统考版2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练14铁铜及其化合物
展开A.“石胆化铁为铜”中涉及金属键的断裂
B.铸造铜钱用的材料黄铜是单质铜
C.诗句“庐山山南刷铜绿”中的“铜绿”借指的是Cu2(OH)2CO3的颜色
D.“青铜器时期”早于“铁器时期”的原因之一是铜比铁稳定
2.[2023·全国乙卷]一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是( )
3.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
4.下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A.铁粉能与O2反应,可用作食品保存的吸氧剂
B.纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料
C.FeCl3具有氧化性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D.聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水
5.[2023·山东淄博调研]硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体,可用作净水剂
B.为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行
C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大
6.[2023·黑龙江嫩江高中月考]铁是目前使用量最大的金属,下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A.铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族,是一种重要的过渡元素
B.四氧化三铁是氧化铁和氧化亚铁组成的混合物
C.14 g铁粉和7 g硫粉混合后在高温下充分反应能生成21 g硫化亚铁
D.纯铁的抗腐蚀性较强,而生铁比较容易被腐蚀
7.[2023·陕西宝鸡陈仓区质检]青铜是我国较早使用的金属材料,下列与铜有关的说法正确的是( )
A.青铜的主要成分为铜、锌合金,博物馆中贵重青铜器常放在银质托盘上
B.铜的氧化物有CuO和Cu2O,它们在稀硫酸中反应原理相同
C.《本草纲目》中载有一药物,名“铜青”,铜青是铜器上的绿色物质,则铜青就是青铜
D.《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”,是古代湿法炼铜的方法,胆矾可作为湿法炼铜的原料
8.[2023·天津滨海新区月考]下列有关实验的叙述正确的是( )
A.用图甲装置将氯化铁溶液直接蒸干得到氯化铁固体
B.利用图乙装置可制备Fe(OH)2
C.图丙微热稀HNO3片刻,溶液中有气泡产生,广口瓶内始终保持无色
D.利用图丁可收集氯化氢并进行尾气吸收
9.[2023·经典习题选萃]下列说法正确的是( )
①FeO投入稀H2SO4和稀HNO3中均得到浅绿色溶液;
②向红砖粉末中加入盐酸,充分振荡反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈红色,但不一定说明红砖中含有氧化铁;
③Fe2O3 eq \(――→,\s\up7(盐酸)) FeCl3(aq) eq \(――→,\s\up7(蒸发)) 无水FeCl3;
④制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可得到白色的氢氧化亚铁;
⑤向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300 ml 1 ml·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中不含有Fe3+。若用过量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,固体减少的质量为2.4 g;
⑥磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为
3Fe2++NO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) +4H+===2Fe3++NO↑+3H2O;
⑦Fe(OH)3与HI溶液反应的离子方程式为
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O;
⑧Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3,但能通过化合反应制取Fe(OH)3;
⑨赤铁矿的主要成分是Fe3O4,Fe3O4为红棕色晶体;
⑩如图所示装置能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀。
A.①④⑦ B.⑤⑧
C.②③⑩ D.⑤⑥⑨
10.向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO3)2,在所得溶液中加入1.0 ml·L-1的NaOH溶液1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2 g,下列有关说法不正确的是( )
A.Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1
B.硝酸的物质的量浓度为2.4 ml·L-1
C.产生的NO在标准状况下的体积为6.72 L
D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 ml
11.[情境创新]从废水中回收硫酸亚铁固体和铜的流程如下:
下列说法正确的是( )
A.金属X为Zn
B.溶液Y为稀盐酸
C.硫酸亚铁可用作食品的抗氧化剂
D.无水硫酸铜常用于检验水或作干燥剂
12.[2023·长春实验中学高三开学考试]向18.4 g铁和铜组成的合金中加入过量的硝酸溶液,合金完全溶解,同时生成NO2、NO混合气体,再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液,生成30.3 g沉淀。另取等质量的合金,使其与一定量的氯气恰好完全反应,则氯气的体积在标准状况下为( )
