高考化学大一轮复习 3.3铁、铜及其重要化合物课时训练-人教版高三全册化学试题

课时训练8 铁、铜及其重要化合物
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求)
1．化学美无处不在，下图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中X可能是( )
A．稀盐酸B．稀硫酸
C．硫酸钠溶液D．碳酸钠溶液
解析：溶液X能使石蕊试液变红，和Fe反应生成Fe2＋，和Ba(NO3)2反应生成白色沉淀，和CuO反应生成蓝色溶液，所以该溶液可能是稀硫酸。

答案：B
2．在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是( )
A．加入KSCN溶液一定不变红色
B．溶液中一定含Fe2＋
C．溶液中一定含Cu2＋
D．剩余固体中一定含Cu
解析：铁粉与FeCl3、CuCl2的反应依次为：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu
充分反应后的固体可能为Cu或Fe和Cu的混合物，又由于2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，所以无论反应后的固体为Cu还是Fe和Cu的混合物，Fe3＋一定不存在，A项对，由上分析知B、D均对；若反应后固体为Cu和Fe的混合物，溶液一定无Cu2＋，C错。

答案：C
3.2015·望中月考铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素，下列有关铁及
其化合物的有关说法中正确的是( )
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀
解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；＋3价铁离子与KSCN溶液反应生成络合物使溶液变为红色，没有沉淀产生，一般可以用此方法检验＋3价铁离子的存在。

答案：C
4．向Fe2O3、CuO、Fe、Cu的混合粉末中加入过量的稀硫酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于溶液中阳离子的判断正确的是( )
A．只有Fe2＋和Cu2＋
B．一定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋
C．一定有Fe2＋，可能有Cu2＋
D．只有Fe2＋
解析：加入过量的稀硫酸充分反应后，仍有红色粉末存在，这红色粉末是Cu，则肯定没有Fe3＋，肯定有Fe2＋，CuO与稀硫酸反应生成的Cu2＋，又可被Fe还原，故溶液中可能存在Cu2＋，综上所述C项正确。

答案：C
5.2014·山东卷等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．FeSO4D．Fe3O4
解析：本题考查硝酸的性质，考查学生运用氧化还原知识解决问题的能力。

B项，Fe2O3中Fe的化合价为＋3价，为最高价，与稀硝酸反应不产生NO。

设下列物质的质量均为m g，根据得失电子守恒，找出铁的不同物质与NO的关系式：
3FeO～NO、3FeSO4～NO、3Fe3O4～NO
n 72 mol
m
152
mol
m
232
mol，
很明显等质量的FeO与稀硝酸反应产生的NO最多。

答案：A
6.2014·四川卷下列说法不符合图中漫画情景的是( )
A ．此反应不可能是复分解反应
B ．若金属1是锌，金属2可能是银
C ．还原性：金属1>金属2
D ．若生成2 mol 铜，则反应过程中转移2 mol 电子
解析：反应物和生成物中都有单质，所以不可能是复分解反应，复分解反应中的反应物和生成物都必须是化合物，故A 正确；锌的活动性比银强，锌能置换出AgNO 3溶液中的银，故B 正确；C 项，金属1是还原剂，金属2是还原产物，则还原性：金属1>金属2，故C 正确；若生成2 mol 铜，则反应过程中转移4 mol 电子，故D 错误。

答案：D
7．1.52 g 铜镁合金完全溶解于50 mL 密度为1.40 g/mL 、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO 2和N 2O 4的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH 溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g 沉淀。

下列说法不正确的是( )
A ．该合金中铜与镁的物质的量之比是2 1
B ．该浓硝酸中HNO 3的物质的量浓度是14.0 mol/L
C ．NO 2和N 2O 4的混合气体中，NO 2的体积分数是80%
D ．得到2.54 g 沉淀时，加入NaOH 溶液的体积是600 mL
解析：本题考查物质的量浓度的计算、氧化还原反应知识，考查学生化学计算能力等。

A 项，反应后向溶液中加入NaOH ，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，固体质量增加的是OH －的质量，且有n (OH －)＝n (e －)，设合金中镁、铜的物质的量分别为x 、y ，
则有⎩⎪⎨⎪⎧ 24x ＋64y ＝ 1.52质量守恒2x ＋2y ＝2.54－1.5217电子守恒，
解得x ＝0.01，y ＝0.02；B 项，该硝酸的物质的量浓度c ＝n V ＝50×1.40×63%63 mol 50×10－3 L
＝14 mol/L ；C 项，NO 2和N 2O 4都来自硝酸，设混合气体中有NO 2 x mol ，据电子守恒得x ＋(0.05－x )×2＝0.06，x ＝0.04，NO 2的体积分数为80%；D 项，得到2.54 g 沉淀时溶液中的溶质只
有NaNO3，故n(NaOH)＝n(HNO3)＝0.7 mol，则NaOH溶液的体积是700 mL。

