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1第三讲铁、铜及其化合物1．下列离子方程式正确的是()A．铁屑与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑B．FeCl3溶液腐蚀铜板：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋C．FeO与稀硝酸反应：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OD．Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28H＋＋NO－3===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O【答案】D【解析】A项，应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；B项，应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；C项，应为3FeO＋10H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O。2．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是()A．④B．③C．③④D．①②③④⑤【答案】C【解析】③不反应，实验方案及现象均错误；④检验的是Cl－，与Fe3＋的性质无关。3.通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是()选项操作、现象解释A向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3＋能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气D新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3【答案】D【解析】A项中Fe3＋将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3·xH2O；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。24．中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。FeCl3·6H2O――→环丙胺①FeOOH――→CO②纳米四氧化三铁下列有关叙述不合理的是()A．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病B．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等C．在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2【答案】B【解析】纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A项正确；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，不同于溶液中溶质微粒的直径，B项错误；反应①中环丙胺不参加反应，但加入环丙胺后FeCl3发生水解生成FeOOH，即环丙胺会促进氯化铁的水解，C项正确；由制备过程可知，反应②的反应物为FeOOH和CO，由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知反应为6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2，D项正确。5．下列说法正确的是()A．制备无水FeCl3的转化均能一步实现：Fe2O3――→盐酸FeCl3(aq)蒸发,无水FeCl3B．铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化C．将试管①中铁粉与水蒸气加热，试管②中肥皂水冒泡，说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应D．Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料【答案】D【解析】因FeCl3能够发生水解反应，故蒸发FeCl3溶液不能得到无水FeCl3，A错误；铁表面的氧化层疏松，不能阻止铁的进一步氧化，B错误；因加热试管①时，试管①中气体受热膨胀，在试管②处也会有气泡产生，所以试管②中肥皂水冒泡不能说明Fe与水蒸气发生了反应，C错误。6．下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是()A．用如图装置可以制备Fe(OH)2B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋3D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化【答案】C【解析】反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A正确；FeCl3易水解，为防止水解配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B正确；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D正确。7．粗制的CuSO4·5H2O晶体中含有Fe2＋。提纯时，为了除去Fe2＋，常加入少量H2O2，然后再加入少量碱至溶液pH＝4，即可以除去Fe3＋而不损失硫酸铜。下列说法不正确的是()A．溶解CuSO4·5H2O晶体时要加入少量稀H2SO4B．加入H2O2除去Fe2＋的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋4OH－===2Fe(OH)3↓C．由于CuSO4的催化作用，会使部分H2O2分解而损失D．调溶液pH＝4的依据是当pH＝4时Fe3＋沉淀完全，而Cu2＋还未开始沉淀【答案】B【解析】CuSO4·5H2O晶体溶解后Cu2＋会发生水解生成Cu(OH)2和H2SO4，所以溶解时加入少量的稀硫酸可抑制Cu2＋的水解，A正确；因为氧化Fe2＋时，溶液为强酸性，在强酸性条件下，不可能大量存在OH－，B错误；Cu2＋对过氧化氢的分解具有催化作用，所以使部分过氧化氢损失，C正确；因为该操作的目的是除去Fe3＋且硫酸铜不损失，所以调节溶液的pH＝4，应是Fe3＋完全沉淀而Cu2＋还未开始沉淀，D正确。8．在Fe2(SO4)3溶液中，加入ag铜，完全溶解后，再加bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且ac，下列说法正确的是()A．