1、第3节 铁、铜及其化合物时间：45分钟满分：100分 一、选择题(每题6分，共72分)1(2019湖南永州高三模拟)北宋沈括的梦溪笔谈对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是()AFe3O4 BFe2O3 CFeO DCuFeS2答案A2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溶液答案B解析2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，Na2O2变为Na2CO3，固体质量增加。3(2019江西南康中学高三模拟)中国传统文化对人类文明贡献巨大，古代文献中记载了古
2、代化学研究成果。下列常见古诗文对应的化学知识正确的是()选项古诗文化学知识A本草经集注中记载鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的方法：“强烧之，紫青烟起，云是真硝石也。”利用焰色反应B本草纲目拾遗中对强水的记载：“性最烈，能蚀五金，其水甚强，惟玻璃可盛。”强水为氢氟酸C诗经大雅绵：“堇茶如饴。”郑玄笺：“其所生菜，虽有性苦者，甘如饴也。”糖类均有甜味D梦溪笔谈中对宝剑的记载：“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折。”铁的合金硬度比纯铁的大，熔点比纯铁的高答案A解析钠的焰色反应是黄色的，钾的焰色反应是紫色的，通过“强烧之，紫青烟起，云是真硝石也。”可判断该鉴别方法利用了焰色反应，故A
3、正确。4本草图经中关于绿矾的分解有如下描述：“绿矾形似朴消(Na2SO410H2O)而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是真也。”下列对此段话的说明中正确的是()绿矾又称胆矾，化学式为CuSO45H2O绿矾的分解过程中发生了氧化还原反应“色赤”物质可能是铜单质流出的液体中可能含有硫酸A B C D答案B解析绿矾和胆矾不是一种物质，胆矾又称蓝矾，化学式为CuSO45H2O，绿矾的化学式为FeSO47H2O，错误；由描述信息可知，绿矾的分解过程中生成了红色的氧化铁，Fe元素的化合价变化了，发生了氧化还原反应，正确；“色赤”物质可能是Fe2O3，错误；F
4、eSO47H2O分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫，三氧化硫与水结合生成硫酸，则流出的液体中可能含有硫酸，正确。5某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是()A将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色B常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D将表面有铜绿Cu2(OH)2CO3的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿答案D解析铜与浓硫酸反应后硫酸浓度仍较高，不能把水加入反应容器中，A错误；Cu与Cl2常温下不反应，需要加热才能发生反应，B错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发
5、，加热蒸干CuCl2溶液得不到CuCl2固体，C错误。6下列关于Fe3、Fe2的说法错误的是()A用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀B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Fe2D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氢气进入B中，可排出空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中FeSO4溶液被压入B中与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2，故A正确；配制FeCl3溶液时为防止Fe3因水解而生成氢氧化铁沉
6、淀，可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，故B正确；Fe3与Fe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，故D正确。7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 molL1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g Fe答案D解析Fe3与苯酚发生反应，A错误；离子方程式中电子得失不守恒，电荷不守恒，B错误；没有遵循物料守恒原则
7、，C错误；1 L 0.1 molL1的Fe2(SO4)3溶液中含Fe3 0.2 mol，足量的Zn可将0.2 mol Fe3还原得到0.2 mol的Fe，即质量为11.2 g，D正确。8下列关于元素及其化合物的说法不正确的是()AFe在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应BAl、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同C在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入KNO3固体，铜粉会溶解D金属单质Na、Mg、Fe在一定条件下与水反应都生成H2和相应的碱答案D解析Fe在常温下可被浓硝酸钝化，但加热时能反应，A正确；Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，但
8、Al只作还原剂，而Cl2既作还原剂又作氧化剂，B正确；酸性条件下NO有强氧化性，能氧化Cu，C正确；Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe3O4，D错误。9下列离子方程式书写正确的是()A向FeBr2溶液中通入足量氯气：2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26ClBNaClO溶液和FeCl2溶液混合：2ClOFe22H2O=Fe(OH)22HClOC在强碱溶液中NaClO与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4：3ClO2Fe(OH)3=2FeO3ClH2O4HDFe3O4与稀HNO3反应：Fe3O48H=Fe22Fe34H2O答案A解析足量的氯气将Br和Fe2完全氧化成Br2和Fe3，A正确
