1、课时作业21 铁、铜及其化合物的应用时间：45 分钟 满分：100 分一、选择题(每小题 4 分，共 48 分)1下列物质的性质和用途描述错误的是()A铜质地漏具有独特的杀菌功能，能较好抑制细菌生长B明矾溶于水得到氢氧化铝胶体，起消毒、杀菌的作用C铁粉具有还原性，可用作食品袋内的抗氧化剂D镁燃烧发出耀眼的白光，可以制造照明弹B解析：铜是重金属，重金属盐可使蛋白质变性，从而杀灭细菌，A 项正确；明矾溶于水得到 Al(OH)3 胶体，该胶体可吸附悬浮于水中的杂质，不能消毒、杀菌，故 B 项错误；铁粉具有还原性，易与氧气反应，可作食品抗氧化剂，故 C 项正确；镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可以用于制
2、造照明弹，故 D 项正确。2下列操作中，不会发生明显颜色变化的是()A无水氯化铜固体溶于水B硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液C氯化亚铁溶液中加入铜粉D硫酸亚铁溶液中通入氯气C解析：无水氯化铜固体溶于水中形成绿色的氯化铜溶液，故A 不符合题意；硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，溶液变为血红色，故 B 不符合题意；氯化亚铁溶液是浅绿色的，与铜不发生反应，溶液颜色无变化，故 C 符合题意；向浅绿色的硫酸亚铁溶液中通入氯气，发生氧化还原反应，溶液颜色变为黄色，故 D 不符合题意。3选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组：检验含 Fe3的溶液中是否含有 Fe2；乙组：检验含 Fe2的溶液中是否含有 Fe3。下列试
3、剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是()B解析：甲组，在 Fe3存在的条件下检验 Fe2，要排除 Fe3干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与 Fe2发生有明显现象的反应；二是与 Fe3不反应。只有酸性 KMnO4 溶液符合条件：5Fe2MnO4 8H=5Fe3Mn24H2O，实验现象是紫色变浅(或褪去)。乙组，在 Fe2存在的条件下，检验 Fe3，用 KSCN溶液检验 Fe3，Fe2无干扰。4下列描述不正确的是()AFeSO4 可用于防止食品氧化变质，延长食品的保质期B向 FeSO4 溶液中加入 NaOH 溶液，观察到有白色沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色C向 Fe2(SO4)3
4、 溶液中加入足量铁粉，充分反应后滴加 KSCN溶液，溶液立即变成血红色D铁在氧气中燃烧，生成黑色的 Fe3O4C解析：向 Fe2(SO4)3 溶液中加入足量铁粉，充分反应后生成FeSO4，滴加 KSCN 溶液，溶液不会变成血红色。5Na、Al、Fe、Cu 是中学化学中重要的金属元素，它们的单质及其化合物之间有很多转化关系。下表所列物质不能按如图(“”表示一步完成)关系相互转化的是()B解析：钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，电解熔融的氯化钠生成金属钠，A 不符合题意；铝与氧气化合生成氧化铝，氧化铝不溶于水，不能直接转化为氢氧化铝，另外氢氧化铝也不能直接转化为铝，B 符合题意
5、；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与锌反应生成铁，C 不符合题意；铜与氧气化合生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜与铁发生置换反应生成铜，D不符合题意。6“百炼成钢”是指反复将炽热的生铁在空气中锤打，转化为坚硬的钢，其实质是对生铁的不断除杂过程。下列叙述不正确的是()D解析：A 项发生反应：2FeCl2Cl2=2FeCl3，正确；B 项发生反应：Fe2FeCl3=3FeCl2，正确；C 项发生反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，而 Fe 不与 NaOH 溶液反应，正确；D 项混合物在空气中灼烧时会发生分解最终生成Fe2O3，错误。7在
