n(CuAlO2)=QUOTE=50mol,n[Al2(SO4)3]=QUOTEn(Al)=QUOTEn(CuAlO2),则可知需1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液25L。(5)因是从CuSO4溶液动身来制备胆矾,因此其基本操作只能为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。答案:(1)Ag++e-Ag2NO+O22NO2(2)Al(OH)3和CuOAl(OH)3+OH-AlQUOTE+2H2O(3)424O2(4)5025(5)蒸发浓缩、冷却结晶4.(2021年浙江理综,26,15分)氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72L的H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为1.25g·L-1。请回答下列问题:(1)甲的化学式是;乙的电子式是。

(2)甲与水反应的化学方程式是。

(3)气体丙与金属镁反应的产物是(用化学式表示)。

(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式。

有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O,请设计试验方案验证之。

(已知:Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O)(5)甲与乙之间(填“可能”或“不行能”)发生反应产生H2,推断理由是。

解析:(1)6.00g甲分解得到H20.3mol,依据质量守恒则得到金属单质5.4g,又化合物甲与水反应放出H2和生成白色沉淀,而白色沉淀可溶于氢氧化钠溶液,所以该白色沉淀为Al(OH)3,则甲中的另一种元素为Al,甲为AlH3,依据反应产物写化学方程式。(2)由丙的密度可求出丙为N2,则化合物乙为NH3。(3)N2与镁在点燃的状况下生成Mg3N2。(4)NH3与CuO在加热的条件下生成Cu、N2和H2O。依据题中所给的信息,Cu2O和酸反应能生成Cu2+(显蓝色),所以选择的试剂只要保证Cu不反应而Cu2O能反应即可,则可以选择稀硫酸或稀盐酸等非氧化性的酸。(5)AlH3中H元素的化合价为-1价,而NH3中H元素的化合价为+1价,依据同种元素不同价态间可发生归中反应,生成中间价态的物质,所以两者可以发生反应。答案:(1)AlH3(2)AlH3+3H2OAl(OH)3↓+3H2↑(3)Mg3N2(4)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O取样后加稀H2SO4,假如溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O,反之则无Cu2O(5)可能AlH3中H化合价为-1价,而NH3中H为+1价,因而有可能发生氧化还原反应生成氢气5.(2022年山东理综,28,12分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的吸取。

a.浓H2SO4 b.稀HNO3c.NaOH溶液 d.氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在(填离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是(注明试剂、现象)。

(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为。

(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是。

a.电能全部转化为化学能b.粗铜接电源正极,发生氧化反应c.溶液中Cu2+向阳极移动d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(5)利用反应2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为。

解析:分析冶炼铜的主要流程图可知:冰铜(mCu2S·nFeS)在空气作用下焙烧后,其中的-2价S、Fe2+、Cu+都会被氧化,故气体A应为SO2,熔渣中确定含有Fe2O3。(1)中,SO2属于酸性氧化物,可用碱性溶液吸取,故选c、d。(2)中,熔渣溶于稀H2SO4,遇KSCN溶液呈红色,则说明溶液中存在Fe3+。由于Fe2+具有还原性,可用酸性KMnO4溶液检验Fe2+是否存在,观看KMnO4溶液是否褪色。(3)中,高温下Al作还原剂,将泡铜中的Cu2O还原为Cu单质:3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu。(4)中,电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,溶液中Cu2+向阴极移动,活泼性比铜弱的金属以单质形式留在阳极。(5)中,在原电池中,正极发生还原反应,故O2在正极被还原为OH-(O2+4e-+2H2O4OH-),考虑到酸性环境,正极反应式为:O2+4e-+4H+2H2O。答案:(1)c、d(2)Fe3+取少量溶液,滴加KMnO4溶液,KMnO4溶液褪色(3)3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu(4)b、d(5)4H++O2+4e-2H2O6.(2022年天津理综,9,18分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威逼。某“变废为宝”同学探究小组将一批废弃的线路板简洁处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:请回答下列问题:(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为

;

