2020版高考化学大一轮复习专题5金属及其化合物第二单元铁、铜及其化合物学案 21页

第二单元　铁、铜及其化合物 ‎[考试标准]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.自然界铁、铜的存在形式，铁、铜的物理性质 a a ‎2.工业炼铁的反应原理 b b ‎3.铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)‎ b b ‎4.Fe2＋、Fe3＋的性质及转化 c c ‎5.检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法 b c ‎6.不锈钢的主要组成元素及其用途 a 考点一　铁及其化合物 ‎(一)铁 ‎1．存在形态 在自然界中，既存在游离态又存在化合态的铁。‎ ‎2．物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。‎ ‎3．化学性质 铁元素性质活泼，其单质有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。‎ - 21 -‎ 按要求书写下列反应的方程式：‎ ‎(1)Fe与Cl2、S反应的化学方程式：‎ ‎2Fe＋3Cl22FeCl3；‎ Fe＋SFeS。‎ ‎(2)Fe与水蒸气的反应：‎ ‎3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。‎ ‎(3)Fe与非氧化性酸(稀盐酸、稀硫酸)反应(写离子方程式)：‎ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。‎ ‎(4)Fe与FeCl3溶液的反应(写离子方程式)：‎ Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。‎ ‎(5)Fe与浓H2SO4、浓HNO3在常温时发生“钝化”现象，Fe与稀HNO3能发生如下反应(加试)。‎ 与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)：‎ Fe与过量稀HNO3的反应：‎ Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。‎ Fe与少量稀HNO3的反应：‎ ‎3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。‎ ‎4．铁的冶炼 ‎(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。‎ ‎(2)反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。‎ 按要求完成炼铁的主要化学方程式：‎ ‎①还原剂的形成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。‎ ‎②铁的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。‎ ‎③炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。‎ ‎(二)铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 俗名 铁红 磁性氧化铁 - 21 -‎ 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H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ‎(三)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 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 ‎2Fe(OH)3Fe2O3＋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 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状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 ‎(四)亚铁盐、铁盐及其相互转化 ‎1．亚铁盐 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎2．铁盐 ‎(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Cu反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。‎ ‎(2)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成血红色。‎ ‎(3)易水解：FeCl3滴入沸水中反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。‎ ‎3．亚铁盐和铁盐的转化 完成下列变化的离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋的转化条件。