6、硫酸铁溶液中先加入 a g 铜，完全溶解后再加入 b g 铁，充分反应后得到 c g 残余固体，下列说法中正确的有()若 ac，则残余固体是铁和 Cu 的混合物若 ac，则最终溶液中一定有 Fe2和 Cu2若 ac，则最终溶液中一定没有 Fe3若 ac，则最终溶液中可能有 Cu2若 ac，则铜没有完全被置换出来，故剩余固体为铜，溶液中存在 Fe2和 Cu2，故错误，正确；溶液中一定不存在 Fe3，正确；若 aCu2Fe2，故加入铁粉后，铁粉先与 Fe3反应，后与 Cu2反应。根据 2Fe3Fe=3Fe2、FeCu2=Fe2Cu 可知，Fe3完全反应，Cu2只有一半发生反应，反应后的溶液中含有
7、Fe2、Cu2，不含 Fe3，A 项正确；反应后的溶液中 n(Fe2)0.3 mol，n(Cu2)0.05 mol，B 项错误；反应后的溶液中 c(Fe2)0.3 mol0.1 L 3 molL1，C 项正确；反应后残留固体为 0.05 mol Cu，质量为 3.2 g，D 项正确。9铁的化合物常见的有FeO Fe2O3 Fe3O4 FeSFe(OH)3 NH4Fe(SO4)212H2O FeSO4，将上述物质分别溶于足量稀盐酸后进行实验，已知 K3Fe(CN)6溶液遇亚铁盐会产生蓝色沉淀。下列说法不正确的是()A滴加 KSCN 溶液不显血红色，滴加新制氯水后显血红色的是B加铜片能发生反应 2
8、Fe3Cu=Cu22Fe2的是C滴加 KSCN 溶液显血红色，滴加酸性 KMnO4 溶液紫色褪去的是D滴加 K3Fe(CN)6溶液，能产生蓝色沉淀的是B解析：题述含铁元素的化合物溶于足量稀盐酸后的溶液中只含 Fe2的为FeO、FeS、FeSO4；只含 Fe3的为Fe2O3、Fe(OH)3、NH4Fe(SO4)212H2O；既含 Fe2又含 Fe3的为Fe3O4；A 选项说明溶液中只含 Fe2，符合题意的为；B选项说明溶液中含有 Fe3，符合题意的为；C 选项说明溶液中既含 Fe2又含 Fe3，符合题意的为；D 选项说明溶液中含有 Fe2，符合题意的有。10某溶液为含有较多的 CuSO4 和少量
9、的 Fe2(SO4)3 的酸性溶液。若用该溶液制取硫酸铜固体，可供选择的操作有：加适量 H2SO4 溶液 加适量 CuO 冷却结晶 加过量 NaOH溶液 加强热至有大量白色固体析出 过滤。正确的操作步骤及顺序是()ABCDD解析：若用题述溶液制取硫酸铜固体，先要除去 Fe3。除去Fe3可加入适量 CuO，调节溶液 pH 使得 Fe3完全转化为氢氧化铁沉淀；不能加 NaOH 溶液，否则会引入 Na。11铁有2 价和3 价两种价态，下列反应中不涉及铁元素价态变化的是()A用还原铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质B铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐C氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变
10、成灰绿色，最终变成红褐色D氢氧化铁受热分解D解析：氢氧化铁受热分解得到氧化铁和水，是非氧化还原反应，铁元素价态不变。其他选项都涉及氧化还原反应，铁元素价态发生变化。12部分氧化的 Fe-Cu 合金样品(氧化产物为 Fe2O3，CuO)5.76 g，经如图所示处理：下列说法正确的是()A滤液 A 中的阳离子为 Fe2、Fe3、HB样品中 Fe 元素的质量为 2.24 gC样品中 CuO 的质量为 4.0 gDV224B解析：若学生对问题的分析和推理能力较差，不能从题给信息中分析出滤渣的成分是 Cu，将导致计算陷入困境，无法得到正确答案。稀硫酸足量，且滤液中不含有 Cu2，说明 3.2 g 滤渣全
11、为 Cu，所以滤液 A 中不可能含有 Fe3，A 项错误。若 3.2 g Cu全来自 CuO，则有 m(CuO)3.2 g64 gmol180 gmol14.0 g，但是样品中还存在单质 Cu，故 C 项错误。样品中的铁元素均在滤液 A 中，3.2 g 固体均为 Fe2O3，由铁元素守恒知，m(Fe)3.2 g160 gmol1256 gmol12.24 g，B 项正确。设 Fe、Cu、Fe2O3、CuO 的物质的量分别为 a、b、c、d，根据最后得到Fe2O3 的质量，列出(a2c)160 gmol13.2 g；最后固体总质量6.4 g 与原来固体质量 5.76 g 相差的就是 2FeFe2
