考點(diǎn)12鐵、銅元素單質(zhì)及其重要化合物

1、圓學(xué)子夢想 鑄金字品牌溫馨提示： 此題庫為Word版，請按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，點(diǎn)擊右上角的關(guān)閉按鈕可返回目錄。 考點(diǎn)12 鐵、銅元素單質(zhì)及其重要化合物一、選擇題1.(2012·山東高考·12)下列由相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所推出的結(jié)論正確的是()A.Cl2、SO2均能使品紅溶液褪色,說明二者均有氧化性B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀,說明該溶液中一定有SC.Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生,說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)D.分別充滿HCl、NH3的燒瓶倒置于水中后液面均迅速上升,說明二者易溶于水【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)明確氯

2、氣和二氧化硫褪色的原理的不同點(diǎn),S的檢驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)?！窘馕觥窟xD。A項(xiàng),二者漂白的原理不同,前者屬于氧化型,后者屬于化合型,因此不能說明SO2具有氧化性,A錯(cuò);B項(xiàng),溶液中也可能含有S,B錯(cuò);C項(xiàng),鐵與硝酸發(fā)生的不是置換反應(yīng),C錯(cuò)誤。2.(2012·江蘇高考·5)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用不相對應(yīng)的是()A.明礬能水解生成Al(OH)3膠體,可用作凈水劑B.FeCl3溶液能與Cu 反應(yīng),可用于蝕刻印刷電路C.SO2具有氧化性,可用于漂白紙漿D.Zn具有還原性和導(dǎo)電性,可用作鋅錳干電池的負(fù)極材料【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)牢記典型物質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用,搞清其中有關(guān)的化學(xué)原理?！窘馕?/p>

3、】選C。A項(xiàng),明礬水解生成的氫氧化鋁膠體有吸附性,可作凈水劑,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),三氯化鐵溶液可以與銅反應(yīng),三氯化鐵溶液用于蝕刻電路,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),二氧化硫的漂白是利用二氧化硫的漂白性,而不是氧化性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),電池的電極應(yīng)能導(dǎo)電,負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),D項(xiàng)正確。3.(2012·江蘇高考·7)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能實(shí)現(xiàn)的是()【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意掌握中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化及相關(guān)方程式?！窘馕觥窟xA。對于:第一步轉(zhuǎn)化Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O,第二步轉(zhuǎn)化2NaAlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3+Na2CO3或NaAlO2+CO2+2

4、H2OAl(OH)3+NaHCO3;對于:第一步轉(zhuǎn)化不能一步實(shí)現(xiàn),第二步轉(zhuǎn)化SO3+H2OH2SO4;對于:第一步轉(zhuǎn)化NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3+NH4Cl,第二步轉(zhuǎn)化 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2對于:第一步轉(zhuǎn)化Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O,第二步轉(zhuǎn)化,FeCl3水解,得不到無水FeCl3;對于:第一步轉(zhuǎn)化Ca(OH)2+ MgCl2Mg(OH)2+CaCl2,第二步轉(zhuǎn)化Mg(OH)2MgO+H2O;所以選A。4.(2012·天津高考·2)下列單質(zhì)或化合物性質(zhì)的描述正確的是()A.NaHSO4水溶液顯中性B.SiO2與酸、堿均

5、不反應(yīng)C.NO2溶于水時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)D.Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意物質(zhì)的特殊性質(zhì),如硫酸氫鈉屬于鹽但溶液呈酸性,二氧化硅和一般物質(zhì)不反應(yīng)但和氫氧化鈉反應(yīng),鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵。【解析】選C。選項(xiàng)具體分析結(jié)論A硫酸氫鈉溶于水電離出鈉離子、氫離子和硫酸根離子,使溶液呈酸性錯(cuò)誤B二氧化硅能和氫氧化鈉反應(yīng)錯(cuò)誤C二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?5價(jià)和+2價(jià),是氧化還原反應(yīng)正確D鐵和氯氣反應(yīng)只生成氯化鐵錯(cuò)誤5.(2012·廣東高考·12)下列陳述、正確并且有因果關(guān)系的是()選項(xiàng)陳述陳述ASO2有漂白性SO2