‎ ‎(1)将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：‎ - 21 -‎ H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。‎ ‎(2)将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液中，溶液变蓝：‎ ‎2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。‎ ‎(3)用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔：‎ Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。‎ ‎(4)将H2O2滴入到酸性FeCl2溶液中：‎ ‎2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。‎ ‎(五)Fe2＋和Fe3＋的检验 ‎1．根据溶液颜色判断：含有Fe2＋的溶液显浅绿色；含有Fe3＋的溶液显黄色。‎ ‎2．用KSCN溶液和氯水检验 ‎3．用NaOH溶液检验 ‎4．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 ‎(1)Fe3＋的检验：‎ ‎①溶液变血红色，说明含有Fe3＋‎ ‎②试纸变蓝色，说明含有Fe3＋‎ ‎(2)Fe2＋的检验：‎ 混合溶液KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋‎ ‎(六)不锈钢(加试)‎ 不锈钢是一种合金，基本元素除铁外，还有Cr、C、Mn、Ni、Mo、Ti、Cu、Nb、N等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。其中Cr与氧结合生成耐腐蚀的Cr2O3钝化膜，是不锈钢保持耐腐蚀性的基本元素之一，碳可提高钢的强度，但对腐蚀性有不利影响。‎ ‎1．(2017·浙江4月选考，24)由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：‎ 烧渣溶液绿矾铁黄 - 21 -‎ 已知：FeS2和铁黄均难溶于水 下列说法不正确的是(　　)‎ A．步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣 B．步骤②，涉及的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋‎ C．步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾 D．步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3‎ 答案　C 解析　制取绿矾，为防止引入新杂质，步骤①最好用硫酸来溶解烧渣，A正确；酸溶后得到的溶液中含有铁离子，步骤②中涉及的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋，B正确；亚铁离子易被氧化，直接加热会产生硫酸铁杂质，C错误；步骤④，反应条件控制不当，例如碱性太强，会使铁黄中混有Fe(OH)3，D正确。‎ ‎2．(2016·浙江4月选考，27)下图中，固体A是铁锈的主要成分。‎ 请回答：‎ ‎(1)白色沉淀E的化学式是________________。‎ ‎(2)写出A→B的化学方程式：________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出C→D在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式：_____________________。‎ 答案　(1)BaSO4‎ ‎(2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2‎ ‎(3)SO2＋2H2O＋2Fe3＋===2Fe2＋＋SO＋4H＋‎ 解析　根据题意分析出固体A为Fe2O3，单质B为Fe，固体C为FeCl3，溶液D为FeSO4和FeCl2的混合溶液，沉淀E为BaSO4。‎ ‎(2)CO还原Fe2O3生成Fe和CO2，化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。(3)SO2将Fe3＋还原为Fe2＋，自身被Fe3＋氧化为SO，离子方程式为SO2＋2H2O＋2Fe3＋===2Fe2＋＋SO＋4H＋。‎ 备考导向　在学考中，铁及其化合物的考查比较复杂，主要以选择题、流程探究题形式出现。复习时，既要全面复习，不落下任何一个知识点，还要突出重点，如“铁三角”的转化及Fe2＋、Fe3＋的检验等。‎ 题组一　铁及其化合物性质定性判断 - 21 -‎ ‎1．下列关于铁的说法正确的是(　　)‎ A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3‎ C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 答案　C 解析　纯铁为银白色，A项错；铁在硫蒸气中燃烧生成FeS，B项错；自然界中有少量铁以单质形式存在(如陨铁)，D项错。‎ ‎2．下列物质不能通过化合反应得到的是(　　)‎ A．Fe(OH)3 B．Fe(OH)‎2 C．CuO D．Fe3O4‎ 答案　B ‎3．铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是(　　)‎ A．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化 B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3‎ C．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2Cu(NO3)2，加入铁粉后会依次发生氧化还原反应，①Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；②Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋；从图像中可知铁为2 mol时，发生的反应是①，消耗硝酸铁为4 mol，生成Fe2＋为6 mol；再加入2 mol铁发生反应②，消耗硝酸铜的物质的量为2 mol，因此溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2物质的量浓度之比为2∶1，答案选C。‎ ‎14．(2017·温州中学高三3月高考模拟)将‎1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(　　)‎ A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变 B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液变血红色 C．Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1‎ D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5‎ 答案　B 解析　n(Fe)＝ mol＝0.02 mol，n(Fe3＋)＝0.025×2 mol＝0.05 mol；根据Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知Fe3＋过量，A错误；加入KSCN溶液显血红色，B正确；反应后溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06 mol，n(Fe3＋)＝0.01 mol，Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为6∶1，C错误；氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2，D错误。‎ 题组六　有关铁及其化合物的实验探究 ‎15．[2017·杭州地区(含周边)重点中学高三上学期期中]某同学按下图所示装置进行铁与水蒸气反应的实验探究。实验结束后，将玻璃管内固体物质冷却后，溶于稀硫酸，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液不变血红，再滴入新制氯水，溶液变为血红色。请回答：‎ - 21 -‎ ‎(1)仪器a的名称________。‎ ‎(2)该同学据实验得出结论：铁与水蒸气反应生成FeO和H2。该结论不严密，理由是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)经检验，反应生成的固体具有磁性，写出铁与水蒸气反应的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)干燥管(或球形干燥管)　(2)产物中含＋3价铁的物质与稀硫酸反应生成Fe3＋，过量的Fe与Fe3＋反应生成Fe2＋　(3)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2‎ 解析　(2)铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，根据反应现象知，该反应中部分铁未参加反应导致剩余的铁和铁离子反应生成二价铁离子，离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以说不严密。(3)铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。‎ 考点二　铜的获取及应用 ‎(一)铜 ‎1．存在形态 在自然界中铜元素的存在形态：既有游离态，又有化合态，以化合态为主。常见的铜矿有：黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]。‎ ‎2．物理性质 铜呈紫红色，具有金属光泽，具有导电性、导热性、延展性。被广泛用于电器元件、导线等的制造。‎ ‎3．化学性质 反应物质 化学方程式 非金属 单质 O2‎ ‎2Cu＋O22CuO S ‎2Cu＋SCu2S Cl2‎ Cu＋Cl2CuCl2‎ 氧化 性酸 浓H2SO4‎ Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 浓HNO3‎ Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 稀HNO3‎ ‎3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O - 21 -‎ 盐溶液 AgNO3溶液、FeCl3溶液 Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2‎ ‎(二)铜的化合物 ‎1．