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跟蹤檢測（八） 鐵、銅及其化合物 1．(2019楊浦區(qū)一模)在給定條件下，下列物質間的轉化不能實現(xiàn)的是(　　) A．FeFeCl3　　　　　　 B．FeFeSO4 C．FeFe3O4 D．FeFeCl2 解析：選B　Fe和Cl2反應生成FeCl3：2Fe＋3Cl22FeCl3，物質間的轉化能實現(xiàn)，故A不符合；常溫下Fe在濃硫酸中發(fā)生鈍化不能繼續(xù)反應，物質間的轉化不能實現(xiàn)，故B符合；Fe和H2O發(fā)生反應生成Fe3O4和H2：3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2，物質間的轉化能實現(xiàn)，故C不符合；Fe和FeCl3溶液反應生成FeCl2：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，物質間的轉化能實現(xiàn)，故D不符合。 2．鐵的氧化物有很多，在中學化學中經常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定條件下它們之間是可以相互轉化的，例如：在1 400℃以上的溫度下加熱Fe2O3時，F(xiàn)e2O3會部分失去氧，生成Fe3O4。下列有關說法正確的是(　　) A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均為黑色固體 B．Fe3O4常寫成FeOFe2O3，其中既有＋2價的Fe，又有＋3價的Fe，所以Fe3O4是一種混合物 C．熱穩(wěn)定性：Fe2O3＞Fe3O4 D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應，且反應類型均為復分解反應 解析：選D　FeO和Fe3O4均為黑色固體，F(xiàn)e2O3 為紅色固體，故A錯誤；Fe3O4是一種純凈物，化合價是一種復合化合價，故B錯誤；在1 400 ℃以上的溫度下加熱Fe2O3時，F(xiàn)e2O3會部分失去氧生成Fe3O4，說明Fe3O4穩(wěn)定，故C錯誤；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應生成鹽和水，反應過程中無元素化合價變化，反應類型均為復分解反應，故D正確。 3．(2019洛陽模擬)中科院化學所研制的晶體材料——納米四氧化三鐵，在核磁共振造影及醫(yī)藥上有廣泛用途。其生產過程的部分流程如下：FeCl36H2OFeOOH納米四氧化三鐵。下列有關敘述不合理的是(　　) A．納米四氧化三鐵可分散在水中，它與FeCl3溶液的分散質直徑相當 B．納米四氧化三鐵具有磁性，可作為藥物載體用于治療疾病 C．在反應①中環(huán)丙胺的作用可能是促進氯化鐵水解 D．反應②的化學方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2 解析：選A　納米四氧化三鐵分散在適當分散劑中，屬于膠體分散系，不同于溶液的溶質微粒直徑，故A錯誤；納米四氧化三鐵為磁性納米晶體材料，可作為藥物載體用于疾病的治療，故B正確；因反應①環(huán)丙胺不參加反應，但加快反應速率，即加快了氯化鐵水解，故C正確；由制備過程可知，反應②的反應物為FeOOH和CO，由一種生成物為Fe3O4和質量守恒定律可知反應為6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2，故D正確。 4．(2019通州區(qū)模擬)向銅屑、稀鹽酸和鐵鹽的混合溶液中持續(xù)通入空氣可制備氯化銅。其反應過程如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．Fe3＋對該反應有催化作用 B．該過程中的Fe3＋可由Fe(NO3)3提供 C．可用K3[Fe(CN)6] 溶液區(qū)分Fe3＋與Fe2＋ D．制備CuCl2的總反應為2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O 解析：選B　依據題圖可知，Cu與Fe3＋反應生成Fe2＋和Cu2＋，F(xiàn)e2＋與O2、HCl反應生成Fe3＋和H2O，所以Fe3＋作催化劑，故A正確；Fe(NO3)3溶液為強酸弱堿鹽，NO酸性環(huán)境下能夠氧化Cu，本身被還原為NO，NO會引起空氣污染，故B錯誤；K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2＋反應生成藍色沉淀，所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液區(qū)分Fe3＋與Fe2＋，故C正確；依據題圖可知，Cu與Fe3＋反應生成Fe2＋和Cu2＋，F(xiàn)e2＋與O2、HCl反應生成Fe3＋和H2O，將兩步反應聯(lián)立得2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O，故D正確。 