9铁、铜及其化合物本部分内容主要考查铁及其化合物的性质，Fe2+和Fe3+的性质、转化关系及检验，根据Fe(OH)3的焰色进行推断，Fe(OH)2的制备，同时铁三角之间的相互转化也是考查的重点，常涉及到氧化还原反应方面的知识。1．【2022新课标1卷】NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）A．16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NAB．22.4L（标准状况）氨气含有的质子数为18NAC．92.0g甘油（丙三醇）中含有羟基数为1.0NAD．1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA2．【2022新课标2卷】NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）A．常温常压下，124gP4中所含P—P键数目为4NAB．100mL1mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NAC．标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NAD．密闭容器中，2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA3．【2022江苏卷】下列有关物质性质的叙述一定不正确的是（）A．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色B．KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体C．NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3D．Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl24.【2022江苏卷】下列指定反应的离子方程式正确的是（）A．饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应：CO+CaSO4CaCO3+SOB．酸化NaIO3和NaI的混合溶液：I−+IO+6H+===I2+3H2OC．KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应：3ClO−+2Fe(OH)3===2FeO+3Cl−+4H++H2OD．电解饱和食盐水：2Cl−+2H+Cl2↑+H2↑5．【2022天津卷】由下列实验及现象推出的相应结论正确的是（）实验现象结论A．某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀原溶液中有Fe2+，无Fe3+9\nB．向C6H5ONa溶液中通入CO2溶液变浑浊酸性：H2CO3>C6H5OHC．向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液生成黑色沉淀Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)D．①某溶液中加入Ba(NO3)2溶液②再加足量盐酸①产生白色沉淀②仍有白色沉淀原溶液中有SO9\n1．【2022哈尔滨三中一模】下列说法中，正确的是（）A．铁是人类在生产、生活中最早使用的金属
B．金、银、铜是应用最广泛的金属材料
C．钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔
D．铜是导电性、导热性最好的有色金属2．【2022抚顺市二中二模】下列反应中，反应后固体物质增重的是（）A．氢气通过灼热的CuO粉末B．二氧化碳通过Na2O2粉末C．铝与Fe2O3发生铝热反应D．将锌粒投入Cu(NO3)2溶液3．【2022辽宁八校联考】下列指定反应的离子方程式正确的是（）A．Cu溶于稀HNO3：Cu＋2H+＋NO===Cu2+＋NO2↑＋H2OB．(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2：Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓C．用CH3COOH溶解CaCO3：CaCO3＋2H+===Ca2+＋H2O＋CO2↑D．向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3：CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO4．【2022天津七中一模】下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是（）A．该溶液中，K+、Fe2+、C6H5OH、Br－可以大量共存B．和KI溶液反应的离子方程式：Fe3+＋2I－===Fe2+＋I2C．和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe3+＋SO＋Ba2+＋3OH－===Fe(OH)3↓＋BaSO4↓D．1L0.1mol·L－1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2gFe5．【2022厦门八校联考】已知酸性条件下有如下反应：2Cu+===Cu2+＋Cu↓。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸弄硝酸实验现象有红色固体剩余、溶液变为蓝色产生无色气体产生无色气体、溶液变为蓝色产生红棕色气体、溶液变为蓝色由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物（）A．是CuB．是Cu2OC．一定有Cu，一定有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu9\n6．【2022福州一中二模】球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下：下列说法不正确的是（）A．固体2是氧化铁B．X的化学式可以表示为Fe3C2C．溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0g固体D．X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成7．【2022福州八校联考】向10.4gFe3O4、Fe2O3、Cu的混合物中加入1mol·L-1的硫酸溶液140mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe3+，若用过量的H2在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为（）
