2024-2025学年高中化学专题3从矿物到基础材料2-2铁铜及其化合物的应用课时作业含解析苏教版必修1

PAGEPAGE9课时作业21铁、铜及其化合物的应用时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．下列物质的性质和用途描述错误的是(B)A．铜质地漏具有独特的杀菌功能，能较好抑制细菌生长B．明矾溶于水得到氢氧化铝胶体，起消毒、杀菌的作用C．铁粉具有还原性，可用作食品袋内的抗氧化剂D．镁燃烧发出刺眼的白光，可以制造照明弹解析：铜是重金属，重金属盐可使蛋白质变性，从而杀灭细菌，A项正确；明矾溶于水得到Al(OH)3胶体，该胶体可吸附悬浮于水中的杂质，不能消毒、杀菌，故B项错误；铁粉具有还原性，易与氧气反应，可作食品抗氧化剂，故C项正确；镁在空气中燃烧发出刺眼的白光，可以用于制造照明弹，故D项正确。2．下列操作中，不会发生明显颜色改变的是(C)A．无水氯化铜固体溶于水B．硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液C．氯化亚铁溶液中加入铜粉D．硫酸亚铁溶液中通入氯气解析：无水氯化铜固体溶于水中形成绿色的氯化铜溶液，故A不符合题意；硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，溶液变为血红色，故B不符合题意；氯化亚铁溶液是浅绿色的，与铜不发生反应，溶液颜色无改变，故C符合题意；向浅绿色的硫酸亚铁溶液中通入氯气，发生氧化还原反应，溶液颜色变为黄色，故D不符合题意。3．选择合适试剂完成甲、乙两组试验。甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列试剂及加入试剂依次能达到试验目的的是(B)解析：甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要解除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，试验现象是紫色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。4．下列描述不正确的是(C)A．FeSO4可用于防止食品氧化变质，延长食品的保质期B．向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，视察到有白色沉淀生成，白色沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色C．向Fe2(SO4)3溶液中加入足量铁粉，充分反应后滴加KSCN溶液，溶液马上变成血红色D．铁在氧气中燃烧，生成黑色的Fe3O4解析：向Fe2(SO4)3溶液中加入足量铁粉，充分反应后生成FeSO4，滴加KSCN溶液，溶液不会变成血红色。5．Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素，它们的单质及其化合物之间有许多转化关系。下表所列物质不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是(B)解析：钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，电解熔融的氯化钠生成金属钠，A不符合题意；铝与氧气化合生成氧化铝，氧化铝不溶于水，不能干脆转化为氢氧化铝，另外氢氧化铝也不能干脆转化为铝，B符合题意；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与锌反应生成铁，C不符合题意；铜与氧气化合生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜与铁发生置换反应生成铜，D不符合题意。6．“百炼成钢”是指反复将炙热的生铁在空气中锤打，转化为坚硬的钢，其实质是对生铁的不断除杂过程。下列叙述不正确的是(D)解析：A项发生反应：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3，正确；B项发生反应：Fe＋2FeCl3=3FeCl2，正确；C项发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，而Fe不与NaOH溶液反应，正确；D项混合物在空气中灼烧时会发生分解最终生成Fe2O3，错误。7．在硫酸铁溶液中先加入ag铜，完全溶解后再加入bg铁，充分反应后得到cg残余固体，下列说法中正确的有(D)①若a>c，则残余固体是铁和Cu的混合物②若a>c，则最终溶液中肯定有Fe2＋和Cu2＋③若a>c，则最终溶液中肯定没有Fe3＋④若a<c，则最终溶液中可能有Cu2＋⑤若a<c，则最终溶液中肯定有Fe2＋A．0个B．1个C．2个D．3个解析：在硫酸铁溶液中，加入ag铜完全溶解，可发生反应2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，然后加入bg铁，若此时溶液中尚有Fe3＋，则优先发生反应：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，然后发生反应：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，充分反应后有cg残余固体，说明最终溶液中肯定无Fe3＋。若a>c，则铜没有完全被置换出来，故剩余固体为铜，溶液中存在Fe2＋和Cu2＋，故①错误，②正确；溶液中肯定不存在Fe3＋，③正确；若a<c，则铜全部析出，且还有铁剩余，溶液中肯定存在Fe2＋，肯定不存在Fe3＋、Cu2＋，故④错误，⑤正确。8．现有浓度均为1mol·L－1的FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液100mL，向该溶液中加入5.6g铁粉充分反应(溶液的体积改变忽视不计)。