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1、2022年高考化學二輪復習 專題14 鐵、銅及其化合物練習
一、選擇題
1.(xx福建泉州3月質(zhì)檢)探究濃硫酸和銅的反應,下列裝置或操作正確的是( )
A.用裝置甲進行銅和濃硫酸的反應
B.用裝置乙收集二氧化硫并吸收尾氣
C.用裝置丙稀釋反應后的混合液
D.用裝置丁測定余酸的濃度
解析:銅與濃硫酸反應需加熱,甲圖中無加熱裝置,A項錯誤;二氧化硫密度比空氣大,應該長管進、短管出,B項錯誤;稀釋濃硫酸,將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁緩慢倒入水中,并不斷攪拌,C項正確;氫氧化鈉溶液應用堿式滴定管取用,D項錯誤。
答案:C
2.(xx·河北石家莊二中一模)某學生鑒定甲鹽的流程如圖所示,下列說法
2、正確的是( )
A.如果甲中含有S2-,則乙是硫黃沉淀
B.如果乙是AgCl沉淀,那么甲是FeCl3
C.丙中肯定含有Fe3+,所以甲是FeBr2
D.甲中含鐵元素,可能顯示+2或者+3價
解析:如果甲中含有S2-,則乙應為Ag2S沉淀,A項錯誤;AgCl是白色沉淀,與題意不符,B項錯誤;丙與KSCN溶液反應后溶液顯紅色,則丙中一定含有Fe3+,又因為甲中滴加酸性AgNO3溶液后得到丙,故甲中一定含有鐵元素,可能為+2價,也可能為+3價,C項錯誤,D項正確。
答案:D
3.(xx·陜西寶雞九校聯(lián)考)某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一種或幾種物質(zhì)組成。進
3、行如下實驗:
9.4 g X6.4 g 固體藍色溶液1.92 g固體
下列有關(guān)說法正確的是( )
A.步驟Ⅰ中減少的3 g固體一定是混合物
B.步驟Ⅱ中質(zhì)量減少的物質(zhì)一定是Cu
C.根據(jù)步驟Ⅰ、Ⅱ可以判斷混合物X的成分為Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2
D.根據(jù)步驟Ⅱ可以得出,m(Fe2O3)∶m(Cu)=1∶1
解析:步驟Ⅰ中,加入過量氫氧化鈉溶液固體質(zhì)量減少了3 g,溶解的物質(zhì)可能是Al2O3和SiO2中的一種或兩種,故A項和C項錯誤;步驟Ⅱ中加入過量鹽酸,F(xiàn)e2O3溶解后又和Cu發(fā)生反應,故減少的固體是Fe2O3和Cu,B項錯誤;步驟Ⅱ中發(fā)生的總反應為Fe2O3+C
4、u+6HCl===2FeCl2+CuCl2+3H2O,溶解的固體(6.4-1.92=4.48 g)中,F(xiàn)e2O3和Cu的物質(zhì)的量相等,又因為鹽酸過量,F(xiàn)e2O3完全溶解,剩余的固體為Cu,可計算出Fe2O3和Cu的質(zhì)量相等,D項正確。
答案:D
4.(xx·河南商丘一模)Cu2S與一定濃度的HNO3反應,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O。當產(chǎn)物n(NO2)∶n(NO)=1∶1時,下列說法不正確的是( )
A.反應中Cu2S是還原劑,Cu(NO3)2、CuSO4是氧化產(chǎn)物
B.參加反應的n(Cu2S)∶n(HNO3)=1∶7
C.產(chǎn)物n[Cu(NO3)2]∶n[
5、CuSO4]=1∶2
D.1 mol Cu2S參加反應時有10 mol電子轉(zhuǎn)移
解析:根據(jù)元素化合價的變化配平化學方程式為:2Cu2S+14HNO3===2Cu(NO3)2+2CuSO4+5NO2↑+5NO↑+7H2O,硫化亞銅做還原劑,硝酸銅和硫酸銅是氧化產(chǎn)物,A項正確;參加反應的n(Cu2S)∶n(HNO3)=2∶14=1∶7,B項正確;產(chǎn)物n[Cu(NO3)2]∶n[CuSO4]=1∶1,C項錯誤;每摩爾硫化亞銅反應,銅失去2 mol電子,硫失去8 mol電子,共10 mol電子,D項正確。
答案:C
5.(xx·安徽六校聯(lián)考)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)及應用說法正確的是( )
A.