A.4.48 L B.6.72 L
C.7.84 L D.无法计算
13.[2023·陕西汉中一模]由下列实验操作和现象得出的结论不正确的是( )
专练14 铁、铜及其化合物
1.B 该反应为Fe+Cu2+===Fe2++Cu,Fe中的金属键断裂,A项正确;黄铜是铜锌合金,B项错误;碱式碳酸铜俗称铜绿,C项正确;铜的性质比铁稳定,较易以单质的形式存在,是青铜器时期早于铁器时期的原因之一,D项正确。
2.D 溶液呈棕黄色是因为有Fe3+,有浑浊是产生了Fe(OH)3,因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化,化学方程式为:12FeSO4+3O2+6H2O===4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,A错误;硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质,使颜色加深,化学方程式为:2Na2S+O2+2H2O===4NaOH+2S↓,B错误;溴水中存在平衡Br2+H2O⇌HBrO+HBr,HBrO见光易分解,促使该平衡正向移动,从而使溴水褪色,C错误;胆矾为CuSO4·5H2O,颜色为蓝色,如果表面失去结晶水,则变为白色的CuSO4,化学方程式为:CuSO4·5H2O===CuSO4+5H2O,方程式正确,D正确;故选D。
3.C 由题图可知,a为Fe,b中含有Fe2+,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,e中含有Fe3+。Fe+2Fe3+===3Fe2+,a可与e反应生成b,A推断合理;Fe2+既可以被氧化为Fe3+,也可以被还原为Fe,B推断合理;可将饱和的Fe3+溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体,而不是浓碱液中,C推断不合理;可存在Fe2+ eq \(――→,\s\up7(OH-)) Fe(OH)2 eq \(――→,\s\up7(O2)) Fe(OH)3 eq \(――→,\s\up7(H+)) Fe3+ eq \(――→,\s\up7(Fe)) Fe2+的循环转化关系,D推断合理。
4.B 纳米Fe3O4具有磁性,因此可用作铁磁性材料,B错误。
5.D 碱式硫酸铁能发生水解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有较强的吸附性,可用作净水剂,A项正确;NH4HCO3不稳定,受热易分解,所以为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行,B项正确;KSCN溶液遇Fe2+无明显现象,(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化,其中的Fe2+变成Fe3+,KSCN溶液遇Fe3+变红,C项正确;FeSO4与(NH4)2SO4溶液反应冷却时有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O析出,说明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小,D项错误。
6.D 铁位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族,A错误;四氧化三铁是纯净物,B错误;14 g铁的物质的量为 eq \f(14 g,56 g·ml-1) =0.25 ml,7 g硫粉的物质的量为 eq \f(7,32) ml<0.25 ml,二者反应的化学方程式为Fe+S eq \(=====,\s\up7(高温)) FeS,铁粉过量,生成硫化亚铁的质量小于21 g,C错误;纯铁中无其他元素,只能发生化学腐蚀,而生铁中含碳,能构成原电池,发生电化学腐蚀,故生铁比纯铁抗腐蚀性差,D正确。
7.D 青铜的主要成分为铜、锡合金,将青铜器放在银质托盘上,青铜器容易生成铜绿,A错误;Cu2O在稀硫酸中发生歧化反应:Cu2O+H2SO4===Cu+CuSO4+H2O,化合价发生变化,CuO在稀硫酸中发生复分解反应,化合价无变化,故原理不同,B错误;铜青是碱式碳酸铜,和青铜不是一种物质,C错误;湿法炼铜利用单质铁在铜盐溶液中置换出铜,故胆矾可用作原料,D正确。
8.B FeCl3溶液中,Fe3+会发生水解反应:FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3+3HCl,加热蒸发,HCl挥发,使平衡不断向右移动,加热还会使Fe(OH)3分解生成Fe2O3,无法得到氯化铁固体,要得到氯化铁固体需要在干燥的氯化氢气流中加热蒸发,A项错误;稀硫酸与铁粉反应生成氢气,可排出装置中的氧气,盛有NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液中可隔绝空气,制得的Fe(OH)2可以较长时间稳定存在,B项正确;稀硝酸与Cu反应生成NO,无色的NO进入广口瓶中,被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2,C项错误;氯化氢的密度比空气的大,应该用向上排空气法收集,导管应长进短出,D项错误。
9.B ①FeO可以被稀HNO3氧化生成Fe3+,溶液的颜色由浅绿色转变成棕黄色,故①错误;②样品中加入盐酸后,取上层清液,然后加入KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中含有Fe3+,即红砖中含有氧化铁,故②错误;③由FeCl3溶液得到无水FeCl3,需要在干燥的氯化氢气流中加热,防止Fe3+水解,若直接蒸发最终生成Fe2O3,故③错误;④氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁,白色沉淀最终转变为红褐色沉淀,故④错误;⑤向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入盐酸发生的反应为:Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2,用过量的CO在高温下还原相同质量的混合物,固体减少的质量应是混合物中氧元素的质量,根据反应方程式,混合物中氧元素全部与盐酸中的氢元素结合转化成水,混合物中氧的质量为 eq \f(0.3 L×1 ml·L-1,2) ×16 g·ml-1=2.4 g,即固体减少的质量为2.4 g,故⑤正确;⑥磁性氧化铁是Fe3O4,属于氧化物,书写离子反应方程式时,不能拆写成离子形式,故⑥错误;⑦Fe3+氧化性强于I2,因此Fe3+会把I-氧化成I2,故⑦错误;⑧Fe2O3是难溶于水的氧化物,不与水反应生成Fe(OH)3,但可以通过化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3制取Fe(OH)3,故⑧正确;⑨赤铁矿的主要成分是Fe2O3,Fe3O4的颜色为黑色,故⑨错误;⑩Fe(OH)2溶液被氧气氧化成Fe(OH)3,此装置没有做防止氧气进入装置的防护,因此此装置不能长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,故⑩错误,故正确序号为⑤⑧。综上所述,本题正确答案为B。
