跟蹤檢測（十三）點點突破——過渡金屬的2種典型代表（鐵、銅）1．我國清代《本草綱目拾遺》中敘述了“鐵線粉”：“粵中洋行有舶上鐵絲……日久起銷，用刀刮其銷……所刮下之銷末，名鐵線粉”。下列關于“鐵線粉”的說法錯誤的是(　　)A．鐵線粉的主要成分為Fe2O3·xH2OB．“用刀刮其銷……所刮下之銷末”指質地疏松C．“鐵線粉”易溶于水D．“鐵線粉”的形成是因為吸氧腐蝕解析：選C　“鐵線粉”為鐵銹，主要成分為Fe2O3·xH2O，A正確；“鐵線粉”能夠用刀刮下，說明其質地疏松，易脫落，B正確；氧化鐵等大多數金屬氧化物不溶于水，C錯誤；海水接近中性，鐵易發(fā)生吸氧腐蝕形成“鐵線粉”，D正確。2．食品容易被空氣氧化而變質，故在裝有月餅的袋子里常放有干燥劑及鐵粉，這是利用了鐵粉的(　　)A．酸性　　　　　　　　　B．堿性C．氧化性D．還原性解析：選D　放在食品包裝袋內的小袋中，以防止食品因被氧化而變質說明該物質應具有還原性能夠與氧氣反應，則鐵粉表現還原性。3．下列物質中不能用金屬單質和非金屬單質直接化合制得的是(　　)A．CuOB．FeCl3C．CuSD．FeS解析：選C　Cu與氧氣反應生成CuO，故A不選；Fe與氯氣在點燃或加熱時直接生成FeCl3，故B不選；銅是變價金屬，與氧化性弱的S反應生成低價硫化物Cu2S，故C符合；鐵是變價金屬，與氧化性弱的S反應生成低價硫化物FeS，故D不選。4．下列有關鐵及其化合物的說法中正確的是(　　)A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應產物為Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質可以向溶液中加入鐵粉，然后過濾D．Fe3＋與KSCN反應產生血紅色沉淀解析：選C　赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，A錯誤；鐵與水蒸氣在高溫下的反應產物為Fe3O4和H2，B錯誤；鐵粉把FeCl3還原成FeCl2，從而除去FeCl3，C正確；Fe3＋與KSCN 反應產生血紅色絡合物，不是沉淀，D錯誤。5．下列關于銅的化合物的說法正確的是(　　)A．藍色硫酸銅晶體受熱轉化為白色硫酸銅粉末是化學變化B．常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，有棕黃色的煙生成C．用稀鹽酸除去銅銹的離子方程式為CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OD．向CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應后，將混合物倒入蒸發(fā)皿加熱煮沸一會兒，然后冷卻、過濾，濾紙上的物質為“藍色固體”解析：選A　藍色CuSO4·5H2O受熱失去結晶水轉化為白色CuSO4粉末是化學變化，A正確；常溫下銅與氯氣不反應，需在點燃條件下才能反應，觀察到有棕色的煙生成，B錯誤；銅銹的成分是Cu2(OH)2CO3，不是CuO，C錯誤；CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應后生成Cu(OH)2沉淀，Cu(OH)2加熱分解，故加熱后過濾，濾紙上留下的是黑色物質CuO，D錯誤。6．下列反應中，反應后固體質量減小的是(　　)A．水蒸氣通過灼熱的鐵粉B．Cu2S在O2中灼燒轉變?yōu)镃uOC．將銅絲插入FeCl3溶液中片刻D．含水蒸氣的CO2通過盛有Na2O2的干燥管解析：選C　水蒸氣通過灼熱的鐵粉，與鐵反應生成Fe3O4，固體質量增大，故A錯誤；1molCu2S在O2中灼燒轉變?yōu)?molCuO，固體質量不變，故B錯誤；由于FeCl3具有氧化性，能將Cu氧化而溶解，所以固體質量減小，故C正確；含水蒸氣的CO2通過盛有Na2O2的干燥管，與Na2O2反應生成Na2CO3和NaOH，固體質量增大，故D錯誤。7．下列物質的轉化在給定條件下能實現的是(　　)A．FeS2SO3H2SO4B．NaCl(aq)NaNa2O2C．FeFeSO4(aq)Fe(OH)2Fe2O3D．Fe2O3FeCl3(aq)Fe解析：選C　FeS2煅燒可得SO2，無法得到SO3，故A錯誤；電解NaCl溶液得到NaOH、Cl2、H2，無法得到Na，故B錯誤；Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，得不到Fe，故D錯誤。 8．中科院化學所研制的晶體材料——納米四氧化三鐵，在核磁共振造影及醫(yī)藥上有廣泛用途，其生產過程的部分流程如下所示。FeCl3·6H2OFeOOH納米四氧化三鐵下列有關敘述不合理的是(　　)A．納米四氧化三鐵具有磁性，可作為藥物載體用于治療疾病B．