2011高三总复习化学45分钟限时智能检测(含详细答案):第3讲 铁、铜及其化合物 检测

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(限时45分钟,满分100分)
一、选择题
1.(2009年潍坊高三质检)下列试剂应该保存在棕色试剂瓶中的是()
A.碳酸氢铵B.氯化亚铁溶液
C.浓硝酸D.漂白粉
【解析】本题考查化学试剂的保存。

浓硝酸见光容易分解,应保存在棕色试剂瓶中,其他三种试剂只要密封保存即可。

【答案】 C
2.(2009年德州检测)在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息,以证明火星上存在或曾经存在过水。

以下叙述正确的是() A.铝热剂就是单指Fe2O3粉和铝粉的混合物
B.检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
C.还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D.明矾属于硫酸盐,含结晶水,是混合物
【解析】A项铝热剂是难熔金属氧化物和铝组成的混合物,不一定是由三氧化二铁和铝组成;B项检验三氧化二铁的操作步骤为:样品→粉碎→加盐酸溶解→滴加KSCN溶液;D项明矾含有结晶水,但是纯净物;在还原Fe2O3时,1 mol H2失去2 mol电子,1 mol Al失去3 mol电子,1 mol CO失去2 mol电子,所以据得失电子守恒即可判断C正确。

【答案】 C
3.下列实验中,溶液颜色有明显变化的是()
A.少量明矾溶液加入到过量NaOH溶液中
B.往FeCl3溶液中滴入KI溶液,再滴入淀粉溶液
C.少量Na2O2固体加入到过量NaHSO3溶液中
D.往酸性高锰酸钾溶液中滴入少量Fe2(SO4)3稀溶液
【解析】A项中Al3+与过量的OH-作用生成AlO2-,溶液颜色不变化;B项中,2Fe3++2I-===2Fe2++I
,I2和淀粉作用溶液变蓝;C项中虽发生氧化还原反应,但溶液颜色不变化;D项中二者不发生化学2
反应,溶液颜色无明显变化,故选B。

【答案】 B
4.下列离子方程式书写正确的是()
A.铝粉投入到NaOH溶液中:
2Al+2OH-===2AlO2-+H2↑
B.AlCl3溶液中加入足量的氨水:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
C.三氯化铁溶液中加入铁粉:Fe3++Fe===2Fe2+
D.FeCl2溶液跟Cl2反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
【解析】离子反应方程式必须符合反应原理,铝与强碱溶液的反应中,氧化剂是水而不是碱,A错;氨水是弱碱不能写成离子形式,B错;离子方程式必须符合质量(原子个数)守恒和离子总电荷守恒,所以C 错。

【答案】 D
5.某研究性学习小组为了检验硫酸亚铁铵晶体中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2O,设计了如下实验步骤:①取少量晶体放在试管内,用酒精灯加热试管口有液体产生,说明晶体中含有水;②将加热后剩余的晶体溶解于水,加入用盐酸酸化过的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,说明晶体中含有SO42-;③滤去白色沉淀,向滤液中加入过量的浓氢氧化钠溶液,加热,有能使红色石蕊试纸变蓝的气体产生,说明晶体中含有NH4+;④向步骤③的剩余液体中加入KSCN溶液,无明显变化,再加入少量氯水,溶液变红色,说明晶体中含有亚铁离子,其中不能达到实验目的的是()
A.①③④B.①④
C.③④D.④
【解析】 ①能证明晶体中含有水;②是SO 42-的检验,正确;③中产生使红色石蕊试液变蓝的气体
一定为NH 3,证明晶体中有NH 4+,③正确;但在该过程中加入过量的浓NaOH 溶液,则Fe 2+完全被OH
-沉淀,因此④不能达到实验目的,故选D 。

【答案】 D
6.在含FeCl 3、FeCl 2、AlCl 3、NaCl 的溶液中,加入足量的Na 2O 固体,在空气中充分搅拌反应后再加入过量的稀盐酸,溶液中离子数目变化最小的是( )
A .Na +
B .Al 3+
C .Fe 3+
D .Fe 2+
【解析】 Na 2O +H 2O===2Na ++2OH -,故Na +数目增多;B 项中,Al 3+――→OH -Al(OH)3――→H +Al 3+,所
以Al 3+数目不变化;C 、D 两项中,Fe 3+――→OH -Fe(OH)3――→H +Fe 3+,但同时还有Fe 2+的变化:Fe 2+――→
OH -Fe(OH)2――→O 2Fe(OH)3――→H +Fe 3+,所以Fe 3+增多,Fe 2+减少,故选B 。

