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跟蹤檢測(cè)（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(zhì)間的轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)的是(　　) A．FeFeCl3　　　　　　 B．FeFeSO4 C．FeFe3O4 D．FeFeCl2 解析：選B　Fe和Cl2反應(yīng)生成FeCl3：2Fe＋3Cl22FeCl3，物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化能實(shí)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(yīng)，物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)，故B符合；Fe和H2O發(fā)生反應(yīng)生成Fe3O4和H2：3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2，物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化能實(shí)現(xiàn)，故C不符合；Fe和FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化能實(shí)現(xiàn)，故D不符合。 2．鐵的氧化物有很多，在中學(xué)化學(xué)中經(jīng)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(zhuǎn)化的，例如：在1 400℃以上的溫度下加熱Fe2O3時(shí)，F(xiàn)e2O3會(huì)部分失去氧，生成Fe3O4。下列有關(guān)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(jià)的Fe，又有＋3價(jià)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(yīng)，且反應(yīng)類型均為復(fù)分解反應(yīng) 解析：選D　FeO和Fe3O4均為黑色固體，F(xiàn)e2O3 為紅色固體，故A錯(cuò)誤；Fe3O4是一種純凈物，化合價(jià)是一種復(fù)合化合價(jià)，故B錯(cuò)誤；在1 400 ℃以上的溫度下加熱Fe2O3時(shí)，F(xiàn)e2O3會(huì)部分失去氧生成Fe3O4，說明Fe3O4穩(wěn)定，故C錯(cuò)誤；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水，反應(yīng)過程中無(wú)元素化合價(jià)變化，反應(yīng)類型均為復(fù)分解反應(yīng)，故D正確。 3．(2019洛陽(yáng)模擬)中科院化學(xué)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(chǎn)過程的部分流程如下：FeCl36H2OFeOOH納米四氧化三鐵。下列有關(guān)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(zhì)直徑相當(dāng) 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(yīng)①中環(huán)丙胺的作用可能是促進(jìn)氯化鐵水解 D．反應(yīng)②的化學(xué)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(dāng)分散劑中，屬于膠體分散系，不同于溶液的溶質(zhì)微粒直徑，故A錯(cuò)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(yīng)①環(huán)丙胺不參加反應(yīng)，但加快反應(yīng)速率，即加快了氯化鐵水解，故C正確；由制備過程可知，反應(yīng)②的反應(yīng)物為FeOOH和CO，由一種生成物為Fe3O4和質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)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(yīng)過程如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．Fe3＋對(duì)該反應(yīng)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(yīng)為2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O 解析：選B　依據(jù)題圖可知，Cu與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋和Cu2＋，F(xiàn)e2＋與O2、HCl反應(yīng)生成Fe3＋和H2O，所以Fe3＋作催化劑，故A正確；Fe(NO3)3溶液為強(qiáng)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(huì)引起空氣污染，故B錯(cuò)誤；K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2＋反應(yīng)生成藍(lán)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(jù)題圖可知，Cu與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋和Cu2＋，F(xiàn)e2＋與O2、HCl反應(yīng)生成Fe3＋和H2O，將兩步反應(yīng)聯(lián)立得2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O，故D正確。 5．下列中學(xué)常見實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(shí)，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(yàn)紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)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(yīng)后，將混合液體倒入蒸發(fā)皿中加熱煮沸一會(huì)，然后冷卻、過濾，濾紙上的物體為“藍(lán)色固體” 解析：選C　過量的鐵粉與一定量的稀硝酸反應(yīng)最終生成的是Fe2＋，A錯(cuò)誤；制備氫氧化亞鐵時(shí)應(yīng)避免被氧氣氧化，向硫酸亞鐵溶液中加氫氧化鈉溶液時(shí)應(yīng)把膠頭滴管的下端插入液面以下且不能攪拌，B錯(cuò)誤；CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應(yīng)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(cuò)誤。 6．