答案：D
8.2015·南京调研下表各组物质之间通过一步反应不可以实现如图所示的转化关系的是( )
选项X Y Z
箭头上所标数字表示
的反应条件
A CaO Ca(OH)2CaCO3①常温遇水
B AlCl3NaAlO2Al(OH)3②通入CO2
C Fe2O3FeCl3Fe(OH)3④加入盐酸
D Cl2Ca(ClO)2HClO ③加浓盐酸
解析：本题主要考查了钙、铝、铁、氯等元素及其化合物之间的转化，意在考查学生对重要无机反应的掌握情况。

CaCO3不能通过一步反应生成Ca(OH)2。

答案：A
9．向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入240 mL 4 mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出2.24 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现。

若用足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为( ) A．0.48 mol B．0.43 mol
C．0.42 mol D．0.32 mol
解析：加入KSCN溶液，无血红色出现，说明溶液中有关铁的化合物只有Fe(NO3)2。

硝酸一部分被还原成NO，剩余硝酸根离子进入铁的化合物；根据质量守恒定律可计算得出n(Fe)
＝(0.24 L×4 mol/L－2.24 L
22.4 L·mol－1
)÷2＝0.43 mol。

答案：B
10.2015·浙江联考某同学设计下列方法对盐A的水溶液进行鉴定：
A ――→适量硝酸酸化的AgNO 3溶液、过滤⎩⎪⎨⎪⎧
B 白色沉淀
C ―
―→KSCN D 红色溶液
由此得出的结论中，不正确的是( )
A ．D 溶液中存在Fe(SCN)3
B ．
C 中有Fe 3＋
C ．B 可能为AgCl 沉淀
D ．A 一定为FeCl 3溶液 解析：C 与KSCN 溶液显红色，说明C 中含Fe 3＋
，D 中存在Fe(SCN)3络合物，故A 、B 正确。

A 可能是FeCl 3溶液、FeCl 2溶液或FeSO 4等，D 不正确。

答案：D
11．某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：
方案Ⅰ：铜铝混合物――→足量溶液A
充分反应
测定生成气体的体积
方案Ⅱ：铜铝混合物――→足量溶液B
充分反应
测定剩余固体的质量
下列有关判断中不正确的是( )
A ．溶液A 和
B 均可以是盐酸或NaOH 溶液
B ．溶液A 和B 均可以选用稀硝酸
C ．若溶液B 选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小
D ．实验方案Ⅱ更便于实施
解析：溶液A 和B 均为HCl 时，根据生成的气体的体积判定Al 的量，剩余的固体即为Cu ；均为NaOH 时，根据生成的气体的体积判定Al 的量，剩余的固体即为Cu ，A 项正确；方案一中若A 选稀硝酸，则生成NO 气体，测定NO 的气体体积要避免被空气氧化为NO 2，因为NO 2会聚合生成N 2O 4，会使所测体积偏小，方案二中溶液B 若是稀硝酸，则就没有剩余金属，B 项错误；浓硝酸使铝钝化，生成致密的氧化物保护膜覆盖在铝的表面，剩余固体的质量偏大，则铜的质量分数偏小，C 项正确；体积的测量是有一定难度的，要依据外界条件，而质量是很容易准确测定的，D 项正确。

答案：B 12.2015·四川质检向27.2 g Cu 和Cu 2O 的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L ，
固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2。

在所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。

下列有关说法不正确的是( ) A．Cu与Cu2O的物质的量之比为2 1
B．硝酸的物质的量浓度为2.6 mol/L
C．产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L
D．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol
解析：结合题意，反应过程为①Cu/Cu2O＋HNO3―→Cu(NO3)2＋NO↑＋H2O，②NaOH＋
HNO3/Cu(NO3)2―→NaNO3＋Cu(OH)2↓＋H2O。

n[Cu(OH)2]＝39.2 g
98 g·mol－1
＝0.4 mol，故Cu(NO3)2消耗NaOH的物质的量为0.4 mol×2＝0.8 mol，硝酸消耗NaOH的物质的量为1.0 mol/L×1.0 L－0.8 mol＝0.2 mol，即剩余硝酸为0.2 mol，D项正确；n(Cu)＋2n(Cu2O)＝0.4 mol，n(Cu)×64 g·mol－1＋n(Cu2O)×144 g·mol－1＝27.2 g，解得：n(Cu)＝0.2 mol，n(Cu2O)＝0.1 mol。