10.C 在所得溶液中加入NaOH溶液后,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,溶液中溶质为NaNO3,n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0 ml·L-1×1.0 L=1 ml,沉淀为Cu(OH)2,质量为39.2 g,物质的量为 eq \f(39.2 g,98 g·ml-1) =0.4 ml,根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2],所以反应后的溶液中n[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.4 ml。
设Cu和Cu2O的物质的量分别为x ml、y ml,根据二者质量有64x+144y=27.2,根据铜元素守恒有x+2y=0.4,联立方程解得x=0.2,y=0.1,由上述分析可知,n(Cu)∶n(Cu2O)=0.2 ml∶0.1 ml=2∶1,故A正确;根据N元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.2 ml+1.0 ml·L-1×1.0 L=1.2 ml,所以原硝酸溶液的浓度为: eq \f(1.2 ml,0.5 L) =2.4 ml·L-1,B正确;根据电子转移守恒可知:3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O),所以3n(NO)=2×0.2 ml+2×0.1 ml,解得n(NO)=0.2 ml,所以标准状况下NO的体积为0.2 ml×22.4 L·ml-1=4.48 L,C错误;反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硝酸铜和剩余的硝酸反应,最后为硝酸钠溶液,根据氮元素守恒可知反应后溶液中剩余的n(HNO3)+2n[Cu(NO3)2]=n(NaNO3),所以剩余的n(HNO3)=n(NaNO3)-2n[Cu(NO3)2]=1 ml-2×0.4 ml=0.2 ml,故D正确。
11.C 金属X可置换出铜,为了不引入新的杂质,故X为铁粉,A项错误;不纯的铜中含有过量的铁粉,要除去铁粉,并得到FeSO4,则Y为稀硫酸,B项错误;硫酸亚铁具有还原性,可用作食品的抗氧化剂,C项正确;无水硫酸铜常用于检验水,但不作干燥剂,D项错误。
12.C 向18.4 g铁和铜组成的合金中加入过量的硝酸溶液,合金完全溶解,再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液,生成30.3 g沉淀,则消耗OH-的质量为30.3 g-18.4 g=11.9 g,其物质的量为 eq \f(11.9 g,17 g·ml-1) =0.7 ml,稀硝酸与铁和铜反应转移电子的物质的量与消耗OH-的物质的量相等,即为0.7 ml。氯气与等质量合金反应生成FeCl3、CuCl2,转移的电子数也为0.7 ml,1 ml Cl2~2e-,则反应消耗氯气的物质的量为 eq \f(0.7 ml,2) =0.35 ml,标准状况下的体积为0.35 ml×22.4 L·ml-1=7.84 L,故选C项。
13.C C2O3和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气,C元素的化合价降低,C2O3作氧化剂,Cl2是氧化产物,由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性:C2O3>Cl2,A正确;白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中,构成原电池,Zn比Fe更活泼,Zn为负极,发生氧化反应,Fe为正极被保护,B正确;常温下铁遇浓硫酸发生钝化,生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生,不是不反应,C错误;KI过量,由充分反应后现象可知溶液中还存在铁离子,则KI与FeCl3的反应具有可逆性,D正确。
A
硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
6FeSO4+O2+2H2O===2Fe2(SO4)3+2Fe(OH)2↓
B
硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
Na2S+2O2===Na2SO4
C
溴水颜色逐渐褪去
4Br2+4H2O===HBrO4+7HBr
D
胆矾表面出现白色粉末
CuSO4·5H2O===CuSO4+5H2O
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向C2O3中滴加浓盐酸
产生黄绿色气体
氧化性:C2O3>Cl2
B
白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中,一段时间后滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液
无明显现象
锌对铁依然具有保护作用
C
将铁片投入浓硫酸中
无明显变化
常温下铁不与浓硫酸反应
D
将10 mL 2 ml·L-1的KI溶液与1 mL 1 ml·L-1的FeCl3溶液混合,充分反应后滴加KSCN溶液
溶液颜色变红
KI与FeCl3的反应具有可逆性
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