得到滤渣1的主要成分为。

(2)第②步加H2O2的作用是,

使用H2O2的优点是;

调溶液pH的目的是使生成沉淀。

(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是。

(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O,探究小组设计了三种方案:甲:滤渣2酸浸液Al2(SO4)3·18H2O乙:滤渣2酸浸液滤液Al2(SO4)3·18H2O丙:滤渣2滤液溶液Al2(SO4)3·18H2O上述三种方案中,方案不行行,缘由是

;

从原子利用率角度考虑,方案更合理。

(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr=250)含量。取ag试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消退干扰离子后,用cmol·L-1EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反应如下:Cu2++H2Y2-CuY2-+2H+写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w=;

下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是。

a.未干燥锥形瓶b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c.未除净可与EDTA反应的干扰离子解析:依据制备路线可知,Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO4、浓硝酸,则可以将Cu、Al、Fe溶解,Au、Pt不溶解,所以滤渣1的主要成分为Au、Pt,滤液1中含有Cu、Fe、Al的离子。依据滤液2和CuSO4·5H2O可知,滤液2为CuSO4溶液,滤渣2中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。(1)第①步中Cu与酸发生的反应为Cu与浓硝酸的反应:Cu+4H++2NQUOTECu2++2NO2↑+2H2O或浓硝酸与稀硫酸的混合过程中硝酸变稀,发生的反应也可能为3Cu+8H++2NQUOTE3Cu2++2NO↑+4H2O。依据分析可知滤渣1的主要成分为Pt、Au。(2)第②步操作中加H2O2的目的是将Fe2+转化为Fe3+,从而将Fe3+转化为沉淀除去,防止对CuSO4晶体的制备产生干扰。H2O2的优点是:还原产物为H2O,不引入杂质,同时对环境没有污染。调整pH的目的是将Fe3+和Al3+转化为沉淀而除去。(3)用CuSO4·5H2O制备无水CuSO4,只要除去结晶水即可。在加热过程中CuSO4发生水解,但是由于硫酸不挥发,所以最终得到的照旧是CuSO4,所以只要加热脱水即可。(4)甲中制备的Al2(SO4)3晶体中含有Fe3+。乙、丙两种方案中,丙方案中的H2SO4有部分转化为Na2SO4,所以乙方案的原子利用率更高。(5)依据题意可知,Cu2+～H2Y2-,发生反应的EDTA的物质的量为cmol·L-1×b/1000L,所以20mL该溶液中含有的CuSO4的物质的量为cmol·L-1×b/1000L,样品中含有的CuSO4·5H2O的质量为(cmol·L-1×b/1000L×250g·mol-1×5),所以CuSO4·5H2O的质量分数为QUOTE×100%。依据CuSO4·5H2O的质量分数表达式可知,未干燥锥形瓶,对CuSO4的物质的量的测定无影响,所以a无影响;滴定终点时滴定管的尖嘴部分产生气泡,则实际消耗的EDTA溶液的体积比读出来的数值大,即b值偏小,所以CuSO4·5H2O含量偏低;若未除净可与EDTA反应的离子,则消耗的EDTA溶液的体积偏大,即b值偏大,CuSO4·5H2O的含量偏高,c项正确。答案:(1)Cu+4H++2NQUOTECu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NQUOTE3Cu2++2NO↑+4H2OAu、Pt(2)将Fe2+氧化为Fe3+不引入杂质,对环境无污染Fe3+、Al3+(3)加热脱水(4)甲所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质乙(5)QUOTE×100%c7.(2010年新课标全国理综,26,14分)物质A～G有如图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分,经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应,G为砖红色沉淀。请回答下列问题:(1)写出下列物质的化学式:B、E、G;

(2)利用电解可提纯C物质,在该电解反应中阳极物质是,阴极物质是,电解质溶液是;

(3)反应②的化学方程式是

;