12、O3、CuOCu中 O 原子的质量，则(32ad)16 gmol16.4 g5.76 g；联立两式可得，acd0.02 mol。再根据得失电子守恒，Fe 失去的电子等于 Fe2O3、CuO 和 H得到的电子，故列式为 2a2c2dn(H)，所以 n(H)2(acd)20.02 mol0.04 mol，则生成的 H2 的体积为(0.04222.41 000)mL448 mL，D 项错误。二、非选择题(共 52 分)13(13 分)下图所示装置可用来制取和观察 Fe(OH)2 在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和 6 mol/L 的稀硫酸，其他试剂任选。请回答下列问题：(1)B 装置中
13、盛有一定量的 NaOH 溶液，A 装置中应预先加入的试剂是，A 装置中发生反应的离子方程式是。(2)实验开始时应先将活塞 a(填“打开”或“关闭”)。(3)简述制取 Fe(OH)2 的操作过程。铁屑Fe2H=Fe2H2打开关闭活塞 a，使 FeSO4 溶液压入 B 装置中进行反应(4)实验完毕，拔去 B 装置中的橡胶塞，放入一部分空气，此时 B 装置中发生反应的化学方程式为。(5)在下图中，装置(填序号)能较长时间观察到Fe(OH)2 白色沉淀。4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3解析：(1)题图中 A 装置的作用是产生 H2，利用 H2 赶走整个装置中的空气，降低 Fe2被氧化的速
14、率，以便能较长时间观察到 Fe(OH)2 白色沉淀，故 A 装置中应预先加入的试剂为铁屑：FeH2SO4=FeSO4H2。(2)实验开始时打开活塞 a，A 装置中产生的 H2 沿导管进入 B 装置，赶走装置中的空气。(3)关闭活塞 a，气体不能逸出，压迫 A 装置中的液体通过导管进入 B 装置，FeSO4 与 NaOH 混合产生 Fe(OH)2 白色沉淀。(4)实验完毕拔去 B装置的橡胶塞，空气进入 B 装置，O2 与 Fe(OH)2 发生反应，使Fe(OH)2 转化为 Fe(OH)3 红褐色沉淀。(5)装置用 H2SO4 与 Fe反应产生的 H2 赶出装置中的空气；装置与装置原理相似，只不过
15、在两个试管中进行；装置没有隔绝空气；装置中胶头滴管插入液面以下，且有苯在上层隔离空气，故装置都能较长时间观察到 Fe(OH)2 白色沉淀。14(13 分)如图，有以下物质相互转化，其中 B 溶液呈浅绿色，I 溶液呈黄色，J 为 AgCl。请回答：(1)C 是(填化学式)，F 的化学式为。(2)写出 B 的化学式：，检验 B 溶液中阳离子的操作方法是。(3)写出由 G 转变成 H 的化学方程式：。Cl2KClFeCl2取少量 B 溶液于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，无现象，再滴加几滴新制氯水，溶液变为血红色(或其他合理答案)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)写出检验 I 溶液
16、中阳离子的离子方程式：；向 I 溶液中加入单质 Cu 时发生反应的离子方程式是。Fe33SCN=Fe(SCN)32Fe3Cu=2Fe2Cu2解析：J 为 AgCl，且 F 溶液和 AgNO3 反应后的溶液进行焰色反应时透过蓝色钴玻璃观察呈紫色，说明 F 溶液含有 K 元素，可推知 F 为 KCl；白色沉淀 G 在空气中变为红褐色沉淀 H，则G 为 Fe(OH)2、H 为 Fe(OH)3；H 和稀盐酸反应生成 I 溶液，I溶液呈黄色，则 I 为 FeCl3；I 和 A 反应生成 B，B 溶液呈浅绿色，且 A 为固体单质，所以 A 为 Fe、B 为 FeCl2；FeCl2 和 Cl2 反应生成 F
17、eCl3，则 C 为 Cl2；FeCl2 和 E 反应生成 KCl 和 Fe(OH)2，可知 E 为 KOH。(1)通过以上分析知，C 是 Cl2，F 的化学式为KCl；(2)B 的化学式为 FeCl2，检验 Fe2的操作方法是取少量 B溶液于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，无现象，再滴加几滴新制氯水，溶液变为血红色；(3)Fe(OH)2 不稳定，易被空气中的氧气氧化成红褐色氢氧化铁沉淀，由 G 转化成 H 的化学方程式为 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；(4)I 溶液中的阳离子为铁离子，检验铁离子的离子方程式为 Fe33SCN=Fe(SCN)3；向 I 溶液中加入单质 Cu，