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸(H＋) 反应 CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O ‎2.氢氧化铜 ‎(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。‎ ‎(2)化学性质：Cu(OH)2属于弱碱，能与酸反应生成盐和水。‎ ‎3．硫酸铜晶体 硫酸铜晶体(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。‎ ‎(三)铜的冶炼 ‎1．电解精炼铜 工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(主要成分是CuFeS2)的方法获得铜。用这种方法冶炼得到的铜，含铜量为99.5%～99.7%，还含有Ag、Au、Fe、Zn等杂质。这种由黄铜矿高温冶炼得到的铜还必须经过电解精炼才能成为电气工业生产用铜，电解精炼得到的铜，含铜量高达99.95%～99.98%。‎ ‎2．湿法炼铜 反应原理：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。‎ ‎3．生物炼铜 ‎1．(2017·浙江4月选考，27)为探究黑色固体X(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：‎ - 21 -‎ 请回答：‎ ‎(1)X的化学式是________。‎ ‎(2)固体甲与稀硫酸反应的离子方程式是_____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)加热条件下氨气被固体X氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)CuO ‎(2)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O ‎(3)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O 解析　(1)隔绝空气高温分解生成气体和固体甲，气体能使带火星的木条复燃，说明是氧气；甲和稀硫酸反应得到蓝色溶液和紫红色固体，溶液中加入氢氧化钠得到蓝色沉淀，说明是氢氧化铜，加热分解生成氧化铜；紫红色固体是铜，说明固体甲是Cu2O，因此X是CuO。(2)固体甲与稀硫酸反应的离子方程式是Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。(3)加热条件下氨气被固体X氧化成一种气体单质，单质是氮气，该反应的化学方程式为2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O。‎ ‎2．(2016·浙江10月选考，27)为探究不溶性盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：‎ ‎ ‎ 请回答：‎ ‎(1)X的组成元素为H、O和______(用元素符号表示)，化学式为_____________________。‎ ‎(2)写出经一步反应能得到X的化学方程式(要求非氧化还原反应)：__________________。‎ 答案　(1)S、Cu Cu3(OH)4SO4[或2Cu(OH)2·CuSO4]‎ ‎(2)4NaOH＋3CuSO4===Cu3(OH)4SO4↓＋2Na2SO4‎ 解析　(1)根据反应流程，白色沉淀为BaSO4，其物质的量为0.01 mol,‎0.80 g的黑色固体为CuO，其物质的量为0.01 mol，所以X中除H、O外，还有S、Cu。固体中有CuSO4，其物质的量为0.01 mol，其质量为‎1.60 g,‎1.60 g的黑色固体应为CuO，其物质的量为0.02 mol，所以Cu2＋共有0.03 mol, OH－共有0.04 mol，SO共有0.01 mol，X的化学式为Cu3(OH)4SO4‎ - 21 -‎ 或2Cu(OH)2·CuSO4。‎ ‎(2)若用非氧化还原反应制取X，可用NaOH溶液与CuSO4溶液反应制取。‎ 备考导向　在学考中，铜及其化合物的考查主要以流程探究题的形式出现，有一定的难度。涉及到物质、元素的推断、离子方程式的书写、氧化还原反应方程式的配平等，既有定性判断又有定量推导，有一定的综合性，复习时应注意Cu、CuO、Cu2O、CuS、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuSO4的性质及其用途。‎ ‎1．(2017·浙江省高三“超级全能生”3月联考)由两种元素组成的矿物A，测定A的组成及制取化合物D的流程如下：‎ 请回答：‎ ‎(1)A的化学式为______________。‎ ‎(2)写出②的化学方程式：___________________________________________________。‎ ‎(3)写出③的离子方程式：________________________________________________。