2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习同步练习：专题3 1 第一单元　铁、铜的获取及应用

2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习同步练习：专题3 1 第一单元　铁、铜的获取及应用

第一单元　铁、铜的获取及应用 学习任务1　铁及其重要化合物的性质 一、铁元素及其原子结构 ‎1．铁位于周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。‎ ‎2．原子结构 Fe 二、单质铁 ‎1.物理性质：‎ 纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽，具有导电性、导热性和延展性，具有能被磁铁吸引的特性。‎ ‎2.化学性质 ‎(1)与非金属单质的反应 ‎(2)与水蒸气的反应 ‎3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2‎ ‎(3)与酸、盐的反应 ‎3．用途：用量最大、用途最广泛的合金是铁合金——钢，可用于制造不锈钢、特种钢、钢板、钢管等。‎ 三、铁的冶炼 ‎1．铁元素的存在 铁元素在自然界主要以化合态的形式存在，常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)。‎ ‎2．炼铁原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。‎ ‎3．完成下列化学方程式 ‎(1)一氧化碳的生成：C＋O2CO2、CO2＋C2CO。‎ ‎(2)铁矿石被还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。‎ ‎(3)石灰石的作用：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2CaSiO3。‎ 四、铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 俗名 ‎—‎ 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色 粉末 红棕色 粉末 黑色晶体 ‎(有磁性)‎ 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的化 合价 ‎＋2‎ ‎＋3‎ ‎＋2，＋3‎ 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与盐酸反 应的离子 方程式 FeO＋2H＋‎ ‎===Fe2＋‎ ‎＋H2O Fe2O3＋6H＋‎ ‎===2Fe3＋‎ ‎＋3H2O Fe3O4＋8H＋‎ ‎===Fe2＋＋‎ ‎2Fe3＋＋4H2O 五、铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 色态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应的 离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋‎ ‎===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋‎ ‎===Fe3＋＋3H2O 受热分解 ‎—‎ ‎2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ 可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓　‎ 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3‎ ‎1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。‎ ‎(1)铁位于元素周期表中第4周期第ⅧB族。(　　)‎ ‎(2)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。(　　)‎ ‎(3)将一定量的铁、铜的混合物加入100 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中，充分反应后，溶液中有固体剩余，则剩余的固体中一定含有铜，可能含有铁。(　　)‎ ‎(4)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。(　　)‎ ‎(5)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×‎ ‎2．将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。‎ ‎(1)Fe2O3　　　 a．红褐色 ‎(2)Fe(OH)2 B．红棕色 ‎(3)Fe(OH)3 c．白色 ‎(4)Fe2＋ D．棕黄色 ‎(5)Fe3＋ e．浅绿色　 　‎ A．具有较强的还原性 B．易被氧化成灰绿色，‎ 最终变成红褐色 C．制作红色油漆、涂料 D．受热分解成红棕色 粉末 E．具有较强的氧化性 答案：(1)－b－C　(2)－c－B　(3)－a－D　(4)－e－A ‎(5)－d－E ‎3．(双选)下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是(　　)‎ A．过量的Fe与Cl2加热时发生反应 B．Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3‎ C．Fe与过量的S加热时发生反应 D．Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中 解析：选AB。Fe与Cl2反应只生成FeCl3；FeFe2＋Fe3＋；Fe与S反应只生成FeS；Fe2O3溶于盐酸生成Fe3＋，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3＋，当Fe足量时，溶液中无Fe3＋。‎ 分析铁的化合物时的“两分清”‎ ‎1．价态要分清 ‎(1)要注意单质铁被不同氧化剂氧化时，产物不同。‎ ‎(2)要注意不同价态的化合物所表现的不同的化学性质，如Fe3＋以氧化性为主，Fe2＋以还原性为主。‎ ‎2．颜色要分清 铁的化合物“五颜六色”，一定要记牢：Fe2＋溶液为浅绿色，Fe3＋溶液为棕黄色，Fe(SCN)3溶液为血红色，Fe(OH)3胶体为红褐色，Fe(OH)2沉淀在空气中的颜色变化为白色→灰绿色→红褐色，Fe(OH)3沉淀为红褐色固体，Fe2O3为红棕色，Fe3O4、FeO、FeS均为黑色。 ‎ 提升一　铁及其化合物的性质与计算 ‎1．下列叙述正确的是(　　)‎ A．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应 B．足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3‎ C．Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出 D．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化 解析：选C。HNO3具有强氧化性，与Fe发生氧化还原反应，产生的气体为NO，A项错；铁与Cl2反应无论量的多少产物都是FeCl3，B项错；Fe2O3溶解产生Fe3＋恰好将等物质的量的铁单质氧化，因而不能置换出H2，C项正确；FeCl3溶液加热时易水解，D项错。‎ ‎2．