跟蹤檢測（十四）難點(diǎn)專攻——鐵、銅重要化合物的性質(zhì)探究1．《本草綱目》在綠礬(FeSO4·7H2O)“發(fā)明”項(xiàng)載：“蓋此礬色綠，味酸，燒之則赤……”。下列敘述正確的是(　　)A．綠礬能電離出H＋，所以有“味酸”B．綠礬煅燒后的固體產(chǎn)物為FeOC．可用無水CuSO4檢驗(yàn)煅燒綠礬生成的H2OD．通入Ba(NO3)2溶液可檢驗(yàn)煅燒產(chǎn)物中的SO3解析：選C　綠礬是硫酸亞鐵晶體，不能電離出H＋，之所以有“味酸”，是溶解時(shí)Fe2＋水解的結(jié)果，故A錯(cuò)誤；綠礬煅燒后生成“赤”色的產(chǎn)物為Fe2O3，故B錯(cuò)誤；水蒸氣遇到無水CuSO4，無水CuSO4會變成藍(lán)色CuSO4·5H2O，因此可以用無水CuSO4檢驗(yàn)煅燒綠礬生成的H2O，故C正確；酸性溶液中NO具有強(qiáng)氧化性，生成的二氧化硫，也會被氧化生成SO，進(jìn)而生成硫酸鋇沉淀，故D錯(cuò)誤。2．為了探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，其中符合實(shí)驗(yàn)要求且完全正確的是(　　)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論A在氯化亞鐵溶液中滴加新制氯水淺綠色溶液變成棕黃色溶液2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe2＋具有還原性B在氯化亞鐵溶液中加入鋅片淺綠色溶液變成無色溶液Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋Fe2＋具有還原性C在氯化鐵溶液中加入鐵粉棕黃色溶液變成淺綠色溶液Fe3＋＋Fe===2Fe2＋鐵單質(zhì)具有還原性D在氯化鐵溶液中加入銅粉藍(lán)色溶液變成棕黃色溶液2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性解析：選A　氯氣能夠?qū)e2＋(淺綠色)氧化為Fe3＋(棕黃色)，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)得到的結(jié)論應(yīng)該是Fe2＋具有氧化性；C項(xiàng)的離子方程式錯(cuò)誤；D項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該是銅粉逐漸溶解，溶液由棕黃色變?yōu)樗{(lán)色。3．如圖所示裝置可用來制取Fe(OH)2和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)的顏色變化。實(shí)驗(yàn)提供的試劑：鐵屑、6mol·L－1硫酸溶液、NaOH溶液。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是鐵屑B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先將活塞E關(guān)閉C．生成Fe(OH)2的操作為關(guān)閉E，使A中溶液壓入B瓶中D．取下裝置B中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3解析：選B　制取硫酸亞鐵需要鐵屑，所以在燒瓶中應(yīng)該先加入鐵屑，所以A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是鐵屑，故A正確；稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)打開活塞E，用氫氣排出裝置中的空氣，B錯(cuò)誤；鐵和硫酸反應(yīng)有氫氣生成，關(guān)閉活塞E，導(dǎo)致A裝置中壓強(qiáng)逐漸增大，將FeSO4溶液被壓入B瓶中進(jìn)行反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，C正確；氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化生成紅褐色的氫氧化鐵，反應(yīng)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故D正確。4．由硫鐵礦燒渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到綠礬(FeSO4·7H2O)，再通過綠礬制備鐵黃[FeO(OH)]的流程如下：綠礬鐵黃已知：FeS2和鐵黃均難溶于水。下列說法不正確的是(　　)A．步驟①，最好用硫酸來溶解燒渣B．步驟②，涉及的離子方程式為FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋C．步驟③，將溶液加熱到有較多固體析出，再用余熱將液體蒸干，可得純凈綠礬D．