習(xí)題2：鐵銅及其化合物的應(yīng)用

基礎(chǔ)演練1.Fe片投入下列溶液后，金屬片質(zhì)量減小，但無氣體放出的是()A.冷濃HNO3 B.Cu(NO3)2溶液C.稀HNO3 D.Fe(NO3)3溶液解析：Fe遇冷濃HNO3鈍化，鐵片增重；Fe與Cu(NO3)2溶液反應(yīng)：Fe＋Cu(NO3)2=Fe(NO3)2＋Cu，金屬片質(zhì)量增重；Fe與稀HNO3反應(yīng)，F(xiàn)e＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，金屬片質(zhì)量減小，但有氣體產(chǎn)生；Fe與Fe(NO3)3溶液反應(yīng)：Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2。答案：D2.將Cu片放入mol·L－1FeCl3溶液后，反應(yīng)一段時間后取出Cu片，溶液中，c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，則Cu2＋與Fe3＋的物質(zhì)的量之比為()A.3∶2B.3∶5C.4∶3D.3∶4解析：由2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋知2n(Cu2＋)＝n(Fe2＋)，所以n(Cu2＋)∶n(Fe3＋)＝∶2＝c(Cu2＋)∶c(Fe3＋)＝3∶4。答案：D3.在電子工業(yè)中，制印刷電路時，常用氯化鐵溶液作為銅的腐蝕液，該過程發(fā)生的反應(yīng)為：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2。該反應(yīng)利用了銅的什么性質(zhì)()A.氧化性 B.還原性C.導(dǎo)電性 D.導(dǎo)熱性解析：在反應(yīng)2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2中，銅的化合價由0價升高到＋2價，被氧化，做還原劑。答案：B4.下列關(guān)于鐵的敘述錯誤的是()A.純凈的鐵是光亮的銀白色金屬B.鐵能被磁鐵吸引，在磁場作用下，鐵自身也能產(chǎn)生磁性C.鐵是地殼中含量最多的金屬元素，所以分布在地殼中的鐵有游離態(tài)也有化合態(tài)D.純鐵的抗蝕能力相當強，鐵在干燥的空氣里不易被氧化解析：A項和B項的敘述正確，答案排除A項和B項；在地殼中含量最多的金屬元素是鋁，鐵占第二位；鐵是比較活潑的金屬，在地殼中都以化合態(tài)存在，游離態(tài)的鐵只能從隕石中得到，C項錯；純鐵，不易被氧化，故抗腐蝕能力強，D項敘述正確。答案：C5.鐵屑溶于過量的稀H2SO4，過濾后向濾液中加入適量硝酸，再加入過量的氨水，有紅褐色的沉淀生成。過濾、加熱沉淀物至質(zhì)量不再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘渣。上述沉淀和殘渣分別是()A.Fe(OH)3；Fe2O3 B.Fe(OH)2；FeOC.Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4 D.Fe2O3；Fe(OH)3解析：鐵屑溶于稀H2SO4生成FeSO4，加入稀HNO3后，F(xiàn)e2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，再加氨水生成紅褐色Fe(OH)3沉淀，過濾加熱至質(zhì)量不再變化得紅棕色Fe2O3。答案：A6.根據(jù)下圖所示的關(guān)系確定A、B、C、D、E、F的化學(xué)式，A為________，B為________，C為________，D為________，E為________，F(xiàn)為________。解析：從最初條件看，框圖很模糊。直接得不出結(jié)論，但找到題眼：“紅褐色固體F”、“黑色晶體B”，就可迅速得出紅褐色固體F是Fe(OH)3，從而得出A為Fe，B為Fe3O4，C為FeSO4，D為Fe2(SO4)3，E為Fe(OH)2。答案：FeFe3O4FeSO4Fe2(SO4)3Fe(OH)2Fe(OH)37.下圖所涉及的物質(zhì)均為中學(xué)化學(xué)中的常見物質(zhì)，其中C、D、E為單質(zhì)，其余為化合物。它們存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系，反應(yīng)中生成的水及次要產(chǎn)物均已略去。(1)寫出化學(xué)式：B________E________。(2)指出MnO2在相關(guān)反應(yīng)中的作用：反應(yīng)①中是________劑，反應(yīng)②中是________劑。