第8讲 铁铜及其重要化合物 练习.docx
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第8讲铁铜及其重要化合物练习
第8讲 铁、铜及其重要化合物
1.铁和铁的合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是( )
A.一定条件下,铁粉可与水蒸气反应
B.不锈钢是铁的合金,只含金属元素
C.铁与盐酸反应,铁的合金不与盐酸反应
D.在空气中,铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
解析:
铁的合金中含有碳等非金属元素,铁的合金也能与盐酸反应。
镀锌铁板发生电化学腐蚀时,锌为负极,所以比铁板更耐腐蚀。
答案:
A
2.2007年4月18日,辽宁清河特殊钢有限公司发生钢水包整体脱落,造成32人死亡、6人重伤的恶性事故。
下列关于铁的说法中,错误的是( )
A.较之于纯铁,钢是碳铁合金,其熔点要低一些
B.潮湿富氧的环境下,钢比纯铁更容易腐蚀
C.铁是第四周期,第ⅧB元素,属于过渡金属
D.土壤缺铁,可以加硫酸亚铁等予以补充
解析:
钢是铁碳合金,所以熔点比纯铁低、比铁易腐蚀,A、B、D正确,铁是第四周期第Ⅷ族元素而不是第ⅧB族。
答案:
C
3.下列事实不能证明Fe3+有氧化性的是( )
A.电子工业上用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜
B.FeCl3溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变为蓝色
C.将KSCN溶液加入FeCl3溶液中,溶液变为血红色
D.将H2S气体通入FeCl3溶液中,产生淡黄色沉淀
解析:
A中2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,B中2Fe3++2I-===2Fe2++I2,D中H2S+2Fe3+===S↓+2Fe2++2H+,只有C中Fe3+在反应中化合价未发生改变,不具有氧化性,选C。
答案:
C
4.(2010·西安名校联考)下列有关铁元素的叙述中正确的是( )
A.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:
Fe(OH)2 B.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3 C.氢氧化铁与氢碘酸反应: Fe(OH)3+3HI===FeI3+3H2O D.铁元素位于周期表的第四周期第ⅧB族 解析: I2的氧化性较弱,铁与I2反应生成FeI2,B错;氢氧化铁与氢碘酸发生氧化还原反应: 2Fe(OH)3+6HI===2FeI2+I2+6H2O,C错;铁元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族,D错。 答案: A 5.某种只含铁和氧两元素的样品A在高温时与足量的CO充分反应,生成的气体被足量澄清石灰水吸收,得沉淀的质量是样品A质量的50/29倍,由此得出的结论,其中正确的是( ) ①A可能不含Fe3O4; ②A一定不含FeO; ③A一定是由一种或两种物质组成; ④A可能是一种、两种、三种物质的混合物。 A.①③ B.①④ C.①②D.②③ 解析: 涉及化学变化为: CO CO2 CaCO3。 A与CaCO3的质量比为29: 50,则100份CaCO3中有A中的氧的质量为16份,则A中Fe、O的质量比为(58-16): 16=42: 16,则A中Fe、O的原子个数比为 : =3: 4,则A可能是Fe3O4,也可能是FeO、Fe2O3按物质的量1: 1形成的混合物,或FeO、Fe2O3按物质的量1: 1与Fe3O4形成的混合物。 答案: B 6.下列反应的离子方程式正确的是( ) A.硫酸铁溶液与氢氧化钡溶液反应: Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ B.硫化钠溶液与氯化铁溶液反应: 2Fe3++3S2-===Fe2S3↓ C.过量的铁与很稀的硝酸溶液反应无气体放出: 4Fe+10H++NO ===4Fe2++3H2O+NH D.硫化氢气体通入氯化亚铁溶液: H2S+Fe2+===FeS↓+2H+ 解析: A项中漏写SO 与Ba2+的离子反应。 B项中Fe3+与S2-发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe3++S2-===2Fe2++S↓。 C项中无气体放出,说明NO 被还原为NH ,离子方程式符合书写要求。 D项中由于盐酸比H2S的酸性强,且HCl能溶解FeS,故D项反应不能发生。 答案: C 7.某CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100mL,已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解),且SO 的物质的量浓度为6mol/L,则此溶液最多溶解铁粉的质量为( ) A.11.2gB.16.8g C.19.6gD.22.4g 解析: n(SO )=0.6mol,由题意,溶液中阳离子的物质的量都相同,设都为xmol,由电荷守恒知: 2x+3x+x=2×0.6,解得x=0.2mol,其可消耗n(Fe)=0.2mol+ + =0.4mol,对应Fe的质量为22.4g。 答案: D 8.据人民网——国际金融报报道: 全球最大的铁矿石生产商必拓的中国总裁克林顿·丹尼期2005年12月8日在北京表示,由于供应紧张,全球铁矿石价格在未来两年内将继续上涨。 下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是( ) A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤 D.Fe3+与KSCN产生红色沉淀 解析: 赤铁矿的主要成分是Fe2O3,铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,铁离子遇KSCN溶液变为红色,但没有沉淀产生,一般可以用此方法检验铁离子的存在。 答案: C 9.把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中,如反应只收集到0.3molNO2和0.2molNO,下列说法正确的是( ) A.反应后生成的盐只为Fe(NO3)3 B.反应后生成的盐只为Fe(NO3)2 C.