【答案】 B
7.(2009年长春高中毕业班测试)用类推的方法可能会得出错误结论,因此推出的结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。

下列类推结论中正确的是( )
A .Na 失火不能用CO 2灭火,K 失火不能用CO 2灭火
B .工业上电解熔融MgCl 2制取金属镁,也用电解熔融AlCl 3的方法制取金属铝
C .Al 与S 直接化合可以得到Al 2S 3,Fe 与S 直接化合也可以得到Fe 2S 3
D .Fe 3O 4可以写成FeO·Fe 2O 3,Pb 3O 4也可写成PbO·Pb 2O 3
【解析】 AlCl 3为共价化合物,熔融状态不导电,故不能用电解熔解AlCl 3的方法制取金属铝;Fe 与S 直接化合只能生成FeS ;Pb 3O 4中铅的化合价分别为+4价和+2价,故Pb 3O 4应写成2PbO·PbO 2的形式。

【答案】 A
8.某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol ,其中Cu 的物质的量分数为a ,将其全部投
入50 mL b mol·L -1的硝酸溶液中,加热使其充分反应(假设NO 是唯一的还原产物)。

下列说法正确的是
( )
A .若金属有剩余,在溶液中再滴入硫酸后,金属又开始溶解
B .若金属全部溶解,则溶液中一定含有Fe 3+
C .若金属全部溶解,且产生336 mL 气体(标准状况),则b =0.3
D .当溶液中金属离子只有Fe 3+、Cu 2+时,则a 和b 的关系为b ≥80y ⎝⎛⎭
⎫1-a 3 【解析】 A 项,溶液中还含有NO 3-;B 项,是否含有Fe 3+取决于Fe 和HNO 3的量;C 项,溶液中
还含有NO 3-;D 项,由于溶液中只有Fe 3+、Cu 2+说明HNO 3足量。

故其浓度可由下面两个反应求得:Fe
+4HNO 3===Fe(NO 3)3+NO ↑+2H 2O ;3Cu +8HNO 3===3Cu(NO 3)2+2NO ↑+4H 2O 。

【答案】 AD
9.某稀溶液中含有Fe(NO 3)3、Cu(NO 3)2、HNO 3,若向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe 2+浓度和加入铁
粉的物质的量之间的关系如下图所示,则稀溶液中Fe(NO 3)3、Cu(NO 3)2、HNO 3物质的量浓度之比为( )
A .1∶1∶1
B .1∶3∶1
C .3∶3∶8
D .1∶1∶4
【解析】 加入Fe 粉的过程中发生的反应依次为:
Fe +4HNO 3===Fe(NO 3)3+NO ↑+2H 2O ①
Fe +2Fe 3+===3Fe 2+②
Fe +Cu 2+===Fe 2++Cu ③
铁粉加至1 mol 前是与HNO 3反应,由反应①知原溶液中HNO 3为4 mol(生成1 mol Fe 3+)。

铁粉从1 mol
到2 mol 时是与Fe 3+反应,消耗2 mol Fe 3+,据反应②知原有的Fe(NO 3)2为2 mol -1 mol 。

铁粉从2 mol
到3 mol 时,由反应③得其中1 mol Fe 消耗Cu 2+ 1 mol ,所以Fe(NO 3)3、Cu(NO 3)2、HNO 3物质的量浓度
之比为1∶1∶4。

【答案】 D
10.(2009年广东四校联考)向一定量的Fe 、FeO 和Fe 2O 3的混合物中加入120 mL 4 mol/L 的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344 L NO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN 溶液,无红色出现。

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 .0.24 mol
B .0.21 mol
C .0.16 mol
D .0.14 mol
【解析】 依题意可知生成的溶液为Fe(NO 3)2,则铁元素的物质的量溶液中硝酸根离子的一半,生成
的溶液中的硝酸根离子的物质的量为0.12 L ×4 mol/L - 1.344 L 22.4 L/mol
=0.42 mol ,则混合粉末中共含铁0.21 mol 。

