（通用版）2020高考化学一轮复习跟踪检测（十四）难点专攻铁、铜重要化合物的性质探究（含解析）.doc

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1、1跟踪检测（十四） 难点专攻铁、铜重要化合物的性质探究1 本草纲目在绿矾(FeSO 47H2O)“发明”项载：“盖此矾色绿，味酸，烧之则赤” 。下列叙述正确的是( )A绿矾能电离出 H ，所以有“味酸”B绿矾煅烧后的固体产物为 FeOC可用无水 CuSO4检验煅烧绿矾生成的 H2OD通入 Ba(NO3)2溶液可检验煅烧产物中的 SO3解析：选 C 绿矾是硫酸亚铁晶体，不能电离出 H ，之所以有“味酸” ，是溶解时Fe2 水解的结果，故 A 错误；绿矾煅烧后生成“赤”色的产物为 Fe2O3，故 B 错误；水蒸气遇到无水 CuSO4，无水 CuSO4会变成蓝色 CuSO45H2O，因此可以用无水

2、CuSO4检验煅烧绿矾生成的 H2O，故 C 正确；酸性溶液中 NO 具有强氧化性，生成的二氧化硫，也会被氧化生 3成 SO ，进而生成硫酸钡沉淀，故 D 错误。242为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是( )选项实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论A在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl Fe2 具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2 Zn= = FeZn 2 Fe2 具有还原性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色溶液Fe3 Fe= =2Fe2铁单

3、质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3 Cu= =2Fe2 Cu 2 Fe3 具有氧化性解析：选 A 氯气能够将 Fe2 (浅绿色)氧化为 Fe3 (棕黄色)，A 项正确；B 项得到的结论应该是 Fe2 具有氧化性；C 项的离子方程式错误；D 项的实验现象应该是铜粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为蓝色。3如图所示装置可用来制取 Fe(OH)2和观察 Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 molL 1 硫酸溶液、NaOH 溶液。下列说法错误的是( )2AB 中盛有一定量的 NaOH 溶液，A 中应预先加入的试剂是铁屑B实验开始时应先将活塞 E

4、关闭C生成 Fe(OH)2的操作为关闭 E，使 A 中溶液压入 B 瓶中D取下装置 B 中的橡皮塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为 4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)3解析：选 B 制取硫酸亚铁需要铁屑，所以在烧瓶中应该先加入铁屑，所以 A 中应预先加入的试剂是铁屑，故 A 正确；稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，实验开始时应打开活塞 E，用氢气排出装置中的空气，B 错误；铁和硫酸反应有氢气生成，关闭活塞 E，导致 A 装置中压强逐渐增大，将 FeSO4溶液被压入 B 瓶中进行反应生成氢氧化亚铁，C 正确；氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应方程

5、式为4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)3，故 D 正确。4由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe 3O4、Fe 2O3和 FeO)得到绿矾(FeSO 47H2O)，再通过绿矾制备铁黄FeO(OH)的流程如下：绿矾 铁黄烧 渣 酸 溶 FeS2 溶 液 氨 水 /空 气 已知：FeS 2和铁黄均难溶于水。下列说法不正确的是( )A步骤，最好用硫酸来溶解烧渣B步骤，涉及的离子方程式为FeS214Fe 3 8H 2O=15Fe2 2SO 16H 24C步骤，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾D步骤，反应条件控制不当会使铁黄中混有 Fe(OH)3解析：选 C 要制得绿矾，

6、为了不引入其他杂质，步骤最好选用硫酸来溶解烧渣，A项正确；加入 FeS2后得到的溶液经步骤可得到绿矾，故步骤中 FeS2和 Fe3 发生氧化还原反应，生成了 FeSO4，离子方程式为FeS214Fe 3 8H 2O=15Fe2 2SO 16H ，B 项正确；步骤，由 FeSO4溶液得到绿24矾应蒸发浓缩、冷却结晶而不是蒸发结晶，C 项错误；步骤中若反应条件控制不当，则会使铁黄中混有 Fe(OH)3，D 项正确。5钌(Ru)是一种硬而脆呈浅灰色的多价稀有金属，性质很稳定，且耐腐蚀性很强。实验室用 H2还原 RuO2来制备金属钌的装置如图所示。下列说法不正确的是( )A加热试管前，应先收集气体并点

