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(B)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，可以用于制造照明弹，故D项正确。2下列操
2、作中，不会发生明显颜色变化的是(C)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。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(B)解析：甲组，在F
3、e3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：5Fe2MnO8H=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(C)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
4、的Fe3O4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；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
5、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(D)若ac，则残余固体是铁
6、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)3 molL1，C项正确；反应后残
7、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FeOFe2O3Fe3O4FeSFe(OH)3NH4Fe(SO4)212H2OFeSO4，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(B)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2Fe3Cu=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Fe
8、3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(D)A BC D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Cu
9、O，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(D)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，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D氢氧化铁受热分解解析：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FeCu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(B)A滤液A中的阳离子为Fe2、Fe3、HB
10、样品中Fe元素的质量为2.24 gC样品中CuO的质量为4.0 gDV224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、C
11、u、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(c)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2FeFe2O3、CuOCu中O原子的质量，则(ad)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
12、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装置中盛有一定量的NaOH溶液，A装置中应预先加入的试剂是铁屑，A装置中发生反应的离子方程式是Fe2H=Fe2H2。(2)实验开始时应先将活塞a打开(填“打开”或“关闭”)。(3)简述制取Fe(OH)2的操作过程关闭活塞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4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3。(5)在下图中，装置(填序号)能较长时间观察到Fe(
13、OH)2白色沉淀。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
14、出装置中的空气；装置与装置原理相似，只不过在两个试管中进行；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Cl2(填化学式)，F的化学式为KCl。(2)写出B的化学式：FeCl2，检验B溶液中阳离子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(或其他合理答案)。(3)写出由G转变成H的化学方程式：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(4)写出检验I溶液中
15、阳离子的离子方程式：Fe33SCN=Fe(SCN)3；向I溶液中加入单质Cu时发生反应的离子方程式是2Fe3Cu=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FeCl3，则C为Cl2；FeCl2和E反应生成KCl和Fe(OH)2，可知E为KOH。(1)通
16、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，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
17、实验必不可少的一种玻璃仪器是试管。(2)请帮他们完成以下实验报告：实验目的：探究含铁化合物的氧化性和还原性。试剂：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。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AEF(填字母)ACl2BNaCNaDClESO2FNO2(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。那么保存亚铁盐溶液时可以在溶液中加入少量铁粉，以防止亚铁盐被氧化。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
18、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：CuH2O22H=Cu22H2O。(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：2Cu22COH2O=Cu2(OH)2CO3CO2。(3)火法炼铜的原理为：Cu2SO22CuSO2，在该反应中每生成1 mol Cu，转移3 mol e。(4
19、)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：4CuFeS22H2SO417O24CuSO42Fe2(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取样，加KSCN溶液，若变红则Fe3未被除尽；若不变红，则除尽。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：CuSO4Fe=CuFeSO4。从溶液B中获取胆矾的操作b是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。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=Cu22H2O。(2)离子方程式为2Cu22COH2O=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。
