铁、铜的性质

铁、铜的性质

 

二. 教学目标

认识铁是一种较活泼的金属，了解铁的物理性质，掌握铁的化学性质；

掌握铁的有关性质实验以及对实验现象的分析；

通过演绎法去分析铜及其重要化合物的化学性质。

 

三. 教学重点、难点

铁的性质及有关性质实验和实验现象的分析

 

四、教学过程：

（一）铁及其化合物的性质

1、铁在周期表中的位置及结构

铁位于第四周期第Ⅷ族，电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

原子结构示意图为

在化学反应中易失去两个或三个电子形成＋2或＋3价：Fe―2e^―＝Fe²⁺；Fe―3e^―＝Fe³⁺

2、纯铁具有银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。纯铁的抗腐蚀能力很强，通常我们所见的铁中由于含有碳等物质，抗腐蚀能力较弱，易发生电化腐蚀。

在酸性介质中发生：析氢腐蚀： 负极：Fe－2e^－＝Fe^2＋；正极反应为：2H^＋＝H₂；

在中性或碱性介质中发生：吸氧腐蚀：负极：Fe－2e^－＝Fe^2＋；正极反应为：2H₂O＋O₂＋4e^- ＝4OH^-

3、化学性质：  铁是较活泼的金属，易失去最外层和次外层的电子，常显+2、+3价，且Fe³⁺比Fe²⁺稳定。

（1）与非金属反应：铁与强氧化剂反应生成＋3价铁的化合物，与弱氧化剂反应生成＋2价铁的化合物。如：

3Fe+2O₂Fe₃O₄；2Fe+3Cl₂2FeCl₃；Fe+SFeS

（2）与水反应：铁在加热至红热时能与水蒸气发生反应。

3Fe+4H₂O（g）Fe₃O₄+4H₂

常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里O₂、CO₂等共同作用下，铁易被腐蚀。

（3）与酸反应：非氧化性酸：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑

氧化性酸：常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会钝化，加热条件下可发生氧化还原反应。

Fe+4HNO₃（过量）=Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O

3Fe（过量）+8HNO₃=3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

Fe+6HNO₃（浓）Fe(NO₃)₃+3NO₂↑+3H₂O

（4）与盐溶液反应：Fe＋Cu^2＋＝Fe^2＋＋Cu；Fe＋2Fe^3＋＝3Fe^2＋

4、铁的重要化合物：

铁的氧化物

名称	氧化亚铁	氧化铁	四氧化三铁
化学式	FeO	Fe2O3	Fe3O4
价态	+2	+3	+2、+3
俗名		铁红	磁性氧化铁
名称	氧化亚铁	氧化铁	四氧化三铁
色态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
溶解性	不溶于水
与HCl反应	①	②	③
与HNO3反应	④	⑤	⑥
与HI反应	⑦	⑧	⑨
特性	不稳定。在空气中加热，易被氧化成四氧化三铁。	用作油漆的颜料等	具有磁性

①FeO+2H⁺==Fe²⁺+H₂O                   ② Fe₂O₃+6H⁺==2Fe³⁺ + 3H₂O

③Fe₃O₄+8H⁺==Fe²⁺ +2Fe³⁺ +4H₂O      ④ 3FeO+10HNO₃==3Fe(NO₃)₃+NO↑+5H₂O

⑤Fe₂O₃+6H⁺==2Fe³⁺ + 3H₂O             ⑥ 3Fe₃O₄+28HNO₃==9Fe(NO₃)₃+NO↑+14H₂O

⑦FeO+2H⁺==Fe²⁺+H₂O                  ⑧ Fe₂O₃+6HI==2FeI₂+I₂+3H₂O

⑨Fe₃O₄+8HI==3FeI₂+I₂+4H₂O

铁的氢氧化物

名称	氢氧化亚铁	氢氧化铁
化学式	Fe(OH)2	Fe(OH)3
色态	白色固体	红褐色固体
溶解性	难溶于水	难溶于水
与HCl反应	Fe(OH)2+2H+=Fe2++ 2H2O	Fe(OH)3+3H+=Fe3++ 3H2O
热稳定性	无O2条件下，生成FeO，有O2时 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 白色→灰绿色→红褐色	2Fe(OH)3==Fe2O3 + 3H2O
制备	Fe2++ 2OH－==Fe(OH)2↓	Fe3++ 3OH－==Fe(OH)3↓

