4、
D.可利用KSCN溶液檢驗(yàn)FeSO4溶液是否變質(zhì)
5.(2019屆遼寧沈陽(yáng)東北育才學(xué)校模擬)部分氧化的Fe-Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g,經(jīng)如下處理:
下列說(shuō)法正確的是( )。
A.V=44.8
B.原樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.89%
C.濾液A中的陽(yáng)離子為Fe2+、Fe3+、H+
D.樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 g
6.(2019屆北京昌平期末)納米Fe3O4晶體材料可以作為核磁共振造影增強(qiáng)劑,用于疾病的診斷和治療。其制備過(guò)程如下圖所示,下列敘述不合理的是( )。
A.在反應(yīng)②中,的作用可能是促進(jìn)氯化鐵水解
B.反應(yīng)③的化學(xué)方程式是
5、6FeOOH+CO ===2Fe3O4+3H2O+CO2
C.直接加熱FeCl3溶液也可以得到四氧化三鐵
D.納米四氧化三鐵形成的分散劑,有可能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象
7.將金屬銅、鐵置于氯化鐵溶液中充分反應(yīng),下列對(duì)反應(yīng)情況設(shè)想的評(píng)價(jià)正確的是( )。
選項(xiàng)
反應(yīng)情況設(shè)想
評(píng)價(jià)
A
當(dāng)鐵、銅均不剩余時(shí),溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定無(wú)Fe3+
正確,F(xiàn)e3+和Fe、Cu均可反應(yīng)
B
當(dāng)鐵、銅均有剩余時(shí),溶液中一定有Fe2+、Cu2+,無(wú)Fe3+
正確,F(xiàn)e和Cu與Fe3+都反應(yīng),故有Fe2+和Cu2+,無(wú)Fe3+
C
當(dāng)銅有剩余,鐵無(wú)剩余時(shí),溶液中一定只有Fe2+
6、,無(wú)Cu2+
正確,Cu有剩余,故無(wú)Cu2+
D
當(dāng)鐵有剩余,銅無(wú)剩余時(shí),溶液中一定有
Fe2+、Cu2+
不正確,不可能有Fe剩余而無(wú)Cu剩余,因?yàn)镕e比Cu優(yōu)先與Fe3+反應(yīng)
二、非選擇題
8.(2019屆安徽淮南一模)從古至今,鐵及其化合物在人類(lèi)生產(chǎn)生活中的作用發(fā)生了巨大變化。
(1)古代中國(guó)四大發(fā)明之一的司南是由天然磁石制成的,其主要成分是________(填字母序號(hào))。
a.Fe b.FeO c.Fe3O4 d.Fe2O3
(2)現(xiàn)代利用鐵的氧化物循環(huán)裂解水制氫氣的過(guò)程如下圖所示。 整個(gè)過(guò)程與溫度密切相關(guān), 當(dāng)溫度低于 570 ℃時(shí),反應(yīng)Fe3O4(s)+4
7、CO(g)3Fe(s)+4CO2(g),阻礙循環(huán)反應(yīng)的進(jìn)行。
①已知:Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=+19.3 kJ·mol-1
3FeO(s)+H2O(g)Fe3O4(s)+H2(g) ΔH2=-57.2 kJ·mol-1
C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH3=+172.4 kJ·mol-1
鐵氧化物循環(huán)裂解水制氫氣總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________
__________________。
②下圖表示其他條件一定時(shí),F(xiàn)e3O4(s)和CO(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CO(g)的體積百分含量隨溫度的變化關(guān)系。
ⅰ
8、.當(dāng)溫度低于570 ℃時(shí),溫度降低CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”),理由是______________________________________________。
ⅱ.當(dāng)溫度高于570 ℃時(shí),隨溫度升高,反應(yīng)Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)平衡常數(shù)的變化趨勢(shì)是________(填“增大”“減小”或“不變”);1040 ℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值是________。
(3)①古老而神奇的藍(lán)色染料普魯士藍(lán)的合成方法如下:
牛血
復(fù)分解反應(yīng)ⅱ的離子方程式是_____________________________________