步驟④，反應(yīng)條件控制不當(dāng)會使鐵黃中混有Fe(OH)3解析：選C　要制得綠礬，為了不引入其他雜質(zhì)，步驟①最好選用硫酸來溶解燒渣，A項(xiàng)正確；加入FeS2后得到的溶液經(jīng)步驟③可得到綠礬，故步驟②中FeS2和Fe3＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成了FeSO4，離子方程式為FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋，B項(xiàng)正確；步驟③，由FeSO4溶液得到綠礬應(yīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶而不是蒸發(fā)結(jié)晶，C項(xiàng)錯(cuò)誤；步驟④中若反應(yīng)條件控制不當(dāng)，則會使鐵黃中混有Fe(OH)3，D項(xiàng)正確。 5．釕(Ru)是一種硬而脆呈淺灰色的多價(jià)稀有金屬，性質(zhì)很穩(wěn)定，且耐腐蝕性很強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)室用H2還原RuO2來制備金屬釕的裝置如圖所示。下列說法不正確的是(　　)A．加熱試管前，應(yīng)先收集氣體并點(diǎn)燃，通過爆鳴聲判斷氣體的純度B．洗氣瓶中盛裝的可能是NaOH溶液，用于除去HClC．結(jié)束反應(yīng)時(shí)，先停止加熱，再關(guān)閉活塞KD．啟普發(fā)生器也可以用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣解析：選D　可燃性氣體在點(diǎn)燃或加熱前必須驗(yàn)純，故加熱試管前，應(yīng)先收集氣體并點(diǎn)燃通過爆鳴聲判斷氣體的純度，以免發(fā)生爆炸，A項(xiàng)正確；洗氣瓶中盛裝的可能是NaOH溶液，用于除去氫氣中的HCl，避免制得的Ru含有雜質(zhì)，B項(xiàng)正確；結(jié)束反應(yīng)時(shí)，先停止加熱，再關(guān)閉活塞K，用氫氣冷卻Ru，以免生成的Ru在高溫時(shí)又被空氣中的氧氣氧化，C項(xiàng)正確；二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣需要加熱，而啟普發(fā)生器不能加熱，D項(xiàng)不正確。6．某研究性學(xué)習(xí)小組探究FeSO4的化學(xué)性質(zhì)和用途?；卮鹣铝袉栴}：(1)探究FeSO4溶液的酸堿性：取少量FeSO4固體，利用石蕊溶液測定FeSO4溶液的酸堿性，必須選用的儀器有膠頭滴管、藥匙和________(填字母)。A．玻璃棒　　　　　　B．試管C．天平D．量筒(2)利用如圖裝置探究FeSO4的穩(wěn)定性。①Ⅱ中有白色沉淀生成，小組成員結(jié)合理論分析，認(rèn)為下列分解產(chǎn)物不可能的是________(填字母)。A．Fe2O3、SO3、H2OB．Fe2O3、SO2、SO3、H2OC．FeO、Fe2O3、SO2、SO3、H2O②Ⅲ中溴水是用來檢驗(yàn)是否有SO2氣體生成，若有SO2生成，溴水將褪色。實(shí)驗(yàn)中，觀察到溴水褪色，據(jù)此推測FeSO4分解最有可能被氧化的元素是___________。 ③NaOH的作用是吸收SO2氣體，請寫出用過量NaOH溶液吸收SO2氣體的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(3)探究FeSO4中Fe2＋的還原性：證明FeSO4有較強(qiáng)的還原性，完成下表。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論步驟一：取少量的FeSO4固體于試管中，加入一定量水溶解—步驟二：滴加________溶液后，再滴入氯水當(dāng)溶液中出現(xiàn)__________現(xiàn)象，則說明FeSO4有較強(qiáng)的還原性(4)硫酸亞鐵用途探究：缺鐵性貧血往往口服硫酸亞鐵，當(dāng)用硫酸亞鐵制成藥片時(shí)，外層包有一層特殊的糖衣，其作用是_________________________________________。解析：(1)用藥匙取少量FeSO4固體于試管中溶解，用膠頭滴管滴入石蕊溶液測定FeSO4溶液的酸堿性，必須選用的儀器有膠頭滴管、藥匙、試管。(2)①依據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征可知化合價(jià)有升必有降，F(xiàn)e2O3、SO3、H2O中只有鐵的化合價(jià)升高了，沒有元素化合價(jià)降低，故A不可能；Fe2O3、SO2、SO3、H2O中鐵元素的化合價(jià)升高，硫元素的化合價(jià)降低，故B可能；FeO、Fe2O3、SO2、SO3、H2O中鐵元素的化合價(jià)升高，硫元素的化合價(jià)降低，故C可能。②FeSO4中Fe2＋具有還原性，所以最有可能被氧化的元素是Fe。