说明：

1、铁在化学反应中不仅可失去最外层的电子显＋2价，还可以失去部分次外层的电子显＋3价，当失去d能级中1个电子时，形成3d⁵的半充满状态，比较稳定，因此，铁的＋3价化合物较稳定。

2、铁的三种价态之间的转变：铁三角之间的关系

3、铁在冷的浓硝酸和浓硫酸中钝化，但在热的浓硫酸或浓硝酸中可以发生氧化还原反应。铁在稀硝酸中发生氧化还原反应时，铁元素的价态与铁和硝酸的量的多少有关，当铁过量时，生成＋2价铁，当硝酸过量时，生成＋3价铁。

4、Fe^2＋和Fe^3＋的检验

（1）观察法：其溶液呈棕黄色者是Fe^3＋，呈浅绿色者是Fe^2＋

（2）H₂S法：通入H₂S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析出者是Fe³⁺，无明显变化的是Fe²⁺。

（3）KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，呈血红色者是Fe³⁺，无明显变化的是Fe²⁺。Fe³⁺＋3SCN^－＝Fe(SCN)₃

（4）苯酚法：加入苯酚溶液，呈紫色者是Fe³⁺，无明显变化的是Fe²⁺。

Fe³⁺＋6C₆H₅OH → [Fe(C₆H₅O)₆]^3-＋6H⁺ 

（5）碱液法：分别通入氨气或加入氨水或碱液，生成红褐色沉淀者是Fe³⁺，生成白色沉淀，并变为灰绿色，最终变成红褐色者是Fe²⁺。

（6）淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝者为Fe³⁺，无明显变化的是Fe²⁺。

2Fe³⁺＋2I^－＝2Fe²⁺ ＋I₂

（7）铜片法：分别加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色者是Fe³⁺，无明显变化的是Fe²⁺。2Fe³⁺＋Cu＝2Fe²⁺＋Cu²⁺ 

（8）KMnO₄法：分别加入少量酸性KMnO₄溶液，能使KMnO₄溶液的紫红色变浅的是Fe³⁺，颜色基本无变化的是Fe²⁺：5Fe²⁺＋MnO₄^－＋8H⁺＝5Fe³⁺＋Mn²⁺＋4H₂O

 

例1. 下列物质发生反应时其离子方程式正确的是

A. 铁与三氯化铁溶液反应：Fe＋Fe³⁺＝2Fe²⁺

B. 足量的氯气通入溴化亚铁溶液中：2Fe²⁺＋4Br^－＋3Cl₂＝2Fe³⁺＋2Br₂＋6Cl^－

C. Fe(OH)₃跟盐酸反应：Fe(OH)₃＋3H⁺＝Fe³⁺＋3H₂O

D. FeS跟稀硝酸反应：FeS＋2H⁺＝Fe²⁺＋H₂S

解析：离子方程式判断正误，主要从元素守恒、电荷守恒、得失电子守恒以及是否符合题意、是否局部化简等角度分析：A中电荷和得失电子均不守恒，不正确；B、C正确；D中－2价的S和Fe²⁺都具有强的还原性，都能被硝酸氧化成高价的物质，故D错误。

答案：BC

 

例2. 适量铁粉与稀硝酸恰好完全反应，则铁粉与HNO₃的质量比不可能为:

A. 1∶3                        B. 3∶1                        C. 2∶9                        D. 1∶4

解析：铁与稀硝酸反应的规律：

硝酸过量时按：①Fe＋4HNO₃＝Fe（NO₃）₃＋NO↑＋2H₂O

铁过量时按：②3Fe＋8HNO₃＝3Fe（NO₃）₂＋2NO↑＋4H₂O

⑴当铁和硝酸的物质的量之比≤1：4，或质量比≤2：9时，按反应①式进行；

⑵当铁和硝酸的物质的量之比≥3：8，或质量比≤1：3时，按反应②式进行；

⑶当1：4≤铁和硝酸的物质的量之比≤3：8时，或质量比在2：9到1：3之间时，按反应①、②式进行，此时，同时生成了Fe（NO₃）₂和Fe（NO₃）₃铁粉和硝酸都完全反应。综上所述，本题的答案为B

答案：B

 