6、可使溴水褪色BSiO2有導(dǎo)電性SiO2可用于制備光導(dǎo)纖維C濃硫酸有強(qiáng)氧化性濃硫酸可用于干燥H2和CODFe3+有氧化性FeCl3溶液可用于回收廢舊電路板中的銅【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從常見物質(zhì)的性質(zhì)考慮。【解析】選D。選項(xiàng)具體分析結(jié)論A陳述表現(xiàn)了SO2的還原性,而陳述表現(xiàn)為漂白性沒有因果關(guān)系B二氧化硅不導(dǎo)電不正確C陳述表現(xiàn)出濃硫酸的吸水性沒有因果關(guān)系D陳述中Fe3+氧化單質(zhì)銅從而回收銅屬于因果關(guān)系二、非選擇題6.(2012·山東高考·28)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下:(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的吸收。a.濃硫酸b.稀硝酸c.

7、NaOH溶液 d.氨水(2)用稀硫酸浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈紅色,說明溶液中存在(填離子符號),檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2+的方法是  (注明試劑、現(xiàn)象)。(3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為  。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說法正確的是。a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng)c.溶液中Cu2+向陽極移動(dòng)d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(5)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,其正極電極反應(yīng)式為

8、 。【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)理清無機(jī)化工流程,明確每一步的反應(yīng)在流程中的作用。對于陌生的氧化還原反應(yīng)要用正確的配平方法進(jìn)行配平;掌握電解精煉銅的原理及相關(guān)電極反應(yīng)式的書寫?！窘馕觥?1)從冰銅的元素組成上看,其中含有硫元素,焙燒產(chǎn)物泡銅和熔渣中不再含有硫元素,故可推知A一定為SO2,一般選用堿性溶液,故答案為c、d。(2)向溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈紅色,可推知溶液中一定含有Fe3+;要檢驗(yàn)溶液中還含有Fe2+,可取適量酸性KMnO4溶液于一支試管中,滴入幾滴該溶液,若酸性高錳酸鉀溶液褪色或變淺,說明該溶液中含有Fe2+。(3)泡銅制取粗銅,是Cu2O和鋁發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)氧化還原反應(yīng)

9、的配平方法進(jìn)行配平可得,化學(xué)反應(yīng)方程式為3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu。(4)在電解過程中,會(huì)有一部分電能損失轉(zhuǎn)化為熱能,因此電能不可能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,a錯(cuò)誤;c項(xiàng),溶液中的Cu2+應(yīng)向陰極(精銅)移動(dòng),c錯(cuò)誤;正確答案為b、d。(5)本題可采取兩種方法書寫:一是直接法,通過化學(xué)反應(yīng)可以看出,O2發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)物一定為O2,其對應(yīng)的還原產(chǎn)物為H2O,故正極的電極反應(yīng)式為:O2+4e-+4H+2H2O;方法二:先寫出負(fù)極電極反應(yīng):銅作為負(fù)極反應(yīng)物,氧化產(chǎn)物為CuSO4,故其電極反應(yīng)式為Cu-2e-+SCuSO4,在電量相同的前提下,設(shè)轉(zhuǎn)移4 mol電子用總的電極反應(yīng)式減去該電極反

10、應(yīng)式,可得正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+2H2O。答案:(1)c、d(2)Fe3+可取適量酸性KMnO4溶液于一支試管中,滴入幾滴該溶液,若酸性高錳酸鉀溶液褪色或變淺,說明該溶液中含有Fe2+(3)3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu(4)b、d(5)O2+4e-+4H+2H2O7.(2012·江蘇高考·19)廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)回收Cu并制備ZnO的部分實(shí)驗(yàn)過程如下:(1)銅帽溶解時(shí)加入H2O2的目的是  (用化學(xué)方程式表示)。銅帽溶解完全后,需將溶液中過量的H2O2除