(4)将0.23molB和0.11mol氧气放入容积为1L的密闭容器中,发生反应①,在确定温度下,反应达到平衡,得到0.12molD,则反应的平衡常数K=。若温度不变,再加入0.50mol氧气后重新达到平衡,则B的平衡浓度(填“增大”、“不变”或“减小”),氧气的转化率(填“上升”、“不变”或“降低”),D的体积分数(填“增大”、“不变”或“减小”)。

解析:(1)本推断题的突破口有两个:①G为砖红色沉淀,可推知G为Cu2O,逆推F中含有Cu2+,从而推知C单质应为单质Cu;②单质C可与E的浓溶液加热反应而被氧化为Cu2+,结合B→D的反应条件可知E为浓硫酸,逆推D为SO3,B为SO2。(2)粗铜精炼装置,阳极应为粗铜,阴极为精铜,电解质溶液为含Cu2+的溶液。(4)依据已知条件可得2SO2+O22SO3c(起始)/mol·L-1 0.23 0.11 0c(转化)/mol·L-1 0.12 0.06 0.12c(平衡)/mol·L-1 0.11 0.05 0.12则K≈23.8。若温度不变,再加入0.50molO2,会使平衡向正反应方向移动,重新达到平衡后,而O2自身转化率降低,对于SO3来说,虽平衡右移使其物质的量增加,但比不上总物质的量增加,故SO3的体积分数减小。答案:(1)SO2H2SO4Cu2O(2)粗铜精铜CuSO4溶液(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O(4)23.8减小降低减小Fe及其化合物的性质1.(2022杭州学军中学高三月考)某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,若向其中渐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量浓度之比为()A.1∶1∶1 B.1∶3∶1C.3∶3∶8 D.1∶1∶4解析:氧化性由强到弱的挨次为:HNO3>Fe3+>Cu2+,则随铁粉增加,反应分别为:4HNO3(稀)+FeFe(NO3)3+NO↑+2H2O2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2Cu(NO3)2+FeFe(NO3)2+Cu所以原溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为:(2-1)∶1∶4=1∶1∶4。答案:D2.(2022潍坊高三质检)FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列推断不正确的是()A.加入KSCN溶液确定不变红色B.溶液中确定含Fe2+C.溶液中确定含Cu2+D.剩余固体中确定含Cu解析:加入铁粉,先发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,再发生反应:Fe+Cu2+Fe2++Cu。反应后有固体存在,可能为两种状况:①Cu,②Fe和Cu,无论哪种状况,溶液中确定含有Fe2+,确定没有Fe3+,可能含有Cu2+。答案:C3.(2021安徽合肥第一次质检)下列试验操作及现象与试验结论全都的是()选项试验操作及现象试验结论A向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,生成白色沉淀该溶液中不愿定含有SQUOTEB光滑的铁钉放在冷的浓硫酸中,无明显现象铁钉与冷的浓硫酸不反应C将少量的溴水分别滴入FeCl2溶液、NaI溶液中,再分别滴加CCl4振荡静置,下层分别呈无色和紫红色氧化性:Br2>Fe3+>I2D向浓度均为0.1mol·L-1的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01mol·L-1的AgNO3溶液,产生的沉淀呈黄色Ksp(AgCl)<Ksp(AgI)解析:A选项中也可能含有Ag+,与试验结论全都;B选项中发生了钝化,钝化是一种化学变化,与试验结论不全都;C选项只能得出:氧化性:Br2>Fe3+、Br2>I2,但不能得出氧化性:Fe3+>I2的结论,与试验结论不全都;D中产生的沉淀呈黄色,是AgI沉淀。由于KCl、KI的浓度相同,且化合物类型相同,表明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),与试验结论不全都。答案:ACu及其化合物的性质4.(2021四川德阳一诊)向100mL18mol/L的硫酸中加入足量铜片,加热并充分反应。下列有关说法正确的是()A.充分反应后转移1.8mol电子B.H2SO4只作氧化剂C.若不加热应生成H2D.消耗的铜的质量确定少于57.6g解析:n(H2SO4)=1.8mol,由于铜只能与浓硫酸反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑,所以不会生成H2,C错;由于不能确定有多少H2SO4参与反应,转移的电子物质的量不能确定,A错;H2SO4既作氧化剂,也起到酸性作用,B错;当1.8molH2SO4完全反应,理论上消耗铜0.9mol。m(Cu)=0.9mol×64g·mol-1=57.6g,但随反应进行硫酸浓度变小,反应将会停止,消耗的铜质量少于57.6g,D正确。答案:D5.(2022常州高三统测)已知酸性条件下有如下反应:2Cu+Cu2++Cu。由于反应温度不同,用氢气还原氧化铜时,可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜试验所得的红色固体产物作了验证,试验操作和试验现象记录如下:加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸试验现象红色固体和蓝色溶液无色气体无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜试验的产物是()A.Cu B.确定有Cu,可能有Cu2OC.Cu2O D.确定有Cu2O,可能有Cu解析:由红色固体与稀硫酸反应的试验现象知该红色固体中确定含有Cu2O,又由于Cu2O、Cu分别与浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸反应时产生的现象分别相同,故无法确定红色固体中是否有Cu。答案:D6.(双选题)(2022广州高三测试)某争辩小组通过系列试验探究Cu及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是()A.将铜丝插入浓硫酸中加热,把反应后的溶液沿器壁倒入水中,观看硫酸铜溶液的颜色B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观看CuCl2的生成C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水CuCl2固体D.将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡,除去铜绿解析:铜与浓硫酸反应生成硫酸铜,但反应液中水很少,不以水合状态存在,无法观看到其蓝色,应将其倒入水中稀释后观看,A项正确;常温下铜与氯气反应很慢,不能观看到氯化铜的生成,B项错误;由于Cu2+的水解:Cu2++2H2O2H++Cu(OH)2,加热蒸干过程中,HCl会挥发,使水解平衡向右移动,产生Cu(OH)2沉淀,得不到无水氯化铜,C项错误;铜绿能与盐酸反应生成易溶于水的氯化铜,D项正确。答案:AD7.(双选题)(2021广东潮州模拟改编)下列各组离子能大量共存的是()A.NaClO水溶液中:Fe2+、Cl-、Ca2+、H+B.加入KSCN显红色的溶液:K+、Na+、I-、S2-C.澄清酸性溶液中:K+、Fe3+、SQUOTE、NQUOTED.pH=2的溶液中:NQUOTE、Na+、Cl-、Cu2+解析:ClO-与Fe2+发生氧化还原反应,ClO-与H+会形成HClO弱电解质,A项错误;往溶液中加入KSCN,溶液显红色说明溶液中存在Fe3+,S2-、I-均可与Fe3+发生氧化还原反应,B项错误。答案:CD8.(2022广东佛山高三质检)硫铁矿烧渣是一种重要的化工生产中间产物,主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁的流程图:(1)试验室实现“操作Ⅰ”所用的玻璃仪器有、玻璃棒和烧杯。“操作Ⅲ”系列操作名称依次为、、过滤和洗涤。