納米四氧化三鐵可分散在水中，它與FeCl3溶液的分散質直徑大小相等C．在反應①中環(huán)丙胺的作用可能是促進氯化鐵水解D．反應②的化學方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2解析：選B　納米四氧化三鐵為磁性納米晶體材料，可作為藥物載體用于疾病的治療，A項正確；納米四氧化三鐵分散在適當的分散劑中形成的分散系屬于膠體，不同于溶液中溶質粒子的直徑，B項錯誤；反應①中環(huán)丙胺不參加反應，但加入環(huán)丙胺后FeCl3發(fā)生水解生成FeOOH，即環(huán)丙胺會促進氯化鐵的水解，C項正確；由制備過程可知，反應②的反應物為FeOOH和CO，由一種生成物為Fe3O4和質量守恒定律可知反應為6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2，D項正確。9．(2021·遼寧省實驗中學月考)銅是一種紫紅色金屬，被稱作“電器工業(yè)的主角”。銅主要是由黃銅礦煉制，焙燒時發(fā)生反應2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2，其簡單流程如圖所示，下列說法正確的是(　　)A．焙燒時硫元素全部轉化為二氧化硫B．在焙燒時氧化劑只有氧氣C．粗銅精煉時用粗銅作陰極D．Cu2S可以用于火法煉制銅解析：選D　由焙燒時的化學方程式可知，焙燒時只有部分硫元素轉化為二氧化硫，故A錯誤；焙燒時Cu元素由＋2價降低到＋1價，S元素由－2價升高到＋4價，氧氣中O元素由0價降低到－2價，則氧化劑為氧氣和CuFeS2，故B錯誤；粗銅精煉時用粗銅作陽極，故C錯誤；火法煉銅的原理為Cu2S＋O22Cu＋SO2，Cu2S可用于火法煉制銅，故D正確。10．粗制的CuSO4·5H2O晶體中含有Fe2＋。提純時，為了除去Fe2＋，常加入少量H2O2，然后再加入少量堿至溶液pH＝4，即可以除去Fe3＋而不損失硫酸銅。下列說法不正確的是(　　) A．溶解CuSO4·5H2O晶體時要加入少量稀H2SO4B．加入H2O2除去Fe2＋的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋4OH－===2Fe(OH)3↓C．由于CuSO4的催化作用，會使部分H2O2分解而損失D．調溶液pH＝4的依據是當pH＝4時Fe3＋沉淀完全，而Cu2＋還未開始沉淀解析：選B　CuSO4·5H2O晶體溶解后Cu2＋會發(fā)生水解生成Cu(OH)2和H2SO4，所以溶解時加入少量的稀硫酸可抑制Cu2＋的水解，A正確；因為氧化Fe2＋時，溶液為強酸性，在強酸性條件下，不可能大量存在OH－，B錯誤；Cu2＋對過氧化氫的分解具有催化作用，所以使部分過氧化氫損失，C正確；因為該操作的目的是除去Fe3＋且硫酸銅不損失，所以調節(jié)溶液的pH＝4，應是Fe3＋完全沉淀而Cu2＋還未開始沉淀，D正確。11．(2021·深圳聯(lián)考)某同學用含有鐵銹(Fe2O3)的廢鐵屑來制取氯化鐵晶體的裝置(省略夾持裝置，氣密性已檢查)如圖所示。下列推斷不合理的是(　　)A．燒杯中H2O2溶液的作用是將Fe2＋氧化為Fe3＋B．A中存在氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵的反應C．B中收集到的氣體是氫氣D．向反應后的燒杯中通入少量SO2，則溶液顏色立即由棕黃色變?yōu)闇\綠色解析：選D　鐵單質與鹽酸反應只能得到Fe2＋，需要氧化劑將其氧化成Fe3＋，故A正確；氧化鐵能夠與鹽酸發(fā)生復分解反應，故B正確；進入導氣管中的氣體是氫氣與氯化氫，排水法收集到的氣體是氫氣，故C正確；SO2會與Fe3＋發(fā)生氧化還原反應生成淺綠色的Fe2＋，但SO2少量，溶液不能立即變色，故D錯誤。12．用廢鐵屑制備磁性膠體粒子的過程如下。下列說法不正確的是(　　)A．用Na2CO3溶液浸泡是為了除去廢鐵屑表面的油污B．通入N2是防止空氣中的O2氧化Fe2＋C．加適量的H2O2是為了將部分Fe2＋氧化為Fe3＋，涉及反應：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋ ===2Fe3＋＋2H2OD．溶液A中Fe2＋和Fe3＋的濃度比為2∶1解析：選D　Na2CO3溶液顯堿性，油污在堿性溶液中發(fā)生水解，用Na2CO3溶液浸泡是為了除去廢鐵屑表面的油污，A正確；Fe2＋容易被O2氧化，所以通入N2的目的是防止空氣中的O2氧化Fe2＋，B正確；利用H2O2的氧化性，把部分Fe2＋氧化成Fe3＋，涉及的反應為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，C正確；Fe3O4中Fe2＋和Fe3＋的物質的量之比為1∶2，即溶液A中Fe2＋和Fe3＋的濃度比為1∶2，D錯誤。