9、_________。
②如今基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測(cè)食品中CN-,方案如下:
若試紙變藍(lán)則證明食品中含有 CN-,請(qǐng)解釋檢測(cè)時(shí)試紙變藍(lán)的原因:__________________________________________________。
(3) 已知25 ℃時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-39,此溫度下若在實(shí)驗(yàn)室中配制100 mL 5 mol·
L-1 FeCl3溶液,為使配制過(guò)程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,則至少需要加入2 mol·L-1的鹽酸________mL(忽略加入鹽酸體積)。
9.(2019屆四川資陽(yáng)二診)工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2
10、O3、FeO、SiO2)制備鐵紅(Fe2O3)的生產(chǎn)流程如下:
試回答下列問(wèn)題:
(1)步驟Ⅰ所得溶液中鐵元素的化合價(jià)是________。
(2)實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)步驟Ⅱ中分離操作需要的儀器有________、鐵架臺(tái)、玻璃棒、燒杯。
(3)步驟Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_________________________________________;向反應(yīng)后的溶液中加入試劑________,當(dāng)觀察到____________說(shuō)明步驟Ⅲ已經(jīng)進(jìn)行完全。
(4)步驟Ⅳ中不能選用試劑________調(diào)節(jié)溶液的pH。(填字母編號(hào))
a.FeO固體 b.氫氧化鈉溶液
c.Fe2O3固體 d.氨
11、水
(5)室溫下,F(xiàn)eCO3達(dá)到溶解平衡時(shí)溶液pH=8.5,c(Fe2+)=1.2×10-6 mol·L-1,則FeCO3固體產(chǎn)物中________(填“有”或“無(wú)”)Fe(OH)2。已知:Ksp[Fe(OH)2]=4.8×10-16。
(6)步驟Ⅵ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________。
10.(2019屆山西太原五中段考)已知鐵的化合物之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
Fe2+Fe3+FeO(高鐵酸根離子)
請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題:
(1)Fe與過(guò)量稀鹽酸反應(yīng)可以制取FeCl2。若用反應(yīng)所得的酸性溶液,實(shí)現(xiàn)上述①的轉(zhuǎn)化,要求產(chǎn)物純凈,可選用
12、的試劑是________(填序號(hào))。
a.KMnO4 b.HNO3 c.H2O2
(2)硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝。精礦在陽(yáng)極浸出的反應(yīng)比較復(fù)雜,其中有一主要反應(yīng):CuFeS2+4Fe3+===Cu2++5Fe2++2S(CuFeS2中S為-2價(jià))。則下列說(shuō)法正確的是______(填序號(hào))。
a.從物質(zhì)分類(lèi)的角度看,黃銅礦屬于合金
b.Cu2+和S是氧化產(chǎn)物
c.當(dāng)轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí),46 g CuFeS2參加反應(yīng)
d.反應(yīng)中,CuFeS2既作氧化劑又作還原劑
(3)在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的鐵屑,反應(yīng)完全后將固體濾出。
①若濾出的固體中
13、只有銅,則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是__________________,一定不含的陽(yáng)離子是______________。
②若濾出的固體中含有鐵和銅,則溶液中一定不含的陽(yáng)離子是________________。
(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效的綠色水處理劑,和水發(fā)生水解反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體等物質(zhì),寫(xiě)出FeO 和H2O反應(yīng)的離子方程式:__________________________________。高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是__________、__________(用簡(jiǎn)潔的名詞描述即可)。
