PAGE5-鐵、銅及其化合物的應(yīng)用一、選擇題1．下列與鐵元素有關(guān)的說法不正確的是()A．可用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋的存在B．鐵的氧化物都能在高溫下與Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)C．保存FeSO4溶液時應(yīng)向其中加入少量鐵粉D．向某溶液中加入氯水后再加入KSCN溶液，若呈血紅色則證明原溶液含F(xiàn)e2＋解析：A項(xiàng)正確；因Fe的活潑性比Al弱，其氧化物與Al混合在高溫下可發(fā)生鋁熱反應(yīng)，B項(xiàng)正確；因Fe2＋易被氧化為Fe3＋，故保存FeSO4溶液時加入鐵粉防止Fe2＋被氧化，C項(xiàng)正確；因氯水具有強(qiáng)氧化性，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，若溶液中含F(xiàn)e2＋、Fe3＋或Fe2＋和Fe3＋，加入氯水后再加KSCN溶液，都會呈血紅色，故D項(xiàng)錯誤。答案：D2．已知a、b、c、d、e分別是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五種金屬中的一種。試驗(yàn)測得其分別具有以下性質(zhì)：①a、c均能與稀硫酸反應(yīng)放出氣體；②b與d的硝酸鹽反應(yīng)，置換出單質(zhì)d；③c與強(qiáng)堿反應(yīng)放出氣體；④e的最高價陽離子遇KSCN溶液顯血紅色。由此推斷a、b、c、d、e分別是()A．Fe、Cu、Al、Ag、Mg B．Al、Cu、Mg、Ag、FeC．Mg、Cu、Al、Ag、Fe D．Mg、Ag、Al、Cu、Fe解析：此題考查了金屬的性質(zhì)與其活潑性的關(guān)系。首先視察四個選項(xiàng)，b、d是銅和銀兩種，依據(jù)其性質(zhì)②可知b是銅，d是銀。解除D選項(xiàng)；依據(jù)性質(zhì)③，c能與強(qiáng)堿反應(yīng)放出氣體，故c為鋁，解除B；依據(jù)性質(zhì)④，e的最高價陽離子遇KSCN溶液顯血紅色，可知e為鐵，答案選C。答案：C3．周輝《清波雜志》卷十二：信州鉛山膽水自山下注，勢若瀑布，用以浸銅，鑄冶是賴，雖干溢系夫旱澇，大抵盛于春夏，微于秋冬。古傳一人至水濱，遺匙鑰，翌日得之，已成銅矣。這里的膽水是指()A．CuSO4溶液 B．FeSO4溶液C．氨水 D．NaCl溶液解析：膽水，古稱含膽礬的水，用以煉銅。故膽水是指CuSO4溶液。答案：A4．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，起先時產(chǎn)生白色絮狀沉淀，沉淀快速變?yōu)榛揖G色，最終變成紅褐色。下列說法正確的是()A．肯定有Fe2＋存在，肯定沒有Fe3＋、Mg2＋B．肯定有Fe3＋存在，肯定沒有Fe2＋、Mg2＋C．肯定有Fe3＋存在，可能有Fe2＋，肯定沒有Mg2＋D．肯定有Fe2＋存在，可能有Mg2＋，肯定沒有Fe3＋解析：由于加入NaOH溶液后，無紅褐色沉淀，只有白色絮狀沉淀，故肯定沒有Fe3＋。由于沉淀快速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，故肯定有Fe2＋，無法從現(xiàn)象中推斷Mg2＋是否存在，故可能含有Mg2＋。答案：D5．印刷電路板是由高分子材料和銅箔制成的，刻制印刷電路時，要用FeCl3作為“腐蝕液”，生成CuCl2和FeCl2。若完全反應(yīng)后，所得溶液中Cu2＋和Fe3＋的濃度恰好相等。則已反應(yīng)的Fe3＋和未反應(yīng)的Fe3＋的物質(zhì)的量之比為()A．1∶1 B．1∶2C．3∶2 D．2∶1解析：FeCl3與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl3＋Cu=CuCl2＋2FeCl2，由化學(xué)方程式得出參與反應(yīng)的FeCl3的物質(zhì)的量為生成的CuCl2的物質(zhì)的量的2倍。因?yàn)榉磻?yīng)后的溶液中Cu2＋和Fe3＋的濃度相等，即二者的物質(zhì)的量相等，所以已反應(yīng)的Fe3＋和未反應(yīng)的Fe3＋的物質(zhì)的量之比為2∶1。答案：D6．用肯定量的鐵與足量的稀硫酸及足量的CuO制成單質(zhì)銅，有人設(shè)計(jì)以下兩種方案：①Feeq\o(→,\s\up7(H2SO4))H2eq\o(→,\s\up7(CuO))Cu②CuOeq\o(→,\s\up7(H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up7(Fe))Cu若按試驗(yàn)原則進(jìn)行操作，則兩者制得單質(zhì)銅的量的比較中，正確的是()A．①多 B．②多C．相等 D．無法推斷解析：①中在H2還原CuO之前應(yīng)先通入一段時間的H2，故②中制得的單質(zhì)銅較多。答案：B7．已知A、B、D、E均為化學(xué)中的常見物質(zhì)，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下所示(部分產(chǎn)物略去)，則下列有關(guān)物質(zhì)的推斷不正確的是()A．若A是AlCl3溶液，E可能是NaOH溶液B．若A是CuO，E是碳，則B為COC若A是NaOH溶液，E是CO2，則B為NaHCO3溶液D．若A是鐵，則E可能為Cl2解析：無論Cl2是否過量，Cl2與Fe反應(yīng)的產(chǎn)物都是FeCl3，不符合轉(zhuǎn)化關(guān)系。答案：D8．55g鐵鋁混合物與足量的鹽酸反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H244.8L，則混合物中鐵和鋁的物質(zhì)的量之比為()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．2∶3解析：標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8LH2的物質(zhì)的量為n(H2)＝eq\f(44.8L,22.4L·mol－1)＝2mol。設(shè)混合物中含有Fe、Al的物質(zhì)的量分別為x、y，依據(jù)質(zhì)量關(guān)系及電子轉(zhuǎn)移守恒可得：eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(56g·mol－1×x＋27g·mol－1×y＝55g,2x＋3y＝2mol×2))解得x＝0.5mol、y＝1mol，n(Fe)∶n(Al)＝0.5mol∶1mol＝1∶2。