【答案】 B
11.(2009年梅州模拟)用一定物质的量浓度的NaOH 溶液,使相同体积的FeCl 2和FeCl 3溶液完全沉淀,若NaOH 溶液的体积相同,那么,FeCl 2和FeCl 3溶液中溶质的物质的量之比是( )
A .1∶1
B .3∶2
C .2∶3
D .3∶1
【解析】 Fe 2++2OH -===Fe(OH)2↓,
Fe 3++3OH -===Fe(OH)3↓,
因此n(FeCl 2)n(FeCl 3)=1213
=3∶2,选B 。

【答案】 B
12.(2009年江南十校高三联考)氧化铁和氧化铜混合物m g ,加3 mol/L 盐酸溶液100 mL ,恰好完全溶解,若m g 的该混合物在过量氢气流中加热充分反应,冷却后剩余固体质量为( )
A .(m -1.6)g
B .(m -2.4)g
C .(m -3.2)g
D .无法确定
【解析】 依题意加入3 mol/L 盐酸溶液100 mL ,恰好完全溶解,则生成氯化铁和氯化铜,氯离子的物质的量为0.3 mol ,利用“价态替换”,即这些金属离子与氧原子结合,则需氧原子0.15 mol ,即m g 金属氧化物中含有0.15 mol 氧原子,故金属共有(m -2.4)g 。

【答案】 B
二、非选择题
13.铁是日常生活中最常见的金属,某班同学在学习铁的知识时,有下列问题:
问题1:铁为何称为黑色金属?
问题2:CuO 在高温下可分解为Cu 2O 和O 2,Fe 2O 3在高温下可分解为FeO 和O 2吗?
(1)对于问题1,同学们上网查找,有两种解释:
A .因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物,所以叫做黑色金属
B .因为铁的粉末为黑色,铁的氧化物也均为黑色,所以叫做黑色金属
①你认为正确的说法是________。

②若有一黑色粉末,如何鉴别是铁粉,还是Fe 3O 4粉末:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

③若有一黑色粉末,为铁和四氧化三铁的混合物,如何证明其中有Fe 3O 4(只要求简述实验方法):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)对于问题2,同学们准备实验探究,他们设想了两种方法:
A .将三氧化二铁高温灼烧,看灼烧前后颜色是否变化
B .将三氧化二铁高温灼烧,看灼烧前后质量是否变化
①实验中应将Fe 2O 3放在________(填仪器名称)中灼烧。

②方法A 中,如果高温灼烧后颜色由________变为________,说明Fe 2O 3确实发生了变化。

能说明生成的一定为FeO 吗?________。

理由是______________。

③方法B 中,如果发生了预期的反应,固体高温灼烧前后质量比应为________,但是,实验结果固体灼烧前后质量比为30∶29,则高温灼烧后生成物是________。

④比较两种方法,你认为较好的方法是________。

【解析】 (1)①因为铁的表面上有黑色的铁的氧化物,故称为黑色金属,A 说法正确。

②对于铁粉和Fe 3O 4粉末,可根据前者是活泼金属,与酸发生反应产生气泡来鉴别。

③证明黑色粉末中有Fe 3O 4,可利用H 2或CO 还原的办法。

(2) ①加热固体应放在坩埚中进行。

②方法A 中,若高温灼烧后颜色由红棕色变成黑色,说明Fe 2O 3(红棕色)发生了化学变化,但不一定生成FeO ,因为生成的也可能是黑色的Fe 3O 4。

③若Fe 2O 3分解生成FeO ,
则据铁原子守恒得出固体高温灼烧前后质量比为1602×72=109
,若分解生成Fe 3O 4,则据铁原子守恒得出固体高温灼烧前后质量比为3×1602×232=3029。

