2016届高考化学专题十三铁、铜及其化合物(全国通用)

专题十三 铁、铜及其化合物

A组 专项基础训练

一、选择题

1.（2015·葫芦岛调研，3）能正确解释下列反应原理的离子方程式（ ）

A.AlCl3溶液中通入过量的NH3：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO－2＋4NH＋4＋2H2O

B.碳酸钠溶液滴入酚酞变红：CO2－3＋2H2OH2CO3＋2OH－

C.FeCl3溶液中通入SO2：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO2－4＋4H＋

D.FeSO4溶液中滴入稀硝酸：3Fe2＋＋6H＋＋3NO－3===3Fe3＋＋3H2O＋3NO2↑

解析 A项，AlCl3溶液中通入过量的NH3，由于Al（OH）3不溶于过量的NH3，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH＋4，错误；B项，CO2－3的水解是分步进行的：CO2－3＋H2OHCO－3＋OH－，HCO－3＋H2OH2CO3＋OH－，错误；C项，Fe3＋具有氧化性，SO2具有还原性，二者发生氧化还原反应：2Fe3＋＋SO2＋2H2O2Fe2＋＋SO2－4＋4H＋，正确；D项，稀硝酸应被Fe2＋还原为NO，反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，错误。

答案 C

2.（2015·哈尔滨六中期末，6）下列有关含铜的化合物的说法错误的是（ ）

A.用盐酸可以洗去铜表面的铜锈

B.向氯化铁溶液中加入适量氧化铜固体，可得到红褐色沉淀

C.0.1 mol/L的CuSO4溶液中，Cu2＋的微粒数目一定小于0.1NA（设NA为阿伏加德罗常数）

D.在FeSO4溶液中加入CuS固体，溶液中c（Fe2＋）不变，说明Ksp（CuS）远小于Ksp（FeS）

解析 A项，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，能溶解在盐酸中，可以洗去，正确；B项，向氯化铁溶液中加入适量氧化铜固体，氧化铜与氢离子发生反应，促进了铁离子的水解，可得到红褐色氢氧化铁沉淀，正确；C项，缺少CuSO4溶液的体积，不能计算硫酸铜的物质的量，无法确定Cu2＋的数目，错误；D项，根据沉淀的转化原则，沉淀容易向生成更难溶的方向进行，故在FeSO4溶液中加入CuS固体，如果溶液中c（Fe2＋）不变，说明Ksp（CuS）远小于Ksp（FeS），正确。

答案 C 3.（2015·江西五校联考，14）拟晶Al65Cu23Fe12具有合金的某些优良物理性能，将相同质量的此拟晶分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应，产生气体物质的量关系为（ ）

A.n（盐酸）

B.n（烧碱）

C.n（烧碱）

D.n（稀硝酸）

解析 可将1 mol Al65Cu23Fe12看作65 mol铝、23 mol铜、12 mol铁组成的混合物，只有铝与烧碱反应放出氢气，氢气的物质的量是65 mol×3/2＝97.5 mol；与盐酸反应时，铝和铁都反应，放出氢气的物质的量是65 mol×3/2＋12 mol＝109.5 mol；与稀硝酸反应时三种金属都溶解放出NO气体，放出NO的物质的量是65 mol＋23 mol×2/3＋12 mol＝92.3 mol；所以产生气体物质的量关系为n（稀硝酸）

答案 D

4.（2015·保定质检，19）右图所示的甲、乙、丙三种物质均含有

相同的某种元素，箭头表示物质间的转化一步就能实现，则甲

可能是（ ）

①Fe ②HNO3 ③Al ④C

A.①②③ B.②③④

C.①②④ D.①②③④

解析 ①若甲是Fe，则乙、丙可为FeCl2或FeCl3，②若甲是HNO3，则乙、丙可为Fe（NO3）2或Fe（NO3）3，③若甲是Al，则乙、丙可为AlCl3或NaAlO2，④若甲是C，则乙、丙可为CO或CO2，四种情况下的物质均可按图示关系一步转化。

答案 D

5.（2015·河南焦作期末，4）根据下列实验现象，所得结论错误的是（ ）

实验 实验现象 结论

A Ⅰ烧杯中铁片表面有气泡，Ⅱ烧杯中铜片表面有气泡 活动性：Al>Fe>Cu

B 试管中收集到无色气体 铜与浓硝酸反应产物是NO

C 试管b比试管a中溶液的红色深 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动

D 长颈漏斗内液面高于烧瓶内液面且保持不变 装置气密性良好

解析 A项，由实验现象可知原电池Ⅰ、Ⅱ中的负极分别为铝和铁，故三种金属的活动性为Al>Fe>Cu，正确；B项，试管中收集到无色气体是因为铜与浓硝酸的反应产物NO2与水反应生成了NO，错误；C项，由题意可知，FeCl3溶液的浓度增大，溶液的红色变深，说明平衡向正反应方向移动，正确；D项，长颈漏斗内液面高于烧瓶内液面且保持不变说明装置气密性良好，正确。