7、燃，通过爆鸣声判断气体的纯度B洗气瓶中盛装的可能是 NaOH 溶液，用于除去 HCl3C结束反应时，先停止加热，再关闭活塞 KD启普发生器也可以用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气解析：选 D 可燃性气体在点燃或加热前必须验纯，故加热试管前，应先收集气体并点燃通过爆鸣声判断气体的纯度，以免发生爆炸，A 项正确；洗气瓶中盛装的可能是 NaOH溶液，用于除去氢气中的 HCl，避免制得的 Ru 含有杂质，B 项正确；结束反应时，先停止加热，再关闭活塞 K，用氢气冷却 Ru，以免生成的 Ru 在高温时又被空气中的氧气氧化，C项正确；二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气需要加热，而启普发生器不能加热，D 项不正确。

8、6某研究性学习小组探究 FeSO4的化学性质和用途。回答下列问题：(1)探究 FeSO4溶液的酸碱性：取少量 FeSO4固体，利用石蕊溶液测定 FeSO4溶液的酸碱性，必须选用的仪器有胶头滴管、药匙和_(填字母)。A玻璃棒 B试管C天平 D量筒(2)利用如图装置探究 FeSO4的稳定性。中有白色沉淀生成，小组成员结合理论分析，认为下列分解产物不可能的是_(填字母)。AFe 2O3、SO 3、H 2OBFe 2O3、SO 2、SO 3、H 2OCFeO、Fe 2O3、SO 2、SO 3、H 2O中溴水是用来检验是否有 SO2气体生成，若有 SO2生成，溴水将褪色。实验中，观察到溴水褪色，据此推测

9、 FeSO4分解最有可能被氧化的元素是_。NaOH 的作用是吸收 SO2气体，请写出用过量 NaOH 溶液吸收 SO2气体的化学方程式：_。(3)探究 FeSO4中 Fe2 的还原性：证明 FeSO4有较强的还原性，完成下表。实验步骤 实验预期现象及结论步骤一：取少量的 FeSO4固体于试管中，加入一定量水溶解 步骤二：滴加_溶液后，再滴入氯水当溶液中出现_现象，则说明FeSO4有较强的还原性4(4)硫酸亚铁用途探究：缺铁性贫血往往口服硫酸亚铁，当用硫酸亚铁制成药片时，外层包有一层特殊的糖衣，其作用是_。解析：(1)用药匙取少量 FeSO4固体于试管中溶解，用胶头滴管滴入石蕊溶液测定FeSO4

10、溶液的酸碱性，必须选用的仪器有胶头滴管、药匙、试管。(2)依据氧化还原反应的特征可知化合价有升必有降，Fe 2O3、SO 3、H 2O 中只有铁的化合价升高了，没有元素化合价降低，故 A 不可能；Fe 2O3、SO 2、SO 3、H 2O 中铁元素的化合价升高，硫元素的化合价降低，故 B 可能；FeO、Fe 2O3、SO 2、SO 3、H 2O 中铁元素的化合价升高，硫元素的化合价降低，故 C 可能。FeSO 4中 Fe2 具有还原性，所以最有可能被氧化的元素是 Fe。过量 NaOH 和 SO2反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式为2NaOHSO 2=Na2SO3H 2O。(3)FeSO4具

11、有较强的还原性，很容易被氧化剂氧化为硫酸铁，故检验 FeSO4的还原性，只需加入氧化剂以后检验 Fe3 的存在即可，操作是：取少量的 FeSO4固体于试管中，加入一定量水溶解，向其中加入硫氰化钾溶液后，无明显现象，再加入氯水，溶液变血红色，则证明硫酸亚铁具有较强的还原性。(4)缺铁性贫血往往口服硫酸亚铁，当用硫酸亚铁制成药片时，因硫酸亚铁容易被空气中的氧气氧化，外层常包有一层特殊的糖衣，其作用是防止硫酸亚铁被氧化。答案：(1)B (2)A Fe 2NaOHSO 2=Na2SO3H 2O (3)硫氰化钾 血红色 (4)防止硫酸亚铁被氧化7(2019湖南十三校联考)近年来，硫化铜矿的湿法冶炼技术已

12、经取得了很大的进展。现有一种催化氧化酸浸硫化铜矿的冶炼法，其工艺流程如图甲所示：反应温度、固液比、反应时间和氯离子浓度都对铜的浸出率有较大的影响，下面是实验得出的这几种因素对铜的浸出率影响的变化曲线图(如图乙戊所示)。5回答下列问题：(1)火法炼铜的主要反应：2CuFeS 24O 2 Cu2S3SO 22FeO(炉渣)；= = = = =800 2Cu 2S3O 2 2Cu2O2SO 2；= = = = =1 200 2Cu 2OCu 2S 6CuSO 2。= = = = =1 200 则在反应、中被氧化的元素为_(填元素符号)；若生成的 SO2在标准状况下的体积为 4.48 L，则反应中转移