④比较A 、B 两种方法可看出方法B 更严密,此法涉及了定量的计算,而方法A 仅定性地从颜色来观察,不严密。

【答案】 (1)①A
②取黑色粉末少许于试管中,加适量稀盐酸或稀硫酸,若有气泡产生则原黑色粉末为铁,若无气泡产生则原黑色粉末为Fe 3O 4
③用干燥的氢气与黑色粉末加热反应,用无水硫酸铜检测是否有水产生(或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应,用澄清石灰水检测是否有二氧化碳产生)(其他合理答案也可)
(2)①坩埚
②红棕色 黑色 不能 也可能为Fe 3O 4
③10∶9 Fe 3O 4
④B
14.(2009年山东理综)孔雀石主要含Cu 2(OH)2CO 3,还含少量Fe 、Si 的化合物。

实验室以孔雀石为原料制备CuSO 4·5H 2O 及CaCO 3,步骤如下:
请回答下列问题:
(1)溶液A 中的金属离子有Cu 2+、Fe 2+、Fe 3+。

从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂①为________(填
代号),检验溶液A 中Fe 3+的最佳试剂为________(填代号)。

a .KMnO 4
b .(NH 4)2S
c .H 2O 2
d .KSCN
(2)由溶液C 获得CuSO 4·5H 2O ,需要经过加热蒸发、________、过滤等操作。

除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是________________________________________________________________________。

(3)制备CaCO 3时,应向CaCl 2溶液中先通入(或先加入)__________(填化学式)。

若实验过程中有氨气逸出,应选用下列________装置回收(填代号)。

(4)欲测定溶液A 中Fe 2+
的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时视线应____________,直到
________________________________________________________________________
________。

用KMnO4标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。

【解析】(1)由题意分析可知试剂①应为氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+且不能引入新的杂质,故为H2O2;KSCN与Fe3+反应呈明显的红色。

(2)由溶液到晶体的操作是加热蒸发、冷却结晶、过滤等基本操作;在过滤操作中用到的玻璃仪器除烧杯、漏斗外,还用到玻璃棒,它的主要作用是引流。

(3)应先向CaCl2溶液中加入碱性物质并且不引入新杂质,故应加NH3·H2O。

NH3的溶解度很大,应选用一套防止倒吸的装臵,故选用b。

(4)用容量瓶配制溶液定容时视线应平视凹液面,直到凹液面的最低点与刻度线相切;KMnO4溶液具有强氧化性;能氧化碱式滴定管中的橡胶管,故选用酸式滴定管。

【答案】(1)c d(2)冷却结晶引流
(3)NH3·H2O b
(4)平视凹液面(或平视刻度线)凹液面的最低点与刻度线相切酸式
15.(2008年北京理综)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去):
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。

取上层清液,通入CO2无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式)____________。

(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是__________________________。

②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则Z中两种气体的化学式是______________________。

(3)向Y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)________________。

(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。

当消耗2 mol I-时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是________________________________。

(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应。

若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示)________________________________________________________________________。

【解析】首先要注意框图中量的描述“过量”,然后作大致的推断,再根据具体的设问提供的信息具体分析。

大致猜想:“浓酸”和“两种气体”可推知“浓酸”可能为浓硫酸或浓硝酸,金属元素只有Fe、Cu,则溶液X可能为Fe2(SO4)3、CuSO4、Al2(SO4)3或Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、Al(NO3)3。

两种气体可能为SO2、CO2或NO2、CO2,不可能为NO2、NO,因浓酸过量。

Y中溶液定有Fe2+,还可能有Al3+。

Y中固体定有Fe(前述过量Fe粉)、Cu。

(1)若有Al,则应有2AlO2-+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO32-或AlO2-+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3-,有白色沉淀产生。

无明显变化说明原混合物中无Al。

(2)①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则Z为CO2,两种气体中一种与NaHCO3溶液反应生成CO2,应为SO2:SO2+2NaHCO3===Na2SO3+2CO2+H2O,则浓酸为浓硫酸。

②若Z为两种气体的混合物,a为适量水,则其中一种为NO2:3NO2+H2O===2HNO3+NO,气体Z 为NO与CO2的混合气体,则浓酸为浓硝酸。

(3)Y中溶液中有大量的Fe2+,少量H+,固体为Fe、Cu,通入过量Cl2,并不断搅拌,则发生的反应有:Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-,Cl2+H2O H++Cl-+HClO,2H++Fe===Fe2++H2↑,HClO+H++Cu===Cu2++Cl-+H2O,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。

