2020高考化学跟踪检测（十四）难点专攻铁、铜重要化合物的性质探究（含解析）.docx

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(FeSO47H2O)“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，也会被氧化生成SO，进而生成硫酸钡沉淀，故D错误。2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2Fe2Cl2=2Fe32ClFe2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Fe2Zn= FeZn2Fe2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Fe3Fe=2Fe2铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3Cu=2Fe2Cu2Fe3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 molL1硫酸溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是()AB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)2O22H2O=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，反应方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，故D正确。4由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO47H2O)，再通过绿矾制备铁黄FeO(OH)的流程如下：绿矾铁黄已知：FeS2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FeS214Fe38H2O=15Fe22SO16HC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，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FeS214Fe38H2O=15Fe22SO16H，B项正确；步骤，由FeSO4溶液得到绿矾应蒸发浓缩、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HClC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。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)。AFe2O3、SO3、H2OBFe2O3、SO2、SO3、H2OCFeO、Fe2O3、SO2、SO3、H2O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)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，Fe2O3、SO3、H2O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；Fe2O3、SO2、SO3、H2O中铁元素的化合价升高，硫元素的化合价降低，故B可能；FeO、Fe2O3、SO2、SO3、H2O中铁元素的化合价升高，硫元素的化合价降低，故C可能。FeSO4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2NaOHSO2=Na2SO3H2O。(3)FeSO4具有较强的还原性，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)AFe2NaOHSO2=Na2SO3H2O(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)。回答下列问题：(1)火法炼铜的主要反应：2CuFeS24O2Cu2S3SO22FeO(炉渣)；2Cu2S3O22Cu2O2SO2；2Cu2OCu2S6CuSO2。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，则反应中转移的电子数目为_ NA；由a mol CuFeS2生成a mol Cu，共消耗_ mol O2。(2)写出反应1的化学方程式： _。经查，硫黄、FeSO47H2O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/hA95150.87B10015.50.77C110160.98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个电子，故生成4.48 L(即0.2 mol)SO2电子转移数为1.2NA；CuFeS2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，H2SO4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)S1.22.5a(2)2CuSO22H2SO42CuSO42H2O2S污染小，同时得到副产物硫酸亚铁晶体及硫黄，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：Fe33OHFe(OH)3HFeOH2O。(1)向3支盛有1 mL 1.0 molL1FeCl3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5.06.07.0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 molL1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 molL1FeCl3溶液中滴加1.0 molL1Na2CO3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。向1 mL 1.0 molL1FeCl3溶液中滴加1.0 molL1Na2SO3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，即酸性条件下FeO转化成了Fe3。(2)检验碳酸盐沉淀的方法：取沉淀少量于试管中，向沉淀中加入少量稀盐酸，有无色气体产生，即可证明沉淀中含碳酸盐。Fe3可与SO发生氧化还原反应，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的形式存在，故选择1 mL 1.0 molL1FeCl3溶液与3 mL浓度小于6.0 molL1的NaOH溶液混合制备Fe(OH)3。(4)FeSO4转化为Fe(OH)3需要加入氧化剂，如Na2O2、NaClO等。答案：(1)Fe33OH=Fe(OH)3FeO4H=Fe32H2O、Fe33SCN=Fe(SCN)3(2)加入少量稀盐酸，有无色气体产生2Fe3SOH2O=2Fe2SO2H、Fe2SO=FeSO3(文字描述也可)(3)1 mL 1.0 molL1FeCl3溶液与3 mL浓度小于6.0 molL1的NaOH溶液混合(4)Na2O29FeCl2是一种常用的还原剂。有关数据如下：C6H5Cl(氯苯)C6H4Cl2FeCl3FeCl2溶解性不溶于水，易溶于苯不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯，易吸水熔点/4553沸点/132173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。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2FeCl3C6H5Cl=2FeCl2C6H4Cl2HCl。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)34.01038，此温度下若