通用版高考化学考点复习训练六铁铜及其化合物金属的冶炼含答案

这是一份通用版高考化学考点复习训练六铁铜及其化合物金属的冶炼含答案，共20页。试卷主要包含了85 g NaCl固体，[2021安徽合肥调研]将0等内容，欢迎下载使用。
专题六　铁、铜及其化合物　金属的冶炼

考点1 铁及其重要化合物
1.[2021甘肃酒泉模拟]下列实验操作或方法正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.检验某溶液中是否含有Fe2+时,先加入少量H2O2,再滴加KSCN溶液
B.配制100 mL 1 mol·L-1 NaCl溶液时,用托盘天平称取5.85 g NaCl固体
C.将FeCl3饱和溶液煮沸制备Fe(OH)3胶体
D.用紫色石蕊溶液鉴别乙醇、乙酸和苯
2.[2021山西师大附中模拟]已知:2Fe3++2I-2Fe2++I2,2Fe2++Br22Fe3++2Br-。向含等物质的量浓度的FeI2、FeBr2混合溶液中通入一定量的氯气后,再滴加少量的KSCN溶液,溶液变红,则下列离子方程式书写不合理的是(　　)
A.2I-+2Fe2++2Cl22Fe3++I2+4Cl-
B.2Br-+2I-+2Fe2++3Cl2I2+Br2+2Fe3++6Cl-
C.2Br-+4I-+2Fe2++4Cl22I2+Br2+2Fe3++8Cl-
D.2Fe2++4I-+3Cl22Fe3++2I2+6Cl-
3.[2021河北衡水调研]以某硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄[FeO(OH)]的一种工艺流程如图所示:

下列说法不正确的是(　　)
A.“酸溶”中加热或搅拌或适当增大硫酸浓度均可加快溶解速度
B.滤渣含只有SiO2、Fe
C.“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑
D.“氧化”Fe(OH)2浆液时,可用氯气代替空气
4.[2021皖赣联考改编]下列实验操作对应的实验现象及实验结论都正确,且两者具有因果关系的是(　　)
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向稀硝酸中加入过量铁粉,充分反应后,再滴加KSCN溶液
有气体生成,溶液呈红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B
将适量铜粉加入1.0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中
固体溶解,溶液变蓝
金属铁比铜活泼
C
向0.1 mol·L-1 MgSO4溶液中滴加过量NaOH溶液,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液
先生成白色沉淀,后生成蓝色沉淀
Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小
D
少量铝热剂(只含有一种金属氧化物)溶于足量稀盐酸后,分为两等份,再分别滴加铁氰化钾溶液和KSCN溶液
分别出现蓝色沉淀和溶液变红
铝热剂中可能含有Fe3O4

5.[2019浙江4月选考,28,4分]某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。

请回答:
(1)仪器1的名称　　　　。装置5的作用　　　　。 
(2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进,使溶液能进入4中　　　　。 
(3)装置改进后,将3中反应后溶液压入4中,在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因　　　　　　　　。 
6.[2021贵州贵阳摸底考试,14分]铁及其化合物在生产、生活中有重要用途。
(1)常温下,可用铁质容器盛放浓硫酸,原因是  　。 
(2)鉴别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体,除观察颜色外,还能用到的方法是　　　　　　　　　　　　。 
(3)Fe2+和Fe3+可以相互转化,若要证明溶液中的Fe2+被氧化生成了Fe3+,可选用的试剂是　　　　　　　　(填化学式)。 
(4)保存1.6 mol·L-1的FeSO4溶液时,为确保溶液中不出现浑浊,应调节溶液的pH不超过　　　　。(已知:常温下,Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-16) 
(5)在日常生活和生产中,钢铁的腐蚀普遍存在且危害较大,了解钢铁防腐蚀的措施意义重大。利用如图所示装置可以模拟铁的电化学防护,其中Y为NaCl。

为减缓铁的腐蚀:
①若X为锌、开关K置于M处,这一保护方法叫作 　　　　　　　　　　　　　　。 
②若X为炭棒、开关K置于N处,此时铁极为　　　　　(填“阴极”或“阳极”),X极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
7.[2021湖北部分重点中学联考,12分]高铁酸盐在污水处理、水体消杀等方面用途广泛。高铁酸钾(K2FeO4)是一种重要的高铁酸盐。某学校化学学习小组通过下列装置制备K2FeO4。回答下列问题:

已知K2FeO4的部分性质如下:

溶解性
溶于水,微溶于浓KOH溶液,难溶于有机物
稳定性
温度为0~5 ℃或强碱性溶液中能稳定存在;酸性或中性溶液中放出O2

(1)仪器a的名称是　　　　　　　。 
(2)装置乙可选用下列中的　　　　　　　　(填标号)。 

(3)连接好装置乙后,需对装置气密性进行检查,写出整套装置气密性检查方法及气密性良好的现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)装置甲中的试剂X为锰的一种化合物,写出装置甲中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)制备过程中,装置丙需采用冰水浴,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该装置中以1 mol FeCl3为原料,完全转化为K2FeO4需要消耗KOH　　　 g。 
(6)装置丁的作用是　　　　　　　　　　　　　　。 
考点2 铜及其化合物
8.[2021安徽合肥调研]将0.15 mol Cu和Cu2O混合固体投入至800 mL 2 mol·L-1的稀硝酸中,充分反应后无固体剩余,反应过程中只生成NO气体,向反应后溶液中滴加5 mol·L-1 NaOH溶液至金属离子恰好完全沉淀时,所加NaOH溶液体积为(　　)
A.260 mL B.280 mL C.300 mL D.400 mL
9.[2020湖北部分重点中学新起点考试]以铜银合金(含少量铁)废料为原料回收银和铜的工艺流程如图所示:

下列说法正确的是(　　)
A.粗铜溶于过量稀硝酸,过滤、低温干燥得纯铜
B.电解时用粗银作阴极,硝酸银溶液为电解质溶液
C.用稀硫酸处理渣料时主要发生了氧化还原反应
D.从滤液B中可以提取绿矾(FeSO4·7H2O)
10.[2021四川成都龙泉中学月考,8分]某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂,并回收铜。探究过程如图所示:

(1)步骤①的作用是清洗废铁屑表面的油污,其中加热的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)写出步骤②中生成Fe2+的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(写一个即可) 
(3)步骤③中“氯气”不引入杂质但有毒,可以用　　　　代替(填化学式)。 
(4)溶液B中只含有Fe2+而不含Fe3+,可证明该事实的实验操作是 　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)步骤⑤产生金属铜的化学方程式为　 。 
考点3 金属材料与金属矿物的开发利用
11.[2020湖南三校联考]下列说法不正确的是(　　)
A.在金属的冶炼方法中,铝热法本质上属于热还原法
B.化学上所说的钢铁,其实钢是钢,铁是铁,钢是混合物,而铁是纯净物
C.反应FeCuS2+SFeS2+CuS中FeS2既是氧化产物又是还原产物
D.已知BrCl的化学性质跟Cl2相似,则BrCl与水的反应(生成HCl和HBrO)也是氧化还原反应
12.[2021广东广州六区质检]一种利用废干电池中黑色粉末(主要成分为MnO2、炭粉,还含有少量含Hg2+、Pb2+等重金属离子的盐)制备MnSO4晶体的工艺流程如图所示:

下列说法错误的是(　　)
A.反应①中1 mol Fe至多还原1.5 mol MnO2
B.重金属主要在滤渣2中
C.步骤③煮沸可使沉淀颗粒长大,目的是便于固液分离
D.合理处理废旧电池有利于资源再利用并防止汞、铅等重金属污染