6、過量的銅與濃硝酸反應可生成NO
B.Fe在O2中的燃燒產(chǎn)物可用于制紅色涂料
C.Na、Al、Cu可以分別用電解冶煉法、熱還原法和熱分解法得到
D.Fe2+、SO2都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,前者表現(xiàn)出還原性,后者表現(xiàn)出漂白性
解析:開始時銅與濃硝酸反應可生成NO2,隨著反應的進行,硝酸變稀,這時稀硝酸與Cu發(fā)生反應產(chǎn)生NO氣體,A項正確;Fe與O2在點燃時產(chǎn)生Fe3O4,B項錯誤;Na、Al用電解法冶煉,Cu可以用熱還原法冶煉得到,C項錯誤;Fe2+、SO2都有還原性,都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,D項錯誤。
答案:A
6.(xx·江西八校聯(lián)考)將三種黑色粉末組成的混合物加入到足量的
7、某熱濃酸中,充分反應后得到藍綠色溶液和兩種氣體,將從藍綠色溶液中分離得到的鹽與0.15 mol還原鐵粉恰好反應完全,可得淺綠色溶液和6.4 g紅色沉淀;將上述生成的兩種氣體通入足量飽和NaHCO3溶液中,仍然收集到兩種氣體,據(jù)此推斷黑色粉末可能為( )
A.物質(zhì)的量 FeS∶CuO∶Fe=1∶1∶1
B.物質(zhì)的量 C∶CuO∶Fe=3∶2∶2
C.質(zhì)量 MnO2∶CuO∶C=5.5∶8∶12
D.質(zhì)量 Fe∶C∶CuO=7∶5∶3
解析:本題考查了元素化合物之間的反應與化學計算,意在考查考生對物質(zhì)間反應的理解記憶能力和計算能力。由題給條件“三種黑色粉末”、“藍綠色溶液”和選項可推出
8、,黑色粉末中一定含有CuO,再由Fe+Cu2+===Cu+Fe2+可知,生成6.4 g銅,需要0.1 mol Fe參加反應,而實際參加反應的鐵為0.15 mol,再由“淺綠色溶液”可推出與還原鐵粉反應的還有Fe3+,由Fe+2Fe3+===3Fe2+得n(Fe3+)=0.1 mol,則黑色粉末中鐵元素的物質(zhì)的量為0.1 mol,氧化銅和鐵元素的物質(zhì)的量之比為1∶1,據(jù)此可排除A、C、D三項。注:根據(jù)“生成的兩種氣體通入足量飽和NaHCO3溶液中,仍然收集到兩種氣體”,結(jié)合選項知,題中所用濃酸為濃HNO3。
答案:B
7.(xx·浙江名校聯(lián)考)取一定質(zhì)量的Cu、Cu2O、CuO的固體混合物,
9、將其分成兩等份。其中一份通入足量的氫氣充分反應后固體質(zhì)量為25.6 g,另一份加入500 mL稀硝酸中固體恰好完全溶解并產(chǎn)生標準狀況下的NO氣體4.48 L。已知Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。則稀硝酸的濃度為( )
A.2 mol/L B.1.6 mol/L
C.0.8 mol/L D.0.4 mol/L
解析:本題考查了化學計算,意在考查考生的化學計算能力。25.6 g Cu的物質(zhì)的量為0.4 mol,故生成Cu(NO3)2所消耗的HNO3的物質(zhì)的量為0.8 mol,又標況下4.48 L NO氣體的物質(zhì)的量為0.2 mol,生成NO所消耗的HNO3的物質(zhì)的量為0.