③過量NaOH和SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O。(3)FeSO4具有較強(qiáng)的還原性，很容易被氧化劑氧化為硫酸鐵，故檢驗(yàn)FeSO4的還原性，只需加入氧化劑以后檢驗(yàn)Fe3＋的存在即可，操作是：取少量的FeSO4固體于試管中，加入一定量水溶解，向其中加入硫氰化鉀溶液后，無明顯現(xiàn)象，再加入氯水，溶液變血紅色，則證明硫酸亞鐵具有較強(qiáng)的還原性。(4)缺鐵性貧血往往口服硫酸亞鐵，當(dāng)用硫酸亞鐵制成藥片時(shí)，因硫酸亞鐵容易被空氣中的氧氣氧化，外層常包有一層特殊的糖衣，其作用是防止硫酸亞鐵被氧化。答案：(1)B　(2)①A?、贔e　③2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O　(3)硫氰化鉀　血紅色　(4)防止硫酸亞鐵被氧化7．(湖南十三校聯(lián)考)近年來，硫化銅礦的濕法冶煉技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展?，F(xiàn)有一種催化氧化酸浸硫化銅礦的冶煉法，其工藝流程如圖甲所示： 反應(yīng)溫度、固液比、反應(yīng)時(shí)間和氯離子濃度都對銅的浸出率有較大的影響，下面是實(shí)驗(yàn)得出的這幾種因素對銅的浸出率影響的變化曲線圖(如圖乙～戊所示)?；卮鹣铝袉栴}：(1)火法煉銅的主要反應(yīng)：①2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)；②2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2；③2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑。則在反應(yīng)①、②、③中被氧化的元素為________(填元素符號)；若生成的SO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48L，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為________NA；由amolCuFeS2生成amolCu，共消耗________molO2。(2)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式：__________________________________________。經(jīng)查，硫黃、FeSO4·7H2O均可入藥，用途廣泛。濕法煉銅與火法煉銅相比，優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________。(3)從溶液中得到FeSO4·7H2O晶體的操作是________________________________________________________________________________________________________。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)以及工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際要求，從下表中得出的最佳工藝條件為________(填字母)。 選項(xiàng)反應(yīng)溫度/℃固液比c(Cl－)/(mol·L－1)反應(yīng)時(shí)間/hA951∶50.87B1001∶5.50.77C1101∶60.98解析：(1)整個(gè)過程中化合價(jià)升高的元素(即被氧化的元素)只有硫；每個(gè)硫原子失6個(gè)電子，故生成4.48L(即0.2mol)SO2電子轉(zhuǎn)移數(shù)為1.2NA；CuFeS2反應(yīng)后的最終產(chǎn)物為SO2、FeO、Cu，根據(jù)原子守恒即得消耗O2的物質(zhì)的量。(2)根據(jù)流程圖得出CuS的氧化產(chǎn)物為S，H2SO4提供酸性環(huán)境，從而得出反應(yīng)1的化學(xué)方程式；濕法煉銅沒有SO2生成，故污染小，同時(shí)可得到有藥用價(jià)值的副產(chǎn)物硫酸亞鐵晶體及硫黃。(3)從溶液中獲得結(jié)晶水合物的常規(guī)操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。(4)根據(jù)圖乙～戊可知，A項(xiàng)為最佳工藝條件，95℃時(shí)銅的浸出率已經(jīng)很高，且高溫需要更多的燃料供能，不經(jīng)濟(jì)。答案：(1)S　1.2　2.5a(2)2CuS＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O＋2S　污染小，同時(shí)得到副產(chǎn)物硫酸亞鐵晶體及硫黃，資源得到充分利用　(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾　(4)A8．