18、有关反应的离子方程式是 2Fe3Cu=2Fe2Cu2。15(13 分)某化学小组欲探究含铁化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题。(1)除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是。(2)请帮他们完成以下实验报告：实验目的：。试剂：铁粉、FeCl3 溶液、FeCl2 溶液、氯水、锌片、铜片。试管探究含铁化合物的氧化性和还原性实验记录：实验结论：Fe 具有还原性；Fe3具有氧化性；Fe2既有氧化性，又有还原性。(3)根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有(填字母)ACl2 BNa CNa DCl ESO2 FNO2(4)亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液
19、。那么保存亚铁盐溶液时可以在溶液中加入少量，以防止亚铁盐被氧化。AEF铁粉解析：本题的实验目的是探究含铁化合物的氧化性和还原性，在探究时，要从氧化还原反应的规律着手，在探究元素氧化性时应向其中加入还原剂；同理，在探究其还原性时要向其中加入氧化剂。处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性。16(13 分)铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：(1)Cu 不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向 Cu 和稀硫酸的混合物中滴入 H2O2 溶液后，溶液很快变蓝，试写出该反应的离子方程式：。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出 Cu2(OH)2CO3绿色固体和 CO2 气体，试写出该反应的离子方程式：
20、。(3)火法炼铜的原理为：Cu2SO2=通电 2CuSO2，在该反应中每生成 1 mol Cu，转移mol e。CuH2O22H=Cu22H2O2Cu22CO23 H2O=Cu2(OH)2CO3CO23(4)据报道，有一种细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将CuFeS2 氧化成硫酸盐：4CuFeS22H2SO417O2=细菌 4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO45H2O)：检验 B 中 Fe3是否被除尽的实验方法为。在实验室中设计方案，从溶液 B 中提炼金属铜(要求：方案只用一个反应来完成)。写出方案中的化学方程式：。从溶液 B 中获取胆矾
21、的操作 b 是，过滤，洗涤，干燥。取样，加KSCN 溶液，若变红则 Fe3未被除尽；若不变红，则除尽CuSO4Fe=CuFeSO4蒸发浓缩冷却结晶解析：(1)滴入 H2O2 溶液后，溶液很快变蓝，说明 Cu 转化为 Cu2，H2O2 作氧化剂，离子方程式为 CuH2O22H=Cu2 2H2O。(2)离 子 方 程 式 为2Cu2 2CO 23H2O=Cu2(OH)2CO3CO2。(3)根据化学方程式可知 Cu的化合价由10 价，化合价降低，S 的化合价由2 价4价，化合价升高，O 的化合价由 0 价2 价，化合价降低，计算转移电子的物质的量，可以通过 S 元素化合价的变化进行计算，生成 1 mol Cu，则消耗 0.5 mol Cu2S，即转移电子的物质的量为 0.56 mol3 mol。(4)检验 Fe3是否被除尽，一般用KSCN 溶液检验；根据流程，溶液 B 中含有 Cu2，制备 Cu，需要加入 Fe，发生 FeCu2=CuFe2；欲得到胆矾，需采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法。