A．1.12gB．3.24gC．2.24gD．6.42g8．【2022武汉三中二模】向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析错误的是（）A．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3+===3Fe2+，BC段产生H2B．A点溶液中的溶质为Fe(NO3)3和H2SO4C．原混合酸中NO物质的量为0.2molD．原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为2mol·L－19．【2022湖北重点中学新起点考试】工业上回收利用某合金废料(主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属)的工艺流程如图所示:（1）金属M为。（2）加入H2O2的作用是(用离子方程式表示)，加入氨水的作用是9\n。（3）CoC2O4·2H2O高温焙烧的化学方程式为。（4）已知Li2CO3微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度的关系如表所示。温度/℃10306090浓度/(mol·L-1)0.210.170.140.10操作2中，蒸发浓缩后必须趁热过滤，其目的是。10．【2022哈尔滨八校联考】铁及其化合物有丰富多彩的化学性质。回答下列问题：（1）铁元素在周期表中的位置为第______周期第_____族。（2）FeCl3溶液可用于吸收尾气中的SO2，写出该反应的离子方程式：_______________________________。（3）某化学兴趣小组同学用如图装置，充分加热硫酸亚铁晶体(FeSO4·xH2O)至完全分解。①装置A中需持续通入N2，其目的是_______________________________________________。②充分反应一段时间后，小组同学观察到实验现象为：装置A中残留有红棕色固体，装置B中固体变蓝，C中溶液褪色，请写出FeSO4分解的化学方程式：____________________________________。③装置D中干燥管的作用为____________________________。④小组同学利用数字化实验仪器测定了不同温度时FeSO4·xH2O分解的质量变化情况，得到如图关系：实验结束后，装置B质量增加12.6g，结合上图数据，确定FeSO4·xH2O中的x＝________。9\n答案与解析一、考点透视1.【答案】B【解析】A.胶体是大分子的集合体；16.25g氯化铁的物质的量是16.25g÷162.5g·mol－1＝0.1mol，由于氢氧化铁胶体是分子的集合体，因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1NA，A错误；B.根据氩气的组成解答：标准状况下22.4L氩气的物质的量是1mol，氩气是一个Ar原子组成的单质，其中含有的质子数是18NA，B正确；C.根据丙三醇的结构分析；1分子丙三醇含有3个羟基，92.0g丙三醇的物质的量是1mol，其中含有羟基数是3NA，C错误；D.根据甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应的特点分析。甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃不止一种，因此生成的CH3Cl分子数小于1.0NA，D错误。答案选B。2.【答案】C【解析】A.根据白磷是正四面体结构分析；常温常压下，124gP4的物质的量是1mol，由于白磷是正四面体结构，含有6个P—P键，因此其中所含P—P键数目为6NA，A错误；B.根据铁离子水解分析；铁离子在溶液中水解，所以100mL1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA，B错误；C.根据甲烷和乙烯均含有4个氢原子分析；甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子，标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol，其中含氢原子数目为2NA，C正确；D.根据反应是可逆反应判断；反应2SO2+O22SO3是可逆反应，因此密闭容器中，2molSO2和1molO2催化反应后分子总数大于2NA，D错误。答案选C。3.【答案】A【解析】A项，FeCl2溶液中含Fe2+，NH4SCN用于检验Fe3+，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不会显红色，A项错误；B项，KAl(SO4)2·12H2O溶于水电离出的Al3+水解形成Al(OH)3胶体，离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+，B项正确；C项，实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2混合共热制NH3，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，C项正确；D项，Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2和FeCl2，反应的化学方程式为Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2，D项正确；答案选A。4.【答案】A【解析】A项，饱和Na2CO3溶液与CaSO4发生复分解反应生成更难溶于水的CaCO3，反应的离子方程式为CO+CaSO4CaCO3+SO，A项正确；B项，电荷不守恒，得失电子不守恒，正确的离子方程式为5I−+IO+6H+9\n===3I2+3H2O，B项错误；C项，在碱性溶液中不可能生成H+，正确的离子方程式为3ClO−+2F(OH)3+4OH−===3Cl−+2FeO+5H2O，C项错误；D项，电解饱和食盐水生成NaOH、H2和Cl2，电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl−+2H2OCl2↑+H2↑+2OH−，D项错误；答案选A。5.【答案】B【解析】A．某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中有Fe2+，但是无法证明是否有Fe3+。选项A错误。B．向C6H5ONa溶液中通入CO2，溶液变浑浊，说明生成了苯酚，根据强酸制弱酸的原则，得到碳酸的酸性强于苯酚。选B正确。C．向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液，虽然有ZnS不溶物，但是溶液中还有Na2S，加入硫酸铜溶液以后，Cu2+一定与溶液中的S2−反应得到黑色的CuS沉淀，不能证明发生了沉淀转化。选项C错误。D．向溶液中加入硝酸钡溶液，得到白色沉淀（有很多可能），再加入盐酸时，溶液中就会同时存在硝酸钡电离的硝酸根和盐酸电离的氢离子，溶液具有硝酸的强氧化性。如果上一步得到的是亚硫酸钡沉淀，此步就会被氧化为硫酸钡沉淀，依然不溶，则无法证明原溶液有硫酸根离子。