2018年化学高考题分类解析考点12 铁、铜元素单质及其重要化合物

高考试题分类解析PAGE考点12铁、铜元素单质及其重要化合物一、选择题1.(2018·江苏高考·6)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是 ()A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色B.KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体C.NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3D.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2【命题意图】本题考查典型无机物的性质,较易。【解析】选A。A项,Fe2+与SCN-无红色出现,错误;B项,Al3+水解生成Al(OH)3胶体,方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,正确;C项,铵盐与碱加热可产生NH3,方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,正确;D项,Fe3+可以氧化Cu,方程式为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,【易错警示】本题A项中KSCN遇Fe3+变红色,遇F2.(2018·江苏高考·9)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 ()A.NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)C.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)Ag(s)D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)【命题意图】本题考查物质之间的相互转化,中等难度。【解析】选A。A项,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH,正确;B项,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,NaAlO2与过量HCl反应生成Al3+,AlO2-+4H+Al3++2H2O,错误;C项,蔗糖无还原性,不可以发生银镜反应,错误;D项,Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,Fe与HCl反应只能生成FeCl2,Fe+2HClFeCl2+H2↑,错误。【教材回扣】试题所选物质均为课本中重要的无机物,钠盐、铝及其化合物、银氨溶液等。二、非选择题3.(2018·全国卷Ⅱ·28)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。回答下列问题:(1)晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;显色反应的化学方程式为。

(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。通入氮气的目的是

。

②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有、。

③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是。

④样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是:。

(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。①称量mg样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是。

②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液VmL。该晶体中铁的质量分数的表达式为。

【命题意图】本题考查综合实验的探究能力。【解析】(1)题目给出K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂,因此显色反应只能为FeC2O4与K3[Fe(CN)6]反应,其方程式为3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4。(2)①三草酸合铁酸钾的化学式为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O,根据题目中②和④的叙述其分解产物中含有CO、CO2、FeO和Fe2O3等,因此通入氮气的作用是将装置内的空气排出以隔绝空气,同时将产生的气体全部赶到后续的实验装置中。②B中澄清石灰水变浑浊,说明三草酸合铁酸钾分解产生了CO2;装置E中的CuO固体变为红色,F中澄清石灰水变浑浊,说明三草酸合铁酸钾分解产生了CO。③停止实验时,若先使装置A、E处的酒精灯停止加热,会使装置内的温度降低,导致装置内的压强减小,从而产生倒吸,因此为防止产生倒吸,应继续通入氮气直至装置冷却。④装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,因此应先取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,然后再滴入KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3。(3)①滴定至终点时溶液中的Fe2+消耗完,因此再滴入KMnO4不再反应,此时溶液中呈浅红色或粉红色,且半分钟内不褪色。②在此滴定反应中KMnO4作氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,而自身被还原为Mn2+,因此根据氧化还原反应中的电子守恒可以得出5n(KMnO4)=n(Fe2+),因此有5×cmol·L-1×V×10-3L=n(Fe2+),所以晶体中铁的质量分数的表达式为5×cmol答案:(1)3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4(2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置②CO2CO③先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气④取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3(3)①粉红色出现②5cV×56m×1【题后反思】常见固体的检验答题模板为“取固体,加溶剂溶解、加试剂、说现象、得结论”。如本题中,取固体加入稀硫酸溶解,取少量溶解后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,若溶液显红色,则证明含有Fe2O3;另取少量溶液于试管中,加入酸性高锰酸钾溶液,若紫红色变浅或褪去,则证明溶液中含有FeO。4.(2018·北京高考·28)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。(1)制备K2FeO4(夹持装置略)①A为氯气发生装置。A中反应方程式是

(锰被还原为Mn2+)。

②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有。

(2)探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:方案Ⅰ取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。方案Ⅱ用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。i.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由产生(用方程式表示)。ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是。

②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2FeO42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-③资料表明,酸性溶液中的氧化性FeO42->MnO4-,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性FeO42->MnO4-。若能【命题意图】本题考查了实验方案设计与评价、含铁化合物、Cl2、氧化还原反应等的相关知识,意在考查化学实验设计与科学探究能力、分析问题和解决问题的能力。【解题关键】解答本题需要注意以下点:(1)装置C中存在过量KOH,Cl2能与KOH反应。(2)K2FeO4具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,根据氧化还原反应原理可知,铁元素价态降低,生成Fe3+。【解析】(1)①A中KMnO4与浓盐酸反应,锰被还原为Mn2+,故反应方程式是2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。②Cl2中混有HCl,可用饱和食盐水除去,故除杂装置B为。③由图示信息,溶液中有KOH,故还有Cl2与KOH之间的歧化反应:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(2)①“取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色”,说明a中含Fe3+,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,因为K2FeO4具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,还可能由4FeO42-+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O产生。K2FeO4在碱性溶液中较稳定。ClO-与Cl-在酸性条件下反应生成Cl2,用KOH溶液洗涤的目的是排除ClO-的干扰。②K2FeO4的制备实验中,溶液呈碱性,发生反应3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性:Cl2>FeO42-。实验Ⅱ中加入了盐酸,溶液的酸碱性发生变化,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系发生变化。③若能证明,根据题意K2FeO4在足量H2SO4溶液中会转化为Fe3+和O2,最后溶液中不存在FeO42-,溶液振荡后呈浅紫色一定是MnO4-的颜色,说明FeO42-将Mn2+氧化成MnO4-,所以该实验方案能证明氧化性FeO42->MnO4-。(或不能证明,因溶液b呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4答案:(1)①2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O②③Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(2)①i.Fe3+4FeO42-+20H+4Fe3++3O2↑+10Hii.排除ClO-的干扰②>溶液的酸碱性不同③能证明,理由:FeO42-在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是(或不能证明,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀硫酸,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)5.(2018·江苏高考·16)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为。

(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如图所示。已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃硫去除率=(1-焙烧后矿粉中硫元素总质量焙烧前矿粉中硫元素总质量①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于。

②700℃焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是。

(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由(填化学式)转化为(填化学式)。

(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=。

【命题意图】本题考查高硫铝土矿制备氧化铝和Fe3O4的工业生产,难度中等。【解析】(1)过量的SO2与碱反应生成HSO3-。(2)①从流程看出来,加入FeS2焙烧会产生SO2。②加入CaO之后脱硫,SO2与CaO反应生成CaSO3再被O2氧化生成CaSO4,仍然残留在固体矿粉中,所以硫去除率低。(3)原料中的Al2O3被碱浸后,生成NaAlO2,通入过量的CO2,NaAlO2会转化为Al(OH)3沉淀,方程式为NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+