Fe(OH)3可用來制顏料、藥物，作凈水劑?，F(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究制備Fe(OH)3的方法。資料：新制Fe(OH)3在溶液中存在兩種電離：Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3H＋＋FeO＋H2O。(1)向3支盛有1mL1.0mol·L－1FeCl3溶液的試管中，分別加入3mL不同濃度的NaOH溶液，都產(chǎn)生紅褐色沉淀。充分反應(yīng)后，過濾，取濾液分成兩等份，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下：c(NaOH)/mol·L－1現(xiàn)象操作5.06.07.0實(shí)驗(yàn)Ⅰ：滴入幾滴KSCN溶液不變紅不變紅不變紅實(shí)驗(yàn)Ⅱ：先加入過量稀硫酸，再滴入幾滴KSCN溶液不變紅變紅變紅①產(chǎn)生紅褐色沉淀的離子方程式是_________________________________________________________________________________________________________________。②當(dāng)c(NaOH)≥6.0mol·L－1時(shí)，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中溶液變紅的原因是_____________________ ________________________________________________________(用離子方程式表示)。(2)有同學(xué)提出可用某些鹽與FeCl3溶液反應(yīng)制備Fe(OH)3。①向1mL1.0mol·L－1FeCl3溶液中滴加1.0mol·L－1Na2CO3溶液，立即產(chǎn)生大量氣泡，并有紅褐色沉淀產(chǎn)生。有同學(xué)提出沉淀中可能含有碳酸鹽。將沉淀過濾、洗滌后取樣，________________________________________________________________________，證明沉淀中含有碳酸鹽。②向1mL1.0mol·L－1FeCl3溶液中滴加1.0mol·L－1Na2SO3溶液，溶液由黃色變?yōu)榧t色，無丁達(dá)爾效應(yīng)，繼續(xù)滴加Na2SO3溶液，最終得到紅褐色沉淀。經(jīng)檢驗(yàn)沉淀中除Fe(OH)3外還含有FeSO3。產(chǎn)生FeSO3的原因是___________________________________________________________________________________________________________________。(3)比較(1)和(2)，制備Fe(OH)3的合理方法是_____________________________________________________________________________________________________________________________________(注明試劑和用量)。(4)FeSO4溶液僅與一種試劑反應(yīng)也可制Fe(OH)3，該試劑的化學(xué)式是________(寫出一種即可)。解析：(1)①紅褐色沉淀是Fe(OH)3。②實(shí)驗(yàn)Ⅰ說明溶液中沒有Fe3＋，鐵元素只能以FeO的形式存在。實(shí)驗(yàn)Ⅱ加入過量稀硫酸后，溶液變紅，說明溶液中有Fe3＋，即酸性條件下FeO轉(zhuǎn)化成了Fe3＋。(2)①檢驗(yàn)碳酸鹽沉淀的方法：取沉淀少量于試管中，向沉淀中加入少量稀鹽酸，有無色氣體產(chǎn)生，即可證明沉淀中含碳酸鹽。②Fe3＋可與SO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶液由黃色變?yōu)榧t色，無丁達(dá)爾效應(yīng)，說明溶液中無Fe3＋，且鐵元素不以Fe(OH)3和Fe(OH)2的形式存在，繼續(xù)滴加Na2SO3溶液得到紅褐色沉淀，沉淀中除Fe(OH)3外還含有FeSO3，說明Fe3＋轉(zhuǎn)化成了Fe2＋。(3)若用Na2CO3或Na2SO3溶液，會有其他難溶物生成，影響產(chǎn)品純度。若NaOH溶液的濃度大于6.0mol·L－1，鐵元素能以FeO的形式存在，故選擇1mL1.0mol·L－1FeCl3溶液與3mL濃度小于6.0mol·L－1的NaOH溶液混合制備Fe(OH)3。(4)FeSO4轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3需要加入氧化劑，如Na2O2、NaClO等。