5．下列中學常見實驗的現(xiàn)象或表述正確的是(　　) A．過量的鐵投入到一定量的稀硝酸中，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顯紅色 B．制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵 C．檢驗紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液顯紅色即可證明 D．向CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應后，將混合液體倒入蒸發(fā)皿中加熱煮沸一會，然后冷卻、過濾，濾紙上的物體為“藍色固體” 解析：選C　過量的鐵粉與一定量的稀硝酸反應最終生成的是Fe2＋，A錯誤；制備氫氧化亞鐵時應避免被氧氣氧化，向硫酸亞鐵溶液中加氫氧化鈉溶液時應把膠頭滴管的下端插入液面以下且不能攪拌，B錯誤；CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應后生成Cu(OH)2沉淀，加熱后過濾，濾紙上留有的是CuO(黑色)，D錯誤。 6．下列關于Fe3＋、Fe2＋性質實驗的說法錯誤的是(　　) A.用如圖裝置可以制備沉淀Fe(OH)2 B．配制FeCl3溶液時，先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所需要的濃度 C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，此現(xiàn)象不能確定溶液中含有Fe2＋ D．向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化 解析：選C　反應開始時生成的H2進入b中，可排出其中的空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段時間后關閉止水夾c，a中硫酸亞鐵進入b中可生成Fe(OH)2，A正確；FeCl3易水解，為防止水解配制溶液時先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所需要的濃度，B正確；Fe3＋與鐵反應可生成Fe2＋，則向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化，D正確。 7．(2019邯鄲教學質量檢測)某化合物M由兩種常見的元素組成，為了測定其組成進行如下實驗： M的化學式可能為(　　) A．Cu2S B．CuS C．FeS2 D．Fe3S4 解析：選A　由題意并結合選項可知，1.60 g M在高溫下反應生成的氣體是二氧化硫，二氧化硫被雙氧水氧化為硫酸，根據滴定過程消耗的氫氧化鈉，可以求出n(S)＝n(SO2)＝n(H2SO4)＝n(NaOH)＝20.0010－3 L0.1 molL－1＝0.01 mol，所以m(S)＝0.32 g，則m(金屬)＝1.60 g－0.32 g＝1.28 g，假若是銅，則n(Cu)＝0.02 mol，M可能為Cu2S；假若是鐵，則n(Fe)≈0.023 mol，M沒有與之對應的選項。綜上所述，A項正確。 8．(2019合肥模擬)某溶液由K＋、Fe3＋、SO、CO、NO、I－中的幾種離子組成，取樣，滴加NaOH溶液后有紅褐色沉淀生成。下列有關該溶液的說法不正確的是(　　) A．是否含有SO可用BaCl2溶液檢驗 B．是否含有K＋可通過焰色反應確定 C．一定存在的離子為Fe3＋、NO D．一定不存在的離子為CO、I－ 解析：選C　滴入NaOH溶液后有紅褐色沉淀生成，說明原溶液中含有Fe3＋。根據Fe3＋與CO能發(fā)生相互促進的水解反應而不能大量共存，知原溶液中一定不含有CO；根據Fe3＋與I－能發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存，知原溶液中一定不含I－。因為原溶液中一定不含CO，故欲確定原溶液中是否含有SO，可以用BaCl2溶液檢驗，A項正確；欲確定原溶液中是否含有K＋，可以通過焰色反應，透過藍色鈷玻璃觀察火焰是否為紫色，B項正確；原溶液中一定存在Fe3＋，但NO不一定存在，C項錯誤；原溶液中一定不存在的離子為CO、I－，D項正確。 9．FeCO3與砂糖混用可以作補血劑，實驗室里制備FeCO3的流程如圖所示。下列說法錯誤的是(　　) A．可利用KSCN溶液檢驗FeSO4溶液是否變質 B．沉淀過程中有CO2氣體放出 C．過濾操作的常用玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒 D．產品FeCO3在空氣中高溫分解可得到純凈的FeO 解析：選D　FeSO4變質后有Fe3＋生成，F(xiàn)e3＋遇KSCN變紅色，A正確；Fe2＋與CO反應生成FeCO3沉淀，促進了HCO的電離，溶液中的HCO又與生成的H＋反應生成CO2和H2O，B正確；FeCO3在空氣中高溫加熱時，＋2價鐵會被O2氧化，故得不到純凈的FeO，D錯誤。 