(3)寫出離子方程式：H＋E→G：________；G＋D→H：________。(4)若反應(yīng)①是在加熱條件下進行，A是________；若反應(yīng)①是在常溫條件下進行的，A是________。解析：在中學(xué)化學(xué)中涉及與MnO2有關(guān)的反應(yīng)，常用來制取O2和Cl2，且題目中告知C、D、E為單質(zhì)，G、H可以相互轉(zhuǎn)化，則說明E為一種變價金屬元素，E可能Fe，而F與B反應(yīng)生成G和H，則C為O2，D為Cl2，H為FeCl3，G為FeCl2，B為HCl。若反應(yīng)①是在加熱條件下制取O2，則A為KClO3；若在常溫下進行，則A為H2O2。答案：(1)HClFe(2)催化氧化(3)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(4)KClO3H2O2單元綜合1.已知一些金屬單質(zhì)的發(fā)現(xiàn)與其金屬活動性存在著某種必然的聯(lián)系，你認為下列事件發(fā)生在鐵器時代之前的是()A.金屬鋁的冶煉 B.青銅器時代C.戴維發(fā)現(xiàn)金屬鈉 D.從海水中提取金屬鎂解析：金屬的活潑性越弱，越容易從化合物中獲取該金屬，Al、Na、Mg都是活潑金屬，只有Cu不活潑，故選B項。答案：B2.下列有關(guān)高爐煉鐵的說法正確的是()A.焦炭和一氧化碳都作還原劑B.用足量的焦炭可以得到純鐵C.加石灰石的目的主要是為了提供更多的CO2D.用鋁代替焦炭作還原劑可以節(jié)約資金解析：根據(jù)高爐煉鐵的反應(yīng)C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2、CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO、Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2可知，C和CO都是還原劑，A正確；高爐煉鐵得到的是含碳量2%～%的生鐵，B錯誤；CaCO3是造渣劑，目的是除去鐵礦石中的SiO2雜質(zhì)，防止影響生鐵的品質(zhì)，C錯誤；鋁熱反應(yīng)雖然也可以制備鐵，但是鋁的價格遠遠高于焦炭，所以不可能節(jié)約資金，D錯誤。答案：A3.某物質(zhì)溶于鹽酸，滴加KSCN溶液后顏色沒有變化，再加入溴水后溶液呈血紅色，這種物質(zhì)是()A.FeCl3 B.FeCl2C.FeO D.Fe3O4解析：選項A中Fe3＋遇KSCN呈血紅色，故不符合題意；選項B中Fe2＋遇KSCN沒有顏色變化，加入溴水后，由于2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－，生成Fe3＋，溶液呈血紅色，故B項正確；選項C中FeO與HCl反應(yīng)，F(xiàn)eO＋2HCl=FeCl2＋H2O，滴入KSCN無顏色變化，再加入溴水后，生成Fe3＋，遇KSCN呈血紅色，也符合題意；選項D中Fe3O4＋8HCl=FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，溶液中含F(xiàn)e3＋，滴加KSCN后，呈血紅色，故D項不符合題意。答案：BC4.下列有關(guān)金屬及其合金的說法不正確的是()A.目前我國流通的硬幣是由合金材料制造的B.生鐵、普通鋼和不銹鋼中的碳含量依次增加C.鎂在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，可用于制作照明彈D.日用鋁制品表面覆蓋著氧化膜，對內(nèi)部金屬起保護作用解析：金屬硬幣都是由合金材料制成的，A正確；生鐵中的含碳量比普通鋼中的高，不銹鋼主要是在鋼中加入鎳、鉻元素，B錯誤；鎂燃燒能發(fā)出白光，C正確；鋁表面的氧化膜致密、穩(wěn)定，D正確。答案：B5.純鐵的熔點為1535℃，而高爐中煉鐵時生鐵(含碳量較高的鐵的合金)在1200A.鐵的純度越高熔點越低B.合金的熔點比其成分物質(zhì)的熔點高C.因為形成了鐵碳合金，所以熔點變低D.生鐵在高爐內(nèi)熔化的過程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)解析：合金的熔點比各組分的熔點低。答案：C6.能將FeCl2、FeCl3、AlCl3、MgCl2四種溶液區(qū)別開來的一種試劑是()A.AgNO3溶液 B.NaOH溶液C.