版高考化学大一轮专题复习第二单元 元素及其化合物 专题巩固练习4 铁铜及其化合物 含答案Word文件下载.docx
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1.(2016届江西上饶余干二中质检)氢化亚铜(CuH)是一种不稳定物质,能在氯气中燃烧;
也能与酸反应,用CuSO4溶液和“某物质”在40℃~50℃时反应可产生它。
下列有关叙述中错误的是( )。
A.“某物质”具有还原性
B.CuH与盐酸反应,可能产生H2
C.CuH与足量的稀硝酸反应:
CuH+3H++NO
===Cu2++NO↑+2H2O
D.CuH在氯气中燃烧:
CuH+Cl2===CuCl+HCl
2.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4mol·
L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出2.24LNO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无血红色出现。
若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,所得到的铁的物质的量为( )。
A.0.21molB.0.25molC.0.3molD.0.35mol
3.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )。
① ②③ ④ ⑤
A.②④B.②③
C.③④D.①②③⑤
4.(2016届四川凉山诊断)Na2FeO4是一种高效的水处理剂,下列用于解释事实的离子方程式中不正确的是( )。
A.Na2FeO4在酸性溶液中不稳定,与水反应生成Fe3+和O2,离子方程式为4FeO
+10H2O===4Fe3++20OH-+3O2↑
B.工业上可用FeCl3、NaOH、NaClO三种物质反应制得NaFeO4,离子方程式为:
2Fe3++10OH-+3ClO-===2FeO
+3Cl-+5H2O
C.NaFeO4消毒杀菌时得到的Fe3+可以净水,Fe3+能产生净水物质的原因是:
Fe3++3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3H+
D.工业上可用铁作阳极,电解浓NaOH溶液的方法制Na2FeO4,阳极的电极反应为:
Fe-6e-+8OH-===FeO
+4H2O
5.(2016届山东枣庄十八中期末)一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中,收集到的气体的物质的量为amol,向反应后的溶液中(存在Cu2+和SO
)加入足量NaOH,产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到CuO12.0g,若上述气体为NO和NO2的混合物,且体积比为1∶1(在相同条件下),则a可能为( )。
A.0.80 B.0.70
C.0.60 D.0.405
6.(2016届浙江嘉兴一模)工业上用含有少量氧化铁杂质的废铜粉为原料,制取硫酸铜的主要过程如下图所示:
下列有关说法不正确的是( )。
A.“过量酸”不适合用硝酸或浓硫酸,固体B可以用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3
B.通入的气体A可以是O2或Cl2
C.通入气体A之前的混合溶液中存在的阳离子是:
Fe2+、Cu2+、H+
D.将从溶液中得到的硫酸铜晶体在空气中加热,可制得无水硫酸铜
7.通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。
对下列实验事实的解释正确的是( )。
选项
操作、现象
解释
A
向淀粉KI溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝
Fe3+能与淀粉发生显色反应
B
把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe3O4
C
向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生
说明Fe置换出硝酸中的氢,生成了氢气
D
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
三、非选择题
1.(2016届云南统测)回答下列问题:
Ⅰ.向FeSO4溶液中滴加少量NaOH溶液时,析出的白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
(1)Fe2+离子在水溶液中呈现的颜色是__________;
Fe(OH)2转化为红褐色沉淀的化学方程式为________________________________。
(2)有人认为白色沉淀迅速变为灰绿色的原因是Fe(OH)2凝胶吸附了溶液中过量的Fe2+离子。
为探究该观点的正确性,设计如下两个实验:
①向盛有NaOH溶液的试管中加入少量FeSO4溶液,若该观点正确,应观察到的现象是____________。
②已知胶体粒子的吸附能力随温度的升高而下降。
向盛装FeSO4溶液的试管中滴加少量NaOH溶液,析出白色沉淀,沉淀迅速变为灰绿色,将此试管小心加热,若观察到__________________,则说明上述解释成立。