例3. 将13.92克Fe₃O₄溶于过量稀H₂SO₄中，再加入0.2mol/LK₂Cr₂O₇溶液50mL，恰好使溶液中不再含有Fe^2＋，则K₂Cr₂O₇的还原产物中Cr元素的化合价为：

A. ＋6                         B. ＋3                         C. ＋2                         D. ＋1

解析：本题考查的是Fe²⁺和Fe³⁺之间的相互转化。在酸性条件下K₂Cr₂O₇氧化Fe²⁺生成Fe³⁺，Fe²⁺失去的电子总数＝K₂Cr₂O₇得到的电子总数。由于Fe₃O₄可以看成是Fe₂O₃·FeO，则13.92克Fe₃O₄含有的Fe²⁺总量为13.92g/232g/mol＝0.06mol，转移的电子总数为0.06mol，0.2mol/L×0.05LK₂Cr₂O₇得到的电子总数＝0.06mol，则还原产物中Cr元素的化合价为＋3价

答案：B

 

例4. 图为制备Fe(OH)₂实验的改进装置，使用该装置将能在较长时间内观察到白色絮状沉淀。

⑴ 如何操作该装置才能得到Fe(OH)₂？

                                                          

                                                           ；

⑵ 解释为何能在较长时间内观察到Fe(OH)₂白色沉淀。

                                                           。

解析：Fe(OH)₂露置于空气中迅速被空气中的氧气氧化生成红褐色的Fe(OH)₃，因此，在制备过程中一定要防止空气等氧化剂进入，以防Fe(OH)₂被氧化。在上图装置中，打开止水夹a利用稀硫酸与铁反应产生H₂和FeSO₄溶液，用H₂赶跑装置中的空气，然后再关闭止水夹a，利用H₂产生的压力将FeSO₄溶液压入B装置中与NaOH作用产生白色的Fe(OH)₂沉淀，由于在制备过程中排除了空气的干扰，因此，产生的Fe(OH)₂白色沉淀可以保存较长时间。

答案：（1）打开止水夹a利用稀硫酸与铁反应产生H₂和FeSO₄溶液，用H₂赶跑装置中的空气，然后再关闭止水夹a，利用H₂产生的压力将FeSO₄溶液压入B装置中与NaOH作用产生白色的Fe(OH)₂沉淀

（2）利用H₂赶跑装置中和溶液中的空气，使得产生的Fe(OH)₂白色沉淀与氧化剂不接触，不能发生氧化还原反应，所以能保存较长时间

 

例5. 某赤铁矿石经处理后检测只含有杂质CuO、FeO，化学研究性小组的同学取试样ag，在加热条件下用足量的CO将其充分还原后，得金属混合物10g，生成的CO₂用过量的澄清石灰水吸收，得到20.0g沉淀。试回答：

（1）a＝        g；

（2）另取ag上述矿石试样溶于200mL 2.50mol/L的H₂SO₄溶液，充分反应后，则计算所得溶液中c（H⁺）=              (忽略溶液体积的变化)。

（3）将（2）所得溶液以惰性电极电解，当电路中通过0.2mol电子时，停止电解。试通过计算和推理判断电解过程中阴极上是否一定有金属析出。

解析:（1）用CO还原金属氧化物时：CuO＋CO＝Cu＋CO₂；FeO＋CO＝Fe＋CO₂，CO接受一个O生成CO₂，因此生成的CO₂的物质的量就等于原金属氧化物中所含O的物质的量。根据题意，生成了0.2mol的CO₂，说明原金属氧化物中含有0.2mol的O，即3.2g的O原子，则根据质量守恒定律可得试样的质量为：a＝13.2g

（2）样品溶于硫酸时，生成CuSO₄和FeSO₄，相当于原金属氧化物中的O被SO₄^2－代替，则消耗的硫酸的物质的量＝原金属氧化物中O原子的物质的量＝0.2mol，则剩余硫酸的物质的量为0.2L×2.50mol/L－0.2mol＝0.3mol，则c（H⁺）＝0.3mol×2÷0.2L＝3mol/L；

（3）假设13.2g固体全为FeO，则其物质的量为13.2g/88g/mol＝0.15mol，小于电路中通过的电子的电量，说明在溶液中肯定存在Cu^2＋，在电解过程中在阴极肯定有Cu析出。