11、去。除去H2O2的簡便方法是 。(2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質(zhì)為鐵及其氧化物)的量,實(shí)驗(yàn)中需測定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。實(shí)驗(yàn)操作為:準(zhǔn)確量取一定體積的含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中,加適量水稀釋,調(diào)節(jié)溶液pH=34,加入過量的KI,用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。上述過程中反應(yīng)的離子方程式如下:2Cu2+4I-2CuI(白色)+I22S2O32-+I22I-+S4O62-滴定選用的指示劑為,滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為 。若滴定前溶液中的H2O2沒有除盡,所測定的Cu2+含量將會(huì)(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。(3)已知pH>11 時(shí)Zn(OH)2能溶

12、于NaOH 溶液生成Zn(OH)42-。下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH 按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計(jì)算)。開始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.13.2Fe2+5.88.8Zn2+5.98.9實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑:30%H2O2、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO 的實(shí)驗(yàn)步驟依次為:;過濾;過濾、洗滌、干燥;900 煅燒?！窘忸}指南】可按以下思路解答本題:【解析】(1)結(jié)合第(1)問要求將銅帽溶解可知其目的是將銅溶解;雙氧水受熱易分解;(2)淀粉遇碘顯藍(lán)色;若雙氧水沒除盡,

13、銅離子與雙氧水均能氧化碘離子產(chǎn)生碘,碘與硫代硫酸鈉反應(yīng),導(dǎo)致硫代硫酸鈉用量增大,所測銅離子含量將會(huì)偏高;(3)結(jié)合給出離子沉淀的pH和實(shí)驗(yàn)步驟,應(yīng)先用雙氧水將Fe2+氧化為Fe3+,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為沉淀,過濾除去后,繼續(xù)調(diào)節(jié)pH使Zn2+轉(zhuǎn)化為氫氧化鋅,再過濾、洗滌、干燥、煅燒得氧化鋅。答案:(1)Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O加熱(至沸)(2)淀粉溶液藍(lán)色褪去偏高(3)向?yàn)V液中加入適量30% H2O2,使其充分反應(yīng)滴加1.0 mol·L-1 NaOH,調(diào)節(jié)溶液pH約為5(或3.2pH<5.9),使Fe3+沉淀完全向?yàn)V液中滴加1.0 mol·L-1

14、 NaOH,調(diào)節(jié)溶液pH約為10(或8.9pH11),使Zn2+沉淀完全8.(2012·浙江高考·26) 已知:I2+2S2O32-S4O62-+2I-相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)見下表:物質(zhì)Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.2×10-202.6×10-391.7×10-71.3×10-12(1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,為得到純凈的CuCl2·2H2O晶體,加入,調(diào)至pH=4,使溶液中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,此時(shí)溶液中的c(Fe3+)=。過濾后,將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶,可得到C

15、uCl2·2H2O晶體。(2)在空氣中直接加熱CuCl2·2H2O晶體得不到純的無水CuCl2,原因是(用化學(xué)方程式表示)。由CuCl2·2H2O晶體得到純的無水CuCl2的合理方法是。(3)某學(xué)習(xí)小組用“間接碘量法”測定含有CuCl2·2H2O晶體的試樣(不含能與I-發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))的純度,過程如下:取0.36 g試樣溶于水,加入過量KI固體,充分反應(yīng),生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。可選用作滴定指示劑,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是。CuCl2溶

16、液與KI反應(yīng)的離子方程式為  。該試樣中CuCl2·2H2O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 ?！窘忸}指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)CuCl2是強(qiáng)酸弱堿鹽,帶結(jié)晶水的該鹽加熱時(shí),會(huì)發(fā)生水解而得不到該物質(zhì)。(2)涉及碘單質(zhì)的滴定時(shí)一般使用淀粉作指示劑?！窘馕觥?1)加入的物質(zhì)在調(diào)節(jié)pH時(shí)應(yīng)該保證兩點(diǎn),一個(gè)是使pH減小,再一個(gè)是不能加入新的雜質(zhì)離子,所以應(yīng)該選用氫氧化銅或者堿式碳酸銅;若此時(shí)pH=4,則c(Fe3+)=KspFe(OH)3/(1×10-10 mol·L-1)3=2.6×10-9 mol·L-1。(2)在空氣中直接加熱CuCl2