(2)“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式为

。

(3)硫铁矿烧渣在“酸溶”前要粉碎的主要目的是

。

(4)试验室检验“反应Ⅰ”已经完全的试剂是,现象是

。

(5)加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+,写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式:

。

解析:(1)依据流程图可知,操作Ⅰ为过滤,需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。操作Ⅲ的目的是由溶液得到晶体FeSO4·7H2O,故需蒸发浓缩、冷却结晶。(2)Fe3O4和H2SO4发生复分解反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3。(3)将固体粉碎能增大接触面积,加快反应。(4)反应Ⅰ为:Fe+2Fe3+3Fe2+,取清液,用KSCN溶液检验不显红色,从而确认Fe3+反应完全。(5)H2O2作氧化剂时其还原产物为H2O。答案:(1)漏斗蒸发浓缩冷却结晶(2)Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O(3)增大烧渣与硫酸的接触面积,加快烧渣的溶解(4)KSCN溶液溶液不呈红色(5)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O9.(2021广东五华中学模拟)铁黄是一种重要的颜料,化学式为Fe2O3·xH2O,广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品等工业。试验室模拟工业利用硫酸渣(含Fe2O3及少量的CaO、MgO等)和黄铁矿粉(主要成分为FeS2)制备铁黄的流程如下:(1)操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒,玻璃棒在两种操作中的作用分别是、。