13．FeCl3易潮解、易升華，實驗室制備FeCl3的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。下列說法正確的是(　　)A．導管g的作用是增強裝置的氣密性B．試劑X和試劑Y分別為濃硫酸、飽和食鹽水C．直接用E接收產物比用導管連接D、E的優(yōu)點是可防止堵塞D．出于簡化裝置的目的，F裝置可拆除解析：選C　導管g的作用是平衡氣壓，保證液體順利滴下，A錯誤；為得到干燥純凈的Cl2，應先用飽和食鹽水除去HCl，再通過濃硫酸干燥氣體，B錯誤；FeCl3易潮解，而F中的濃硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸氣進入D中，不能拆除，D錯誤。14．(2021·南陽一中月考)銅有兩種常見的氧化物CuO和Cu2O。某學習小組取0.98g(用精密天平測量)Cu(OH)2固體加熱，有銅的氧化物生成，其質量隨溫度變化如圖甲所示；另外，某同學繪制了三條表示金屬氧化物與其所含金屬元素的質量的關系曲線，如圖乙所示。則下列分析正確的是(　　)A．圖甲中a點和b點對應物質的化學式分別為Cu2O和CuO B．圖甲整個過程中共生成0.26g水C．圖乙三條曲線中，表示CuO和其中所含Cu元素質量關系的曲線是AD．圖甲中，a到b的過程中有0.01mol電子發(fā)生了轉移解析：選D　0.98gCu(OH)2的物質的量為0.01mol，若全部生成CuO，則質量為0.01mol×80g·mol－1＝0.80g，所以a點對應的物質是CuO；若全部生成Cu2O，則質量為0.005mol×144g·mol－1＝0.72g，所以b點對應的物質是Cu2O，A項錯誤；根據化學方程式Cu(OH)2CuO＋H2O、4CuO2Cu2O＋O2↑可知，生成水的物質的量為0.01mol，質量為0.01mol×18g·mol－1＝0.18g，B項錯誤；CuO和其中所含Cu元素的質量關系(以CuO的質量為10g計算)為：CuO　～　Cu80　　　　6410g　　　8g觀察圖乙可知，B曲線符合上述質量關系，表示的是CuO，C項錯誤；根據反應方程式4CuO2Cu2O＋O2↑可知，a到b的過程中有0.01mol電子發(fā)生了轉移，D項正確。15．硫酸銅可用于消毒、制殺蟲劑、鍍銅等。實驗小組制取CuSO4·5H2O晶體并進行其熱分解的探究。請回答下列問題：探究Ⅰ：制取CuSO4·5H2O晶體小組同學設計了如下兩種方案：甲：將銅片加入足量濃硫酸中并加熱。乙：將銅片加入稀硫酸，控制溫度為40～50℃，滴加雙氧水。(1)方案甲發(fā)生反應的化學方程式為____________________________。反應結束后有大量白色固體析出，簡述從中提取CuSO4·5H2O晶體的方法：倒出剩余液體，___________。(2)方案乙發(fā)生反應：Cu＋H2SO4＋H2O2===CuSO4＋2H2O，該實驗控制溫度為40～50℃的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________；與方案甲相比，方案乙的主要優(yōu)點有____________、__________________(寫出2條)。探究Ⅱ：用以下裝置(加熱裝置省略)探究CuSO4·5H2O晶體熱分解的產物。 已知：CuSO4·5H2O脫水后升高溫度，會繼續(xù)分解成CuO和氣體產物，氣體產物可能含有SO3、SO2、O2中的1～3種。(3)稱取5.00gCuSO4·5H2O于A中加熱，當觀察到A中出現__________________，可初步判斷晶體已完全脫水并發(fā)生分解。加熱一段時間后，A中固體質量為3.00g，則此時A中固體的成分為________________________。(4)裝置B中迅速生成白色沉淀，說明分解產物中有______________，C裝置的作用是______________________。(5)理論上E中應收集到VmL氣體，事實上收集到的氣體體積偏小，可能的原因是__________________(不考慮泄漏等儀器與操作原因)。解析：(1)方案甲發(fā)生反應的化學方程式為Cu＋2H2SO4(濃)SO2↑＋CuSO4＋2H2O。反應結束后有大量白色固體析出，從中提取CuSO4·5H2O晶體的方法：倒出剩余液體，加入適量蒸餾水，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶。(2)H2O2受熱易分解，故乙方案控制溫度為40～50℃的原因是溫度較低，反應速率慢；溫度太高，H2O2分解，損耗大。與方案甲相比，方案乙的主要優(yōu)點有原料利用率高、不產生污染、能耗低等。