一、选择题(每小题6分,共24分)
1.[2020福建福州八县一中联考改编]下列实验操作对应的现象和根据现象得出的结论均正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　
选项
实验操作
现象
结论
A
向FeCl3溶液中加入浓NaOH溶液
溶液由黄色变为红棕色
生成了氢氧化铁胶体
B
向Co2O3中滴入浓盐酸加热
产生黄绿色气体
氧化性:Co2O3Fe2+>Br-,通入氯气后,氯气会按I-、Fe2+、Br-的顺序发生反应。由于滴加少量的KSCN溶液,溶液变为红色,证明溶液中有Fe3+生成。FeBr2和FeI2的物质的量相同,因此溶液中的I-、Fe2+和Br-的物质的量相同。A选项中反应表示溶液中的I-和Fe2+完全被氯气氧化,正确;B选项中反应表示溶液中的I-、Fe2+和Br-完全被氯气氧化,正确;由于Br-参加反应,且FeBr2和FeI2的物质的量相同,溶液中的I-、Fe2+和Br-的物质的量相同,C选项中反应不合理;D选项中反应表示溶液中的I-全部被氯气氧化,而Fe2+部分被氧化,正确。
3.D　硫酸渣用硫酸酸浸时,氧化铁溶解转化为硫酸铁;加入铁粉,则硫酸铁转化为硫酸亚铁;经过滤Ⅰ,滤渣为过量的铁粉和未溶解的二氧化硅;向滤液中加入碳酸氢铵,发生相互促进的水解反应生成二氧化碳和氢氧化亚铁。 “酸溶”中加热或搅拌或适当增大硫酸浓度均可加快溶解速度,A项正确;根据分析可知,滤渣的主要成分是SiO2和Fe,B项正确; “沉铁”过程中硫酸亚铁与碳酸氢铵发生相互促进的水解反应,化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑,C项正确;“氧化”Fe(OH)2浆液时,若用氯气代替空气,会导致产品中含有杂质,铁黄含量偏低,D项错误。
4.D　向稀硝酸中加入过量铁粉,充分反应后,有气体生成,溶液呈浅绿色,再滴加KSCN溶液,溶液不变色,说明稀硝酸与过量Fe反应生成Fe2+,A不正确。将适量铜粉加入1.0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,固体溶解,溶液变蓝,不能说明金属铁比铜活泼,只能说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,B不正确。向0.1 mol·L-1 MgSO4溶液中滴加过量NaOH溶液,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,先生成白色沉淀,后生成蓝色沉淀,因为NaOH溶液过量,故不能说明Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小,C不正确。少量铝热剂(只含有一种金属氧化物)溶于足量稀盐酸后,分为两等份,再分别滴加铁氰化钾溶液和KSCN溶液,分别出现蓝色沉淀和溶液变红,说明溶液中有Fe2+和Fe3+。由于铝热剂中的铝粉可以把Fe3+还原为Fe2+,所以铝热剂中铁的氧化物可能是Fe2O3或Fe3O4,D正确。
5.(1)分液漏斗(1分)　液封,防止空气进入装置4(1分)　(2)在装置2、3之间添加控制开关(1分)　(3)装置4内的空气没有排尽(1分)
【解析】　(1)仪器1的名称为分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧气氧化,故装置5的作用是液封,防止空气进入装置4。(2)3中溶液不能进入4中的原因是生成的氢气沿着导管通过2逸出,三颈烧瓶中无法形成高压,故只需在2、3之间加一个控制开关。(3)生成灰绿色沉淀说明氢氧化亚铁部分被氧化,分析原因应该是装置4中的空气未排尽。
6.(1)浓硫酸具有强氧化性,常温下可使铁表面发生钝化而形成致密稳定的氧化膜(2分)
(2)丁达尔效应(2分)
(3)KSCN(2分)
(4)6(2分)
(5)①牺牲阳极的阴极保护法(2分)　②阴极(2分)　2Cl--2e-Cl2↑(2分)
【解析】　(1)常温下,浓硫酸具有强氧化性,可与铁反应生成致密稳定的氧化膜,阻止金属铁与酸的进一步反应,故可用铁质容器盛放浓硫酸。(2)丁达尔效应是胶体的独特性质,可用来区分胶体与溶液。(3)Fe3+与SCN-相遇会产生红色物质,实验现象明显,常用KSCN溶液检验Fe3+。(4)开始形成Fe(OH)2沉淀时,c2(OH-)=Ksp[Fe(OH)2]c(Fe2+)=1.6×10-161.6 mol2·L-2=1.0×10-16 mol2·L-2,则c(OH-)=1.0×10-8 mol·L-1、pH=6,故为确保溶液中不出现浑浊,溶液的pH不能超过6。(5)①X为锌、开关K置于M处时锌、铁、NaCl溶液构成原电池,铁作正极得到保护,该方法称为牺牲阳极的阴极保护法。②开关K置于N处,是外加电源的阴极保护法,铁作阴极,X极为阳极,Cl-在该电极放电。
7.(1)三颈烧瓶 (1分)
(2)d (2分)
(3)关闭分液漏斗活塞,打开止水夹1、2、3,向丁中烧杯内加水至没过球形干燥管,用酒精灯微热甲中圆底烧瓶,若观察到丁中产生气泡,移去酒精灯后,丁中球形干燥管中形成一段稳定水柱,则说明装置气密性良好 (2分)
(4)2MnO4-+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O (2分)
(5)防止产物K2FeO4分解(1分)　448 (2分)
(6)吸收尾气,防止污染(2分)
【解析】
【实验剖析】
根据实验目的可进行如下分析
装置甲:氯气发生装置,2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
装置乙:氯气除杂装置,用饱和NaCl溶液除去Cl2中的HCl
装置丙:反应装置,2FeCl3+3Cl2+16KOH2K2FeO4+12KCl+8H2O
装置丁:尾气处理装置,Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
(1)仪器a为三颈烧瓶。(2)装置甲为氯气的发生装置,由于浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中含有氯化氢气体,故装置乙的作用是除去氯气中混有的氯化氢气体,应选择饱和食盐水,故选择装置d。(3)检查装置的气密性时,必须形成密闭系统和压强差,则检查装置气密性的方法是连接好装置乙后,关闭分液漏斗活塞,打开止水夹1、2、3,向丁中烧杯内加水至没过球形干燥管形成密闭系统,用酒精灯微热甲中圆底烧瓶,使装置中气体压强增大,若观察到丁中产生气泡,移去酒精灯后,丁中球形干燥管中形成一段稳定水柱,则说明装置气密性良好。(4)装置甲制取氯气时无需加热,则试剂X为高锰酸钾,反应的离子方程式为2MnO4-+ 16H+ + 10Cl-2Mn2+ + 5Cl2↑ +8H2O。(5)根据提供信息,温度为0~5 ℃或强碱性溶液中高铁酸钾能稳定存在可知,制备过程中装置丙采用冰水浴的目的是防止产物高铁酸钾分解;由实验装置图可知,生成高铁酸钾的化学方程式为2FeCl3+3Cl2+16KOH2K2FeO4+12KCl+8H2O,则1 mol氯化铁完全转化为高铁酸钾消耗氢氧化钾的质量为1 mol×162×56 g· mol-1=448 g。(6)装置丁中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收过量的氯气,防止污染环境。
8.C　由CuCu2+、Cu2O2Cu2+,HNO3NO,根据得失电子守恒可得2n(Cu)+2n(Cu2O)=3n(NO),则n(NO)=23[n(Cu)+n(Cu2O)]=0.1 mol;向反应后的溶液中滴加5 mol·L-1 NaOH溶液至金属离子恰好完全沉淀,得到NaNO3溶液,n(Na+)=n(NO3-)。根据氮元素守恒,n(NO3-)=n(HNO3)-n(NO)=2 mol·L-1×0.8 L-0.1 mol=1.5 mol。故n(NaOH)=n(Na+)=1.5 mol,所加NaOH溶液的体积为1.5mol5mol·L-1=0.3 L=300 mL,C项正确。
9.D　铜能溶于稀硝酸,过滤、低温干燥不能得到纯铜,A项错误;电解精炼银时,粗银作阳极,纯银作阴极,B项错误;CuO、Fe2O3与稀硫酸的反应均为非氧化还原反应,C项错误;滤液B中主要含有硫酸亚铁,可用于提取FeSO4·7H2O,D项正确。
10.(1)促进碳酸钠的水解,提高清洗效率(1分)　(2)Fe+2H+Fe2++H2↑(或Fe+2Fe3+3Fe2+)(2分)　(3)H2O2(1分)　(4)取少量溶液B于试管中,先加KSCN溶液,不显红色,再加氯水后显红色(2分)　(5)CuCl2Cl2↑+Cu(2分)
【解析】　

