1、专题十三铁、铜及其化合物A卷全国卷铁及其化合物1(2015课标全国卷，10，6分)下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()选项实验现象结论A将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈血红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3B将铜粉加入1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝，有黑色固体出现金属铁比铜活泼C用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低D将0.1 molL1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 molL1 CuSO4溶液先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀Cu(
2、OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小解析A项，因铁粉过量，发生的反应为：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O，溶液中无Fe3，加入KSCN溶液无血红色出现，错误；B项，发生的反应为：Fe2(SO4)3Cu=2FeSO4CuSO4，无黑色固体出现，且只能说明Fe3氧化性强于Cu2，错误；C项，加热时铝箔表面生成致密的氧化膜，由于Al2O3的熔点高不会熔化，包裹着液态铝，所以液态铝不会滴落，错误；D项，先生成Mg(OH)2白色沉淀，加入CuSO4溶液又转化为Cu(OH)2浅蓝色沉淀，说明Cu(OH)2的溶度积更小，正确。答案D2(2016课标全国卷，28，15分)某班同学用如下
3、实验探究Fe2、Fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取2 mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 ml 0.1 molL1KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合
4、。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在I过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_，生成沉淀的原因是_(用平衡移动原理解释)。解析(1) 亚铁离
5、子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2被空气氧化。(2) Cl2可将Fe2氧化成Fe3，自身得电子生成Cl，反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe2氧化，产生干扰。(4) 根据Fe2的检验方法，向溶液中加入1滴K3Fe(CN)6 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2，则实验检验的离子是Fe2；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3遇KSCN溶液显血红色，实验和说明，在I过量的情况下，溶液中仍含有Fe3，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe32I2Fe2I2。(
6、5)H2O2溶液中加入几滴酸化FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生的离子方程式为H2O22Fe22H=2Fe32H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的Fe3是H2O2分解的催化剂，促使H2O2分解生成O2，同时H2O2分解反应是放热反应，并促进了Fe3水解平衡Fe33H2OFe(OH)33H向正向移动，产生较多Fe(OH)3，聚集形成沉淀。答案(1) 防止Fe2氧化 (2) 2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3) 隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4) Fe2Fe3可逆反应(5) H2O22Fe22H=2Fe32H2O
7、Fe3催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热，促进Fe3的水解平衡正向移动3(2012课标全国卷，26，14分)铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH的阴离子交换柱，使Cl和OH发生交换。交换完成后，流出溶液的OH用0.40 molL1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：_(列出计算过程)；(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物
8、样品，采用上述方法测得n(Fe)n(Cl)12.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为_。在实验室中，FeCl2可用铁粉和_反应制备，FeCl3可用铁粉和_反应制备；(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为_；(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_。与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_，该电池总反应的离子方程式为_。解析(2)由题意得12.1，解得，故样品中FeCl3的物质的
9、量分数为0.10。(3)Fe3将I氧化成I2(或I)，书写离子方程式时要注意氢碘酸为强酸，反应的离子方程式为2Fe32I=2Fe2I2。(4)FeCl3与KClO在强碱性条件下发生复分解反应和氧化还原反应，可制取高铁酸钾，根据化合价升降的总数相等及电荷守恒原理可写出反应的离子方程式：“Fe33OH=Fe(OH)3、2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO3Cl5H2O(或2Fe310OH3ClO=2FeO3Cl5H2O)”；类比MnO2Zn电池电极反应式的书写，K2FeO4Zn电池负极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2，正极反应式为FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH，负极反应式乘3与