(2020·营口质检)有一块铁的氧化物样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将其完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为(　　)‎ A．Fe2O3　　 B．Fe3O4‎ C．Fe4O5 D．Fe5O7‎ 解析：选D。根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－可知，铁的氧化物样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故 n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。‎ 确定铁的氧化物组成的基本方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，‎ 则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，‎ 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；‎ 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；‎ 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物为Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。　 ‎ 提升二　有关铁及其化合物的实验探究 ‎3．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是(　　)‎ 选项 实验 现象 结论 A 将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液 有气体生成，溶液呈血红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋　‎ B 将铜粉加入1.0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼 C 向FeCl3、CuCl2‎ 溶液中有固体存在 溶液中一定含有Cu2＋‎ 的混合溶液中加入铁粉，充分反应 D 相同质量、相同表面积的纯铁和生铁分别与相同浓度的盐酸反应 生铁的反应速率比纯铁快 原电池反应能加快化学反应速率 解析：选D。A.稀硝酸与过量铁粉发生的反应分两步进行，先发生反应：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，过量的铁粉再与Fe(NO3)3发生反应：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，充分反应后滴加KSCN溶液，溶液不会变为血红色，实验现象错误，故A不正确。B.铜粉与Fe2(SO4)3溶液发生反应：Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4，实验现象为溶液变蓝色，但是没有黑色固体出现，该实验能说明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强，不能说明金属铁比铜活泼，因为铁没有置换出铜单质，故B不正确。C.Fe3＋的氧化性比Cu2＋的氧化性强，Fe先与Fe3＋反应生成Fe2＋，再与Cu2＋反应生成单质Cu。固体一定含Cu，可能含Fe；溶液中一定含Fe2＋，可能含Cu2＋，故C不正确。D.纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故D正确。‎ ‎4．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2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FeSO4溶液时还需加入__________。‎ ‎(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。‎ ‎(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。‎ 解析：(1)Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2＋被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2‎ 较少。(4)因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁做阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间观察到白色沉淀。‎ 答案：(1)稀硫酸、铁屑 ‎(2)煮沸 ‎(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2‎ ‎(4)①②③⑤‎ 制备Fe(OH)2的关键与方法 由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。‎ 制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。‎ ‎(1)成功关键 ‎①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质； ‎ ‎②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。‎ ‎(2)制备Fe(OH)2时常采用的方法 ‎①采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；‎ ‎②将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；‎ ‎③将碱直接加到亚铁盐溶液的底部[使生成的Fe(OH)2与空气隔离]；‎ ‎④在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有机溶剂)。‎ 学习任务2　Fe2＋和Fe3＋的性质及其检验方法 ‎1．Fe2＋、Fe3＋的性质及相互转化 ‎(1)Fe2＋的氧化性和还原性 Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性。在中学阶段接触Fe2＋的氧化还原反应中其主要表现还原性，如Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性。‎ ‎(2)Fe2＋可水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁粉防止Fe2＋被氧化。‎ ‎(3)Fe3＋的氧化性 Fe3＋处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。‎ ‎(4)Fe3＋易水解 Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。‎ ‎①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。‎ ‎②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子。‎ ‎③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。‎ ‎④Fe3＋与HCO、AlO、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。