‎ 答案　(1)Cu2S　(2)4CuO2Cu2O＋O2↑　(3)SO2＋2Fe3＋＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋‎ 解析　(1)砖红色物质D是Cu2O，所以黑色B为CuO，A中含有Cu元素。白色沉淀F是BaSO4，E是FeSO4，气体C是SO2，则A中含有S元素。n(S)＝n(SO)＝＝0.01 mol，n(Cu)＝＝0.02 mol，所以A为Cu2S。‎ ‎(2)CuO高温分解生成Cu2O和O2，反应的化学方程式为4CuO2Cu2O＋O2↑。‎ ‎(3)SO2能够与Fe3＋发生氧化还原反应生成SO、Fe2＋，即SO2＋Fe3＋―→SO＋Fe2＋，配平得SO2＋2Fe3＋＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。‎ ‎2．(2017·杭州市学军中学高三选考模拟)高温时，Cu2S和O2在密闭容器中实际发生的反应为以下两步：‎ ‎2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2‎ ‎2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑‎ 取a mol Cu2S和b mol空气(设氧气占空气体积的20%)在高温下充分反应。根据下列几种情况回答问题(反应前后温度、容器体积不变)：‎ ‎(1)若反应后剩余固体只有Cu，则a和b的关系是_____________________________。‎ - 21 -‎ ‎(2)若反应后容器内的压强小于反应前，通过分析，确定反应后容器内固体的成分为______‎ ‎______________________________。‎ 答案　(1)b＝‎5a　(2)Cu2O或Cu和Cu2O 解析　(1)反应后固体全部是Cu时，两方程式相加得：‎ Cu2S＋O2===2Cu＋SO2‎ ‎ a 0.2b 解得b＝‎5a。‎ ‎(2)2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2，消耗3 mol氧气生成2 mol二氧化硫，当产物为Cu2O时，反应后容器内的压强小于反应前，Cu2S＋O2===2Cu＋SO2，反应后固体为Cu时，反应前后气体的体积未变，p1＝p2，当反应后固体为Cu2O、Cu时，反应后容器内的压强小于反应前，所以若反应后容器内的压强小于反应前，反应后容器内固体的成分为Cu2O或Cu和Cu2O。‎ 课时训练 ‎1．(2015·浙江9月选考，14)下列有关Fe、Cu及其化合物的说法中，不正确的是(　　)‎ A．Fe、Cu元素在自然界中主要以化合态形式存在 B．CO在高温下能将Fe2O3还原为Fe C．Fe与盐酸、Fe与Cl2发生反应均生成FeCl3‎ D．制作印刷电路板时，可用FeCl3溶液腐蚀铜板 答案　C ‎2．(2017·浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三下学期期初联考)要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的是(　　)‎ A．加入铜粉 B．滴入KSCN溶液 C．加入铁粉 D．通入氯气 答案　C 解析　因为铁离子能和铁反应生成亚铁离子，化学方程为2FeCl3＋Fe===3FeCl2，故可用铁粉除去FeCl2溶液中的少量氯化铁，故选C。‎ ‎3．在由Fe、Fe2O3组成的混合物中加入100 mL 2 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出224 mL气体(标准状况)，此时向溶液中加入KSCN溶液无明显现象，则反应前混合物中Fe、Fe2O3的物质的量之比为(　　)‎ A．4∶3 B．3∶4‎ C．2∶3 D．3∶2‎ 答案　A - 21 -‎ 解析　混合物与盐酸恰好完全反应，所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现，说明溶液中的溶质为FeCl2，生成氢气物质的量为‎0.224 L÷‎22.4 L·mol－1＝0.01 mol，根据方程式Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑可知与氢离子反应的铁是0.01 mol；设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol，则根据关系式可知 Fe2O3～2Fe3＋～Fe y mol (x－0.01)mol 根据题意，列方程得：x－0.01＝y 根据氯元素守恒：2x＋2y×2＝0.1×2‎ 联立方程，解得x＝0.04，y＝0.03。‎ ‎4．(2017·绍兴市第一中学高一下学期期末)向Fe2(SO4)3、CuCl2混合溶液中投入足量的铁粉充分反应后，得到的固体经过滤、干燥、称重，若所得固体的质量与加入铁粉的质量相等，则原溶液中c(SO)与c(Cl－)之比为(　　)‎ A．3∶14 B．1∶7‎ C．2∶7 D．3∶2‎ 答案　A 解析　发生反应的先后顺序：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋①，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu②，所得固体的质量与加入的铁粉的质量相等，说明②增加的质量等于①消耗的铁的质量，设①中消耗铁1 mol，则n(Fe3＋)＝2 mol，‎ Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　　Δm ‎ 1 mol ‎‎8 g ‎ n(CuCl2) ‎‎56 g 则n(CuCl2)＝×1 mol＝7 mol 故c(SO)∶c(Cl－)＝3∶14，选项A正确。