下列關(guān)于Fe3＋、Fe2＋性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)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(shí)，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(yīng)開始時(shí)生成的H2進(jìn)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(shí)間后關(guān)閉止水夾c，a中硫酸亞鐵進(jìn)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(shí)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(yīng)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(guān)該溶液的說法不正確的是(　　) A．是否含有SO可用BaCl2溶液檢驗(yàn) B．是否含有K＋可通過焰色反應(yīng)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(jù)Fe3＋與CO能發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存，知原溶液中一定不含有CO；根據(jù)Fe3＋與I－能發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存，知原溶液中一定不含I－。因?yàn)樵芤褐幸欢ú缓珻O，故欲確定原溶液中是否含有SO，可以用BaCl2溶液檢驗(yàn)，A項(xiàng)正確；欲確定原溶液中是否含有K＋，可以通過焰色反應(yīng)，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰是否為紫色，B項(xiàng)正確；原溶液中一定存在Fe3＋，但NO不一定存在，C項(xiàng)錯(cuò)誤；原溶液中一定不存在的離子為CO、I－，D項(xiàng)正確。 8．FeCO3與砂糖混用可以作補(bǔ)血?jiǎng)?，?shí)驗(yàn)室里制備FeCO3的流程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．可利用KSCN溶液檢驗(yàn)FeSO4溶液是否變質(zhì) 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(chǎn)品FeCO3在空氣中高溫分解可得到純凈的FeO 解析：選D　FeSO4變質(zhì)后有Fe3＋生成，F(xiàn)e3＋遇KSCN變紅色，A正確；Fe2＋與CO反應(yīng)生成FeCO3沉淀，促進(jìn)了HCO的電離，溶液中的HCO又與生成的H＋反應(yīng)生成CO2和H2O，B正確；FeCO3在空氣中高溫加熱時(shí)，＋2價(jià)鐵會(huì)被O2氧化，故得不到純凈的FeO，D錯(cuò)誤。 9．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(chǎn)硼酸的工藝流程如圖： 資料：①H3BO3的溶解度在20 ℃、40 ℃、60 ℃、100 ℃時(shí)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(zhì)，不溶于水和酸； ③Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，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(shí)H3BO3從溶液中析出 C．除雜時(shí)需向浸出液中依次加入H2O2和MgO，以除去Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等雜質(zhì)離子 D．回收母液可以制得硫酸鎂晶體 解析：選A　結(jié)合題給信息可知Fe3O4也不與硫酸反應(yīng)，故浸出渣中還含有Fe3O4，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由資料①可知，為防止溫度降低時(shí)H3BO3從溶液中析出，應(yīng)采取熱過濾，B項(xiàng)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(diào)節(jié)溶液pH，C項(xiàng)正確；降溫結(jié)晶得到硼酸晶體，母液中的溶質(zhì)主要是硫酸鎂，D項(xiàng)正確。 10．某同學(xué)為了驗(yàn)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(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)： (1)檢驗(yàn)吸收液中的SO操作為________________________________________________ ________________________________________________________________________， 證明Fe3＋能夠把H2SO3氧化成SO。 (2)請(qǐng)配平并完成上述反應(yīng)中的化學(xué)方程式：2FeCl3＋SO2＋________===________＋H2SO4＋________，反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物是________(寫化學(xué)式)。 (3)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO以外，對(duì)其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能組合進(jìn)行探究： ①提出假設(shè)。 假設(shè)1：溶液中存在Fe2＋； 假設(shè)2：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋； 假設(shè)3：溶液中存在____________________________________________________?！　　　　　　　? ②設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(可不填滿)。限選實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)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(shè)2成立，1、3不成立；若未出現(xiàn)紅色，則假設(shè)2不成立，假設(shè)1或3成立 步驟2： 步驟3： 解析：(1)檢驗(yàn)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(duì)于溶液中三種微?？