‎ ‎(5)Fe2＋与Fe3＋的相互转化 用离子方程式表示下列转化：‎ Fe2＋Fe3＋‎ ‎①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；‎ ‎②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑；‎ ‎③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；‎ ‎④Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。‎ ‎2．Fe2＋、Fe3＋的检验 ‎(1)Fe2＋的检验 ‎①取少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，无现象，再通入Cl2，若变成血红色溶液，说明有Fe2＋存在(验证时不能先通氯气)。‎ 反应方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。‎ ‎②取少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋存在。‎ 反应方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)，‎ ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀)。‎ ‎(2)Fe3＋的检验 ‎①取出少量被检验的溶液，加入KSCN溶液，溶液呈血红色，证明有Fe3＋存在。‎ 反应方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。‎ ‎②取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在。‎ 反应方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)。‎ ‎1．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是________。‎ 解析：③CuSO4与FeCl3不反应；④生成AgCl白色沉淀，与Fe3＋无关。‎ 答案：③④‎ ‎2．检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可使用的试剂是(　　)‎ A．NaOH　　　　　　　　　　 B．KMnO4‎ C．KSCN D．‎ 解析：选B。A.若加入NaOH，硫酸亚铁发生反应产生的白色Fe(OH)2会被硫酸铁发生反应产生的红褐色的Fe(OH)3遮挡，不容易观察到，因此不能检验，错误。B.KMnO4有氧化性，硫酸亚铁有还原性，会发生氧化还原反应，使KMnO4的紫色褪去，而硫酸铁不能与KMnO4发生反应，因此可以作为检验试剂，正确。C.KSCN与硫酸铁会发生反应，使溶液变血红色，而硫酸亚铁不能反应，因此无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变血红色，因此无法检验，错误。D.苯酚与硫酸铁溶液发生显色反应，使溶液变为紫色，而与硫酸亚铁不能发生反应，无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变紫色，所以不能作为检验试剂，错误。‎ 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 ‎(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可以氧化SCN－)。‎ ‎(2)当溶液浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在。‎ ‎(3)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。‎ ‎(4)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法 ‎①检验Fe2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K3[Fe(CN)6]：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。‎ ‎②检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。 ‎ 提升一　Fe2＋、Fe3＋的性质及相互转化 ‎1．在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH的稀溶液中加入足量Na2O2固体，充分作用后，‎ 再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是(　　)‎ A．Fe3＋、Al3＋ B．Al3＋‎ C．Fe2＋、NH D．Fe3＋‎ 解析：选B。2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Fe2＋转变为Fe3＋，Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀析出，Al3＋转变为AlO，NH转变为NH3，NH减少。没有过滤，再加入过量稀盐酸，Fe(OH)3沉淀转变为Fe3＋，所以Fe2＋减少，Fe3＋增多，AlO再转变为Al3＋，几乎不变。‎ ‎2．下列除杂的操作不正确的是(　　)‎ A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 解析：选C。FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入MgO与H＋反应，上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H＋反应，将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。‎ 提升二　Fe2＋、Fe3＋的检验 ‎3．下列离子的检验方法合理的是(　　)‎ A．向某溶液中滴入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明原溶液中不含Fe2＋‎ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2＋‎ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3＋‎ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋‎ 解析：选C。A.原溶液呈血红色，说明含Fe3＋，无法判断是否含有Fe2＋；B.原溶液 呈血红色，说明反应后溶液中含Fe3＋，但Cl2有氧化性，无法判断原溶液中是含有Fe2＋还是含有Fe3＋；C.原溶液红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3＋；D.原溶液白色沉淀―→红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe2＋，但由于红褐色的掩盖，无法判断是否含有Mg2＋。‎ ‎4．工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：‎ ‎(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。‎ a．浓H2SO4 b．稀HNO3‎ c．NaOH溶液 d．氨水 ‎(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈血红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________(注明试剂、现象)。