11.(2019屆江西上高二中月考)氯化亞銅(CuCl)常用作有
14、機(jī)合成工業(yè)中的催化劑,是一種白色粉末;微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸;在空氣中迅速被氧化成綠色;見(jiàn)光則分解,變成褐色。如下圖所示是工業(yè)上以制作印刷電路板的廢液(含F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)生產(chǎn)CuCl的流程:
根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題:
(1)寫(xiě)出生產(chǎn)過(guò)程中所加試劑:X______________,Y______________。
(2)生產(chǎn)中為了提高CuCl產(chǎn)品的質(zhì)量,采用抽濾法快速過(guò)濾,析出的CuCl晶體不用水而用無(wú)水乙醇洗滌的目的是__________________________;生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過(guò)大的原因是________________________
15、____。
(3)寫(xiě)出產(chǎn)生CuCl的化學(xué)方程式:________________________________________。
(4)在CuCl的生成過(guò)程中除環(huán)境問(wèn)題、安全問(wèn)題外,還應(yīng)該注意的關(guān)鍵問(wèn)題是________________。
第3節(jié) 鐵、銅及其化合物
1.D 解析:硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì)),混合物中加入足量硫酸,F(xiàn)e2O3、Al2O3與酸反應(yīng)生成的硫酸鐵、硫酸鋁,二氧化硅不反應(yīng),過(guò)濾,固體1為二氧化硅;在濾液中加入鐵粉將鐵離子還原為亞鐵離子,調(diào)節(jié)pH使鋁離子完全沉淀,過(guò)濾,固體2為氫氧化鋁,溶液2為硫酸亞鐵,蒸
16、發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,得到硫酸亞鐵晶體。由流程分析可知A、B正確;亞鐵離子易被空氣中的氧氣氧化,而且受熱易失去結(jié)晶水,所以從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過(guò)程中,須控制條件防止其氧化和分解,故C正確;在溶液1中加入鐵粉后含有亞鐵離子和鋁離子,加過(guò)量的氫氧化鈉,鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子,亞鐵離子與氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化亞鐵沉淀,但是氫氧化亞鐵易被氧氣氧化,則得到的氫氧化亞鐵中含有氫氧化鐵,最后得到的產(chǎn)品不純,故D錯(cuò)誤。
2.A 解析:由于N2O4可以看作2分子NO2,我們可以直接將它當(dāng)作NO2進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)題目得知所有的氣體均被水吸收生成硝酸,我們可以寫(xiě)出如下的化學(xué)方程式:NO+NO
17、2+O2+H2O===2HNO3。標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1.68 L氧氣是0.075 mol,因此通過(guò)比例可知,NO和NO2的物質(zhì)的量各自是0.075 mol。銅和硝酸反應(yīng)有兩種情況:Cu+4HNO3===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。通過(guò)NO和NO2的物質(zhì)的量可以分別算出兩個(gè)反應(yīng)中銅的物質(zhì)的量分別是0.0375 mol和0.1125 mol,總共是0.15 mol,則完全沉淀需要的氫氧根是0.3 mol,因此需要的氫氧化鈉溶液的體積是60 mL。
3.D 解析:金屬性:鐵>銅,鐵離子首先氧化金屬鐵。當(dāng)a≤2b時(shí),鐵離子不足,發(fā)
18、生的離子反應(yīng)為2Fe3++Fe===3Fe2+,A正確;當(dāng)2b≤a≤4b時(shí),鐵離子全部參與反應(yīng),因此反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n(e-)為a mol,即為2b mol≤n(e-)≤4b mol,B正確;當(dāng)2a=5b時(shí),鐵全部反應(yīng),銅部分反應(yīng),發(fā)生的總離子反應(yīng)為10Fe3++4Fe+Cu===14Fe2++Cu2+,C正確;當(dāng)2b