残余固体是铜和铁B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋【答案】B【解析】因为ac，说明bg铁完全反应，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含Fe3＋，B正确。9．磁黄铁矿(主要成分是Fe1－nS，S为－2价)导电性好，且略具磁性，主要用于提取硫、生产硫酸等。将mg该磁黄铁矿与200mL盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应)，生成硫单质4.8g、FeCl20.85mol和一定量H2S气体，向反应后的溶液中加入KSCN溶液无现象。下列说法正确的是()A．mg该磁黄铁矿中含＋2价的铁0.75molB．200mL盐酸中HCl物质的量浓度为4.25mol·L－1C．生成的H2S气体在标准状况下的体积为16.8LD．该磁黄铁矿中Fe1－nS的n＝0.15【答案】D【解析】依据题意可知，磁黄铁矿中硫元素为－2价，铁元素既有＋2价又有＋3价；n(S)＝4.8g÷32g·mol4－1＝0.15mol，根据得失电子守恒得n(Fe3＋)＝0.15mol×(2－0)/(3－2)＝0.30mol，则n(Fe2＋)＝0.85mol－0.30mol＝0.55mol，A错误；盐酸恰好反应生成FeCl20.85mol，根据氯原子守恒得c(HCl)＝0.85mol×2/0.2L＝8.5mol·L－1，B错误；根据氢原子、氯原子守恒得n(H2S)＝12n(HCl)＝n(FeCl2)＝0.85mol，故标准状况下，V(H2S)＝0.85mol×22.4L·mol－1＝19.04L，C错误；在Fe1－nS中n′(S)＝0.85mol＋0.15mol＝1.0mol，n(Fe)＝0.85mol，所以n(Fe)∶n′(S)＝0.85mol∶1.0mol＝0.85，所以1－n＝0.85，n＝0.15，D正确。10．向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是()A．a表示n(Fe3＋)的变化曲线B．n1＝0.75C．P点时，n(Fe2＋)＝0.5625molD．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4g【答案】C【解析】该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的物质的量变化曲线，A正确；溶液中共有3molH＋参加反应，消耗铁为0.75mol，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均为0.45mol，C错误；剩余0.45molFe3＋，消耗0.225mol(14.4g)铜，D正确。11．玻璃制造行业需要消耗大量硼酸(H3BO3)。工业上以铁硼矿(主要成分为2MgO·B2O3·H2O和Fe3O4，还含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3、Al2O3和SiO2等)为原料生产硼酸的工艺流程如下：资料：(1)H3BO3的溶解度在20℃、40℃、60℃、100℃时分别为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g；(2)Fe3O4是一种铁氧体磁性物质，不溶于水和酸；(3)Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；(4)母液呈酸性。则下列推断不正确的是()A．浸出渣中只含SiO25B．热过滤的目的是防止温度降低时H3BO3从溶液中析出C．除杂时需向浸出液中依次加入H2O2和MgO，以除去Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等杂质离子D．回收母液可以制得硫酸镁晶体【答案】A【解析】结合题给信息可知Fe3O4也不与硫酸反应，故浸出渣中还含有Fe3O4，A项错误；由资料(1)可知，为防止温度降低时H3BO3从溶液中析出，应采取热过滤，B项正确；为使铁元素以氢氧化铁形式沉淀，加入H2O2氧化Fe2＋，为防止引入其他离子，加入MgO调节溶液pH，C项正确；降温结晶得到硼酸晶体，母液中的溶质主要是硫酸镁，D项正确。12．化学反应中，反应物用量、浓度或反应条件不同可能对生成物产生影响。下列反应的生成物不受上述因素影响的是()A．铜与硝酸反应B．钠与氧气反应C．氢气与氯气反应D．氯化铝与氢氧化钠溶液反应【答案】C【解析】A项，铜与浓硝酸、稀硝酸反应的产物不同；B项，钠与氧气在常温条件下的反应和在加热条件下反应的产物不同；C项，氢气与氯气无论是加热还是点燃条件下的产物都是HCl，不受反应物用量、条件、反应物浓度的影响；D项，氯化铝与少量氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铝，与足量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，产物不同。13．已知下列转化关系中，M、N均为单质，则M可能是()M＋N――→点燃Q――→溶于水Q溶液――――――→惰性电极电解M＋NA．NaB．AlC．FeD．Cu【答案】D【解析】Na、Al、Fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，题给转化是：Cu＋Cl2――→点燃CuCl2――→溶于水CuCl2溶液――→电解Cu＋Cl2。14．下列常见金属的冶炼原理中不合理的是()选项金属冶炼原理AFeFe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2BHg2HgO=====△2Hg＋O2↑CMg2MgO(熔融)=====电解2Mg＋O2↑DNa2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑【答案】C6【解析】A项，铁可以通过还原剂还原铁的氧化物进行冶炼，正确；B项，Hg是不活泼金属，通过热分解冶炼，正确；C项，镁是活泼金属，电解熔融的MgCl2冶炼Mg，错误；D项，Na是活泼金属，电解熔融NaCl冶炼Na，正确。15．从经济效益和环境保护考虑，大量制取Cu(NO3)2最宜采用的方法是()A．Cu――――→浓HNO3Cu(NO3)2B．Cu――――→稀HNO3Cu(NO3)2C．Cu――→O2空气△CuO――→稀HNO3△Cu(NO3)2D．Cu――→Cl2△CuCl2―――――→硝酸银溶液Cu(NO3)2【答案】C【解析】A项，Cu与浓HNO3反应生成NO2，NO2是有毒气体，污染环境，错误；B项，Cu与稀HNO3反应生成NO，NO是有毒气体，污染环境，错误；C项，发生反应2Cu＋O2=====△2CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O，过程中没有有毒气体生成，不污染环境，正确；D项，硝酸银成本较高，不经济，错误。16．铜有两种常见