所以溶液中的阳离子有Fe3+、Cu2+、H+。

(4)当消耗2 mol I-时,共转移3 mol电子,且有红褐色沉淀[Fe(OH)3]生成。

则I-与Fe2+共同还原H2O2:4I-+2Fe2++3H2O2===2I2+2Fe(OH)3↓。

(这是一个新动向,氧化剂或还原剂不止一种的氧化还原反应离子方程式的书写!)
(5)通过前面的分析已知原样品中一定有CuO和C,一定无Al,Fe2O3、Fe是否存在不能确定。

另取原
样品,加入足量稀硫酸充分反应。

若溶液中一定不会产生Cu ,则一定不会发生Fe +Cu 2+===Fe 2++Cu ,则
原样品中无Fe ,可能的组合有:CuO 、C ;CuO 、C 、Fe 2O 3。

【答案】 (1)Al
(2)①C +2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑+2SO 2↑+2H 2O
②NO 、CO 2
(3)Cu 2+、Fe 3+、H +
(4)2Fe 2++3H 2O 2+4I -===2Fe(OH)3↓+2I 2
(5)CuO 、C ;CuO 、C 、Fe 2O 3
16.下面是制备Fe(OH)2白色沉淀的几种方案。

请回答下列各问题:
(1)用不含Fe 3+的FeSO 4溶液与不含O 2的蒸馏水配制的NaOH 溶液反应制备。

①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO 4溶液时还需要加入____________________。

②除去蒸馏水中溶解的O 2常采用________的方法。

③生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O 2的NaOH 溶液,插入FeSO 4溶液液面下,再挤出NaOH 溶液。

这样操作的理由是________________________________________________________________________。

(2)在如右图所示的装置中,用NaOH 溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。

①在试管Ⅰ里加入的试剂是________________________________________________________________________。

②在试管Ⅱ里加入的试剂是________________________________________________________________________。

③为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是 ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

④这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,理由是
________________________________________________________________________。

(3)利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)
2白色沉淀。

如右图所示,已知两电极的材料分别为石墨和铁。

①a 电极的材料应为 ,电极反应
式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

②电解液c 可以是 (填编号)。

A .纯水
B .NaCl 溶液
C .NaOH 溶液
D .CuCl 2溶液
③d 为苯,其作用

________________________________________________________________________,
在加入苯之前对电解液c 应作何简单处理?______________。

④为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是________(填编号)。

A .改用稀H 2SO 4作电解液
B .适当增大电源的电压
C .适当减小两极间的距离
D .适当降低电解液的温度
⑤若c用Na2SO4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为________________________________________________________________________。

【解析】(1)Fe2+易水解,要加入稀H2SO4防止其水解;Fe2+易被空气中的O2氧化,要加铁粉,将被氧化的Fe3+还原成Fe2+。

气体的溶解度随着温度升高而降低,所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。

(2)两支试管,试管Ⅱ是开口式,无法用产生的气体将试液压入试管Ⅰ中,所以制取FeSO4应放在试管Ⅰ中,而在试管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液,当Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后,产生的H2可以从试管Ⅰ内短管处排出,从而排尽试管Ⅰ内空气。

再经过止水夹通入试管Ⅱ中,排尽试管Ⅱ内空气。

然后关闭止水夹,试管Ⅰ内产生的H2无法逸出,造成管内压强增大,将试管Ⅰ内FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内,在此过程中,液体都处于H2环境,从而避免了被空气中O2的氧化,使得Fe(OH)2能保存更长时间。

(3)电解时阳极反应Fe-2e-===Fe2+,阴极反应2H2O+2e-===H2↑+2OH-,或电解质溶液能直接提供OH-,Fe2+与OH-发生反应Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,当电解液选用NaOH溶液时,在阳极处立即产生白色沉淀,选其他溶液时,只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀(大约在电解池中部);当反接电源后,阳极反应4OH--4e-===2H2O+O2↑,产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。

【答案】(1)①稀H2SO4、铁屑②煮沸③避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化
(2)①稀H2SO4和铁屑②NaOH溶液③检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度,当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹
④试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界O2不易进入
(3)①Fe Fe-2e-===Fe2+②BC③隔绝空气,防止生成的Fe(OH)2被氧化加热煮沸,排出溶解的O2
④BC⑤白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色。

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