[题组训练·考能]
题组一 铁、铜及其重要化合物的性质判断
1.(2014·珠海质量监测)目前钢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.常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏贮运浓硫酸
B.铁是较活泼的金属，它与卤素(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)2 D.Fe3O4溶解于盐酸既有FeCl2又有FeCl3生成，故Fe3O4属于混合物 解析 A项，常温下铁在浓硫酸中钝化，钝化是化学变化，错误;B项，铁与碘化合生成FeI2，错误;C项正确;D项，四氧化三铁是纯净物，错误。 答案 C 2.下列常见实验的现象或表述正确的是( )。 A.向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色，再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色，该溶液中一定含有Fe2+ B.为检验红砖中铁的价态，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液变为红色，说明红砖中只有三氧化二铁 C.制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁 D.将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O试样溶于稀硝酸中，滴加KSCN溶液，出现血红色，说明检验前该试样已变质 解析 B项中不能证明红砖中是否含有二价铁，B错;C项中制备氢氧化亚铁时为了防止氧化不能搅拌，C错;D项中稀硝酸具有氧化性，可以把Fe2+氧化为Fe3+，D错。故选A。 答案 A ————————[易错警示]——————— (1)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。 (2)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3+Fe===3FeCl2;生成Fe(OH)3除了用Fe3+与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。 (3)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入盐酸);配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止其水解。 (4)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。(5)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO。 (6)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。 (7)Cu和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解。 题组二 铁、铜及其重要化合物的性质探究 3.(2013·天津卷，9)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 .经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下： 检验装置的气密性; 通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气; 用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成; …… ⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。 请回答下列问题： (1)装置A中反应的化学方程式为____________________________________________________________。 (2)第步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第步操作是____________________________________________________________。 (3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)____________。 (4)装置B中冷水浴的作用为____________________________________________________________; 装置C的名称为________;装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：____________________________________________________________。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。 .该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫;过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。 (6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为____________________________。 (7)电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为____________________________。 (8)综合分析实验的两个反应，可知该实验有两个显著优点： H2S的原子利用率为100%; ____________________________________________________________。 解析 (1)装置A中Fe在加热条件下与Cl2反应生成FeCl3：2Fe+3Cl22FeCl3。 (2)根据题目信息可知，加热时FeCl3固体易升华，所以沉积在装置A右端的FeCl3经加热使其变为气体而进入收集器。 (3)要防止FeCl3潮解，则装置中不能存在水蒸气，从实验步骤表述中分析，都涉及“干燥”，其目的都是防止FeCl3潮解。 (4)进入收集器的FeCl3为气体，经装置B中的冷水冷却后而沉积下来，便于收集产品。Fe2+的检验可用K3[Fe(CN)6]溶液，Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀。 (5)由于尾气中含有未反应的有毒气体氯气，可用盛有NaOH溶液的装置吸收，并将导管插入液面下。 (6)Fe3+具有氧化性，H2S具有还原性，二者发生氧化还原反应：2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+。 (7)FeCl3与H2S反应后的溶液中，主要存在Fe2+、H+和Cl-。电解时，H+在阴极得到电子生成H2，由于还原性Fe2+>Cl-，所以Fe2+在阳极失去电子生成Fe3+：Fe2+-e-===Fe3+。 (8)FeCl3与H2S反应后的溶液经电解后又生成FeCl3，FeCl3得到循环利用。 答案 (1)2Fe+3Cl22FeCl3 (2)在沉积的FeCl3固体下方加热 (3) (4)冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品 干燥管 K3[Fe(CN)6]溶液 (5) (6)2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+ (7)Fe2+-e-===Fe3+ (8)FeCl3得到循环利用 4.(2014·肇庆期末统考，32)孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO2·5H2O晶体的流程图： (1)研磨孔雀石的目的是____________________________________________________________。 浸泡孔雀石的试剂A若选用过量的稀硫酸，则固体a是________(填化学式)。 (2)试剂B的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，则试剂B宜选用________(填序号)。 A.酸性KMnO4溶液 B.双氧水 C.浓硝酸 D.CuO 相应的离子方程式为_____________________________________。 (3)试剂C用于调节溶液pH，使Fe3+转化为沉淀予以分离。则试剂C宜选用________(填序号)。 A.稀硫酸 B.NaOH溶液 C.氨水 D.CuO 固体c的化学式为_____________________________________。 (4)1 mol氨气通过加热的Cu2(OH)2CO3可以产生1.5 mol金属铜，则该反应的化学方程式为__________________________________________。 (5)常温下Fe(OH)3的Ksp=1×10-39，若要将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，使溶液中c(Fe3+)降低1×10-3 mol/L必须将溶液调节至pH=________。 解析 (1)Cu2(OH)2CO3、铁的氧化物都能溶于稀硫酸，SiO2不与稀硫酸反应。(2)四种试剂都能将Fe2+氧化为Fe3+，但酸性KMnO4溶液反应后会生成 Mn2+引入杂质，浓硝酸反应后会引入NO杂质，氯水反应后会引入Cl-杂质，只有H2O2反应后得到H2O无杂质离子产生，故选B。该反应中H2O2是氧化剂，H2O是还原产物，Fe2+是还原剂，Fe3+是氧化产物，由得失电子守恒知n(Fe2+)n(H2O2)=21，最后再根据电荷守恒和质量守恒得2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O。(3)调节溶液的pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀但又不能引入新的杂质，可考虑CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等能与H+反应的含铜化合物。(4)设反应后N元素化合价为x，由得失电子守恒可知1.5×2=x-(-3)，解得x=0，所以得到的氧化产物是N2，再由得失电子守恒配平：3Cu2(OH)2CO3+4NH36Cu+3CO2+9H2O+2N2。(5)由Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)可得：c(OH-)= mol·L-1=10-12 mol·L-1，c(H+)=10-2 mol·L-1，pH=2。 答案 (1)增大固体表面积，以增大反应速率，同时增大浸出率 SiO2 (2)B 2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O (3)D Fe(OH)3 (4)3Cu2(OH)2CO3+4NH36Cu+3CO2+9H2O+2N2 (5)2