氨水 D.NaSCN溶液解析：分別加入足量NaOH溶液，若先出現(xiàn)白色沉淀，并迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，說明是FeCl2，若先出現(xiàn)紅褐色沉淀，說明是FeCl3，若先出現(xiàn)白色沉淀，后全部溶解，說明是AlCl3，若先出現(xiàn)白色沉淀，NaOH過量也無變化，說明是MgCl2。答案：B7.某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，開始時是白色絮狀沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色。下列結(jié)論正確的是()A.一定有Fe2＋存在，一定沒有Fe3＋、Mg2＋B.一定有Fe3＋存在，一定沒有Fe2＋、Mg2＋C.一定有Fe3＋存在，可能有Fe2＋，一定沒有Mg2＋D.一定有Fe2＋存在，可能有Mg2＋，—定沒有Fe3＋解析：根據(jù)加NaOH溶液時，開始出現(xiàn)白色沉淀，說明一定無Fe3＋，沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，說明一定含有Fe2＋，但因Mg(OH)2為白色沉淀，故不能確定是否含Mg2＋。答案：D8.已知下述三個實驗均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)①②③將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水將銅絲放入氯化鐵溶液中下列判斷正確的是()A.實驗①中鐵釘只作還原劑B.實驗②中Fe2＋既顯氧化性又顯還原性C.實驗③中發(fā)生的是置換反應(yīng)D.上述實驗證明氧化性；Fe3＋>Fe2＋>Cu2＋解析：①中Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，F(xiàn)e作還原劑，CuSO4作氧化劑。②中Fe2＋被Cl2氧化，F(xiàn)e2＋只作還原劑。③中2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，不是置換反應(yīng)，由以上三個反應(yīng)可以看出氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。答案：A9.將1.12g鐵粉加入25mL2mol/L氯化鐵溶液中充分反應(yīng)后其結(jié)果是()A.鐵有剩余，溶液呈淺綠色，Cl－濃度基本不變B.往溶液中滴入無色KSCN溶液，顯血紅色C.Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為5∶1D.氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3∶1解析：n(Fe)＝eq\fg,56g/mol)＝mol，n(Fe3＋)＝0.025L×2mol/L＝mol。由eq\o(Fe,\s\up6(,1))＋2Feeq\o(3＋,\s\up6(,2))=3Fe2＋知Fe3＋有剩余，F(xiàn)e粉已經(jīng)反應(yīng)完，溶液中有Fe2＋和Fe3＋，則A錯誤，B正確；由離子方程式知D項中比值應(yīng)為1∶2，生成的n(Fe2＋)＝mol×3＝mol，剩余n(Fe3＋)＝mol－mol×2＝mol，故兩者之比為6∶1，C項錯誤。答案：B10.鐵和氧化鐵的混合物共amol，加鹽酸后固體全部溶解，共收集到bmolH2，且溶液加入KSCN溶液不顯紅色，則原混合物中鐵的物質(zhì)的量為()A.bmol B.(a－b)mol\f(1,2)(a－b)mol \f(1,2)(a＋b)mol解析：Fe與Fe2O3的混合物與鹽酸反應(yīng)，再加入KSCN溶液不顯血紅色說明溶液中無Fe3＋，且放出H2bmol。所發(fā)生的化學(xué)方程式為：①Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，②Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，③2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，根據(jù)①與③可得Fe2O3＋Fe＋6HCl=3FeCl2＋3H2O。則Fe的物質(zhì)的量為eq\f(a－b,2)mol＋bmol＝eq\f(a＋b,2)mol。答案：D11.向一定量的FeO、Fe、Fe2O3的混合物中加入100mL1mol·L－1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(標準狀況)的氣體，在所得溶液中經(jīng)檢驗無Fe3＋。