19、FeCO3在空氣中高溫分解,F(xiàn)e2+可能被空氣中氧氣氧化成Fe3+,故A錯(cuò)誤;Fe2+和HCO發(fā)生雙水解反應(yīng),生成CO2,故B正確;過(guò)濾所用玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒,故C正確;KSCN溶液遇Fe3+顯血紅色,因此可用KSCN溶液檢驗(yàn)FeSO4溶液是否變質(zhì),故D正確。
5.B 解析:根據(jù)最后溶液中溶質(zhì)為過(guò)量H2SO4和FeSO4,充分灼燒后的固體為氧化鐵,則鐵元素的物質(zhì)的量為×2=0.04 mol,說(shuō)明參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.04 mol,含氫離子0.08 mol,其中部分氫離子生成氫氣,另外的H+和合金中的氧結(jié)合成水,由于合金中氧的物質(zhì)的量為=0.02 mol,它結(jié)合氫離子0.04
20、 mol,所以硫酸中有(0.08-0.04) mol=0.04 mol H+生成氫氣,即生成0.02 mol氫氣,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為448 mL,故A錯(cuò)誤;合金中Fe元素的質(zhì)量為56 g·mol-1×0.04 mol=2.24 g,故合金中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=38.89%,故B正確;生成的濾渣3.2 g是銅,金屬銅可以和Fe3+反應(yīng),所以濾液A中一定不含F(xiàn)e3+,故C錯(cuò)誤;由于硫酸過(guò)量,生成氫氣,濾液中不含銅離子,濾渣3.2 g為金屬銅,銅的物質(zhì)的量為=0.05 mol,若全部為氧化銅,氧化銅的質(zhì)量為80 g·mol-1×0.05 mol=4.0 g,由于是部分銅被氧化成氧化銅,則
21、樣品中氧化銅的質(zhì)量一定小于4.0 g,故D錯(cuò)誤。
6.C 解析:因反應(yīng)②環(huán)丙胺不參加反應(yīng),但加快反應(yīng)速率,即加快了氯化鐵水解,故A正確;反應(yīng)③的反應(yīng)物為FeOOH和CO,其中一種生成物為Fe3O4,由質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)為6FeOOH+CO===2Fe3O4+3H2O+CO2,故B正確;直接加熱FeCl3溶液可以得到氫氧化鐵,進(jìn)一步加熱可以得到氧化鐵,無(wú)法得到四氧化三鐵,故C錯(cuò)誤;納米四氧化三鐵分散在適當(dāng)?shù)姆稚┲?,屬于膠體分散系,則具有丁達(dá)爾現(xiàn)象,故D正確。
7.D 解析:當(dāng)鐵、銅的量比較少時(shí)溶液中可能有Fe3+存在,A錯(cuò)誤;當(dāng)鐵過(guò)量時(shí),銅不與Fe3+反應(yīng),此時(shí)溶液中不存在Cu2+和Fe
22、3+,B錯(cuò)誤;銅有剩余則溶液中一定無(wú)Fe3+,可能有Cu2+,C錯(cuò)誤;鐵比銅活潑,不可能出現(xiàn)鐵有剩余而銅無(wú)剩余的情況,D正確。
8.(1)c
(2)①C(s)+H2O(g)===H2(g)+CO(g) ΔH=+134.5 kJ·mol-1
②ⅰ.增大 當(dāng)溫度低于570 ℃時(shí),可逆反應(yīng)Fe3O4+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)平衡正向移動(dòng),故CO的轉(zhuǎn)化率增大
ⅱ.增大 4
(3)①[Fe(CN)6]4-+4Fe3+===Fe4[Fe(CN)6]3↓
②堿性條件下,F(xiàn)e2+與 CN-結(jié)合生成[Fe(CN)6]4-,F(xiàn)e2+被空氣中的O2 氧化生成 Fe3+,[Fe(CN)6]
23、4- 與 Fe3+反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙變藍(lán)
(4)2.5
解析:(2)②ⅰ.由圖象可知,當(dāng)溫度低于570 ℃時(shí),溫度降低,CO的體積百分含量降低,故CO的轉(zhuǎn)化率增大;由題意可知,當(dāng)溫度低于570 ℃時(shí),可逆反應(yīng)Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)平衡正向移動(dòng),故CO的轉(zhuǎn)化率增大。ⅱ.當(dāng)溫度高于570 ℃時(shí),隨溫度升高,CO的體積百分含量降低,即反應(yīng)Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)平衡正向移動(dòng),則平衡常數(shù)增大。1040 ℃時(shí)CO體積分?jǐn)?shù)為20%。設(shè)CO起始濃度為1 mol·L-1,消耗CO濃度為x。
Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s