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,其物质的量之比为1: 3 D.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,其物质的量之比为3: 1 解析: 由于铁的物质的量为 =0.4mol,所以在反应的过程它失去的电子数应介于0.8mol(此时只产生Fe2+)和1.2mol(此时只产生Fe3+)之间,又产生0.3molNO2和0.2molNO,即反应过程中硝酸得到的电子数为0.3mol×(5-4)+0.2mol×(5-2)=0.9mol,所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2,设前者的物质的量为x,后者的物质的量为y,则由铁守恒可得x+y=0.4,由得失电子守恒得3x+2y=0.9mol,解得x=0.1mol,y=0.3mol。 答案: C 10.将1.12g铁粉加入25mL2mol/L的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( ) A.铁有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-浓度基本不变 B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色 C.Fe2+与Fe3+的物质的量之比为5: 1 D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2: 5 解析: n(Fe)=1.12g/56g·mol-1=0.02mol,n(Fe3+)=0.025mL×2mol·L-1=0.05mol,由反应2Fe3++Fe===3Fe2+可知Fe3+过量,加入KSCN显红色。 溶液中n(Fe2+)=3n(Fe)=0.06mol,溶液中n(Fe3+)=0.05mol-2n(Fe)=0.01mol,即Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6: 1;氧化产物与还原产物的物质的量之比为1: 2。 答案: B 11.(2010·北京市崇文区期末)将11.2g的Mg和Cu的混合物完全溶解于足量的硝酸中,收集反应产生的气体X。 再向所得溶液中加入适量的NaOH溶液,产生21.4g沉淀。 根据题意推断气体X的成分可能是( ) A.0.3molNO2和0.3molNO B.0.2molNO2和0.1molN2O4 C.0.1molNO、0.2molNO2和0.05molN2O4 D.0.6molNO 解析: 根据Mg、Cu的变化: Mg~Mg2+~2OH-~Mg(OH)2~2e-;Cu~Cu2+~2OH-~Cu(OH)2~2e-,得到增加的质量为OH-的质量,转移电子的物质的量与OH-的物质的量相等,则有n(OH-)= =0.6mol,故反应转移的电子也为0.6mol。 A项,转移电子的物质的量=0.3mol×1+0.3mol×3=1.2mol,不正确;B项,转移电子的物质的量=0.2mol×1+0.1mol×2=0.4mol,不正确;C项,转移电子的物质的量=0.1mol×3+0.2mol×1+0.05mol×2=0.6mol,正确;D项,转移电子的物质的量=0.6mol×3=1.8mol,不正确。 答案: C 12.某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为ymol,其中Cu的物质的量分数为a,将其全部投入50mLbmol·L-1的硝酸溶液中,加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。 下列说法正确的是( ) A.若金属有剩余,在溶液中再滴入硫酸后,金属又开始溶解 B.若金属全部溶解,则溶液中一定含有Fe3+ C.若金属全部溶解,且产生336mL气体(标准状况),则b=0.3 D.当溶液中金属离子只有Fe3+、Cu2+时,则a和b的关系为b≥80y(1- ) 解析: A项中铁铜合金与硝酸反应除生成NO外,还要生成相应的硝酸铁、硝酸铜等盐,即溶液中存在NO ,当在其中加入硫酸时,H+和NO 可继续氧化剩余的金属,A项正确;B项中,因Fe3+也可以氧化Cu而被还原为Fe2+,因此当金属全部溶解时也可能只有Fe2+,B项错;C项中,因没有告诉溶液中所含的离子是Fe2+还是Fe3+,还是都有,故无法计算b;D项中,根据题设条件,n(Cu)=ay,n(Fe)=(1-a)y,所以当溶液中只有Cu2+和Fe3+时,它们对应的n(NO )=2ay+3(1-a)y=(3-a)y,而由Cu、Fe还原得到的n(NO)应为 ,因此根据硝酸中的N守恒,硝酸的浓度b至少应等于 =80y(1- ),故D正确。 答案: AD 13.(2010·北京东城区期末)铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。 请回答下列问题: (1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式为________________________________________________________________________。 (2)由于氧化性Fe3+>Cu2+,氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (用离子方程式表示)。 在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去,其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,其原理是Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2,若有1.5molFe3O4参加反应,转移电子的物质的量是________。 (5)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铁是地壳中含量最高的金属元素 铁是人类最早使用的金属材料 Ⅰ对;Ⅱ对;有 B 常温下铁与稀硫酸反应生成氢气 高温下氢气能还原氧化铁得到铁 Ⅰ对;Ⅱ对;无 C 铁属于过渡元素 铁和铁的某些化合物可用作催化剂 Ⅰ错;Ⅱ对;无 D 在空气中铁的表面能形成致密的氧化膜 铁不能与氧气反应 Ⅰ对; Ⅱ对;有 解析: (1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极发生的电极反应为: O2+2H2O+4e-===4OH-。 (2)Fe3+氧化Cu而腐蚀印刷电路铜板: 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。 (3)Fe3+水解产生具有吸附作用的Fe(OH)3胶体而净水: Fe3++3H2O===Fe(OH)3(胶体)+3H+,在酸性条件下,由于H+抑制了Fe3+的水解,无法产生Fe(OH)3胶体,故不能使悬浮物沉降除去。 (4)1molFe3O4参与反应时,需4molCO,根据4molCO可得转移8mol电子,所以1.5molFe3O4参加反应时转移电子的物质的量为1.5×8mol=12mol。 (5)选项A,地壳中含量最高的金属元素是Al元素,而不是Fe元素,由于铁是活泼金属,需通过冶炼方法获得,所以Fe不是人类最早使用的金属材料,陈述Ⅰ、Ⅱ错误,且二者没有因果关系。 选项B,Fe能与稀H2SO4发生置换反应而产生H2,但在高温条件下,H2还原性很强,又能还原Fe2O3而得Fe,所以Ⅰ、Ⅱ均正确,二者无因果关系。 选项C,铁是过渡元素的说法正确。 选项D,铁在空气中不能形成致密的氧化膜,且Fe可与纯净的O2反应生成Fe3O4。 答案: (1)O2+2H2O+4e-===4OH- (2)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ (3)Fe3++3H2O===Fe(OH)3(胶体)+3H+ 酸性环境中,H+抑制了铁离子的水解,无法生成氢氧化铁胶体 (4)12mol (5)B 14.铁是人体必需的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。 “速力菲”(主要成分: 琥珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。 该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。 某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计并进行了如下实验: (1)试剂1是________,试剂2是________,加入新制氯水后溶液中发生的离子反应方程式是 ________________________________________________。 (2)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁,你认为该同学的猜想合理吗? ________。 若你认为合理,请说明理由(若你认为不合理,该空不要作答)。 ______________________。 若你认为不合理请提出你的猜想,并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理,该空不要作答)____________________________。 答案: (1)稀盐酸 KSCN溶液 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 (2)不合理 我的猜想是: Fe(SCN)3中的SCN-被过量的氯水氧化而褪色;在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液后,溶液仍不变红色 15.(2010·石家庄质检一)A、B、C、D和甲有以下转化关系。 已知甲是短周期元素形成的盐,且是某种消毒液的有效成分,D可溶于酸。 请回答下列问题: (1)组成A的元素在周期表中位于第________周期第________族。 (2)甲能使B迅速转化为D,甲是________(写化学式),此时甲溶液表现的性质是________和__________。 (3)鉴定C中阳离子(不考虑H+)的操作和现象________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)A转化为C时无气体放出,写出该反应的化学方程式 ________________________________________________________________________。 答案: (1)四 Ⅷ (2)NaClO 氧化性 碱性 (3)向少量C溶液中滴入KSCN溶液,溶液显红色,说明C中有Fe3+离子(其它合理答案均可) (4)2Fe+3H2O2+3H2SO4===Fe2(SO4)3+6H2O 16.铁粉和铜粉的均匀混合物,平均分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应后,在标准状况下生成NO的体积与剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO): 实验编号 ① ② ③ ④ 稀硝酸体积(mL) 100 200 300 400 剩余金属(g) 18.0 9.6 0 0 NO体积(L) 2.24 4.48 6.72 V 试通过计算填空: (1)硝酸的浓度为________; (2)②中溶解了________gFe; (3)③中溶解了________gCu; (4)④中V=________L。 解析: 由于还原性Fe>Cu>Fe2+,所以加入稀HNO3的量不同,发生的反应不同。 ②与①比较,多溶解金属18.0g-9.6g=8.4g,多产生气体2.24L,由3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,计算正好吻合,故反应①只有Fe参加反应。 每份金属的质量为18.0g+8.4g=26.4g。 ③与②比较,多溶解金属9.6g,多产生气体2.24L,与3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O计算正好吻合,故②剩余的9.6g为铜。 (1)c(HNO3)= =4mol/L。 (2)③中溶解Fe8.4g,①中溶解Fe8.4g,Fe共有16.8g为0.3mol。 (3)③中溶解Cu9.6g,此时溶液为Cu(NO3)2与Fe(NO3)2的混合液。 (4)④中发生反应3Fe2++4H++NO ===3Fe3++2H2O+NO↑,由n(Fe2+)=0.3mol,可计算出产生NO的体积为6.72L+2.24L=8.96L。 答案: (1)4mol/L (2)16.8 (3)9.6 (4)8.96
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- 第8讲 铁铜及其重要化合物 练习 及其 重要 化合物