答案：（1）a＝13.2g；（2）3mol/L；（3）肯定有金属析出

 

（二）铜及其重要的化合物：

铜位于第四周期第ⅠB族，电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，铜是一种亮红色的固体，具有良好的导电导热性。铜在化学反应中易失去两个电子形成＋2价。

铜的化学性质比较稳定，一般不与其他物质发生化学反应，利用铜的这一性质，古代人用铜制作货币。但铜在特定的条件下，也能被许多氧化性物质所氧化。如：

1、铜在加热条件下与O₂、S、Cl₂等非金属单质化合：

2Cu＋O₂2CuO；2Cu＋SCu₂S；Cu＋Cl₂CuCl₂

在潮湿空气中还可发生腐蚀生成绿色的铜锈：2Cu＋O₂＋H₂O＋CO₂＝Cu₂(OH)₂CO₃

△

2、铜与非氧化性酸一般不反应，但与强氧化性酸，则可以发生氧化还原反应，但无H₂产生：如：Cu＋2＝CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O

3、铜还可以与某些盐溶液反应：如：

2FeCl₃ ＋Cu＝2FeCl₂＋CuCl₂；Cu＋2AgNO₃ ＝Cu（NO₃）₂ ＋2Ag

4、铜的冶炼：工业上，主要采用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜。这种方法冶炼的铜，其含量为99.5%~99.7%，还有Ag、Au、Fe、Zn等杂质。要达到电气化生产铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼的铜还必须经过电解精炼，电解精炼得到的铜，其含量高达99.95%~99.98%。

5、铜及其化合物的相互转化关系：

说明：

1、铜在和强氧化性物质如：X₂、O₂等反应时生成＋2价，而在和S等弱氧化性物质反应时，则生成＋1价。铜可以和强氧化性酸反应，但不能与H⁺作用；

2、CuO在高温下可以分解产生Cu₂O和O₂。在用H₂还原CuO时，也可能产生少量的Cu₂O（红色）。在有H^＋存在时不稳定：Cu₂O＋2H^＋＝Cu^2＋＋Cu＋H₂O，利用这一性质，可鉴别H₂还原CuO的产物中是否存在Cu₂O；

3、铜可以与多种物质形成络合物，CuCl₂在水溶液中存在如下平衡：

［Cu(H₂O)₄］^2＋＋4Cl^－［CuCl₄］^2－＋4H₂O，当浓度较大时，平衡正向移动，［CuCl₄］^2－增大，显绿色，浓度较稀时，平衡逆向移动，溶液显蓝色。

向Cu^2＋溶液中加入氨水，先生成蓝色沉淀，继续加入氨水，生成深蓝色溶液：

Cu^2＋＋2NH₃·H₂O＝Cu(OH)₂↓＋2NH₄^＋；Cu(OH)₂＋4NH₃·H₂O＝［Cu(NH₃)₄］^2＋＋4H₂O

4、新制的Cu(OH)₂可以和含有醛基的物质作用产生砖红色的Cu₂O，利用这一性质可以鉴别含有醛基的物质。

CH₃CHO＋2Cu(OH)₂→CH₃COOH＋Cu₂O＋2H₂O

 

例6. 铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产对国计民生各个方面都产生了深远的影响。请完成下列各题：

（1）在化学反应中，铜元素可表现为0、+1、+2价。

①在西汉古籍中有记载：曾青得铁则化为铜（即曾青CuSO₄跟铁反应就生成铜）。试写出该反应的化学方程式                                        。

②铜器表面有时会生成铜绿Cu₂（OH）₂CO₃，这层铜绿可用化学方法除去。试写出一个除去铜绿而不损坏器物的化学方程式                             。

（2）铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币，试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。（铜的熔点是1183.4℃，铁的熔点是1534.8℃）

历史上的“青铜器时期”早于“铁器时期”，而近百年才大量使用铝制品，试分析人类使用这些金属的时间的事实与金属活泼性及冶炼难易的联系      

解析：西汉时期的“曾青得铁则化为铜”是湿法冶金术的先驱，Fe＋CuSO₄＝FeSO₄＋Cu。当铜生成铜绿时，铜元素的化合价升高到+2，所以空气中必有氧化剂参加了反应。因铜在常温下不与稀硫酸反应，而铜绿则能与稀酸反应，所以可考虑用稀硫酸清洗。