13、的电子数目为_ NA；由 a mol CuFeS2生成a mol Cu，共消耗_ mol O 2。(2)写出反应 1 的化学方程式： _。经查，硫黄、FeSO 47H2O 均可入药，用途广泛。湿法炼铜与火法炼铜相比，优点是_。(3)从溶液中得到 FeSO47H2O 晶体的操作是_。(4)根据实验以及工业生产的实际要求，从下表中得出的最佳工艺条件为_(填字母)。选项 反应温度/ 固液比 c(Cl )/(molL1 ) 反应时间/hA 95 15 0.8 7B 100 15.5 0.7 7C 110 16 0.9 86解析：(1)整个过程中化合价升高的元素(即被氧化的元素)只有硫；每个硫原子失 6

14、 个电子，故生成 4.48 L(即 0.2 mol)SO2电子转移数为 1.2NA；CuFeS 2反应后的最终产物为SO2、FeO、Cu，根据原子守恒即得消耗 O2的物质的量。(2)根据流程图得出 CuS 的氧化产物为 S，H 2SO4提供酸性环境，从而得出反应 1 的化学方程式；湿法炼铜没有 SO2生成，故污染小，同时可得到有药用价值的副产物硫酸亚铁晶体及硫黄。(3)从溶液中获得结晶水合物的常规操作为蒸发浓缩、冷却结晶。(4)根据图乙戊可知，A 项为最佳工艺条件，95 时铜的浸出率已经很高，且高温需要更多的燃料供能，不经济。答案：(1)S 1.2 2.5 a(2)2CuSO 22H 2SO4

15、 2CuSO42H 2O2S 污染小，同时得到副产物硫= = = = =催 化 剂 酸亚铁晶体及硫黄，资源得到充分利用 (3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (4)A8Fe(OH) 3可用来制颜料、药物，作净水剂。现设计实验研究制备 Fe(OH)3的方法。资料：新制 Fe(OH)3在溶液中存在两种电离：Fe3 3OH Fe(OH) 3H FeO H 2O。 2(1)向 3 支盛有 1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液的试管中，分别加入 3 mL 不同浓度的NaOH 溶液，都产生红褐色沉淀。充分反应后，过滤，取滤液分成两等份，分别进行实验，实验记录如下：c (NaOH)/molL1现象操作5.

16、0 6.0 7.0实验：滴入几滴 KSCN 溶液 不变红 不变红 不变红实验：先加入过量稀硫酸，再滴入几滴 KSCN 溶液不变红 变红 变红产生红褐色沉淀的离子方程式是_。当 c(NaOH)6.0 molL 1 时，实验中溶液变红的原因是_(用离子方程式表示)。(2)有同学提出可用某些盐与 FeCl3溶液反应制备 Fe(OH)3。向 1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液中滴加 1.0 molL1 Na2CO3溶液，立即产生大量气泡，并有红褐色沉淀产生。有同学提出沉淀中可能含有碳酸盐。将沉淀过滤、洗涤后取样，_，证明沉淀中含有碳酸盐。7向 1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液中滴

17、加 1.0 molL1 Na2SO3溶液，溶液由黄色变为红色，无丁达尔效应，继续滴加 Na2SO3溶液，最终得到红褐色沉淀。经检验沉淀中除Fe(OH)3外还含有 FeSO3。产生 FeSO3的原因是_。(3)比较(1)和(2)，制备 Fe(OH)3的合理方法是_(注明试剂和用量)。(4)FeSO4溶液仅与一种试剂反应也可制 Fe(OH)3，该试剂的化学式是_(写出一种即可)。解析：(1)红褐色沉淀是 Fe(OH)3。实验说明溶液中没有 Fe3 ，铁元素只能以FeO 的形式存在。实验加入过量稀硫酸后，溶液变红，说明溶液中有 Fe3 ，即酸性条 2件下 FeO 转化成了 Fe3 。(2)检验碳酸盐