‎ 解析：(1)冰铜(mCu2S·nFeS)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2气体(A)。SO2是一种酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈血红色，说明含有Fe3＋。可利用Fe2＋的还原性来检验溶液中是否存在Fe2＋，加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明还存在Fe2＋。‎ 答案：(1)cd　(2)Fe3＋　另取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明还存在Fe2＋‎ ‎1.含Fe3＋、Fe2＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 ‎（1）Fe3＋的检验 ‎ 溶液变血红色，说明含有Fe3＋试纸变蓝色，说明含有Fe3＋‎ ‎(2)Fe2＋的检验 KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋‎ 溴水褪色，说明含有Fe2＋ ‎ ‎2．Fe2＋、Fe3＋性质的应用 ‎(1)判断离子共存 ‎①Fe3＋与I－、S2－、SO因发生氧化还原反应而不能大量共存。‎ ‎②Fe2＋与ClO－、MnO、NO(H＋)等离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。‎ ‎(2)盐溶液的配制与保存 ‎①Fe2＋的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相应的酸，抑制Fe2＋水解。‎ ‎②Fe3＋的盐溶液：加少量相应的酸抑制Fe3＋水解。‎ 学习任务3　铜及其化合物的性质 ‎1．单质铜 ‎(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。‎ ‎(2)化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎①2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。‎ ‎②2Cu＋SCu2S。‎ ‎③与氧化性酸反应 a．与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；‎ b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。‎ ‎④与盐溶液反应(写离子方程式)‎ a．与硝酸银溶液：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋；‎ b．与FeCl3溶液：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。‎ ‎2．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与盐酸反应 CuO＋2H＋===‎ Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===‎ Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 CuO＋H2 Cu＋H2O Cu2O＋H2 ‎2Cu＋H2O 转化关系 ‎4CuO2Cu2O＋O2↑‎ ‎3.氢氧化铜 ‎(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。‎ ‎(2)化学性质及应用 ‎4．CuSO4·5H2O CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为检验水的依据。‎ ‎1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。‎ ‎(1)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。(　　)‎ ‎(2)过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2。(　　)‎ ‎(3)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2。(　　)‎ ‎(4)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈。(　　)‎ ‎(5)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，制得无水CuCl2固体。(　　)‎ ‎(6)(2018·高考江苏卷)Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√‎ ‎2．为了比较铁和铜的金属活动性强弱，某化学研究小组的同学设计了如下方案，并将实验结果记录如下：‎ 方案 现象或产物 ‎①将铁片置于CuSO4溶液中 铁片上有亮红色物质析出 ‎②将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧 产物分别为FeCl3和CuCl2‎ 续　表 方案 现象或产物 ‎③将铁片和铜片分别放入热的浓硫酸中 产物分别为Fe2(SO4)3和CuSO4‎ ‎④将铁片和铜片分别放入稀硫酸中 铁片上有气泡逸出，铜片上没有气泡逸出 ‎⑤将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接 铁片逐渐溶解，铜片上有气泡逸出 能根据上述现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有(　　)‎ A．2种　　 B．3种 C．4种 D．5种 解析：选B。①铁能置换出铜，可证明铁比铜活泼；④铁能置换出稀硫酸中的氢，而铜不能，可证明铁比铜活泼；⑤铁、铜、稀硫酸形成原电池，铁做负极，铜做正极，可证明铁比铜活泼，共有3种方案符合题意，选项B正确。‎ ‎(1)通常利用反应：2Cu＋O22CuO除去混合气体中的少量O2或用于测定混合气体中O2的含量。‎ ‎(2)无水CuSO4常用作水的检验剂；由于其吸水效率低，一般不用作干燥剂。‎ ‎(3)铜可在O2和H＋共存环境中逐渐溶解，如2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。‎ ‎(4)溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2溶液为蓝绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋的判定依据，如CuSO4溶液呈蓝色。‎ ‎(5)Cu2＋与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，这是鉴定Cu2＋的原理之一。 ‎ 提升一　铜及其化合物的性质 ‎1．现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是(　　)‎ ‎①SiO2―→Na2SiO3‎ ‎②CuSO4―→CuCl2‎ ‎③SiO2―→H2SiO3‎ ‎④CuO―→Cu(OH)2‎ ‎⑤Na2O2―→Na2SO4‎ A．①②　　 B．③④‎ C．②③④ D．②③④⑤‎ 解析：选B。①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；②CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2；③SiO2不溶于水，不能一步生成H2SiO3；④CuO不溶于水，不能一步生成Cu(OH)2；⑤Na2O2＋SO2===Na2SO4。‎ ‎2．