10、2 mol,故共消耗HNO3的物質(zhì)的量為0.8 mol+0.2 mol=1 mol,所以c(HNO3)=1 mol÷0.5 L=2 mol/L。
答案:A
8.(xx·云南一檢)1 mol X與足量Y在一定條件下充分反應,可生成0.5 mol氣體的是( )
選項
X
Y
A
Al
NaOH溶液
B
NO2
H2O
C
Na2O2
CO2
D
Fe
H2O(g)
解析:本題考查化學反應及相關(guān)計算,意在考查考生對基礎(chǔ)知識的掌握情況。2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,1 mol Al對應生成1.5 mol H2,A項不符合題意;3N
11、O2+H2O===2HNO3+NO,1 mol NO2對應生成mol NO,B項不符合題意;2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,1 mol Na2O2對應生成0.5 mol O2,C項符合題意;3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,1 mol Fe對應生成 mol H2,D項不符合題意。
答案:C
9.(xx·遼寧五校聯(lián)考)現(xiàn)有16.8 g由Fe、Fe2O3、Al、Al2O3組成的混合物,將它完全溶解在600 mL 2 mol/L的H2SO4溶液中,收集到標準狀況下的氣體8.96 L。已知混合物中Fe、Fe2O3、Al、Al2O3的質(zhì)量分數(shù)分別為16.7%、16.1%、3
12、8.1%、29.1%,欲使溶液中的金屬離子完全轉(zhuǎn)化為沉淀,至少應加入3 mol/L NaOH溶液的體積是( )
A.600 mL B.300 mL
C.800 mL D.900 mL
解析:本題考查化學基本計算,意在考查考生根據(jù)化學反應進行計算的能力。根據(jù)金屬離子完全轉(zhuǎn)化為沉淀時溶液中存在的電荷守恒可得:n(Na+)=2n(SO),設(shè)至少加入V L 3 mol/L NaOH溶液,則3 mol/L×V L=2×2 mol/L×0.6 L,解得V=0.8。
答案:C
10.(xx·南昌零模)將鎂、鋁、鐵合金投入300 mL硝酸中,金屬恰好溶解,轉(zhuǎn)化成Mg2+、Al3+和Fe3+;硝
13、酸全部被還原為NO,且在標準狀況下,體積為6.72 L,當加入300 mL某濃度NaOH溶液,金屬陽離子恰好全部沉淀,干燥后測得質(zhì)量為27.2 g。下列有關(guān)推斷正確的是( )
A.參加反應的HNO3的物質(zhì)的量為0.9 mol
B.參加反應的金屬的質(zhì)量為11.9 g
C.HNO3的物質(zhì)的量濃度為3 mol/L
D.NaOH的物質(zhì)的量濃度為6 mol/L
解析:本題考查了金屬的性質(zhì)及相關(guān)計算,意在考查考生對金屬性質(zhì)的理解及計算能力。標準狀況下,6.72 L NO為0.3 mol,則反應轉(zhuǎn)移的電子為0.9 mol,因參加反應的硝酸一部分生成NO(0.3 mol),另外一部分與陽離子形成鹽
14、,形成鹽的NO的物質(zhì)的量與反應中金屬失去電子的物質(zhì)的量相同,即0.9 mol,故參加反應的硝酸為1.2 mol,故硝酸的濃度為1.2 mol÷0.3 L=4 mol/L,A項和C項錯誤;生成沉淀消耗的OH-的物質(zhì)的量與反應中金屬失去電子的物質(zhì)的量相同,即0.9 mol,故參加反應的金屬質(zhì)量為27.2 g-0.9 mol×17 g·mol-1=11.9 g,B項正確;NaOH的物質(zhì)的量濃度為0.9 mol÷0.3 L=3 mol/L,D項錯誤。
答案:B
二、填空題
11.(xx·日照調(diào)研)某化學興趣小組為研究生鐵(含碳)與濃硫酸的反應情況及產(chǎn)物性質(zhì),設(shè)計如下實驗。請回答下列問題:
15、(1)按上圖所示裝置進行實驗(夾持裝置及尾氣處理裝置未畫出)。儀器b的名稱為________;實驗過程中,裝置B中觀察到的現(xiàn)象是______________________________;裝置C中有白色沉淀生成,該沉淀是________(填化學式)。
(2)裝置A中還會產(chǎn)生CO2氣體,請寫出產(chǎn)生CO2的化學方程式:____________________ ____________________________________________________。
(3)為了驗證裝置A中產(chǎn)生的氣體中含有CO2,應先從下列①~④中選出必要的裝置連接A裝置中c處管口,從左到右的順序為______