下列有关叙述不正确的是(B)A．反应后的溶液中含有Fe2＋、Cu2＋，不含Fe3＋B．反应后的溶液中含有0.2molFe2＋和0.1molCu2＋C．反应后的溶液中Fe2＋的浓度增至3mol·L－1D．反应后残留固体为3.2g解析：由于氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，故加入铁粉后，铁粉先与Fe3＋反应，后与Cu2＋反应。依据2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu可知，Fe3＋完全反应，Cu2＋只有一半发生反应，反应后的溶液中含有Fe2＋、Cu2＋，不含Fe3＋，A项正确；反应后的溶液中n(Fe2＋)＝0.3mol，n(Cu2＋)＝0.05mol，B项错误；反应后的溶液中c(Fe2＋)＝eq\f(0.3mol,0.1L)＝3mol·L－1，C项正确；反应后残留固体为0.05molCu，质量为3.2g，D项正确。9．铁的化合物常见的有①FeO②Fe2O3③Fe3O4④FeS⑤Fe(OH)3⑥NH4Fe(SO4)2·12H2O⑦FeSO4，将上述物质分别溶于足量稀盐酸后进行试验，已知K3[Fe(CN)6]溶液遇亚铁盐会产生蓝色沉淀。下列说法不正确的是(B)A．滴加KSCN溶液不显血红色，滴加新制氯水后显血红色的是①④⑦B．加铜片能发生反应2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋的是②⑤⑥C．滴加KSCN溶液显血红色，滴加酸性KMnO4溶液紫色褪去的是③D．滴加K3[Fe(CN)6]溶液，能产生蓝色沉淀的是①③④⑦解析：题述含铁元素的化合物溶于足量稀盐酸后的溶液中只含Fe2＋的为①FeO、④FeS、⑦FeSO4；只含Fe3＋的为②Fe2O3、⑤Fe(OH)3、⑥NH4Fe(SO4)2·12H2O；既含Fe2＋又含Fe3＋的为③Fe3O4；A选项说明溶液中只含Fe2＋，符合题意的为①④⑦；B选项说明溶液中含有Fe3＋，符合题意的为②③⑤⑥；C选项说明溶液中既含Fe2＋又含Fe3＋，符合题意的为③；D选项说明溶液中含有Fe2＋，符合题意的有①③④⑦。10．某溶液为含有较多的CuSO4和少量的Fe2(SO4)3的酸性溶液。若用该溶液制取硫酸铜固体，可供选择的操作有：①加适量H2SO4溶液②加适量CuO③冷却结晶④加过量NaOH溶液⑤加强热至有大量白色固体析出⑥过滤。正确的操作步骤及依次是(D)A．②⑥③⑥ B．④⑥①③C．④⑥③⑤ D．②⑥⑤解析：若用题述溶液制取硫酸铜固体，先要除去Fe3＋。除去Fe3＋可加入适量CuO，调整溶液pH使得Fe3＋完全转化为氢氧化铁沉淀；不能加NaOH溶液，否则会引入Na＋。11．铁有＋2价和＋3价两种价态，下列反应中不涉及铁元素价态改变的是(D)A．用还原铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中快速变成灰绿色，最终变成红褐色D．氢氧化铁受热分解解析：氢氧化铁受热分解得到氧化铁和水，是非氧化还原反应，铁元素价态不变。其他选项都涉及氧化还原反应，铁元素价态发生改变。12．部分氧化的Fe­Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3，CuO)5.76g，经如图所示处理：下列说法正确的是(B)A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋B．样品中Fe元素的质量为2.24gC．样品中CuO的质量为4.0gD．V＝224解析：若学生对问题的分析和推理实力较差，不能从题给信息中分析出滤渣的成分是Cu，将导致计算陷入逆境，无法得到正确答案。稀硫酸足量，且滤液中不含有Cu2＋，说明3.2g滤渣全为Cu，所以滤液A中不行能含有Fe3＋，A项错误。若3.2gCu全来自CuO，则有m(CuO)＝3.2g÷64g·mol－1×80g·mol－1＝4.0g，但是样品中还存在单质Cu，故C项错误。样品中的铁元素均在滤液A中，3.2g固体均为Fe2O3，由铁元素守恒知，m(Fe)＝3.2g÷160g·mol－1×2×56g·mol－1＝2.24g，B项正确。设Fe、Cu、Fe2O3、CuO的物质的量分别为a、b、c、d，依据最终得到Fe2O3的质量，列出(eq\f(a,2)＋c)×160g·mol－1＝3.2g；最终固体总质量6.4g与原来固体质量5.76g相差的就是2Fe→Fe2O3、CuO→Cu中O原子的质量，则(eq\f(3,2)a－d)×16g·mol－1＝6.4g－5.76g；联立两式可得，a－c－d＝0.02mol。再依据得失电子守恒，Fe失去的电子等于Fe2O3、CuO和H＋得到的电子，故列式为2a＝2c＋2d＋n(H＋)，所以n(H＋)＝2(a－c－d)＝2×0.02mol＝0.04mol，则生成的H2的体积为(0.04÷2×22.4×1000)mL＝448mL，D项错误。二、非选择题(共52分)13．(13分)下图所示装置可用来制取和视察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色改变。试验时必需运用铁屑和6mol/L的稀硫酸，其他试剂任选。请回答下列问题：(1)B装置中盛有肯定量的NaOH溶液，A装置中应预先加入的试剂是铁屑，A装置中发生反应的离子方程式是Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。(2)试验起先时应先将活塞a打开(填“打开”或“关闭”)。(3)简述制取Fe(OH)2的操作过程关闭活塞a，使FeSO4溶液压入B装置中进行反应。