答案 B

6.（2014·山东威海一模，5）铁和铁合金是生产、生活中常用的材料，下列说法中错误的是（ ）

A.不锈钢比生铁抗腐蚀能力强

B.以铁为阴极、铜片为阳极、硫酸铜为电镀液可以实现铁制品镀铜

C.铁与稀硫酸反应，铁与浓硫酸不能反应

D.铁轨焊接时可以用铝热反应的方法制取少量的铁

解析 浓硫酸使铁钝化，钝化也属于化学变化，C选项错误。

答案 C 7.（2013·河南开封模拟）下列有关铁元素的叙述中正确的是（ ）

A.Fe（OH）2易被氧化成Fe（OH）3，说明稳定性：Fe（OH）2

B.铁是较活泼的金属，它与卤素（X2）反应的生成物均为FeX3

C.氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe（OH）3＋3HI===FeI3＋3H2O

D.铁元素位于元素周期表的第四周期ⅧB族

解析 铁与单质碘化合生成的是FeI2，选项B不正确；铁离子能把碘离子氧化成单质碘，选项C不正确；铁元素位于周期表的第四周期Ⅷ族，选项D不正确。

答案 A

二、非选择题

8.（2015·株洲质检，16）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，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式__________________________________________________________________。

（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，试写出该反应的离子方程式_________________________________________。

（3）火法炼铜的原理：Cu2S＋O2=====高温2Cu＋SO2，在该反应中每生成1 mol Cu，转移

mol e－。

（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是 （填选项字母）。

a.粗铜接电源正极，发生氧化反应

b.溶液中Cu2＋向阴极移动

c.电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等

d.利用阳极泥可回收Al、Zn等金属

（5）据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2（SO4）3＋2H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾（CuSO4·5H2O）：

①检验溶液B中Fe3＋是否被除尽的实验方法__________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜（要求：一种方案只用一个反应来完成）。写出两种方案中涉及的化学方程式：

方案一：__________________________________________________________；

方案二：__________________________________________________________。

解析 （1）在酸性条件下，H2O2氧化Cu的离子反应方程式是：H2O2＋Cu＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。（2）硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合生成Cu2（OH）2CO3的离子方程式是：2Cu2＋＋2CO2－3＋H2O===Cu2（OH）2CO3↓＋CO2↑。（3）反应中铜、氧元素的化合价降低，硫元素的化合价升高，转移电子数为6e－，生成1 mol Cu转移3 mol e－。（4）电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，铜及比铜活泼的金属溶解，比铜不活泼的金属如金、银等沉积阳极附近生成阳极泥，溶液中的Cu2＋向阴极移动得电子生成单质铜，所以阴、阳两极质量变化不相等，a、b正确，c、d错误。（5）①Fe3＋的检验用KSCN溶液。②从CuSO4溶液中还原出Cu，一是可以加还原剂如Fe等置换出铜，二是可以通过电解的方法获得Cu。

答案 （1） H2O2＋Cu＋2H＋===Cu2＋＋2H2O

（2）2Cu2＋＋2CO2－3＋H2O === Cu2（OH）2CO3↓＋CO2↑

（3）3 （4）ab （5）①取B中溶液少量于试管中，滴加少量KSCN溶液，若无红色出现，说明Fe3＋已除尽

② CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu 2CuSO4＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋2H2SO4

B组 专项能力训练

一、选择题

1.（2015·河北廊坊质检，14）制备纳米Fe3O4的过程如图所示：

下列有关叙述不合理的是（ ）

A.纳米Fe3O4分散在适当溶剂中，当强光照射时，会产生丁达尔效应

B.反应①的反应类型为消去反应

C.反应②中，环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解

D.反应③的化学方程式为：6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2 解析 A项，胶体粒子直径介于1 nm和100 nm之间，纳米Fe3O4粒子直径正好在这范围，强光照射时会产生丁达尔效应，正确；B项，消去反应要生成不饱和键，错误；C项，加入环丙胺后FeCl3·6H2O转化为FeOOH，说明促进了FeCl3的水解，正确；D项，由流程图可知反应物为FeOOH、CO，生成物有Fe3O4，配平，正确。

答案 B

2.（2015·陕西安康调研，10）A、B、C为3种单质（其中A为固体，B、C为气体），将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图，下列推断正确的是（ ）

A.物质B是H2 B.物质C是Cl2

C.物质D是FeCl2 D.物质F是FeCl2

解析 将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，则D为FeCl3；结合转化关系，根据A为固体单质，B、C为气体单质，则A为Fe，B为Cl2，F为FeCl2；由于 B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E，则C为H2，E为HCl。

答案 D

3.（2015·辽宁省五校联考，15）把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，再加入过量 NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为（ ）