10．玻璃制造行業(yè)需要消耗大量硼酸(H3BO3)。工業(yè)上以鐵硼礦(主要成分為2MgOB2O3H2O和Fe3O4，還含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3、Al2O3和SiO2等)為原料生產硼酸的工藝流程如圖： 資料：①H3BO3的溶解度在20 ℃、40 ℃、60 ℃、100 ℃時分別為5.0 g、8.7 g、14.8 g、40.2 g； ②Fe3O4是一種鐵氧體磁性物質，不溶于水和酸； ③Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和12.4； ④母液呈酸性。 則下列推斷不正確的是(　　) A．浸出渣中只含SiO2 B．熱過濾的目的是防止溫度降低時H3BO3從溶液中析出 C．除雜時需向浸出液中依次加入H2O2和MgO，以除去Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等雜質離子 D．回收母液可以制得硫酸鎂晶體 解析：選A　結合題給信息可知Fe3O4也不與硫酸反應，故浸出渣中還含有Fe3O4，A項錯誤；由資料①可知，為防止溫度降低時H3BO3從溶液中析出，應采取熱過濾，B項正確；為使鐵元素以Fe(OH)3形式沉淀，加入H2O2氧化Fe2＋，為防止引入其他離子，加入MgO調節(jié)溶液pH，C項正確；降溫結晶得到硼酸晶體，母液中的溶質主要是硫酸鎂，D項正確。 11．將0.2 molL－1的KI溶液和0.05 molL－1 Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應后，取混合液分別完成下列實驗，能說明溶液中存在化學平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2的是(　　) A．向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變血紅色 B．向混合液中滴入AgNO3溶液，有黃色沉淀生成 C．向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍色沉淀生成 D．向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍色 解析：選A　0.2 molL－1的KI溶液和0.05 molL－1 Fe2(SO4)3溶液等體積混合，KI過量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變血紅色，說明溶液中仍含有Fe3＋，能說明溶液中存在化學平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，A項正確；KI過量，溶液中存在I－，B項錯誤；該反應生成Fe2＋，向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍色沉淀生成，只能說明溶液中含有Fe2＋，不能說明溶液中存在化學平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，C項錯誤；該反應生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍色，說明溶液中含有碘單質，不能說明溶液中存在化學平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，D項錯誤。 12．某同學為了驗證Fe3＋是否能將H2SO3氧化成SO，用50 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液吸收制取SO2氣體的尾氣后，進行以下實驗： (1)檢驗吸收液中的SO操作為________________________________________________ ________________________________________________________________________， 證明Fe3＋能夠把H2SO3氧化成SO。 (2)請配平并完成上述反應中的化學方程式：2FeCl3＋SO2＋________===________＋H2SO4＋________，反應中的氧化產物是________(寫化學式)。 (3)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO以外，對其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能組合進行探究： ①提出假設。 假設1：溶液中存在Fe2＋； 假設2：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋； 假設3：溶液中存在____________________________________________________。　　　　　　　　 ②設計方案，進行實驗，驗證假設。請寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論(可不填滿)。限選實驗試劑和儀器：試管、滴管、0.1 molL－1 KMnO4溶液、0.1 molL－1 KSCN溶液、品紅稀溶液。 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 步驟1：用試管取樣品溶液2～3 mL，并滴入____________________ 若出現(xiàn)紅色，則假設2成立，1、3不成立；若未出現(xiàn)紅色，則假設2不成立，假設1或3成立 步驟2： 步驟3： 解析：(1)檢驗SO常用稀鹽酸和BaCl2溶液。(2)SO2被氧化成了H2SO4，則FeCl3被還原成FeCl2。(3)對于溶液中三種微粒可能存在情況如下：假設1，若Fe3＋與H2SO3正好反應則只存在Fe2＋；假設2，若Fe3＋過量則存在Fe3＋與Fe2＋；假設3，若Fe3＋不足，則存在Fe2＋與H2SO3；三種假設的不同之處在于假設2中含有Fe3＋，假設3中含有H2SO3，據此，可設計實驗方案進行探究。 答案：(1)取少量樣品溶液于試管中，先滴入足量的稀鹽酸，再滴入氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成 (2)2H2O　2FeCl2　2HCl　H2SO4 (3)①Fe2＋、H2SO3 ②如表所示 實驗步驟 預期現(xiàn)象和結論 步驟1：1～2滴0.1 molL－1 KSCN溶液 步驟2：另取2～3 mL樣品溶液于試管中，滴入1～2 mL品紅稀溶液 若品紅溶液紅色褪去，則假設3成立；若品紅溶液不褪色，則假設1成立 13．鐵礦石是工業(yè)煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物(設雜質中不含鐵元素和氧元素，且雜質不與H2SO4反應)。某研究性學習小組對某鐵礦石中鐵的氧化物的化學式進行探究。 Ⅰ.鐵礦石中含氧量的測定 ①按如圖組裝儀器，檢查裝置的氣密性； ②將5.0 g鐵礦石放入硬質破璃管中，裝置B、C中的藥品如圖所示(夾持儀器均省略)； ③從左端導氣管口處不斷地緩緩通入H2，待C裝置出口處H2驗純后，點燃A處酒精燈； ④充分反應后，撤掉酒精燈，再持續(xù)通入氫氣至完全冷卻。 (1)裝置C的作用為_____________________________________________________。 (2)若將H2換成CO，則還需補充__________裝置。 (3)測得反應后裝置B增重1.35 g，則鐵礦石中氧的百分含量為________。 Ⅱ.鐵礦石中含鐵量的測定 (4)步驟④中加熱煮沸的作用是_________________________________________。 (5)步驟⑤中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、__________。 (6)下列有關步驟⑥的操作中說法正確的是________。 a．因為碘水為黃色，所以滴定過程中不需加指示劑 b．滴定過程中可利用淀粉溶液作為指示劑 c．滴定管用蒸餾水洗滌后可以直接裝液 d．錐形瓶不需要用待測液潤洗 e．滴定過程中，眼睛注視滴定管中液面變化 f．滴定結束后，30 s內溶液不恢復原來的顏色，再讀數 (7)若滴定過程中消耗0.500 0 molL－1的KI溶液20.00 mL，則鐵礦石中鐵的百分含量為__________。 Ⅲ.(8)由Ⅰ、Ⅱ可以推算出該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為____________。 解析：(1)由題意可知，該裝置要定量測定反應產生的水來計算含氧量，但空氣中的水蒸氣和CO2會進入B中，影響測定結果，為消除干擾，在反應裝置末端增加裝置C，以防止空氣中的水蒸氣和CO2進入B中。(2)CO有毒，還需補充尾氣處理裝置。(3)反應后B裝置增重1.35 g，即生成水1.35 g，則鐵礦石中氧的百分含量為100%＝24%。(4)溶液中有溶解的過量的Cl2，也能氧化I－，對實驗產生干擾，故應加熱煮沸趕走Cl2。(5)應注明容量瓶的量程。(6)碘水、Fe3＋均為黃色，所以需加指示劑，a錯誤；開始就生成I2，所以不能用淀粉作指示劑，b錯誤；滴定管用蒸餾水洗滌后再用待裝液潤洗，c錯誤；滴定過程中，眼睛應注視錐形瓶中溶液顏色的變化，e錯誤。(7)根據2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2可知，鐵礦石中鐵的百分含量為100%＝70%。(8)設該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為FexOy，則56x∶16y＝(100.7)∶(100.24)，x∶y＝5∶6，所以該鐵礦石中鐵的氧化物的化學式為Fe5O6。 答案：(1)防止空氣中的水蒸氣和CO2進入B中，影響測定結果　(2)尾氣處理　(3)24% (4)趕走溶液中溶解的過量Cl2　(5)250 mL容量瓶 (6)df　(7)70%　(8)Fe5O6