答案：B9．在相同體積的3mol·L－1的FeSO4溶液和1mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液中，分別加入等體積且適量的NaOH溶液，使Fe2＋和Fe3＋恰好完全反應(yīng)，則所需NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度之比為()A．1∶3 B．3∶2C．2∶3 D．1∶1解析：FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4，F(xiàn)e2(SO4)3＋6NaOH=2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4。若原鹽溶液各1L，則消耗的NaOH物質(zhì)的量分別為6mol和6mol，所以NaOH溶液濃度應(yīng)相等。答案：D10．鐵和氧化鐵的混合物共amol，加鹽酸后固體全部溶解，共收集到bmol氫氣，且向反應(yīng)后的溶液中加入KSCN溶液不顯紅色，則原混合物中鐵的物質(zhì)的量為()A.eq\f(1,2)(a＋b)mol B．(a－b)molC.eq\f(1,2)(a－b)mol D．(a＋b)mol解析：Fe發(fā)生的反應(yīng)可表示為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑和Fe＋Fe2O3＋6H＋=3Fe2＋＋3H2O，故參與第一個反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為bmol，參與其次個反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為eq\f(a－b,2)mol，則鐵的總物質(zhì)的量為bmol＋eq\f(a－b,2)mol＝eq\f(1,2)(a＋b)mol。答案：A二、非選擇題11．圖甲所示裝置可用來制取和視察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色改變。試驗(yàn)時必需運(yùn)用鐵屑和6mol/L的稀硫酸，其他試劑任選。圖甲請回答下列問題：(1)B裝置中盛有肯定量的NaOH溶液，A裝置燒瓶中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是__________，A裝置燒瓶中反應(yīng)的離子方程式是________________。(2)試驗(yàn)起先時應(yīng)先將活塞a__________(填“打開”或“關(guān)閉”)。(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程____________________________________。(4)試驗(yàn)完畢后，拔去B裝置的橡膠塞，放入一部分空氣，此時B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________________________________________。(5)在圖乙的__________(填序號)中能較長時間地視察到Fe(OH)2白色絮狀沉淀。圖乙解析：(1)題圖甲中A裝置是產(chǎn)生H2的裝置，利用H2趕走整個裝置中的空氣(O2)，以便能較長時間地視察到Fe(OH)2白色絮狀沉淀，故燒瓶中應(yīng)預(yù)先加入的試劑為鐵屑，發(fā)生反應(yīng)：Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑。(2)試驗(yàn)起先時打開活塞a，A裝置中產(chǎn)生的H2沿導(dǎo)管進(jìn)入B裝置，趕走整個裝置中的空氣。(3)關(guān)閉活塞a，氣體不能逸出，壓迫液體通過導(dǎo)管進(jìn)入B裝置，F(xiàn)eSO4溶液與NaOH溶液混合產(chǎn)生Fe(OH)2白色絮狀沉淀。(4)試驗(yàn)完畢后，拔去B裝置的橡膠塞，空氣進(jìn)入B裝置，O2與Fe(OH)2發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e(OH)2轉(zhuǎn)化為紅褐色Fe(OH)3沉淀。(5)①裝置用稀硫酸與Fe反應(yīng)產(chǎn)生的H2趕出裝置中的空氣，且吸有氫氧化鈉溶液的長膠頭滴管插入液面以下滴加溶液；②裝置用稀硫酸與Fe反應(yīng)產(chǎn)生的H2趕出裝置中的空氣；③裝置沒有隔絕O2；④裝置中吸有氫氧化鈉溶液的長膠頭滴管插入液面以下滴加溶液，且有苯在上層隔離空氣。故裝置①②④能較長時間地視察到Fe(OH)2白色絮狀沉淀。答案：(1)鐵屑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)打開(3)關(guān)閉活塞a，使FeSO4溶液被壓入B裝置中進(jìn)行反應(yīng)(4)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3(5)①②④12．粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的Fe2O3和MgO組成的混合物。進(jìn)行如下試驗(yàn)：①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L－1鹽酸中，得溶液C；③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B；④用KSCN溶液檢驗(yàn)時，溶液D不變色。請?zhí)羁眨?1)①中鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________。(2)②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________________________________________________________。(3)③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________________________________________________。(4)若溶液D的體積仍視為0.15L，則該溶液中c(Mg2＋)為________，c(Fe2＋)為________。解析：20g試樣溶于0.15L6mol/LHCl之后，得MgCl2、FeCl3，還有鹽酸剩余，由元素守恒知n(MgCl2)∶n(FeCl3)＝1∶2，F(xiàn)eCl3被Fe還原為FeCl2后，由V(H2)＝1.12L，知剩余的鹽酸為0.1mol，