16、__(填序號);然后再進行的操作是從a處多次鼓入N2,其目的是______________________________。
(4)某同學發(fā)現(xiàn)實驗后期裝置A中產(chǎn)生的氣體中還含有H2,理由是________________ ______________(用離子方程式表示)。
解析:本題考查了實驗裝置、實驗方案的設(shè)計以及實驗探究等,意在考查考生的設(shè)計能力和探究能力。(1)鐵與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應生成SO2氣體,SO2可使?jié)駶櫟钠芳t試紙褪色,使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅,SO2通入Ba(NO3)2溶液中,SO2首先與水反應生成H2SO3,提供了酸性環(huán)境,而NO在酸性環(huán)境中具有強氧化性,能將
17、H2SO3氧化為H2SO4,故可得到BaSO4沉淀。(2)生鐵中含有碳,在加熱條件下碳也可與濃硫酸反應生成CO2、SO2和H2O。(3)要驗證CO2的存在,首先要排除SO2的干擾,可以使混合氣體通過高錳酸鉀溶液,除去SO2,然后用品紅溶液確認SO2已被除盡,最后將剩余氣體通入澄清石灰水中。證明含有CO2的實驗現(xiàn)象是品紅溶液不褪色,且澄清石灰水變渾濁。(4)隨著反應的進行,硫酸濃度減小,稀硫酸與鐵反應生成H2。
答案:(1)分液漏斗 品紅試紙褪色,石蕊試紙變紅BaSO4
(2)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)③②④ 趕盡裝置中的空氣,防止空氣中的CO2影響實驗
18、
(4)Fe+2H+===Fe2++H2↑
12.(xx·陜西西安二模)某學校課外學習活動小組針對教材中銅與濃硫酸反應,提出了研究“能夠與銅反應的硫酸的最低濃度是多少?”的問題,并設(shè)計了如下方案進行實驗:實驗試劑:18 mol/L硫酸20 mL,純銅粉足量,足量2 mol/L NaOH溶液。
請根據(jù)實驗回答問題:
(1)首先根據(jù)上圖所示,組裝實驗裝置,并在加入試劑前先進行__________________ ____________操作。
(2)燒杯中用NaOH溶液吸收的物質(zhì)是:________(填化學式),利用倒置的漏斗而不是將導氣管直接伸入燒杯中的目的是:___________
19、___________________________。
(3)加熱燒瓶20分鐘,燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式是:_________________ _____________。待燒瓶中反應基本結(jié)束,撤去酒精燈,利用燒瓶中的余熱使反應進行完全。然后由導管a通入足量的空氣,以確保燒瓶中的SO2氣體全部進入燒杯中。在該實驗裝置中的________(填儀器名稱)起到了確保硫酸體積保持不變的作用。
(4)將充分反應后的燒杯取下,向其中加入足量的酸化的雙氧水,再加入足量的BaCl2溶液,再進行________、________、__________ 后稱量硫酸鋇的質(zhì)量為
13.98 g,請計算能與銅
20、反應的硫酸的濃度最低是________。
(5)有的同學提出在上面(4)中可以不必加入酸化的雙氧水,直接進行后面的實驗,也能得到準確的數(shù)據(jù),請結(jié)合你的理解分析:________(填“需要”或“不需要”)加入雙氧水,原因是_________________________________________________________。
解析:(4)加入足量的酸化的雙氧水把Na2SO3氧化為Na2SO4,再加入足量的BaCl2溶液反應生成BaSO4沉淀,通過過濾、洗滌、干燥得到13.98 g BaSO4沉淀,則n(BaSO4)==0.06 mol,依據(jù)硫原子守恒,被氧化的H2SO4為0.06
21、 mol,依據(jù)化學方程式Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O可知,反應的H2SO4的物質(zhì)的量為0.12 mol,剩余的H2SO4的物質(zhì)的量為18 mol/L×0.02 L-0.12 mol=0.24 mol,則與銅反應的硫酸的最低濃度為=12 mol/L。
答案:(1)檢驗裝置氣密性
(2)SO2 防倒吸
(3)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O 長導管
(4)過濾 洗滌 干燥 12 mol/L
(5)需要 在燒杯中生成的Na2SO3可能被部分氧化為Na2SO4,如果不加入雙氧水而直接測定沉淀質(zhì)量則無法確定S元素的物質(zhì)的量,從而使實驗結(jié)果錯誤