2Cu＋O₂＋H₂O＋CO₂＝Cu₂(OH)₂CO₃

Cu₂(OH)₂CO₃＋4H⁺＝2Cu²⁺＋CO₂↑＋3H₂O

根据题给信息以及作货币的实际需要，选择铜作货币不仅是因为铜的熔点比较低，容易铸造成型，同时铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，加上铜有迷人的光泽。

答案：（1）①Fe＋CuSO₄＝Cu＋FeSO₄

②2Cu＋O₂＋CO₂＋H₂O＝Cu₂(OH)₂CO₃

Cu₂(OH)₂CO₃＋2＝2CuSO₄＋CO₂↑＋3H₂O

（2）铜的熔点低，化学性质稳定，有迷人的光泽，易铸造。

 

例7. 冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气，或一氧化碳）法③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(I)火烧孔雀石炼铜；(II)湿法炼铜；现代有(III)铝热法炼铬；(IV)从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是

A. (I)用①                    B. (II)用②                  C. (III)用③                  D. (IV)用④

解析：金属冶炼的方法很多：

①电解法用于冶炼活泼性很强的金属元素，如金属钠、镁、铝等，

MgCl₂＝Mg＋Cl₂,2Al₂O₃＝4Al＋3O₂等；

②热还原剂法，用于冶炼活泼性较强的金属，如：铁、铜、锌等金属：

CuO＋CO＝Cu＋CO₂；Fe₂O₃＋3CO＝2Fe＋3CO₂；

③铝热法，用于冶炼高熔点金属，如：铁、铬、钨等：

2Al＋Fe₂O₃＝2Fe＋Al₂O₃,2Al＋WO₃＝W＋Al₂O₃；

④湿法冶金，利用金属活泼性顺序表，排在前面的金属可以把排在它后面的金属从它的盐溶液中置换出来（活泼性强的金属不与水作用），如：Fe＋CuSO₄＝Cu＋FeSO₄；

⑤热分解法，用来冶炼活泼性很弱的金属，如Hg、Ag等金属：2HgO＝2Hg＋O₂；

⑥化学平衡法：如用来冶炼金属钾：Na_(l)＋KCl_(l)＝NaCl_(l)＋K_(g),使生成的K从混合物中分离出来，平衡正向移动来制取金属钾。

综上所述，(I)火烧孔雀石炼铜是热还原剂法(II)湿法炼铜是活泼金属置换法；(III)铝热法炼铬，是铝热法；(IV)从光卤石中炼镁是电解法。则本题中符合题意的是：AD

答案：BC

 

例8. 在一定条件下，可实现下图所示的物质之间的转化。

试填写下列空白：

（1）孔雀石的主要成分为Cu₂(OH)₂CO₃，它受热易分解。上图中的F是         。

（2）写出明矾溶液与过量的NaOH溶液反应的离子方程式

                                                            。

（3）图中所得的C、D都是固体，混合后在高温下可发生反应，写出该反应的化学方程式                                                    。

（4）B既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，离子方程式分别为

                                   、                                     。

（5）工业上用电解熔融的B来制单质D，每生成1 mol D的同时，可生成         mol E。

解析：孔雀石高温分解：Cu₂(OH)₂CO₃＝2CuO＋H₂O＋CO₂；

明矾主要成份为：KAl（SO₄）₂，它与过量NaOH溶液反应生成NaAlO₂：

Al^3＋＋4OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O；

CO₂可与NaAlO₂溶液反应生成Al(OH)₃：AlO₂^－＋2H₂O＋CO₂＝Al(OH)₃＋HCO₃^－；

生成的Al(OH)₃高温分解产生Al₂O₃，电解熔融Al₂O₃制取金属铝：2Al₂O₃＝4Al＋3O₂，生成的铝又可和CuO发生铝热反应，制取金属铜：3CuO＋2Al＝3Cu＋Al₂O₃。

综上所述，可知框图中：A为NaAlO₂；B为Al₂O₃；C为CuO；D为Al；E为O₂；F为CO₂。

答案：⑴F为CO₂；⑵Al^3＋＋4OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O；⑶3CuO＋2Al＝3Cu＋Al₂O₃；