赡艽嬖谇闆r如下：假設(shè)1，若Fe3＋與H2SO3正好反應(yīng)則只存在Fe2＋；假設(shè)2，若Fe3＋過量則存在Fe3＋與Fe2＋；假設(shè)3，若Fe3＋不足，則存在Fe2＋與H2SO3；三種假設(shè)的不同之處在于假設(shè)2中含有Fe3＋，假設(shè)3中含有H2SO3，據(jù)此，可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)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(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)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(shè)3成立；若品紅溶液不褪色，則假設(shè)1成立 11.煉鋅廠的銅鎘廢渣中含有銅、鋅、鎘、鐵、砷等元素，其含量依次減少。對(duì)這些元素進(jìn)行提取分離能減少環(huán)境污染，同時(shí)制得ZnSO47H2O實(shí)現(xiàn)資源的再利用。其流程圖如圖所示。已知FeAsO4難溶于水；ZnSO47H2O易溶于水，難溶于酒精。 金屬離子 Fe3＋ Zn2＋ Mn2＋ Cu2＋ Cd2＋ 開始沉淀pH 2.7 6.5 7.7 5.2 6.9 沉淀完全pH 3.2 8.0 9.8 6.4 9.4 請(qǐng)回答下列問題： (1)提高浸出率可以采用的方法是(寫出其中一點(diǎn)即可)________________________。 (2)濾液Ⅰ中有少量的AsO，若不除去，則AsO與Cd反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一種有毒氫化物氣體，該氣體的分子式為________。向?yàn)V液Ⅰ中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可與AsO反應(yīng)生成FeAsO4，完成該反應(yīng)的離子方程式： ___Fe2＋＋___AsO＋___MnO＋____===____Mn2＋＋____FeAsO4↓＋____，判斷該滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_________________________________________________。 (3)流程中②調(diào)節(jié)pH時(shí)可以選用的試劑為__________，濾渣Ⅱ的主要成分為__________。 (4)常溫下Zn(OH)2的溶度積Ksp＝________。 (5)制得的ZnSO47H2O需洗滌，洗滌晶體時(shí)應(yīng)選用試劑為____________________。 解析：(4)當(dāng)Zn2＋沉淀完全時(shí)溶液中c(Zn2＋)≤10－5 molL－1，則Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)c2(OH－)＝10－5(10－6)2＝10－17。 答案：(1)適當(dāng)增大硫酸濃度、升高溶液溫度、攪拌、將銅鎘渣磨碎成小顆粒等(合理答案均可) (2)AsH3　5　5　3　14H＋　3　5　7H2O　滴最后一滴KMnO4溶液，溶液變?yōu)榉奂t色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為原色，則反應(yīng)滴定到終點(diǎn) (3)ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等(合理答案均可) FeAsO4、Fe(OH)3 (4)10－17　(5)乙醇(或飽和硫酸鋅溶液) 12．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(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和氧元素，且雜質(zhì)不與H2SO4反應(yīng))。某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)某鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式進(jìn)行探究。 Ⅰ.鐵礦石中含氧量的測(cè)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(zhì)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(dǎo)氣管口處不斷地緩緩?fù)ㄈ際2，待C裝置出口處H2驗(yàn)純后，點(diǎn)燃A處酒精燈； ④充分反應(yīng)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(bǔ)充__________裝置。 (3)測(cè)得反應(yīng)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(cè)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(guān)步驟⑥的操作中說法正確的是________。 a．因?yàn)榈馑疄辄S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(cè)液潤(rùn)洗 e．滴定過程中，眼睛注視滴定管中液面變化 f．滴定結(jié)束后，30 s內(nèi)溶液不恢復(fù)原來的顏色，再讀數(shù) (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(xué)式為____________。 解析：(1)由題意可知，該裝置要定量測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)生的水來計(jì)算含氧量，但空氣中的水蒸氣和CO2會(huì)進(jìn)入B中，影響測(cè)定結(jié)果，為消除干擾，在反應(yīng)裝置末端增加裝置C，以防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入B中。(2)CO有毒，還需補(bǔ)充尾氣處理裝置。(3)反應(yīng)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(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，故應(yīng)加熱煮沸趕走Cl2。(5)應(yīng)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(cuò)誤；開始就生成I2，所以不能用淀粉作指示劑，b錯(cuò)誤；滴定管用蒸餾水洗滌后再用待裝液潤(rùn)洗，c錯(cuò)誤；滴定過程中，眼睛應(yīng)注視錐形瓶中溶液顏色的變化，e錯(cuò)誤。(7)根據(jù)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2可知，鐵礦石中鐵的百分含量為100%＝70%。(8)設(shè)該鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)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(xué)式為Fe5O6。 答案：(1)防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入B中，影響測(cè)定結(jié)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