(4)试验完毕，拔去B装置中的橡胶塞，放入一部分空气，此时B装置中发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3。(5)在下图中，装置①②④(填序号)能较长时间视察到Fe(OH)2白色沉淀。解析：(1)题图中A装置的作用是产生H2，利用H2赶走整个装置中的空气，降低Fe2＋被氧化的速率，以便能较长时间视察到Fe(OH)2白色沉淀，故A装置中应预先加入的试剂为铁屑：Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑。(2)试验起先时打开活塞a，A装置中产生的H2沿导管进入B装置，赶走装置中的空气。(3)关闭活塞a，气体不能逸出，压迫A装置中的液体通过导管进入B装置，FeSO4与NaOH混合产生Fe(OH)2白色沉淀。(4)试验完毕拔去B装置的橡胶塞，空气进入B装置，O2与Fe(OH)2发生反应，使Fe(OH)2转化为Fe(OH)3红褐色沉淀。(5)①装置用H2SO4与Fe反应产生的H2赶出装置中的空气；②装置与①装置原理相像，只不过在两个试管中进行；③装置没有隔绝空气；④装置中胶头滴管插入液面以下，且有苯在上层隔离空气，故①②④装置都能较长时间视察到Fe(OH)2白色沉淀。14．(13分)如图，有以下物质相互转化，其中B溶液呈浅绿色，I溶液呈黄色，J为AgCl。请回答：(1)C是Cl2(填化学式)，F的化学式为KCl。(2)写出B的化学式：FeCl2，检验B溶液中阳离子的操作方法是取少量B溶液于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，无现象，再滴加几滴新制氯水，溶液变为血红色(或其他合理答案)。(3)写出由G转变成H的化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(4)写出检验I溶液中阳离子的离子方程式：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3；向I溶液中加入单质Cu时发生反应的离子方程式是2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。解析：J为AgCl，且F溶液和AgNO3反应后的溶液进行焰色反应时透过蓝色钴玻璃视察呈紫色，说明F溶液含有K元素，可推知F为KCl；白色沉淀G在空气中变为红褐色沉淀H，则G为Fe(OH)2、H为Fe(OH)3；H和稀盐酸反应生成I溶液，I溶液呈黄色，则I为FeCl3；I和A反应生成B，B溶液呈浅绿色，且A为固体单质，所以A为Fe、B为FeCl2；FeCl2和Cl2反应生成FeCl3，则C为Cl2；FeCl2和E反应生成KCl和Fe(OH)2，可知E为KOH。(1)通过以上分析知，C是Cl2，F的化学式为KCl；(2)B的化学式为FeCl2，检验Fe2＋的操作方法是取少量B溶液于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，无现象，再滴加几滴新制氯水，溶液变为血红色；(3)Fe(OH)2不稳定，易被空气中的氧气氧化成红褐色氢氧化铁沉淀，由G转化成H的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；(4)I溶液中的阳离子为铁离子，检验铁离子的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3；向I溶液中加入单质Cu，有关反应的离子方程式是2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。15．(13分)某化学小组欲探究含铁化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题。(1)除胶头滴管外，你认为本试验必不行少的一种玻璃仪器是试管。(2)请帮他们完成以下试验报告：试验目的：探究含铁化合物的氧化性和还原性。试剂：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。试验记录：试验结论：Fe具有还原性；Fe3＋具有氧化性；Fe2＋既有氧化性，又有还原性。(3)依据以上结论推断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有AEF(填字母)A．Cl2B．NaC．Na＋D．Cl－E．SO2F．NO2(4)亚铁盐在溶液中易被氧化，而试验室中须要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时可以在溶液中加入少量铁粉，以防止亚铁盐被氧化。解析：本题的试验目的是探究含铁化合物的氧化性和还原性，在探究时，要从氧化还原反应的规律着手，在探究元素氧化性时应向其中加入还原剂；同理，在探究其还原性时要向其中加入氧化剂。处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性。16．(13分)铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：(1)Cu不活泼，通常状况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快变蓝，试写出该反应的离子方程式：Cu＋H2O2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体和CO2气体，试写出该反应的离子方程式：2Cu2＋＋2COeq\o\al(2－,3)＋H2O=Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑。(3)火法炼铜的原理为：Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up17(通电))2Cu＋SO2，在该反应中每