Ⅱ.二茂铁的化学式为(C5H5)2Fe,它是一种橙黄色针状晶体,熔点173℃~174℃,100℃以上显著升华,沸点249℃,不溶于水,可溶于甲醇、乙醇、乙醚和苯等有机溶剂,可作高性能的火箭燃料添加剂。
实验室制备二茂铁的反应原理为:
8KOH+2C5H6+FeCl2·
4H2O
(C5H5)2Fe+2KCl+6KOH·
H2O。
实验装置如图所示(加热及磁力搅拌装置未画出)。
(3)通入氮气的目的是______________________;
KOH固体所起的作用是使环戊二烯(C5H6)脱去质子,另一个作用是______________。
(4)下列有关反应开始和结束的实验操作合理的是____________(填编号)。
a.先加热,再通冷凝水
b.先通冷凝水,再加热
c.先停止加热,再停止通冷凝水
d.先停止通冷凝水,再停止加热
(5)反应后可用乙醚萃取、蒸馏分离得到二茂铁粗产品,若欲进一步提纯,最简单的方法是________;
若本次实验取用环戊二烯(密度为0.877g·
cm-3)6.6mL,其他物质足量,所得产品质量为5.0g,则产率为________(保留3位有效数字)。
2.(2016届辽宁大连二十中期末)为探究铜与6mol·
L-1硝酸反应的气态产物中是否含NO2,进行如下实验。
已知:
FeSO4+NO
SO4(棕色),该反应较缓慢,待生成一定量2+时突显明显棕色。
(1)实验前需检验装置的气密性,简述操作_________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________。
(2)仪器a的名称__________。
(3)实验开始时先将Y形试管向盛有块状固体b的支管倾斜,缓慢滴入稀硝酸,该实验操作的目的是_______________________________________________________________。
(4)证明有NO2的实验现象____________________________________________。
(5)装置C的作用是______________,反应离子方程式:
____________________________
______________________________________。
(6)测定化学试剂绿矾(FeSO4·
7H2O)纯度的方法:
称取绿矾3.000g置于锥形瓶中,加入100mL蒸馏水,加入10mLH2SO4和5mLH3PO4,用0.1000mol·
L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液20.00mL。
KMnO4溶液盛放在棕色______(填“酸”或“碱”)式滴定管中,列式计算绿矾的纯度__________________________。
3.(2016届江西宜春樟树五模)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产CuCl2·
2H2O的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)焙烧过程中发生的主要反应为:
____CuS+____NaCl+____O2
____CuCl2+____Na2SO4。
配平上述化学方程式。
(2)试剂A应选用______________(填编号)。
①NaClO ②Cl2 ③H2O2溶液 ④浓硫酸
理由是__________________________________________________________。
(3)滤液B中大量含有的离子有________________。
(4)为了获得CuCl2·
2H2O晶体,对滤液B进行的操作是:
蒸发浓缩,趁热过滤,滤液经冷却结晶,过滤得到产品。
分析有关物质的溶解度曲线(如图),“趁热过滤”得到的固体是____________,“冷却结晶”过程中,析出CuCl2·
2H2O晶体的合适温度为____________。
4.(2016届河北唐山迁安二中期末)某研究性学习小组在研究用Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验装置:
(1)以上各装置中能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。
(2)某同学对图③装置进行改进并实验:
当A容器中的反应开始后,分别进行下列操作,请回答有关问题:
①若先关闭弹簧夹D,打开弹簧夹C,A容器中反应进行一会儿后,再关闭弹簧夹C,打开弹簧夹D,B容器中会观察到什么现象:
_____________________________________
___________________________________________________________________________________________________________。
②若先关闭弹簧夹C,打开弹簧夹D,B容器中会观察到什么现象:
__________________
___________________________,写出B容器中有关反应的化学方程式___________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________。
专题巩固练习4 铁、铜及其化合物
一、1.