(1)Na2CO3溶液因CO32−水解呈碱性,加热能促进CO32−水解,使溶液碱性增强,从而提高油污的清洗效率。(2)Fe与FeCl3溶液或与盐酸反应均能生成Fe2+。(3)步骤③通入Cl2是为了将溶液B中的Fe2+氧化成Fe3+,可用绿色氧化剂H2O2代替有毒的Cl2。(4)向溶液B中加入KSCN溶液无明显现象,滴入氯水后出现红色,则可证明溶液B中仅含Fe2+而无Fe3+。(5)步骤⑤电解时,阳极和阴极分别为Cl-和Cu2+放电,相当于电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2。
11.D　在金属的冶炼方法中,铝热法中发生的是置换反应,铝是还原剂,本质上属于热还原法,A项正确;化学上所说的钢铁,其实钢是钢,铁是铁,钢是混合物,而铁是纯净物,B项正确; FeCuS2中硫元素的化合价从-2升高到-1,单质S中硫元素化合价从0降低到-1,因此FeS2既是氧化产物又是还原产物,C项正确;BrCl跟水反应生成HCl和HBrO,反应中元素的化合价均不变化,不是氧化还原反应,D项错误。
12.B　

由上述分析可知,Fe由0价变为+3价,1 mol Fe失去3 mol电子,Mn由+4价变为+2价,1 mol MnO2得到2 mol电子,由于Fe也能还原Hg2+、Pb2+,故1 mol Fe至多还原1.5 mol MnO2,A项正确;重金属主要在滤渣1中,B项错误;煮沸可促进Fe3+水解,使沉淀颗粒长大,便于过滤分离,C项正确;汞、铅等重金属能污染水源和土壤,合理处理废旧电池有利于资源再利用,并防止重金属污染,D项正确。

1.C　A项,FeCl3和NaOH在溶液中反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,不能得到氢氧化铁胶体,应该将饱和氯化铁溶液滴入沸水中加热至液体呈红褐色来制取氢氧化铁胶体,错误;B项,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,该反应中氧化剂是Co2O3,氧化产物是Cl2,所以氧化性Cl2