根据得失电子守恒有0.2 mol×2＋0.1 mol×2×1＝n(NO)×3，n(NO)＝0.2 mol，
其在标况下的体积为4.48 L，A、C项正确；c(HNO3)＝0.2 mol＋0.4 mol×2＋0.2 mol
0.5 L
＝2.4
mol/L，B项错误。

答案：B
二、非选择题(本题共4小题，共52分)
13．(13分)铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。

(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。

X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是________；Y与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为________。

(2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是________。

A．Mg2＋B．Fe2＋
C．Al3＋D．Cu2＋
(3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：
回答下列问题：
①操作Ⅰ的名称是________；操作Ⅱ的名称是________；操作Ⅱ的方法为________。

②请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式：______________________________________。

解析：(1)铁的氧化物中具有磁性的是Fe3O4，Fe3O4溶于过量的盐酸后溶液中存在的阳离子是Fe2＋、Fe3＋、H＋；Fe3O4溶于过量的浓硝酸后Fe元素会被氧化为Fe3＋，所以反应后的溶液中含有的盐是Fe(NO3)3。

(2)向该溶液中加入过量的NaOH溶液后：Mg2＋→Mg(OH)2、Fe2＋→Fe(OH)3、Al3＋→AlO－2、Cu2＋→Cu(OH)2；过滤后滤渣中含有Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2；高温灼烧后Mg(OH)2→MgO、Fe(OH)3→Fe2O3、Cu(OH)2→CuO；将MgO、Fe2O3、CuO投入过量盐酸后生成Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋，故应选择B、C。

(3)①从流程图中知道经操作Ⅰ得到滤渣，故该操作是过滤；操作Ⅱ是在得到FeCO3沉淀后进行的，故该操作是洗涤；洗涤沉淀的操作为在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次。

②从流程图中分析，生成FeCO3沉淀的反应物是Fe2＋和HCO－3，根据元素守恒得Fe2＋＋2HCO－3===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。

答案：(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋Fe(NO3)3(2)BC (3)①过滤洗涤在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次②Fe2＋＋2HCO－3===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O 14．(15分)2014·北京卷用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。

某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解pH＝1的0.1 mol/L FeCl2溶液，研究废液再生机理。

记录如下(a、b、c代表电压值)：
序号电压/V 阳极现象检验阳极产物Ⅰx≥a电极附近出现黄色，有气泡产生有Fe3＋、有Cl2Ⅱa＞x≥b电极附近出现黄色，无气泡产生有Fe3＋、无Cl2Ⅲb>x>0 无明显变化无Fe3＋、无Cl2
(2)Ⅰ中，Fe3＋产生的原因可能是Cl－在阳极放电，生成的Cl2将Fe2＋氧化。

写出有关反应：
______________________________________________________。

(3)由Ⅱ推测，Fe3＋产生的原因还可能是Fe2＋在阳极放电，原因是Fe2＋具有________性。

(4)Ⅱ中虽未检验出Cl2，但Cl－在阳极是否放电仍需进一步验证。

电解pH＝1的NaCl溶
液做对照实验，记录如下。

序号电压/V 阳极现象检验阳极产物
Ⅳa＞x≥c无明显变化有Cl2
Ⅴc＞x≥b无明显变化无Cl2
①NaCl溶液的浓度是________mol/L。

②Ⅳ中检验Cl2的实验方法：__________________
______________________________________________________。

③与Ⅱ对比，得出的结论(写出两点)：
________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

解析：本题考查FeCl3吸收H2S所得废液再生原理和实验探究，考查学生对化学实验方案的设计和评价能力。

(1)Fe3＋遇SCN－变血红色。

(2)相关反应为Cl－的放电：Cl－－2e－===Cl2↑，以及Cl2氧化Fe2＋：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

(3)Fe2＋在阳极放电转化为Fe3＋，Fe2＋体现了还原性。

(4)①0.1 mol/L FeCl2溶液c(Cl－)＝0.2 mol/L，做对照实验时，必须控制c(Cl－)相同，则NaCl溶液的浓度为0.2 mol/L。

②可以利用淀粉­KI溶液检验氯气。

③通过控制电压，可以证实Fe2＋比Cl－先放电，产生Fe3＋的两种原因都成立。

答案：(1)溶液变红
(2)2Cl－－2e－===Cl2、Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
(3)还原
(4)①0.2②取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉­KI试纸上，试纸变蓝③通过控制电压，证实了产生Fe3＋的两种原因都成立通过控制电压，验证了Fe2＋先于Cl－放电15．(14分)利用废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。