(2)试剂a最好选用(供选择使用的有:铝粉、空气、浓HNO3);其作用是。

(3)上述步骤中需用到氨气。下列装置可用于试验室制氨气的是(填序号)。

(4)检验溶液Z中含有NQUOTE的方法是。

(5)查阅资料知,在不同温度下Fe2O3被CO还原,产物可能为Fe3O4、FeO或Fe,固体质量与反应温度的关系如下图所示。依据图像推断670℃时Fe2O3还原产物的化学式为,并设计一个简洁的试验,证明该还原产物的成分(简述试验操作、现象和结论):

。

仪器自选。可供选择的试剂:稀硫酸、稀盐酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。解析:(1)操作Ⅱ是过滤。(3)a装置NH4Cl受热分解为NH3、HCl后,遇冷又生成NH4Cl,无法制取氨气;b装置CaO与浓氨水中的水反应并放出大量热使氨气从氨水中挥发出来,可以制取氨气;c装置试管口应当略低于试管底;d装置浓氨水受热氨气从氨水中挥发出来,可以制取氨气。(5)n(Fe2O3)=0.3mol,反应过程中削减的质量只能是氧元素的质量m(O)=(48.0-43.2)g=4.8g,削减n(O)=0.3mol,670℃时Fe2O3还原产物中n(Fe)=2n(Fe2O3)=0.6mol、n(O)=3n(Fe2O3答案:(1)搅拌加速溶解(或搅拌加速反应)引流(2)空气作氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+(3)bd(4)取少量溶液Z置于试管中,滴加过量NaOH溶液并微热,将潮湿的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝色,证明含有NQUOTE(5)FeO取少量还原产物置于试管中,加入过量稀硫酸(或稀盐酸),固体完全溶解且无气泡产生;再向其中滴加KSCN溶液,溶液不变色;最终滴加H2O2溶液,溶液变红色,证明还原产物为FeO10.(2021安徽名校联盟第一次联考)工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,杂质不溶于水和酸)为原料,制备蓝色晶体G,其化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,涉及流程如下:已知25℃Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp8.0×10-162.2×10-204.0×10-38完全沉淀pH≥9.6≥6.4≥3.2(1)加快黄铜矿焙烧速率,可接受的措施有

(写两种)。

(2)加入双氧水可能发生反应的离子方程式为

;

试剂X的化学式为。

(3)常温下,0.1mol/L试剂Y的pH=11,则该温度下,试剂Y的电离常数为,用pH试纸测该溶液pH的方法是。

(4)已知Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,写出该反应的平衡常数表达式:。

(5)在溶液N中加入乙醇的目的是

。

解析:(1)对于固体反应物燃烧来讲,加快化学反应速率的措施有:①增大固体接触面积;②上升温度;③增大空气流速(即增大O2浓度);④利用超声波等;结合本题的状况,①②③都符合。(2)从该题的工艺流程,再结合产物的阴离子,溶液Q应为H2SO4溶液,则溶液A中有:Fe2+、Fe3+、Cu2+和过量H2SO4,再结合所给数据,知此工艺应将Fe2+Fe3+,然后让Fe3+水解成Fe(OH)3沉淀滤去,而Cu2+则不能形成沉淀,而要保证Fe3+水解形成沉淀[由于Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+],则需要减小溶液酸性,所以双氧水的作用是将Fe2+氧化成为Fe3+,过量的试剂X的作用是能够促进Fe3+Fe(OH)3,即要促进Fe3+水解向右进行,那么则需要消耗H+又不能引入新的杂质,结合题中物质应当加入含铜元素又能消耗H+且不引入杂质的物质,则X为CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3。(3)由上面知溶液C主要为CuSO4溶液,则加入Y后能生