24、)+CO2(g)
1 0
xx
1-xx
=20%,x=0.8 mol·L-1,K==4。
(3)②堿性條件下,F(xiàn)e2+與CN-結(jié)合生成[Fe(CN)6]4-;Fe2+被空氣中的O2氧化生成Fe3+;[Fe(CN)6]4-與Fe3+反應(yīng)生成普魯士藍(lán)使試紙變藍(lán)。(4)若不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,則c(Fe3+)×
c3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3],代入有關(guān)數(shù)據(jù)后可求出c(OH-)≤2×10-13 mol·L-1,c(H+)≥0.05 mol·L-1,則加入鹽酸的體積至少為=0.0025 L=2.5 mL。
9.(1)+2、+3 (2)漏斗
(
25、3)2H++Fe===Fe2++H2↑,2Fe3++Fe===3Fe2+ KSCN溶液 無(wú)血紅色現(xiàn)象
(4)bc (5)無(wú) (6)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
解析:(3)步驟Ⅲ是將鐵離子還原成亞鐵離子,又因?yàn)槿芤褐羞€存在氫離子,則步驟Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2H++Fe===Fe2++H2↑、2Fe3++Fe===3Fe2+;檢驗(yàn)步驟Ⅲ已經(jīng)進(jìn)行完全,即溶液中沒(méi)有鐵離子,可以用KSCN溶液。(4)步驟Ⅳ中調(diào)節(jié)pH的試劑要能與酸反應(yīng)且不引入新的雜質(zhì),所以用氧化亞鐵或氨水較好,答案選bc。(5)由題中數(shù)據(jù)可知,溶液中c(Fe2+)·c(OH-)2=1.2×10-6×(1×10-5
26、.5)2=1.2×10-17<Ksp[Fe(OH)2]=4.8×10-16,故無(wú)Fe(OH)2沉淀生成。(6)步驟Ⅵ中碳酸亞鐵在空氣中與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成氧化鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
10.(1)c (2)c
(3)①Fe2+ Fe3+②Fe3+、Cu2+
(4)4FeO+10H2O4Fe(OH)3(膠體)+8OH-+3O2↑ 殺菌 凈水
解析:(3)向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入一定量的鐵屑,對(duì)應(yīng)的反應(yīng)為2FeCl3+Fe===3FeCl2,CuCl2+Fe===FeCl2+Cu。①若剩余的固體為銅,則反應(yīng)后的溶液中含有的陽(yáng)離子
27、一定有Fe2+,一定不含F(xiàn)e3+,但不一定含有Cu2+;②若剩余的固體為鐵和銅的混合物,則反應(yīng)后的溶液中的陽(yáng)離子只有Fe2+,一定不含 Fe3+、Cu2+。(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)中Fe的化合價(jià)是+6價(jià),具有強(qiáng)氧化性,能殺菌消毒,其還原產(chǎn)物Fe3+水解生成氫氧化鐵膠體,能吸附水中雜質(zhì),所以高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是凈水、消毒。
11.(1)Fe HCl(或鹽酸)
(2)減少產(chǎn)品CuCl的損失 防止CuCl水解
(3)CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O===2CuCl↓+2H2SO4
(4)防止CuCl的氧化和見(jiàn)光分解
解析: (1)印刷電路的廢液(含F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)加入鐵,三價(jià)鐵離子能夠與鐵反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子,銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅,過(guò)濾后濾渣中含有銅和鐵,加入鹽酸,鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵,銅與鹽酸不反應(yīng),將銅分離出來(lái)。
內(nèi)容總結(jié)
(1)第3節(jié) 鐵、銅及其化合物
一、選擇題
1.(2019屆河北保定定興三中月考)某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O),設(shè)計(jì)了如下流程
(2)由題意可知,當(dāng)溫度低于570 ℃時(shí),可逆反應(yīng)Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)平衡正向移動(dòng),故CO的轉(zhuǎn)化率增大