生产过程如下：
试回答下列问题：
(1)废铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，可能发生反应的离子方程式有
_____________________ ___________________________________________________。

(2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧，检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物。

原因可能是①灼烧不充分，Cu 未被完全氧化；②CuO 被还原。

还原剂可能是____________；该还原反应的化学方程式是________________________________________________ ________________________。

(3)为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶，在加入稀H 2SO 4的同时，还通入O 2。

通入O 2的目的是__________________(用化学反应方程式表示)。

(4)直接向氧化铜混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶，也可达到充分酸溶的目的，但实际操作中较少使用，原因可能是________________________________________________________________________。

解析：(1)废铁丝中含有铁锈(Fe 2O 3·x H 2O)，所以在用稀硫酸处理时可能发生的反应有：Fe 2O 3＋6H ＋===2Fe 3＋＋3H 2O,2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋，Fe ＋2H ＋===Fe 2＋
＋H 2↑。

(2)废铜粉在灼烧后得到的产物中含有单质铜，可能是原来杂质中含有C 等还原性杂质导致。

(3)Cu 在不断通入氧
气和加热的条件下，可溶解于稀硫酸，发生反应2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4=====△
2CuSO 4＋2H 2O 。

(4)若用
浓硫酸来溶解，发生反应Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ，其缺点是生成等量硫酸铜晶体所消耗的硫酸更多，且会产生污染大气的SO 2气体。

答案：(1)Fe 2O 3＋6H ＋===2Fe 3＋＋3H 2O,2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋，Fe ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2↑
(2)C(或CO) 2CuO ＋C=====△2Cu ＋CO 2↑(或CuO ＋CO=====△Cu ＋CO 2)
(3)2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4=====△
2CuSO 4＋2H 2O
(4)生成等量CuSO 4晶体所消耗的H 2SO 4更多，且会产生污染大气的SO 2气体
16．(10分)已知：A 、B 、C 为中学常见的单质，A 为淡黄色固体；D 、E 、F 、M 为中学常见的氧化物，E 是磁铁矿的主要成分(是黑色固体)；H 、K 为中学常见的盐；M 是一种常见的无色液体。

各物质间的转化关系如下图所示(某些条件已略去)。

请回答：
(1)物质H 的化学式为________。

(2)由F 与M 作用生成G 的化学反应基本类型为____________。

(3)A 与C 在加热条件下反应的化学方程式为
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(4)G 的浓溶液在加热条件下能跟C 反应，该反应中G 体现了________(填序号)。

A ．氧化性
B ．还原性
C ．漂白性
D ．酸性
(5)若先将D 气体通入BaCl 2溶液中，再通入NH 3，实验过程中的现象为_____________________________________________________ ________________。

(6)H 溶液在空气中长期放置会出现红褐色浑浊，请用一个离子方程式表示其变化的原因：
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析：A 为淡黄色固体且是单质，则A 为硫；E 是磁铁矿的主要成分(是黑色固体)，则E 为四氧化三铁；由转化关系可知B 为氧气，C 为Fe ，D 为二氧化硫，F 为三氧化硫，M 为水，G 为硫酸，H 、K 为中学常见的盐，分别为硫酸亚铁和硫酸铁。

(1)物质H 的化学式为FeSO 4；
(2)由F 与M 作用生成G 的化学反应基本类型为化合反应；(3)A 与C 在加热条件下反应的化
学方程式为Fe ＋S=====△
FeS ；(4)浓硫酸和铁反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，体现了硫酸的氧化性和酸性；(5)二氧化硫气体通入BaCl 2溶液中不会有沉淀产生，再通入NH 3，由于溶液中存在铵根离子和亚硫酸根离子，则最终生成了亚硫酸钡沉淀；(6)亚铁离子会在空气中被氧化为铁离子，再发生水解，生成红褐色浑浊物是氢氧化铁，用一个离子方程式表示其变化的原因：4Fe 2＋＋O 2＋10H 2O===4Fe(OH)3↓＋8H ＋或4Fe 2＋＋8OH －
＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3↓。

答案：(1)FeSO 4 (2)化合反应 (3)Fe ＋S=====△
FeS (4)AD (5)先无明显现象，通入NH 3后产生白色沉淀
(6)4Fe 2＋＋O 2＋10H 2O===4Fe(OH)3↓＋8H ＋或4Fe 2＋＋8OH －＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3↓。