(3)若5.00gCuSO4·5H2O完全失水為CuSO4，則CuSO4的質量為3.2g，完全分解為CuO，則CuO的質量為1.6g。加熱一段時間后，A中固體質量為3.00g,3.2g>3.00g>1.6g，則此時A中固體的成分為CuSO4和CuO。(4)裝置B中迅速生成白色沉淀，說明分解產物中有SO3，C裝置可以盛放品紅溶液，目的是檢驗是否有SO2生成。(5)E中收集到的氣體應是O2，事實上收集到的氣體體積偏小，可能是在C裝置中部分O2與SO2和H2O發(fā)生了氧化還原反應。答案：(1)Cu＋2H2SO4(濃)SO2↑＋CuSO4＋2H2O　加入適量蒸餾水，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶(2)溫度較低，反應速率慢；溫度太高，H2O2分解，損耗大　原料利用率高　不產生污染(或其他合理答案)(3)固體變?yōu)楹谏uSO4和CuO(4)SO3　檢驗是否有SO2生成(5)在C裝置中部分O2參與了氧化還原反應16．鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應用廣泛。請根據下列實驗回答問題。 (1)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，將Y溶于過量鹽酸后溶液中大量存在的陽離子是____________，Y與過量濃硝酸反應后的溶液中含有的鹽的化學式為______________________________________________。(2)某溶液中含有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等離子，向其中加入過量的NaOH溶液后，過濾，將濾渣高溫灼燒并將灼燒后的固體投入到過量的稀鹽酸中，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是________(填字母)。A．Mg2＋　　B．Fe2＋　　　C．Al3＋　　　D．Cu2＋(3)氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程圖如下：①操作Ⅰ的名稱是_________；操作Ⅱ的名稱是__________；操作Ⅱ的方法為_______________________________________________________。②Na2CO3溶液可以除油污，原因是(用離子方程式表示)______________________________________________。③請寫出生成FeCO3沉淀的離子方程式：__________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據題意，有磁性的固體Y為Fe3O4，與過量的鹽酸反應生成FeCl2、FeCl3，溶液中有剩余的HCl，所以反應后的溶液中大量存在的陽離子是Fe2＋、Fe3＋、H＋，硝酸具有強氧化性，Fe3O4與過量的濃硝酸反應生成Fe(NO3)3。(2)加入過量的NaOH溶液，Al3＋轉化為AlO，Mg2＋、Fe2＋、Cu2＋轉化為氫氧化物沉淀，且Fe(OH)2易被氧化，灼燒固體得到MgO、CuO、Fe2O3，投入到過量的稀鹽酸中，所得溶液中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋，與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是Al3＋、Fe2＋。(3)①由工藝流程圖可知，操作Ⅰ是將固體與液體分離，應采取過濾的方法；FeCO3沉淀會附著其他離子，需要進行洗滌，具體操作為在漏斗中加入適量蒸餾水至恰好沒過沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復2～3次。②CO水解：CO＋H2OHCO＋OH－，Na2CO3溶液呈堿性，油污主要成分為油脂，在堿性條件下水解而易除去。③由工藝流程圖可知，操作Ⅰ 所得的濾液中主要有FeSO4，加入NH4HCO3，實質是Fe2＋和HCO反應生成FeCO3，同時生成CO2和H2O，反應的離子方程式為Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。答案：(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋　Fe(NO3)3　(2)BC(3)①過濾　洗滌　在漏斗中加入適量蒸餾水至恰好沒過沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復2～3次②CO＋H2OHCO＋OH－③Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O