18、沉淀的方法：取沉淀少量于试管中，向沉淀 2中加入少量稀盐酸，有无色气体产生，即可证明沉淀中含碳酸盐。Fe 3 可与 SO 发生23氧化还原反应，溶液由黄色变为红色，无丁达尔效应，说明溶液中无 Fe3 ，且铁元素不以Fe(OH)3和 Fe(OH)2的形式存在，继续滴加 Na2SO3溶液得到红褐色沉淀，沉淀中除 Fe(OH)3外还含有 FeSO3，说明 Fe3 转化成了 Fe2 。(3)若用 Na2CO3或 Na2SO3溶液，会有其他难溶物生成，影响产品纯度。若 NaOH 溶液的浓度大于 6.0 molL1 ，铁元素能以 FeO 的形 2式存在，故选择 1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液

19、与 3 mL 浓度小于 6.0 molL1 的 NaOH 溶液混合制备 Fe(OH)3。(4)FeSO 4转化为 Fe(OH)3需要加入氧化剂，如 Na2O2、NaClO 等。答案：(1)Fe 3 3OH =Fe(OH)3FeO 4H =Fe3 2H 2O、Fe 3 3SCN =Fe(SCN)3 2(2)加入少量稀盐酸，有无色气体产生2Fe 3 SO H 2O=2Fe2 SO 2H 、Fe 2 SO =FeSO3(文字描述也可)23 24 23(3)1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液与 3 mL 浓度小于 6.0 molL1 的 NaOH 溶液混合(4)Na2O29FeCl 2是一种

20、常用的还原剂。有关数据如下：C6H5Cl(氯苯) C6H4Cl2 FeCl3 FeCl2溶解性 不溶于水，易溶于苯 不溶于 C6H5Cl、C 6H4Cl2、苯，易吸水熔点/ 45 53 沸点/ 132 173 查阅资料知：氯化铁遇水剧烈水解。实验室可以用如下方法来制备无水 FeCl2。8按下图装置，在三颈烧瓶中放入 a g 无水氯化铁和过量的氯苯，控制反应温度在128139 加热 3 h，冷却，分离提纯得到粗产品。反应的化学方程式为2FeCl3C 6H5Cl=2FeCl2C 6H4Cl2HCl。请回答下列问题：(1)仪器 B 的名称是_，盛装的试剂是_。(2)球形冷凝管的作用是_。(3)反应后

21、通入 N2的目的是_。(4)上图虚线框内应选择的安全瓶(盛有蒸馏水)是_。(5)用 x molL1 NaOH 溶液滴定安全瓶中盐酸，消耗 y mL NaOH 溶液，则氯化铁转化率为_(列出计算式)。(6)冷却实验装置，三颈烧瓶内物质经过过滤、洗涤、干燥后，得到粗产品，则回收滤液中 C6H5Cl 的方案是_。(7)已知 25 时， KspFe(OH)34.010 38 ，此温度下若在实验室中配制 5 molL1 100 mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入_mL1 molL1 的盐酸(总体积忽略加入盐酸的体积)。解析：(1)根据仪器的结构特点可判断 B 为球形干燥管

22、。干燥 HCl 气体所选干燥剂一般是无水 CaCl2、P 2O5、硅胶等。(2)冷凝管在此实验中的作用是冷凝回流、导气。(3)反应后通入 N2的目的是将 HCl 气体吹入 C 装置中，使其被充分吸收，减少实验误差。(4)吸收 HCl气体，应短进长出，故选 c。(5)通过滴定实验可得反应生成的 HCl 的物质的量为 xy103 mol，由反应的化学方程式 2FeCl3C 6H5Cl=2FeCl2C 6H4Cl2HCl 可知消耗的氯化铁的质量为 xy103 mol2162.5 gmol1 ，则其转化率为100%。(6)根据题目中的表格数据可知，xy10 3 mol2162.5 gmol 1a gC

23、6H4Cl2的沸点为 173 ，C 6H5Cl 的沸点为9132 ，回收 C6H4Cl2中 C6H5Cl 的措施是蒸馏，并且控制温度为 132 。(7)若不出现浑浊现象，则 c(Fe3 )c3(OH ) KspFe(OH)3，代入有关数据后可求出 c(OH )210 13 molL1 ， c(H )0.05 molL 1 ，故至少要加入 5.0 mL 1 molL1 的盐酸。答案：(1)球形干燥管 无水 CaCl2(写“P 2O5、硅胶”均可)(2)冷凝回流、导气(3)将 HCl 气体吹入 C 装置中，使其被充分吸收(4)c(5) 100%xy10 3 mol2162.5 gmol 1a g(6)蒸馏滤液，并收集 132 馏分(7)5.010