10、正极反应式乘2相加得电池总反应的离子方程式为3Zn2FeO8H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34OH。答案(1)n(Cl)0.025 0 L0.40 molL10.010 mol054 g0.010 mol35.5 gmol10.185 gn(Fe)0.003 3 moln(Fe)n(Cl)0.003 3 0.01013，x3(2)0.10盐酸氯气(3)2Fe32I=2Fe2I2(或2Fe33I=2Fe2I)(4)Fe33OH=Fe(OH)3，2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO5H2O3Cl(或2Fe310OH3ClO=2FeO3Cl5H2O)FeO3e4H2O=Fe(OH)35O
11、H2FeO8H2O3Zn=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH 铜及其化合物4.(2016课标全国卷，13，6分)下列实验操作能达到实验目的的是()实验目的实验操作A制备Fe(OH)3胶体将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中B由MgCl2溶液制备无水MgCl2将MgCl2溶液加热蒸干C除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶液，过滤、洗涤、干燥D比较水与乙醇中氢的活泼性分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中解析A项，NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中生成Fe(OH)3沉淀，而Fe(OH)3胶体的制备是向沸水中滴入饱和氯化铁溶液，加热至溶液出现红褐色，错误；B项，氯化镁是强酸弱碱盐，M
12、gCl2水解产生的HCl易挥发，将MgCl2溶液加热蒸干生成Mg(OH)2，故由MgCl2溶液制备无水MgCl2要在HCl气流中加热蒸干，错误；C项，铜与稀硝酸反应，应该用稀盐酸或稀硫酸除去Cu粉中混有的CuO，错误；D项，分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，利用反应的现象：反应剧烈的是水，反应平缓的是乙醇，可比较水和乙醇中氢的活泼性，正确。答案D5(2014课标全国卷，9，6分)下列反应中，反应后固体物质增重的是()A氢气通过灼热的CuO粉末B二氧化碳通过Na2O2粉末C铝与Fe2O3发生铝热反应D将锌粒投入Cu(NO3)2溶液解析A项，CuO被H2还原为Cu，固体质量减轻；B项，2Na
13、2O22CO2=2Na2CO3O2，Na2O2变为Na2CO3，固体质量增加；C项，铝热反应前后固体总质量保持不变；D项，1 mol Zn置换出1 mol Cu，固体质量减轻，不符合题意。答案BB卷地方卷铁及其化合物1(2015浙江理综，13，6分)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：下列说法不正确的是()A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3转化为Al(OH)3进入固体2C从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止
14、其氧化和分解D若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O解析根据题意，分析得出以下流程：A项，溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉，正确；B项，由于SiO2不溶于硫酸，则固体1中一定含有SiO2，为了使溶液中的Al3转化成Al(OH)3沉淀，故用NaOH溶液控制pH，得固体2为Al(OH)3，正确；C项，由于Fe2易被氧化、FeSO47H2O易分解，故在从FeSO4溶液中得到FeSO47H2O产品过程中，须控制条件防止其氧化和分解，正确； D项，若在溶液1Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3溶液中直接加NaOH至过量，得到的为
15、Fe(OH)3，用硫酸溶解得到Fe2(SO4)3溶液，故经结晶不能得到FeSO47H2O，错误。答案D2(2014北京理综，7，6分)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()AK BNa CFe DAl解析金属铝的表面可形成致密的氧化膜，保护内层金属不被空气氧化，故D符合题意。答案D3(2014安徽理综，8，6分)下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是()A该溶液中，K、Fe2、C6H5OH、Br可以大量共存B和KI溶液反应的离子方程式：Fe32I=Fe2I2C和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe3SOBa23OH=Fe(OH)3BaSO4D1 L 0.1
16、 molL1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g Fe解析Fe3与会形成络合物，不能大量共存，A项错误；B项，得、失电子不守恒，应为：2Fe32I=2Fe2I2，B项错误；C项参加反应的离子计量关系不匹配，应为2Fe33SO3Ba26OH=2Fe(OH)33BaSO4，C项错误；因为Zn过量，最终Fe3全部生成Fe单质，由原子守恒可知：0.1 molL11 L20.2 mol的Fe3与足量的Zn反应可得到0.2 mol Fe，即11.2 g，所以D项正确。答案D4(2016浙江理综，27，12分)磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：请回答：(1)A的组成
17、元素为_(用元素符号表示)，化学式为_。(2)溶液C可溶解铜片，例举该反应的一个实际应用_。(3)已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518 gL1)，该气体分子的电子式为_。写出该反应的离子方程式_。(4)写出FG反应的化学方程式_。设计实验方案探究溶液G中的主要微粒(不考虑H2O、H、K、I)_。解析(1)根据题中的探究过程，红棕色固体B为氧化铁，与盐酸反应后生成黄色溶液C为氯化铁，氯化铁与硫氰化钾显血红色溶液D为硫氰化铁。无色气体溶于水后为酸性，与碘反应后生成无色溶液，酸性变强，说明原酸为弱酸，且具有还原性，为亚硫酸，则无色气体为二氧化硫。则原化