(双选)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(　　)‎ 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 Ⅰ对；Ⅱ对；无 B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对；Ⅱ对；有 C 向硫酸铜溶液通入氨，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体 把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑 Ⅰ对；Ⅱ对；无 D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无 解析：选CD。稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C正确；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。‎ 提升二　铜及其化合物的制备 ‎3．孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：‎ ‎(1)反应①能观察到的现象是________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 有关反应的化学方程式为____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)反应②加入的金属可能是________，有关反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)操作a可能的方法是________，欲除掉的杂质为________________________；要从操作a所得到的溶液中得到溶质的晶体，需要进行的操作是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O。(2)～(3)经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2＋从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe或Zn等；要从滤液中得到CuSO4晶体，需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。‎ 答案：(1)固体逐渐消失，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生 Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O ‎(2)铁粉　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu(答案合理即可)‎ ‎(3)过滤　难溶于水和稀硫酸的杂质　加热浓缩、冷却结晶 ‎4．某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为 ‎(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是________。‎ A．灼烧过程中部分氧化铜被还原 B．灼烧不充分铜未被完全氧化 C．氧化铜在加热过程中分解生成铜 D．该条件下铜无法被氧气氧化 ‎(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ 有明显的两个优点是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)有同学指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节，即应先生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解Cu(OH)2得CuO。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是________。‎ A．CuO比Cu(OH)2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离 B．Cu(OH)2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解 C．干态下分解Cu(OH)2，温度难以控制，可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2O D．过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净 答案：(1)AB　(2)耗酸少，无污染性气体SO2产生　(3)D 铜的冶炼“三方法”‎ ‎(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。‎ ‎(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：‎ ‎2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)‎ ‎2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2‎ ‎2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑‎ 粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。‎ 电解精炼铜的原理是用粗铜做阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒做阴极即可得到精铜。‎ ‎(3)生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。‎ 生物炼铜的优点：①成本低；②污染小；③反应条件简单；④含量(品位)很低的矿石也可以被利用。 ‎ ‎1．(2017·高考江苏卷)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。碱式氯化铜有多种制备方法：‎ ‎(1)方法1: 45～50 ℃时，向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2 (OH)2 Cl2·3H2O, 该反应的化学方程式为_______________________________________________________。‎ ‎(2)方法2: 先制得CuCl2，再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3＋对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。 M′的化学式为________________。‎ 解析：(1)在H2O存在的条件下，CuCl能被空气中的O2氧化生成Cu2(OH)2Cl2·3H2O，根据得失电子守恒配平反应的化学方程式。‎ ‎(2)由题图知，O2氧化M′生成M，根据题意“Fe3＋对该反应有催化作用”，则M′为Fe2＋。‎ 答案：(1)4CuCl＋O2＋8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O　(2)Fe2＋‎ ‎2．(2016·高考全国卷Ⅱ)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：‎ ‎(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是__________________________________________________。