答案：(1)①Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3②FeO＋4H＋===Fe3＋＋2H2O、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(2)①加入少量稀鹽酸，有無色氣體產(chǎn)生②2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋、Fe2＋＋SO===FeSO3(文字描述也可)(3)1mL1.0mol·L－1FeCl3溶液與3mL濃度小于6.0mol·L－1的NaOH溶液混合(4)Na2O2 9．FeCl2是一種常用的還原劑。有關(guān)數(shù)據(jù)如下：C6H5Cl(氯苯)C6H4Cl2FeCl3FeCl2溶解性不溶于水，易溶于苯不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯，易吸水熔點(diǎn)/℃－4553－－沸點(diǎn)/℃132173－－查閱資料知：氯化鐵遇水劇烈水解。實(shí)驗(yàn)室可以用如下方法來制備無水FeCl2。按下圖裝置，在三頸燒瓶中放入ag無水氯化鐵和過量的氯苯，控制反應(yīng)溫度在128～139℃加熱3h，冷卻，分離提純得到粗產(chǎn)品。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl3＋C6H5Cl===2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl。請回答下列問題：(1)儀器B的名稱是________________，盛裝的試劑是__________________。(2)球形冷凝管的作用是_______________________________________________。(3)反應(yīng)后通入N2的目的是___________________________________________。(4)上圖虛線框內(nèi)應(yīng)選擇的安全瓶(盛有蒸餾水)是______。(5)用xmol·L－1NaOH溶液滴定安全瓶中鹽酸，消耗ymLNaOH溶液，則氯化鐵轉(zhuǎn)化率為______________________________________________________________________________________________(列出計(jì)算式)。(6)冷卻實(shí)驗(yàn)裝置，三頸燒瓶內(nèi)物質(zhì)經(jīng)過過濾、洗滌、干燥后，得到粗產(chǎn)品，則回收濾液中C6H5Cl的方案是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)已知25℃時(shí)，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，此溫度下若在實(shí)驗(yàn)室中配制5mol·L－1100mLFeCl3溶液，為使配制過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則至少需要加入______mL1mol·L－1的鹽酸(總體積忽略加入鹽酸的體積)。解析：(1)根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可判斷B為球形干燥管。干燥HCl氣體所選干燥劑一般是 無水CaCl2、P2O5、硅膠等。(2)冷凝管在此實(shí)驗(yàn)中的作用是冷凝回流、導(dǎo)氣。(3)反應(yīng)后通入N2的目的是將HCl氣體吹入C裝置中，使其被充分吸收，減少實(shí)驗(yàn)誤差。(4)吸收HCl氣體，應(yīng)短進(jìn)長出，故選c。(5)通過滴定實(shí)驗(yàn)可得反應(yīng)生成的HCl的物質(zhì)的量為xy×10－3mol，由反應(yīng)的化學(xué)方程式2FeCl3＋C6H5Cl===2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl可知消耗的氯化鐵的質(zhì)量為xy×10－3mol×2×162.5g·mol－1，則其轉(zhuǎn)化率為×100%。(6)根據(jù)題目中的表格數(shù)據(jù)可知，C6H4Cl2的沸點(diǎn)為173℃，C6H5Cl的沸點(diǎn)為132℃，回收C6H4Cl2中C6H5Cl的措施是蒸餾，并且控制溫度為132℃。(7)若不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，則c(Fe3＋)×c3(OH－)≤Ksp[Fe(OH)3]，代入有關(guān)數(shù)據(jù)后可求出c(OH－)≤2×10－13mol·L－1，c(H＋)≥0.05mol·L－1，故至少要加入5.0mL1mol·L－1的鹽酸。答案：(1)球形干燥管　無水CaCl2(寫“P2O5、硅膠”均可)(2)冷凝回流、導(dǎo)氣(3)將HCl氣體吹入C裝置中，使其被充分吸收(4)c(5)×100%(6)蒸餾濾液，并收集132℃餾分(7)5.0