⑷Al₂O₃＋6H^＋＝2Al^3＋＋3H₂O；Al₂O₃＋2OH^－＝2AlO₂^－＋H₂O；

⑸根据反应式：2Al₂O₃＝4Al＋3O₂，可得每生成1molD的同时，可生成1.5mol的E（O₂）。

 

例9. 某化学课外小组用含铜96%的废铜屑制取胆矾（五水合硫酸铜）。将铜屑放入稀硫酸中，加热并不断鼓入空气，在氧气作用下便生成硫酸铜。

（1）写出生成硫酸铜的化学方程式                                    。

（2）现用1kg这种废铜屑理论上能制取胆矾多少千克？

（3）将胆矾与生石灰、水按质量比依次为1：0.56：100混合配制成无机铜杀菌剂波尔多液。

①此波尔多液中Cu²⁺离子和Ca²⁺离子的物质的量的比为         （最简整数比）

②波尔多液有效成分的化学式可表示为CuSO₄·xCu(OH)₂·yCa(OH)₂，此种配比当x=1时，试确定y的数值。

解析：（1）铜与稀硫酸本身不反应，但在氧气存在，并加热的条件下，可反应生成CuSO₄：

2Cu＋O₂＋2H₂SO₄＝2CuSO₄＋2H₂O

（2）在由铜转化为硫酸铜的过程中，铜元素守恒，则有：×250＝3.75（kg）

（3）①混合体系中：Cu²⁺离子和Ca²⁺离子的物质的量的比＝硫酸铜的物质的量比生石灰的物质的量＝1/160:0.56/56＝2︰5

②CuSO₄＋Ca(OH)₂＝Cu(OH)₂＋CaSO₄

反应前   2       5        0       0

反应后   1       4        1       1

∴  CuSO₄·Cu(OH)₂·yCa(OH)₂中   y＝4

答案：⑴2Cu＋O₂＋2H₂SO₄＝2CuSO₄＋2H₂O；⑵3.75kg

⑶①2︰5；②4

 

【模拟试题】

1、下列物质混合时，铁能溶解但无气体产生的是

A. 铁粉与盐酸                                                B. 铁屑与稀硫酸

C. 铁粉与硫酸铜溶液                                    D. 铁钉浸入水中

2、在含有Cu（NO₃）₂、Mg（NO₃）₂和AgNO₃的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是：

A. Mg                          B. Cu                           C. Ag                           D. H₂

3、CuS和Cu₂S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu₂S两种黑色粉末的方法合理的是：

A. 将两种样品分别溶于硝酸，区别反应快慢

B. 将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色

C. 取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的质量

D. 取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的颜色

4、由FeSO₄和Fe₂(SO₄)₃组成的混合物中，含硫为a％，则所含铁的质量百分含量为       

A. 3a％                        B. (100－2a)％             C. 20％                D. 1－3a％

5. 质量相同的下列金属, 分别跟足量盐酸完全反应产生氢气体积最多的是：

A. 钠                          B. 铝                          C. 镁                          D. 锌

6、将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe³⁺和Fe²⁺浓度相等. 则已反应的Fe³⁺和未反应的Fe³⁺的物质的量之比是：

A. 2∶3                        B. 3∶2                C. 1∶2                D. 1∶1

7、由FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄组成的混合物，测得其铁元素与氧元素的质量比为21∶8，则混合物中FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄的物质的量之比可能是：

A. 1∶2∶1          B. 2∶1∶1                   C. 1∶1∶1                  D. 2∶2∶5

8、某人设想利用①3FeCl₂＋4H₂OFe₃O₄＋6HCl＋H₂ 

②Fe₃O₄＋Cl₂+6HCl3FeCl₃＋3H₂O＋O₂

③3FeCl₃3FeCl₂＋Cl₂这三个反应的联合与循环，主要用来生产能解决环境和能源问题的某种气体，该气体是：

A. O₂                           B. Cl₂                           C. HCl                          D. H₂

9、把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为

A. 52.4%                     B. 70%                       C. 47.6%               D. 30%

10、在含Fe^3＋的溶液中加入铜粉与铁粉，充分反应发现溶液中Cu^2＋存在，下列说法错误的是

A. 容器中已肯定无Fe粉存在                 B. 容器中肯定无Cu粉存在

C. 溶液中Fe^2＋比Cu^2＋多                                 D. 溶液中可能存在Fe^3＋

11、向一定量的FeO、Fe、Fe₃O₄的混合物中加入100mL1mol·L^-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(标准状况)的气体，在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现.若用足量的CO在高温下还原相同的质量的此混合物，能得到铁的质量是：