17、83;2H2O晶體時(shí),由于CuCl2是強(qiáng)酸弱堿鹽,所以Cu2+會(huì)發(fā)生水解,故得不到純凈的無水CuCl2,所以要想得到純凈的無水氯化銅必須在加熱過程中抑制其水解,所以應(yīng)該在干燥的HCl氣流中加熱。(3)由于相當(dāng)于用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定碘單質(zhì),所以可以用淀粉溶液作指示劑,到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變成無色且放置一段時(shí)間后不褪色。銅離子具有弱氧化性可以把碘離子氧化成碘單質(zhì),自身被還原成+1價(jià)的銅。由反應(yīng)可知,關(guān)系式如下:CuCl2·2H2ONa2S2O31 1n(CuCl2·2H2O) 0.100 0 mol·L-1×0.020 L則n(CuCl2&

18、#183;2H2O)=0.100 0 mol·L-1×0.020 L=0.002 mol則m(CuCl2·2H2O)=0.002 mol×171 g·mol-1=0.342 g則該試樣中CuCl2·2H2O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:0.342 g/0.36 g=95%。答案:(1)Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO32.6×10-9 mol·L-1(2)2CuCl2·2H2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O主要產(chǎn)物寫成Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、CuO均可在干燥的HCl氣流中加熱脫水

19、(3)淀粉溶液藍(lán)色褪去,放置一定時(shí)間后不恢復(fù)原色2Cu2+4I-2CuI+I295%9.（2012·海南高考·14）在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中,廢液處理和資源回收的過程簡述如下:向廢液中投入過量鐵屑,充分反應(yīng)后分離出固體和濾液;:向?yàn)V液中加入一定量石灰水,調(diào)節(jié)溶液pH,同時(shí)鼓入足量的空氣。已知:KspFe(OH)3=4.0×1038回答下列問題:(1)FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為 ;(2)過程加入鐵屑的主要作用是 ,分離得到固體的主要成分是,從固體中分離出銅需采用的方法是;(3)過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;(4)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH為5

20、,金屬離子濃度為 。(列式計(jì)算)【解題指南】解答本題時(shí)注意本題的操作流程如下:【解析】(2)這是先置換出銅,鐵過量固體為鐵與銅的混合物,再分離銅應(yīng)加入鹽酸;(3)步驟是亞鐵離子生成Fe(OH)2,鼓入空氣后轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3;(4)Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-),c(OH-)=Kw/c(H+),可求c(Fe3+)答案:(1)2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+(2)加收銅Cu和Fe加鹽酸反應(yīng)后過濾(3)FeCl2+Ca(OH)2Fe(OH)2+CaCl24Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(4)c(Fe3+)=4.0×10-38÷(10-9)34

21、.0×10-11 (mol/L)10.(2012·新課標(biāo)全國卷·26)鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬,鐵的鹵化物、氧化物以及高價(jià)鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學(xué)式,可用離子交換和滴定的方法。實(shí)驗(yàn)中稱取0.54 g的FeClx樣品,溶解后先進(jìn)行陽離子交換預(yù)處理,再通過含有飽和OH-的陰離子交換柱,使Cl-和OH-發(fā)生交換。交換完成后,流出溶液的OH-用0.40 mol·L-1的鹽酸滴定,滴至終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸25.0 mL。計(jì)算該樣品中氯的物質(zhì)的量,并求出FeClx中x值:(列出計(jì)算過程);(2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合

22、物樣品,采用上述方法測得n(Fe)n(Cl)=12.1,則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為。在實(shí)驗(yàn)室中,FeCl2可用鐵粉和 反應(yīng)制備,FeCl3可用鐵粉和反應(yīng)制備;(3)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時(shí)可生成棕色物質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式為;(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強(qiáng)氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4,其反應(yīng)的離子方程式為 。與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應(yīng)式為,該電池總反應(yīng)的離子方程式為 ?！窘忸}指南】解答本題,書寫化學(xué)反應(yīng)方程式應(yīng)注意掌握氧化還原反應(yīng)的原理,書寫電極反應(yīng)式時(shí)注意電解質(zhì)溶液的酸堿性、配平?！窘馕觥?1)n(Cl)=0.025 0 L