‎ ‎(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为___________________________‎ ‎________________________。‎ ‎(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________________________。‎ ‎(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：‎ ‎①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；‎ ‎②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀；‎ ‎③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。‎ 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________________。‎ 解析：(1)Fe2＋具有还原性，FeCl2溶液易被氧化而变质，配制FeCl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化。(2)溶液变红，说明有Fe3＋生成，则FeCl2溶液与氯水反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)甲组实验中，FeCl2易被空气中的O2氧化，会生成FeCl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。(4)实验②中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是检验Fe2＋。根据实验①，CCl4层显紫色，说明有I2生成，根据实验②，生成蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成，根据实验③，溶液变红，说明有Fe3＋剩余，I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此说明该反应为可逆反应。‎ 答案：(1)防止Fe2＋被氧化 ‎(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)‎ ‎(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应 ‎3．(2019·高考全国卷Ⅰ)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是________________。‎ ‎(2)步骤②需要加热的目的是________________，温度保持80～95 ℃，采用的合适加热方式是________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为________(填标号)。‎ ‎(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 分批加入H2O2，同时为了________________，溶液要保持pH小于0.5。‎ ‎(4)步骤⑤的具体实验操作有______________________________________，‎ 经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。‎ ‎(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。‎ 解析：(1)除去铁屑表面油污的方法是用热纯碱溶液清洗铁屑，再用水洗。(2)铁与稀硫酸反应时加热，可提高反应速率。温度低于水的沸点，可以用热水浴加热，受热均匀且便于控制。含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有硫化氢生成。氢气不与碱溶液反应，而硫化氢能与碱溶液反应，硫化氢在水中溶解度小，故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去，又因为硫化氢与碱反应较快，容易引起倒吸，C装置倒置漏斗能防倒吸。故宜选择C装置吸收硫化氢。(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，加入足量双氧水的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，发生反应为2Fe2＋＋H2O2 ＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，从生成物看，又不引入杂质。铁离子对双氧水分解起催化作用，分批加入双氧水，避免反应过快、放出热量较多，减少双氧水分解，以免造成氧化剂损失；铁离子易水解，保持溶液呈强酸性，避免铁离子发生水解反应生成氢氧化铁。(4)步骤⑤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体，故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。(5)失重5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为NH4Fe(SO4)2·xH2O，由题意知＝，解得x＝12。‎ 答案：(1)碱煮水洗　‎ ‎(2)加快反应　热水浴　C　‎ ‎(3)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质　防止Fe3＋水解 ‎(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)　‎ ‎(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O 一、单项选择题 ‎1．(2020·淮北模拟)《天工开物》记载：“黄矾所出又奇甚，乃即炼皂矾炉侧土墙，刮取下来。染家用之，金色淡者涂炙，立成紫赤也。”[皂矾FeSO4·7H2O；黄矾Fe2(SO4)3·10H2O；赤矾Fe2O3]下列有关说法正确的是(　　)‎ A．皂矾可用于碱性花木土壤补铁 B．皂矾变为黄矾是受热脱水过程 C．黄矾受热分解可以获得赤矾 D．矾是含结晶水的硫酸盐矿石 解析：选C。FeSO4溶液呈酸性，不能用于碱性花木土壤补铁，故A错误；FeSO4·7H2O变为Fe2(SO4)3·10H2O是氧化过程，故B错误；Fe2(SO4)3·10H2O受热分解可以生成Fe2O3、SO3、H2O，故C正确；赤矾Fe2O3 不是硫酸盐，故D错误。‎ ‎2．坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中正确的是(　　)‎ A．铁元素属于过渡元素，其原子序数为26‎ B．单质铁与浓硫酸在常温下不反应 C．铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性 D．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁反应速率比生铁快 解析：选A。铁是26号元素，属于第Ⅷ族元素，为过渡元素，故A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，但并不是铁和浓硫酸不反应，故B错误；亚铁离子既有还原性，又有氧化性，故C错误；纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳与盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故D错误。