‎ ‎5．实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO7·7H2O)，聚铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5 n]m，制备过程如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．炉渣中FeS与硫酸和氧气反应的离子方程式为4FeS＋3O2＋12H＋===4Fe3＋＋4S↓＋6H2O B．气体M的成分是SO2，通入双氧水得到硫酸，可循环使用 C．向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y，再经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤得到绿矾 - 21 -‎ D．溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏大 答案　D 解析　分析流程可知，炉渣加入硫酸溶液同时通入氧气得到的固体W为氧化还原反应生成的硫和二氧化硅等，溶液X为含有铁离子的溶液，调节溶液的pH值得到溶液Z加热得到聚铁，溶液X中加入铁反应生成硫酸亚铁，溶液Y蒸发结晶得到硫酸亚铁晶体。炉渣中硫化亚铁、硫酸与氧气反应生成硫单质、硫酸铁和水，离子方程式正确，A正确；炉渣加入硫酸溶液同时通入氧气得到的固体为硫和二氧化硅，固体W灼烧得到的气体为二氧化硫，B正确；溶液X中加入过量的铁粉，铁和硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤析出绿矾，C正确；氢氧化铁的含量比硫酸亚铁高，若溶液Z的pH偏小，则聚铁中生成的氢氧根的含量减少，使铁的含量减少，D错误，答案选D。‎ ‎6．(2017·台州中学高三上学期第四次统练)已知A、B、C、D、E、F可发生如下图所示的转化(反应过程中部分产物已省略)。其中化合物A由两种元素组成，且‎1.200 g A与足量空气充分煅烧得到‎0.800 g B和‎1.280 g D，溶液C可以清洗印刷电路板，D是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。请回答下列问题。‎ ‎(1)A的组成元素是________(填元素符号)。‎ ‎(2)写出A→B＋D的化学方程式：____________________________________________。‎ ‎(3)写出E→F在溶液中发生的离子方程式：____________________________________。‎ 答案　(1)Fe、S　(2)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2　(3)H2O＋H2SO3＋Cl2===4H＋＋SO＋2Cl－‎ 解析　(1)溶液C可以清洗印刷电路板，则C为FeCl3溶液，D是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，D能与水反应生成E，E能与氯气反应生成F，则D为SO2，E为亚硫酸，F为硫酸，‎1.200 g A与足量空气充分煅烧得到‎0.800 g B和‎1.280 g SO2，B与盐酸反应生成FeCl3，则B为氧化铁，化合物A由两种元素组成，这两种元素为Fe、S。‎ ‎(2)根据上述分析，A为FeS2，FeS2在足量空气中充分煅烧生成氧化铁和SO2，反应的化学方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。‎ ‎(3)根据上述分析，E为亚硫酸，亚硫酸和氯气发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸，反应的离子方程式为H2O＋H2SO3＋Cl2===4H＋＋SO＋2Cl－。‎ ‎7．铁的化合物在生产、生活中有广泛的用途，试回答下列问题：‎ ‎(1)制造电路板的工艺中，FeCl3溶液可以蚀刻铜箔，请写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。‎ - 21 -‎ ‎(2)纳米级Fe3O4是磁流体中的重要粒子，其实验室制备原理可简单表示如下：‎ ‎①将化合物NH3通入等物质的量的FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中生成两种碱，写出该反应的总离子方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②上述反应生成的两种碱继续作用，得到Fe3O4，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)向FeCl2和FeCl3混合溶液中加入适量KOH，高速搅拌下加入油脂，过滤后干燥得到一类特殊的磁流体材料，其化学式通式为KxFeO2(其组成可理解为aK2O·bFeO·cFe2O3)。请回答下列问题：若x平均值为1.3，则磁流体中Fe2＋和Fe3＋的质量之比为________。