若用足量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物，能得到鐵的質(zhì)量是()A.gB.gC.gD.無法計算解析：由題意知，該混合物中加入鹽酸后發(fā)生以下幾個反應(yīng)：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑FeO＋2HCl=FeCl2＋H2OFe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2OFe＋2FeCl3=3FeCl2由方程式可知Fe元素全部轉(zhuǎn)化為FeCl2，所以混合物中Fe元素的物質(zhì)的量n(Fe)＝eq\f(1,2)n(Cl－)＝eq\f(1mol·L－1×L,2)＝mol。用CO還原相同質(zhì)量的混合物，得鐵的質(zhì)量為mol×56g·mol－1＝2.8g，故選C。答案：C12.有一鐵的氧化物樣品，用5mol·L－1鹽酸140mL恰好完全溶解，所得溶液吸收標準狀況下0.56LCl2，可使溶液中的亞鐵離子全部轉(zhuǎn)化為三價鐵離子。該樣品可能的化學(xué)式是()A.Fe2O3 B.Fe3O4C.Fe4O5 D.Fe5O7解析：分析反應(yīng)過程為Fe、O→Fe、Cl→FeCl3，可知：該氧化物中O原子的物質(zhì)的量＝鹽酸中Cl原子的物質(zhì)的量的一半＝mol；該氧化物中Fe原子的物質(zhì)的量＝eq\f(最終溶液中Cl原子的物質(zhì)的量,3)＝eq\fmol＋\fL,L·mol－1)×2,3)＝molFe、O的物質(zhì)的量之比為mol∶mol＝5∶7。答案：D13.(1)在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅[即：曾青(CuSO4)跟鐵反應(yīng)生成銅]，試寫出該反應(yīng)的離子方程式_________________________________。(2)盡管銅比鐵穩(wěn)定，但銅器表面經(jīng)常會生成銅銹[即：銅綠，化學(xué)式為Cu2(OH)2CO3]，其中生成銅綠的反應(yīng)物除銅外還有O2、CO2和H2O。試寫出保護銅制品的方法：______________________________。這層銅綠可用化學(xué)方法除去。試寫出除去銅綠而又不傷器物的化學(xué)反應(yīng)方程式：______________________。(3)銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣。(銅的熔點是1183.4℃，鐵的熔點是1534.8解析：“曾青得鐵則化為銅”實質(zhì)是金屬之間的置換反應(yīng)。銅生銹的化學(xué)方程式為：2Cu＋CO2＋H2O十O2=Cu2(OH)2CO3，所以銅要存放在干燥處。銅不與鹽酸反應(yīng)，而銅綠可與酸反應(yīng)，因此可用鹽酸除去銅綠而又不傷器物，銅錢的廣泛流通可以從銅的不活潑性和其熔點較低考慮。答案：(1)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu(2)在干燥空氣中保存Cu2(OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋3H2O＋CO2↑(3)銅的化學(xué)性質(zhì)比鐵穩(wěn)定，不易被腐蝕；銅的熔點低，容易冶煉鑄造成型14.室溫下，單質(zhì)A，B，C分別為固體、黃綠色氣體、無色氣體，在合適反應(yīng)條件下，它們可以按下圖進行反應(yīng)。又知E溶液是無色的，請回答：(1)A是________、B是________、C是________(請?zhí)罨瘜W(xué)式)。(2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為：_____________________________________。(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為：________________________________。(4)反應(yīng)④的化學(xué)方程式為：___________________________________。解析： A為變價金屬Fe，則D為FeCl3，F(xiàn)為FeCl2。答案：(1)FeCl2H2(2)2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2FeCl3(3)2HCl＋Fe=FeCl2＋H2↑(4)2FeCl2＋Cl2=2FeCl315.