‎ ‎3．下列物质不能通过化合反应直接制得的是(　　)‎ A．FeCl2　 B．NaHSO3‎ C．Cu(OH)2 D．Fe(OH)3‎ 解析：选C。C项，氧化铜和水不能反应。D项，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。‎ ‎4．(2020·沧州高三模拟)铁片投入下列溶液后，铁片质量减少，但无气体产生的是(　　)‎ A．冷浓HNO3 B．Cu(NO3)2溶液 C．稀硫酸 D．Fe(NO3)3溶液 解析：选D。Fe在冷浓硝酸中钝化，铁片质量增加；Fe和Cu(NO3)2反应，在Fe片上附有Cu，铁片质量增加；Fe和稀H2SO4反应有H2产生；Fe与Fe(NO3)3反应无气体放出，生成Fe(NO3)2，铁片质量减少。‎ ‎5．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　)‎ 选项 A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe FeSO4溶液 Y FeCl3‎ CuCl2‎ Al Fe2(SO4)3‎ Z Cl2‎ Fe NaOH溶液 Cu 解析：选C。Cl2与FeCl2反应，A错误；Fe与FeCl3、CuCl2均反应，B错误；D项有新的杂质CuSO4生成，D错误。‎ ‎6．(2020·徐州模拟)已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．如果溶液变为蓝色，同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了Cu2O B．溶液中最终可能有紫红色固体出现 C．该实验的结果无法说明CuO分解的程度 D．如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明CuO没有分解 解析：选C。解答此题的关键是明确稀硝酸具有酸性和强氧化性，能溶解CuO、Cu2O和单质Cu，因而该实验的结果无法说明CuO分解的程度。‎ ‎7．(2020·河北三市联考)化学美无处不在，如图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是(　　)‎ 选项 物质a 物质b 物质c 物质d A Cu2(OH)2CO3‎ Ba(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 酚酞试液 B CuO AgNO3‎ Fe2O3‎ 紫色石蕊试液 C Cu2O BaCl2‎ Fe2O3和Cu 酚酞试液 D Cu(OH)2‎ Ba(NO3)2‎ Fe(OH)2‎ 紫色石蕊试液 解析：选D。稀硫酸与Fe(OH)3、Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液，呈棕黄色，稀硫酸遇酚酞试液显无色，A、B、C项均错误；稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO3)2反应得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸与Fe(OH)2反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色，稀硫酸遇紫色石蕊试液变红，D项正确。‎ ‎8.在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间关系如图所示，则原混合溶液中Fe(NO3)3与 Cu(NO3)2的物质的量浓度之比为(　　)‎ A．3∶1 B．1∶2‎ C．2∶1 D．1∶1‎ 解析：选C。由离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，结合图像可知，c(Fe2＋)的大小范围在 0～3 mol·L－1变化快，3 mol·L－1是拐点，此前发生2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，在3～4 mol·L－1范围内变化时发生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，两阶段消耗Fe的量相同。由化学方程式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可得，n(Fe3＋)＝2n(Fe)，由化学方程式Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu可得，n(Cu2＋)＝n(Fe)，故原溶液中c(Fe3＋)∶c(Cu2＋)＝2∶1。‎ 二、不定项选择题 ‎9．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(　　)‎ A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变 B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，显血红色 C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1‎ D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5‎ 解析：选B。n(Fe)＝＝0.02 mol，n(Fe3＋)＝0.025 L×2 mol·L－1＝0.05 mol，由反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知Fe3＋过量，加入KSCN显血红色，溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06 mol，溶液中剩余n(Fe3＋)＝0.05 mol－2n(Fe)＝0.01 mol，即Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6∶1；氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。‎ ‎10．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)‎ 选项 操作与现象 解释 A 向淀粉KI溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝 Fe3＋能与淀粉发生显色反应 B 把生铁置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3‎ C 向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生 说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气 D 新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色 说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3‎ 解析：选D。A项中Fe3＋将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。‎ ‎11．A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．反应①中所加试剂可能是氯气 B．反应③中需要加具有还原性的试剂 C．A与稀硝酸反应一定能实现元素M在反应①中发生的价态变化 D．