(1)3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
(2)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
(3)Fe+4H++NO
===Fe3++NO↑+2H2O
(4)Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3
(5)Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
(6)Fe2O3+6H++2I-===I2+2Fe2++3H2O
(7)3FeO+10H++NO
===3Fe3++NO↑+5H2O
(8)2Fe(OH)3+6H++2I-===2Fe2++I2+6H2O
(9)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(10)2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
2.
(1)2Cu+S
Cu2S
(2)2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3
(3)Cu+4H++2NO
===Cu2++2NO2↑+2H2O
(4)3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
(5)Cu+2H2SO4(浓)
Cu2++SO
+SO2↑+2H2O
(6)Cu2++2Cl-
Cu+Cl2↑
(7)2Cu2++2H2O
2Cu+4H++O2↑
(8)Cu(OH)2
CuO+H2O
(9)CuO+2H+===Cu2++H2O
(10)CH3CHO+2Cu(OH)2
CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
二、1.D 解析:
在该反应中,铜的化合价降低,则“某物质”中元素的化合价必升高,体现了还原性,故A正确;
CuH中-1价的H可以与盐酸中+1价氢发生归中反应:
CuH+HCl===CuCl+H2↑,故B正确;
CuH具有还原性,与硝酸发生氧化还原反应:
===Cu2++NO↑+2H2O,故C正确;
因氯气具有强氧化性,能够将+1价的铜氧化成+2价:
2CuH+3Cl2===2CuCl2+2HCl,故D错误。
2.B 解析:
n(HNO3)=0.6mol,n(NO)=0.1mol,反应后铁元素的存在形式为Fe(NO3)2,根据元素守恒,可知反应后溶液中的n(NO
)=0.5mol,则n(Fe2+)=0.25mol,即n(Fe)=0.25mol。
3.D 解析:
因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应:
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。
①、②原理一样,都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;
③的原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解水产生的OH-结合生成Fe(OH)2,且液面用汽油保护,能防止空气进入;
⑤中液面加苯阻止了空气进入;
④由于带入空气中的氧气,能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。
4.A 解析:
酸性溶液中不能生成氢氧根离子,离子方程式应为4FeO
+20H+===
4Fe3++10H2O+3O2↑,故A错误;
FeCl3、NaOH、NaClO三种物质反应制得Na2FeO4,发生氧化还原反应,由电子、原子守恒可知,反应为2FeCl3+10NaOH+3NaClO===2Na2FeO4+9NaCl+5H2O,故B正确;
Na2FeO4还原产物为Fe3+,Fe3+水解得到胶体,水解离子反应为Fe3++3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3H+,故C正确;
铁作阳极,Fe失去电子,则阳极的电极反应为Fe-6e-+8OH-===FeO
+4H2O,故D正确。
5.D 解析:
若混合物全是CuS,其物质的量n(CuS)=n(CuO)=
=0.15mol,CuS中S的化合价由-2价上升到+6价,故转移电子物质的量=0.15mol×
(6+2)=1.2mol,NO和NO2的体积相等,设NO为xmol、NO2为xmol,根据得失电子守恒,得3x+x=1.2,解得x=0.3,则NO和NO2的总物质的量为0.3mol×
2=0.6mol;
若混合物全是Cu2S,其物质的量n(Cu2S)=
n(CuO)=
×
0.15mol=0.075mol,Cu2S中S的化合价由-2价上升到+6价,且Cu元素的化合价由+1价上升到+2价,故转移电子物质的量0.075mol×
(8+1×
2)=0.75mol,设NO为xmol、NO2为xmol,3x+x=0.75,根据电子得失守恒,计算得x=0.1875,故NO和NO2的总物质的量为0.1875mol×
2=0.375mol。
实际气体的物质的量介于0.375mol~0.6mol之间,故选D。
6.B 解析:
因制取硫酸铜,过量的酸应为稀硫酸,不适合用硝酸,原因是会引入硝酸铜杂质;
不适合用浓硫酸,原因是会产生二氧化硫气体而污染空气;
加入固体B的作用是调节溶液的pH,使Fe3+变为沉淀而除去,为了不引入新的杂质,可选用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,A正确;
向混合溶液通入气体A的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,气体A为氧气,不能使用氯气,防止引入氯化铜杂质,B错误;
废铜粉与稀硫酸反应,Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,由于稀硫酸过量,因此通入气体A之前混合溶液中存在的阳离子为Fe2+、Cu2+、H+,C正确;
将从溶液中得到的硫酸铜晶体在空气中加热,晶体将失去结晶水,得到无水硫酸铜,D正确。
7.D 解析:
A项中Fe3+将I-氧化为I2,淀粉遇碘变蓝,解释错误;
铁在潮湿的空气中易生成Fe2O3,B项错误;
C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO,解释错误。
三、1.Ⅰ.