(1)實驗室中除去FeCl3溶液中的FeCl2，所用試劑：________，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式：______________________________________。(2)除去氯化亞鐵溶液中少量的氯化鐵，所用試劑：________，方法：___________________________，寫出有關(guān)的離子方程式：_______________________。(3)除去FeCl3溶液中少量CuCl2，所用試劑________，方法：_____________________________，寫出有關(guān)的離子方程式：______________________。解析：(1)所選試劑具有氧化性，將Fe2＋氧化為Fe3＋，用HClO可以，但HClO不穩(wěn)定，實驗室中沒有現(xiàn)成的HClO，所以用Cl2或H2O2較好；但H2O2需在HCl酸性條件下。反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cl2＋2FeCl2=2FeCl3或2HCl十H2O2＋2FeCl2=2FeCl3＋2H2O。(2)利用鐵粉的還原性，將FeCl3還原為FeCl2，再過濾除去剩余的Fe：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。(3)利用鐵粉發(fā)生：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu,2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，過濾除法Cu、Fe以后再通入足量的氯氣，將Fe2＋氧化為Fe3＋，有關(guān)反應(yīng)方程式為：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。答案：(1)Cl2或H2O2、HClCl2＋2FeCl2=2FeCl3或2HCl＋H2O2＋2FeCl2=2FeCl3＋2H2O(2)過量鐵粉過濾Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋(3)過量鐵粉和Cl2加入過量的鐵粉，過濾，濾液中通入足量的氯氣Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu,2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－16.已知Fe2O3與H2反應(yīng)會因溫度不同而可能生成Fe3O4。興趣小組在用H2還原Fe2O3，的實驗中，用磁鐵吸出生成的黑色粉末X。為探究X的組成，他們進行了如下實驗。(1)甲同學(xué)認為黑色粉末能被磁鐵吸附，因此X是鐵。你________(填“同意”或“不同意”)他的結(jié)論，原因是______________________。(2)乙同學(xué)：先將少量黑色粉末X放入裝有足量硫酸銅溶液燒杯中，振蕩，固體部分溶解，有極少量紅色物質(zhì)析出，過濾；然后向濾渣加入鹽酸，滴加幾滴KSCN溶液，溶液出現(xiàn)血紅色。通過現(xiàn)象分析，丙同學(xué)得出X的組成是Fe和Fe3O4。①滴加KSCN溶液的目的是：____________________________。②若在粉末X直接加入鹽酸、KSCN溶液，溶液不出現(xiàn)血紅色。不出現(xiàn)血紅色的原因是(用離子方程式表示)___________________________。(3)丁同學(xué)的實驗方案：eq\xgX)eq\o(→,\s\up10(足量鹽酸))eq\x(溶液Y)eq\o(→,\s\up10(足量H2O2),\s\do10(足量氨水))eq\o(→,\s\up10(操作Z))eq\x(沉淀)→eq\xg紅棕色固體)①操作Z是____________________________。②通過以上數(shù)據(jù)，得出2.88g黑色粉末X中各成分的物質(zhì)的量為________。解析：(1)因為Fe3O4具有磁性，也能被磁鐵吸引，故該方案不合理。(2)①加入KSCN的目的為檢驗Fe3＋的存在，從而確認Fe3O4的存在。②若直接加入鹽酸，因發(fā)生Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋會使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，不能檢驗Fe3＋的存在。(3)①加入氨水后生成Fe(OH)3沉淀，過濾、洗滌干燥后再稱量。②設(shè)n(Fe)＝