‎ 答案　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋‎ ‎(2)①Fe2＋＋2Fe3＋＋8NH3＋8H2O===Fe(OH)2↓＋2Fe(OH)3↓＋8NH　②Fe(OH)2＋2Fe(OH)3===Fe3O4＋4H2O　(3)3∶7‎ 解析　(1)铁离子与金属铜反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(2)①将化合物NH3通入等物质的量的FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中生成两种碱，两种碱应该是氢氧化铁和氢氧化亚铁，则反应的总离子方程式为Fe2＋＋2Fe3＋＋8NH3＋8H2O===Fe(OH)2↓＋2Fe(OH)3↓＋8NH；②根据原子守恒可知反应中还有水生成，则反应的化学方程式为Fe(OH)2＋2Fe(OH)3===Fe3O4＋4H2O。(3)设Fe2＋和Fe3＋的物质的量分别是x和y，则根据化合价代数和为0可知1.3＋2x＋3y＝4，x＋y＝1，解得x＝0.3，y＝0.7，所以二者的质量之比是3∶7。‎ ‎8．(2017·台州市高三2月选考科目教学质量评估测试)凤凰石是一种用于建材装饰的硅酸盐矿物，已知某地出产的凤凰石可看作由主要成分硅酸铜盐X·3H2O(摩尔质量＝‎334 g·mol－1)与含氧酸盐杂质Y共同组成，X、Y均含三种元素，工业上利用下列流程制备铜盐，在溶液Ⅱ中滴入KSCN溶液显血红色。‎ 请回答：‎ ‎(1)杂质Y中除氧以外还含有的元素为________(填元素符号)，X的化学式为________。‎ ‎(2)如果往溶液Ⅱ中继续加入H2O2，发现有气泡产生，有观点认为是Y中的某元素离子将H2O2氧化所导致，写出反应的离子方程式：______________________________________。‎ 答案　(1)Fe、C　Cu2Si2O6(或2CuO·2SiO2)‎ ‎(2)2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋2H＋＋O2↑‎ 解析　(1)在溶液Ⅱ中滴入KSCN溶液显血红色，说明含有Fe3＋‎ - 21 -‎ ‎；X是硅酸铜盐，X、Y的混合物加入足量盐酸，生成二氧化碳，所以Y中除氧以外还含有的元素为Fe、C，生成氯化铜的物质的量‎27 g÷‎135 g·mol－1＝0.2 mol；二氧化硅的物质的量‎12 g÷‎60 g·mol－1＝0.2 mol，即n(Cu) ∶n(Si)＝1∶1，则X的化学式可表示为(CuO·SiO2)n，X·3H2O的摩尔质量为‎334 g·mol－1，X的摩尔质量‎280 g·mol－1，n＝280÷140＝2，X的化学式为2CuO·2SiO2或Cu2Si2O6。(2)Y中的Fe3＋将H2O2氧化为氧气的离子方程式为2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋2H＋＋O2↑。‎ ‎9．(2017·衢州市高三1月教学质量检测)铁粉、铜粉混合物样品‎11.6 g，逐步加入2.0 mol·L－1的硫酸溶液，充分反应后剩余固体质量随加入硫酸溶液体积变化如下表：‎ 硫酸溶液/mL ‎20.0‎ ‎40.0‎ ‎60.0‎ ‎80.0‎ 剩余固体/g ‎9.36‎ ‎7.12‎ ‎4.88‎ ‎3.20‎ 请回答：‎ ‎(1)样品中铁与铜的物质的量之比n(Fe)∶n(Cu)＝________。‎ ‎(2)在反应后的体系中，再加入4.0 mol·L－1的H2O2溶液25.0 mL，并加入足量硫酸溶液，充分反应后溶液中存在的各金属离子的物质的量分别是多少？______________________。‎ 答案　(1)3∶1　(2)Fe3＋：0.1 mol　Fe2＋：0.05 mol　Cu2＋：0.05 mol 解析　(1)由表可知，最初20.0 mL稀硫酸溶解的Fe质量为‎11.6 g－‎9.36 g＝‎2.24 g，而从60.0 mL到80.0 mL时溶解的Fe为‎4.88 g－‎3.20 g＝‎1.68 g，说明剩余‎3.20 g固体全部是Cu，原混合物中Fe的质量为‎11.6 g－‎3.20 g＝‎8.40 g，样品中铁与铜的物质的量之比n(Fe)∶n(Cu)＝∶＝3∶1。‎ ‎(2)在反应后的体系中，再加入4.0 mol·L－1的H2O2溶液25.0 mL，并加入足量硫酸溶液，应先溶解固体Cu，多余的H2O2氧化溶液中的Fe2＋；H2O2的总物质的量为4.0 mol·L－1×‎0.025 L＝0.1 mol；根据Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O，溶液里Cu2＋的物质的量为＝0.05 mol，溶解消耗的过氧化氢的物质的量为0.05 mol，再根据2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，可知氧化后溶液里的Fe3＋的物质的量为(0.1 mol－0.05 mol)×2＝0.1 mol，溶液里剩余的Fe2＋的物质的量为－0.1 mol＝0.05 mol。‎ 微专题9　学考第6题——元素化合物性质定性判断集训 ‎1．(2017·浙江11月选考，6)下列说法不正确的是(　　)‎ A．干冰可用于人工降雨 B．碘酸钾可用作加碘食盐的添加剂 C．碳酸钠是发酵粉的主要成分 - 21 -‎ D．