(1)浅绿色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(2)①析出白色沉淀 ②灰绿色沉淀逐渐变为白色
Ⅱ.(3)排出装置中的空气,防止实验过程中Fe2+被氧化 干燥剂(吸收反应物中及反应生成的水)
(4)bc (5)升华 61.3%
解析:
Ⅰ.
(1)Fe2+离子在水溶液中呈现的颜色是浅绿色;
Fe(OH)2转化为红褐色沉淀的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(2)①向盛有NaOH溶液的试管中加入少量FeSO4溶液,溶液中没有过量的Fe2+,若该观点正确,应观察到的现象是析出白色沉淀;
②由于胶体粒子的吸附能力随温度升高而下降,若灰绿色沉淀是白色Fe(OH)2凝胶吸附了溶液中过量的Fe2+离子所致,沉淀迅速变为灰绿色,将此试管小心加热,若观察到灰绿色沉淀逐渐变为白色,则说明上述解释成立。
Ⅱ.(3)Fe2+易被空气中的氧气氧化,故通入氮气的目的是排出装置中的空气,防止实验过程中Fe2+被氧化;
根据题给反应方程式知KOH固体所起的作用是使环戊二烯(C5H6)脱去质子,另一个作用是干燥剂(吸收反应物中及反应生成的水)。
(4)根据题给信息知二茂铁100℃以上显著升华,为防止其升华损失反应开始时要先通冷凝水,再加热,反应结束时要先停止加热,再停止通冷凝水,选bc。
(5)二茂铁100℃以上显著升华,二茂铁粗产品的进一步提纯,最简单的方法是升华;
根据反应方程式得关系式:
2C5H6~(C5H5)2Fe,用环戊二烯(密度为0.877g·
cm-3)6.6mL与足量其他物质反应理论上生成二茂铁的质量为8.16g,所得产品质量为5.0g,则产率为
100%=61.3%。
2.
(1)关闭分液漏斗活塞,用酒精灯加热Y试管,观察到BC导管口有气泡产生,停止加热,BC长导管吸入一段水柱,则装置气密性良好
(2)分液漏斗
(3)利用生成的CO2将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰
(4)铜与硝酸反应不久即观察到B中溶液呈血红色
(5)吸收尾气NO 5NO+3MnO
+4H+===5NO
+3Mn2++2H2O
(6)酸
100%=92.67%
(1)根据压强差进行装置气密性的检验,具体方法为:
关闭分液漏斗活塞,用酒精灯加热Y试管,观察到BC导管口有气泡产生,停止加热,BC长导管吸入一段水柱,则装置气密性良好。
(2)根据装置图可知仪器a的名称为分液漏斗。
(3)实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜,缓慢滴入稀硝酸,碳酸钙与稀硝酸反应生成CO2,将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰。
(4)本实验生成的气体中,若有NO2,NO2溶于水生成硝酸,把Fe2+氧化成Fe3+,B瓶溶液出现血红色;
若无NO2则无血红色,所以证明有NO2的实验现象是铜与硝酸反应不久即观察到B中溶液呈血红色。
(5)高锰酸钾溶液能将一氧化氮氧化成NO
,而防止其污染空气,反应的离子方程式为5N
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