选项D错误。二、考点突破1.【答案】C【解析】人类在生产、生活中最早使用的金属是铜而不是铁；应用最广泛的金属材料是黑色金属材料，即铁、锰、铬以及它们的合金，而不是金、银、铜等有色金属材料；金属钛因性能优良、蕴藏量大，被誉为“21世纪的金属”，应用前景广阔；银的导电性、导热性是金属中最好的，铜的导电性、导热性仅次于银。2.【答案】B【解析】A项，CuO被H2还原为Cu，固体质量减轻；B项，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O2变为Na2CO3，固体质量增加；C项，铝热反应前后固体总质量保持不变；D项，1molZn置换出1molCu，固体质量减轻，不符合题意。3.【答案】D【解析】Cu与稀HNO3反应的还原产物为NO，A错误；(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH反应时还会发生NH与OH－间的反应，B错误；CH3COOH是弱电解质，离子方程式中不能拆成离子形式。4.【答案】D【解析】Fe3+与苯酚发生反应，A错误；离子方程式中电子得失不守恒，电荷不守恒，B错误；没有遵循物料守恒原则，C错误；1L0.1mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液中含Fe3+为0.2mol，足量的Zn可将0.2molFe3+还原得到0.2mol的Fe，即质量为11.2g，D正确。5.【答案】D【解析】浓H2SO4(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4与Cu不反应，与Cu2O反应。9\n6.【答案】B【解析】X在空气中煅烧转化为CO2气体与铁的氧化物，再经盐酸、氯气处理后得到FeCl3溶液(溶液乙)，加热、蒸发时，FeCl3水解得到Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)3得到固体Fe2O3(固体2)，A正确；n(Fe2O3)＝＝0.15mol，n(Fe)＝0.3mol，m(Fe)＝16.8g，m(C)＝18.0g－16.8g＝1.2g，n(C)＝0.1mol，n(Fe)∶n(C)＝3∶1，X的化学式可以表示为Fe3C，B错误；溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中，Fe2+会被空气氧化为Fe3+，最后得到的固体也是Fe2O3，C正确；浓硝酸和铁碳化合物反应，碳元素被氧化成CO2，氮元素被还原为NO2，D正确。7.【答案】C【解析】Fe3O4、Fe2O3和Cu的混合物中加入硫酸溶液，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含Fe3+，溶液中溶质为CuSO4、FeSO4，硫酸中H元素与Fe3O4、Fe2O3中O元素结合生成水，由水的分子式H2O可知，故Fe3O4、Fe2O3中n(O)=n(H2SO4)=0.14L×1mol·L−1=0.14mol，若用过量的H2在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为氧化物中氧元素质量，所以固体减少的质量为0.14mol×16g·mol-1=2.24g；故选C。8.【答案】B【解析】分析图像中各线段所发生的反应：OA段：Fe＋NO＋4H+===Fe3+＋NO↑＋2H2O；AB段：Fe＋2Fe3+===3Fe2+；BC段：Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑。由此可知A正确；由OA段所发生的反应可知硝酸完全转化为NO，溶液中不存在NO，故A点溶质应该是Fe2(SO4)3和H2SO4，B错误；由OA段氧化还原反应的得失电子守恒可知，n(NO)＝n(Fe)＝＝0.2mol，C正确；三个阶段共消耗铁为22.4g，即＝0.4mol，C点溶质为FeSO4，由溶液中的电荷守恒可知n(SO)＝n(Fe2+)＝0.4mol，由反应前后SO的量不变可知原混合酸中硫酸的浓度为2mol·L－1，D正确。9.【答案】（1）Cu （2）2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 调节溶液的pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀 （3）4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3+8H2O+8CO2 （4）减少Li2CO3的溶解损失【解析】（1）合金废料中只有Cu与盐酸不反应,故金属M为Cu。（2）加入H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。根据工艺流程图可知，加入氨水的作用是调节溶液的pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。（3）CoC2O4·2H2O在足量空气中高温焙烧生成Co2O3、CO2、H2O，反应的化学方程式为4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3+8H2O+8CO2。（4）Li2CO3微溶于水，且由题表中数据可知，随温度升高，饱和溶液中Li2CO3的浓度减小，故操作2中，蒸发浓缩后必须趁热过滤的目的是减少Li2CO3的溶解损失。10.【答案】（1）四Ⅷ（2）2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO＋4H+9\n（3）①持续充入氮气，可排出装置中的空气，并将晶体分解的气体产物全部从A中排出②2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑③防止氢氧化钠溶液倒吸④7【解析】（1）铁的原子序数是26，位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。（2）SO2通入FeCl3溶液中，Fe3+被还原为Fe2+，SO2被氧化为SO，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒写出离子方程式：2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO＋4H+。（3）①装置A中需持续通入氮气的作用主要是排出装置中的空气及将装置A中生成的气体全部排出。②装置A中残留有红棕色固体，说明产物中有Fe2O3，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明还有SO2气体生成，根据氧化还原反应的规律可写出发生反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。④根据图像可知，最终生成的氧化铁质量是8g，装置B增重12.6g，说明生成水的质量为12.6g。根据化学式FeSO4·xH2O，可知Fe原子和H2O的个数比为1∶x，则∶＝1∶x，解得x＝7。9