9、；NaClO溶液和FeCl2溶液混合，会发生氧化还原反应，B错误；在强碱溶液中不生成H，正确的离子方程式为2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO3Cl5H2O，C错误；Fe3O4与稀HNO3反应时，2价铁被氧化为3价，D错误。10球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下：下列说法不正确的是()A固体2是氧化铁BX的化学式可以表示为Fe3C2C溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0 g固体DX与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成答案B解析X在空气中煅烧转化为CO2气体与铁的氧化物，再经盐酸、氯气处理后得到FeCl3溶液(溶液乙)，加热、蒸发时，FeCl3水解
10、得到Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)3得到固体Fe2O3(固体2)，A正确；n(Fe2O3)0.15 mol，n(Fe)0.3 mol，m(Fe)16.8 g，m(C)18.0 g16.8 g1.2 g，n(C)0.1 mol，n(Fe)n(C)31，X的化学式可以表示为Fe3C，B错误；溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中，Fe2会被空气氧化为Fe3，最后得到的固体也是Fe2O3，C正确；浓硝酸和铁碳化合物反应，碳元素被氧化成CO2，氮元素被还原为NO2，D正确。11根据框图分析，下列说法不正确的是()A我国是世界上最早使用反应冶炼金属M的国家BM2的氧化性比E2的氧化性强C在反应中若不加稀硫酸，可
11、能观察到红褐色沉淀D在反应中稀硫酸既表现出氧化性又表现出酸性答案D解析反应为湿法炼铜，我国是世界上最早使用该方法冶炼金属Cu的国家，A正确；Cu2的氧化性比Fe2的氧化性强，B正确；过氧化氢具有强氧化性，与硫酸亚铁发生氧化还原反应生成铁离子，在中性溶液中铁离子转化为沉淀，反应中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀，C正确；反应发生的反应是CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O，S元素的化合价不变，H2SO4只表现了酸性，D错误。12(2019全国卷考试大纲调研卷(二)实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体，经历了下列过程(已知Fe3在pH5时沉淀完全)。其中分析错误的是()
12、A步骤发生的主要反应为：2Fe2H2O22H=2Fe32H2OB步骤可用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2C步骤用CuCO3代替CuO也可调节溶液的pHD步骤的操作为：向漏斗中加入少量冷的蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下，重复操作23次答案B解析由实验流程可知，样品与足量硫酸反应，生成硫酸铜、硫酸铁和硫酸亚铁，加入过氧化氢，硫酸亚铁发生氧化还原反应生成硫酸铁，然后加入CuO调节溶液的pH，使Fe3水解而生成Fe(OH)3沉淀，得到硫酸铜溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸铜晶体，步骤为亚铁离子与过氧化氢的氧化还原反应，离子反应为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O，A正确；步骤用氯水、硝酸等强氧化
13、剂代替H2O2，引入杂质氯离子、硝酸根离子等，难以除去，B错误；CuCO3和CuO都与溶液中H反应，起到调节溶液pH的作用，并不引入新的杂质，C正确；步骤为洗涤操作，使用冷的蒸馏水可减少固体的溶解，D正确。二、非选择题(共28分)13(12分)工业上以黄铜矿(CuFeS2)为原料制备CuSO45H2O的主要流程如下：(1)下列装置可用于吸收气体X的是 (填字母)。(2)熔渣Y的成分为Fe2O3和FeO，选用提供的试剂，设计实验验证熔渣中含有FeO。写出有关实验操作、现象与结论。提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、氯水。 。(3)向粗铜中加入稀硫酸和稀硝酸的混
14、酸溶液制取硫酸铜时(杂质不参加反应)，混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为 。答案(1)bd(2)取少量熔渣装入试管中，加入适量稀硫酸溶解，向溶液中加入KMnO4溶液，若溶液紫色褪去，可证明熔渣中含有FeO(3)32解析(1)气体X是SO2，SO2在碱性溶液中的溶解度较大，需要防倒吸，可用bd装置吸收。(2)根据熔渣的成分，检验熔渣中含有FeO的操作为取少量熔渣于试管中，加入适量稀硫酸溶解，向溶液中加入KMnO4溶液，若溶液紫色褪去，可证明熔渣中含有FeO。不能用稀盐酸溶解熔渣，因为KMnO4可在酸性条件下将Cl氧化为Cl2，溶液紫色褪去。(3)由离子方程式3Cu8H2NO=3Cu2
15、2NO4H2O知，混酸中H2SO4与HNO3的物质的量之比为32时，NO全部转化为NO，即混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为32。14(16分)铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。(1)写出Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式： 。(2)绿矾(FeSO47H2O)是补血剂的原料，易变质。检验绿矾是否变质的试剂是 。设计实验检验绿矾是否完全变质： 。(3)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下：干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量FeCO3nH2O在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为 。(4)以羰基化合物为载体运用化学平衡移动原理分离提纯某纳米级活性铁粉(含有一些不反应的杂质)，反应装置如下图。Fe(s)5CO(g)Fe(CO)5(g)H”“”或“”)T2。答案(1)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)KSCN溶液取样品溶于水，滴加酸性高锰酸钾溶液，如溶液褪色，则表示样品没有完全变质(或滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则样品没有完全变质)(3)4FeCO3nH2OO2=4FeOOH4CO2(4n2)H2O(4)解析(4)铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量，低温有利于合成羰基合铁，羰基合铁易挥发，杂质残留在玻璃管左端；当羰基合铁挥发到较高温度区域T2时，羰基合铁分解，纯铁粉残留在右端，一氧化碳循环利用。