元素M在反应②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现 解析：选BC。根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应①加入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl2，A项正确；反应③是铁元素由＋2价升高到＋3价，需要加具有氧化性的试剂，B项错误；过量的铁与稀硝酸反应时，生成硝酸亚铁，不能实现Fe→Fe3＋的价态变化，C项不正确；Fe3＋能将I－氧化成I2，自身被还原成Fe2＋，D项正确。‎ 三、非选择题 ‎12．根据下列转化关系，回答有关问题。‎ ‎(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为________，试剂1是________。‎ ‎(2)下列物质不能作为试剂2的是________(填序号)。‎ a．Cl2 B．新制氯水 c．浓硫酸 D．S e．硝酸 ‎(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)溶液C到溶液F红色加深的原因是_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质，发现棕黄色褪去，‎ 现对褪色原因进行探究。提出你的假设：____________________；为了对你所提出的假设进行验证，你设计的实验方案是___________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：从框图可知，Fe和稀盐酸反应生成FeCl2溶液，为浅绿色，即D的主要成分为FeCl2，加入试剂2后变为棕黄色溶液，联想最终变成深红色溶液F(硫氰化铁溶液)，可以推断溶液E的主要成分为Fe3＋。Fe与H2O(g)反应生成固体Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液，加入试剂1(KSCN溶液)后，Fe3＋变成Fe(SCN)3，加入试剂2(强氧化剂)，Fe2＋被氧化为Fe3＋，并进一步转化为Fe(SCN)3，所以溶液红色加深。‎ 答案：(1)FeCl2　KSCN溶液 ‎(2)d　(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O ‎(4)溶液中的Fe2＋被氧化剂氧化成Fe3＋，使Fe3＋浓度增大，从而生成更多的硫氰化铁使红色加深 ‎(5)加入还原剂将Fe3＋还原　用胶头滴管取少量棕黄色褪去后的溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，再加入几滴氯水。如果溶液开始不出现血红色，加氯水后出现血红色，则说明假设正确；若溶液不变血红色，则假设不正确 ‎13．(2018·高考海南卷)铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题：‎ ‎(1)实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔，写出该过程的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 配制的FeCl3溶液应保持________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)溶液中Cu2＋的浓度可采用碘量法测得：‎ ‎①2Cu2＋＋5I－===2CuI↓＋I ‎②I＋2S2O===S4O＋3I－‎ 反应①中的氧化剂为____________。现取20.00 mL含有Cu2＋的溶液，加入足量的KI充分反应后，用0.100 0 mol·L－1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液25.00 mL，此溶液中Cu2＋的浓度为________mol·L－1。‎ 答案：(1)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O ‎(2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋　酸性　防止Fe3＋水解生成Fe(OH)3‎ ‎(3)Cu2＋　0.125 0‎ ‎14．Fe3O4是重要的化学试剂，铁粉在氧气中燃烧是制取它最为常见和快捷的方法。图1是制取四氧化三铁的系列装置，A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)图2中仪器a的名称是________。‎ ‎(2)根据题目要求，在图2中最好选择________(填序号)作为A装置。‎ ‎(3)对图2中装置①进行气密性检查的方法是___________________________________‎ ‎____________________，向分液漏斗中加足量水，过一会，水不再下滴，说明装置①的气密性良好。‎ ‎(4)在B装置中发生的主要反应的化学方程式是______________________________‎ ‎____________________________。‎ ‎(5)当产生的气体与事先预热的铁粉接触时，在硬质玻璃管中将观察到的明显现象是________________________________________________________________________。‎ ‎(6)反应一段时间后，若将硬质玻璃管中的固体粉末用盐酸溶解，取少许溶液于试管中，加入淀粉KI溶液，没有蓝色出现，推测固体粉末中除Fe3O4外，一定有________________________________________________________________________。‎ ‎(7)若铁粉被完全消耗，某同学为确定生成物中有＋2价铁，取少量生成物于试管中，加入适量的稀硫酸溶解。‎ ‎①写出溶解过程发生反应的离子方程式：_______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②写出确定＋2价铁所用试剂名称、操作步骤、实验现象和结论：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)图2中仪器a为长颈漏斗。(2)图2中三个装置只有③可以达到气流稳定、流速可控的目的。(3)检查装置①的气密性时需用止水夹夹住橡胶管，确保装置中密封住一定体积的气体。(4)B装置中Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2。(5)在硬质玻璃管中铁粉与O2剧烈反应，并有火星产生。(6)加入淀粉KI溶液没有出现蓝色，说明溶液中没有Fe3＋，即生成物中除了有Fe3O4外，还有铁粉剩余，Fe3O4溶于盐酸生成的Fe3＋被Fe还原为Fe2＋。(7)①Fe3O4溶于稀硫酸生成Fe3＋和Fe2＋，其离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。②检验溶液中含有Fe2＋，可用K3[Fe(CN)6]溶液或酸性高锰酸钾溶液。‎ 答案：(1)长颈漏斗　(2)③　(3)用止水夹夹紧橡胶管 ‎(4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ ‎(5)铁粉剧烈燃烧，火星四射　(6)铁粉　(7)①Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O　②用小试管取少量溶液，向其中逐滴加入K3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀，说明有＋2价铁存在(或用小试管取少量酸性高锰酸钾溶液，滴入几滴题述溶液，若紫红色变浅，说明有＋2价铁存在)‎