18、合物中含有铁和硫元素。由2FeFe2O3，得n(Fe)20.03 mol，m(Fe)1.680 g；所以A中硫元素的质量为m(S) 2.960 g1.680 g1.280 g，故n(S)0.04 mol；n(Fe)n(S)0.03 mol0.04 mol34，可知A的化学式为Fe3S4。(2)因溶液C为氯化铁溶液，工业上常用于制印刷电路板；(3)根据题意Fe3S4与稀硫酸反应，生成的淡黄色不溶物为S，气体的摩尔质量为1.518 gL122.4 Lmol134 gmol1，故应为H2S，硫元素化合价升高，故产物还有Fe2，该气体的电子式为，反应的离子方程式为Fe3S46H=3Fe23H2SS。(
19、4)H2SO3与I2反应生成H2SO4和HI，反应的化学方程式为H2SO3I2H2O=H2SO42HI；检验G中主要微粒，目的在于检验SO和H2SO3的存在。方法是：取溶液G，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有SO；过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若再产生白色沉淀，则有H2SO3。答案(1)S、Fe Fe3S4 (2)制印刷电路板(3) Fe3S46H=3Fe23H2SS(4)H2SO3I2H2O=H2SO42HI取溶液G，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有SO；过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若再产生白色沉淀，则有H2SO35(2016四川理综，9，13分)CuCl广泛应
20、用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl，并进行相关探究。【资料查阅】【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)请回答下列问题：(1)仪器X的名称是_。(2)实验操作的先后顺序是a_e(填操作的编号)。a检查装置的气密性后加入药品b熄灭酒精灯，冷却c在“气体入口”处通入干燥HCld点燃酒精灯，加热e停止通入HCl，然后通入N2(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是_。(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是_。【探究反思】(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根
21、据资料信息分析：若杂质是CuCl2，则产生的原因是_。若杂质是CuO，则产生的原因是_。解析(1)X盛放固体无水CuSO4，为干燥管。(2)先通HCl，再加热(防止加热时生成Cu2(OH)2Cl2)，结束时应先停止加热，冷却，再停止通HCl。顺序为cdb。(3)CuCl2分解生成的Cl2，遇湿润的蓝色石蕊试纸，先变红后褪色(Cl2H2OHClHClO，变红是因为生成HCl，褪色是因为生成具有强氧化性的HClO)。(4)D装置的作用是吸收Cl2，防止排入空气，污染大气，发生反应：Cl22OH=Cl ClOH2O。(5)若有CuCl2剩余，说明没有完全分解，由题给信息可知，温度高于300 时CuC
22、l2才分解生成CuCl和Cl2，说明温度不够高或加热不充分。由题给信息，CuO是Cu2(OH)2Cl2分解生成的，说明CuCl22H2O分解生成部分Cu2(OH)2Cl2，说明通入HCl的量不足。答案(1)干燥管(2)cdb(3)先变红后褪色(4)Cl22OH=ClClOH2O(5)加热时间不足或温度偏低通入HCl的量不足铜及其化合物6(2015天津理综，9，18分)废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：回答下列问题：(1)反应是将Cu转化为Cu(N
23、H3)，反应中H2O2的作用是_。写出操作的名称：_。(2)反应是铜氨溶液中的Cu(NH3)与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：_。操作用到的主要仪器名称为_，其目的是(填序号)_。a富集铜元素b使铜元素与水溶液中的物质分离c增加Cu2在水中的溶解度(3)反应是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和_。若操作使用如图装置，图中存在的错误是_。(4)操作以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜，阳极产物是_。操作由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是_。(5)流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是_。循环使用的NH4Cl在反应中的主要作用是_。解析(1)废电
24、路板中含有Cu 单质，加入H2O2 的目的是将Cu 氧化为Cu2；将溶液和固体分离的方法是过滤，所以操作是过滤。(2)由流程图知，铜氨溶液中的Cu(NH3)与有机物RH反应后得到CuR2和NH3、NH4Cl，所以该反应的离子方程式为：Cu(NH3)2RH=2NH2NH3CuR2；操作是萃取分液，所以用到的主要仪器是分液漏斗；通过操作，可以富集铜元素，同时使铜元素与水溶液中其他物质分离，故选a、b。(3)CuR2中R为1价，再结合流程图可知反应是有机溶液中的CuR2与稀硫酸发生反应生成CuSO4和RH；操作是分液，图中出现的错误主要有分液漏斗颈尖嘴一侧未紧靠烧杯内壁及所加液体过多。(4)以石墨作电极电解CuSO4溶液，阳极电极反应式为2H2O4e=4HO2，故阳极产物为O2、H2SO4；操作由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤为加热浓缩、冷却结晶、过滤。(5)操作得到的H2SO4 可以利用到反应中，所以第三处循环的试剂为H2SO4；NH4Cl水解溶液呈酸性，可以中和溶液中的OH，防止由于溶液中的c(OH)过高，生成Cu(OH)2沉淀。答案(1)作氧化剂过滤(2)Cu(NH3)2RH=2NH2NH3CuR2分液漏斗ab(3)RH分液漏斗下端尖嘴未紧靠烧杯内壁、液体过多(4)O2、H2SO4加热浓缩、冷却结晶、过滤(5)H2SO4防止由于溶液中的c(OH)过高，生成Cu(OH)2沉淀