次氯酸钙是漂白粉的主要成分 答案　C 解析　发酵粉的主要成分是碳酸氢钠，俗称小苏打，故C错误。‎ ‎2．(2017·浙江4月选考，6)下列说法不正确的是(　　)‎ A．二氧化碳是酸雨的主要成分 B．氢气是一种理想的清洁燃料 C．碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多 D．氯化铁溶液可用于制作印刷铜电路板 答案　A 解析　二氧化碳不能形成酸雨，硫和氮的氧化物能形成酸雨，A错误；氢气燃烧的生成物是水，没有污染，是一种理想的清洁燃料，B正确；碳酸氢钠能与盐酸反应，可用于治疗胃酸过多，C正确；氯化铁溶液能溶解铜，可用于制作印刷铜电路板，D正确。‎ ‎3．(2016·浙江10月选考，6)下列说法不正确的是(　　)‎ A．氯化钠可用于配制生理盐水 B．二氧化硅可用于制造玻璃 C．海水中的钠元素以单质存在 D．氧化镁(熔点2 ‎800 ℃‎)是优良的耐高温材料 答案　C 解析　配制生理盐水用的是氯化钠；工业上利用SiO2、Na2CO3、CaCO3在高温下制造普通玻璃；MgO的熔点很高，所以可用作耐高温材料；在海水中钠元素以Na＋形式存在。‎ ‎1．(2017·杭州市学军中学高三选考模拟)下列说法不正确的是(　　)‎ A．工业制备镁的原理：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑‎ B．久置的硫酸亚铁溶液滴加KSCN溶液，溶液呈淡红色 C．钠可以从四氯化钛溶液中置换出金属钛 D．向氯化铵溶液中加入氢氧化钠溶液，加热，产生的气体能使湿润的pH试纸变蓝 答案　C ‎2．(2017·宁波市高三新高考选考适应性考试)下列说法不正确的是(　　)‎ A．二氧化硫和氯气都能使品红溶液褪色 B．漂白粉暴露在空气中久置会变质 C．在加热条件下，镁能在二氧化碳气体中燃烧 D．氯水中真正起漂白、杀菌、消毒作用的微粒是其中含有的Cl2分子 - 21 -‎ 答案　D ‎3．(2017·宁波市高三新高考选考适应性考试)下列说法不正确的是(　　)‎ A．SiO2可用于制造光导纤维 B．浓H2SO4可用作干燥剂 C．碳酸氢钠可用于食品的发酵 D．少量金属钠保存在酒精中 答案　D ‎4．(2017·温州中学高三3月高考模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A．制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英 B．硅酸钠可作木材防火剂 C．实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液 D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 答案　B ‎5．(2017·浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三下学期期初联考)下列有关物质的用途不正确的是(　　)‎ A．二氧化硅是硅酸的酸酐，但不可以用它和水直接反应制取硅酸 B．钠钾合金可在快中子反应堆中作热交换剂 C．二氧化硫不可用作熏蒸粉丝 D．碳酸钠可用于治疗胃酸过多 答案　D ‎6．(2017·浙江省高三“超级全能生”3月联考)下列说法不正确的是(　　)‎ A．Si、Se、Ge都是重要的半导体材料 B．FeCl3溶液可用于制作印刷铜电路板 C．溴元素又名海洋元素，可用于生产杀虫剂、熏蒸剂等 D．硫酸铜溶液常用作游泳池及饮用水的消毒剂 答案　D ‎7．(2017·浙江省教育绿色评价联盟高三3月适应性考试)下列说法正确的是(　　)‎ A．镁带燃烧可以用CO2灭火 B．硅的化学性质不活泼，在常温下不可以和任何物质反应 C．Cl2能使湿润的有色布条褪色，是因为Cl2的氧化性 D．金属钠可保存在煤油中 答案　D ‎8．(2017·浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三上学期)下列说法不正确的是(　　)‎ A．电解熔融氯化钠可制金属钠 - 21 -‎ B．钠与氧气反应的产物与反应条件无关 C．ClO2可用于自来水的消毒 D．“氯碱工业”是指电解食盐水制取氯气等产品的工业 答案　B ‎9．[2017·杭州地区(含周边)重点中学高三上学期期中]下列说法正确的是(　　)‎ A．石英玻璃、分子筛的主要成分都是硅酸盐 B．钠可用于从钛、铌等金属的熔融氯化物中置换出金属单质 C．明矾既可用于自来水的净化，又可用于杀菌消毒 D．氢氟酸和硝酸都应保存在棕色细口玻璃瓶中 答案　B ‎10．(2017·衢州市高三1月教学质量检测)下列说法不正确的是(　　)‎ A．溴被称为“海洋元素”‎ B．硅酸钠可作建筑行业的黏合剂 C．碳酸氢钠可广泛用于制造玻璃 D．镁可用于制造信号弹和焰火 答案　C ‎11．(2017·温州市高三第二次选考模拟)下列说法不正确的是(　　)‎ A．高压钠灯常用于道路和广场的照明 B．丁达尔效应可用于区分胶体和溶液 C．液氯可用钢瓶贮存，所以氯气与金属不反应 D．二氧化硫可用于漂白纸浆以及草帽灯编织物 答案　C ‎12．(2017·温州市高三第二次选考模拟)下列说法不正确的是(　　)‎ A．电解饱和食盐水可制得黄绿色的氯气 B．镁条着火时，不可用二氧化碳灭火 C．工业炼铁时，用焦炭直接还原氧化铁得到铁单质 D．浓硫酸具有吸水性等特性，是因为浓硫酸中硫酸主要以分子形式存在 答案　C - 21 -‎