A. 11.2g                       B. 5.6g                         C. 2.8g                         D. 无法计算

12、根据Fe＋CuCl₂＝FeCl₂＋Cu；2FeCl₃＋Cu＝2FeCl₂＋CuCl₂两个反应，判断Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺的氧化性强弱顺序为：

A. Cu²⁺>Fe²⁺>Fe³⁺                                    B. Fe³⁺>Fe²⁺>Cu²⁺

C. Fe³⁺>Cu²⁺>Fe²⁺                                 D. Fe²⁺>Fe³⁺>Cu²⁺

13、将Na₂O₂投入FeCl₂溶液中，可观察到的现象是：

A. 生成白色沉淀                                         B. 生成红褐色沉淀  

C. 有气泡产生                                              D. 无变化

14、电子工业中常用FeCl₃溶液腐蚀印刷电路板，欲从腐蚀后的废液中回收Cu及制取纯净的FeCl₃溶液，需要下列试剂：①蒸馏水、②铁粉、③浓H₂SO₄、④浓盐酸、⑤烧碱、⑥浓氨水、⑦Cl₂中的：

A. ①②④⑦               B. ①③④⑥                C. ②④⑥⑦                D. ①④⑥⑦

15、把过量的氯气通入FeBr₂溶液中反应后生成物是：

A. FeCl₂                B. FeCl₃和Br₂                           C. FeCl₂和Br₂              D. FeCl₃和FeBr₃

16、在高温下，用一氧化碳还原m g氧化铁，得到n g铁，已知氧的相对原子量为16，则铁的相对原子量为：

A.              B.                   C.              D.

17、1.6gCu与50mL 8mol/L的充分反应，硝酸的还原产物有NO和，反应后混合溶液中H⁺浓度为amol/L（生成水的体积忽略不计），则此时溶液中所含NO₃^—的物质的量为：

A. （a+1）mol                                             B. （0.4+0.05a）mol  

C. （a+0.05）mol                                        D. 0.05（a+1）mol

18、Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。

自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：

①写出磁铁矿主要成分的化学式：                。

②写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式：             。

③写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式：         。

④写出CaCO₃所参与反应的两个化学方程式：           。

19、下图中A~L分别表示反应中的一种常见物质，E、F在通常状况下是气体单质，其中E为刺激性气味的气体，X、Y是常见的固态单质，参加反应的水及生成的水在图中已略去。 B溶液的焰色反应为紫色，且A与B以2∶1的物质的量之比进行反应。

填写下列空白：

⑴ E是                      ；J是                       。

⑵ 写出下列反应的离子方程式：

K+Y"L：                                                     ；

G+K " C +J+H：                                              ；

H+D"G：                                                     。

20、已知常温时反应：2Fe³⁺ ＋Cu＝2Fe²⁺ ＋Cu²⁺在水溶液中能发生。将22.4g铜和三氧化二铁的混合粉末加入到浓度为1mol/L的硫酸中，使之发生反应。

⑴若固体恰好全部溶解，消耗硫酸的体积为VL，求V的取值范围。

⑵若硫酸溶液过量，反应后溶液体积为1L，测得此溶液中Fe²⁺离子浓度为0.1mol/L，求原混合物中含铜多少克？

 

【试题答案】

1、C   2、C       3、C       4、D      5、B       6、A       7、CD    8、D      9、B       10、B

11、B  12、C     13、BC   14、A     15、B     16、D     17、D

18、①Fe₃O₄；②Fe₂O₃＋3CO＝2Fe＋3CO₂；③C＋O₂＝CO₂；CO₂＋C＝2CO；

④CaCO₃＝CaO＋CO₂；CO₂＋C＝2CO

19、⑴E：Cl₂；J：Fe(OH)₃；

⑵Fe＋2Fe^3＋＝3Fe^2＋；3AlO₂^－＋Fe^3＋＋6H₂O＝Fe(OH)₃↓＋3Al(OH)₃↓；

Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O；

20、⑴140mL－300mL；⑵3.2g或14.4g