2020年人教版高三化学微专题突破训练金属铁、铜及其化合物突破训练（四）含解析

天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 金属铁、铜及其化合物 突破训练（四） 1．《本草纲目》中记载“慈石治肾家诸病，而通耳明目。慈石，色轻紫，石上皲 涩，可吸连针铁，俗谓之熁铁石”。“慈石”的主要成分是(　　) A．铁　　　　　　　 B．氧化铜 C．氧化铁 D．四氧化三铁 解析：选 D　磁石，古代炼丹常用的矿物原料，又称作“慈石”，即四氧化 三铁(Fe3O4)。 2．如图两圆相交部分 A、B、C、D 分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的 离子方程式书写不正确的是(　　) A．Fe＋4H＋＋NO－3 ===Fe3＋＋NO↑＋2H2O B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO－3 ===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O 解析：选 B　Fe3O4 与 HNO3 反应生成 Fe3＋，正确的离子方程式为 3Fe3O4＋28H ＋＋NO－3 ===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。 3．下列试剂中，不能使 Fe2＋转化为 Fe3＋的是(　　) ①氯气　②NaCl 溶液　③KMnO4 溶液　④稀 HNO3　⑤盐酸　⑥NaNO3 溶液 A．①②③　　　　　　　 B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥ 解析：选 D　Cl2、KMnO4、稀 HNO3 都具有强氧化性，能将 Fe2＋氧化成 Fe3＋， 而 NaCl 溶液、盐酸、NaNO3 溶液不能将 Fe2＋氧化成 Fe3＋。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 4．要证明某溶液中不含 Fe3＋而可能含有 Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序 为(　　) ①加入足量氯水　②加入足量酸性 KMnO4 溶液 ③加入少量 NH4SCN 溶液 A．①③　　　　　　　　 B．③② C．③① D．①②③ 解析：选 C　用 NH4SCN 检验 Fe3＋是否存在，用氯水将 Fe2＋转化为 Fe3＋进行 检验 Fe2＋的存在。 5．(2019·九江模拟)下列离子的检验方法合理的是(　　) A．向某溶液中滴入 KSCN 溶液呈红色，说明不含 Fe2＋ B．向某溶液中通入 Cl2，然后再加入 KSCN 溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2 ＋ C．向某溶液中加入 NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe3＋ D．向某溶液中加入 NaOH 溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色， 说明该溶液中只含有 Fe2＋，不含有 Mg2＋ 解析：选 C　A 项，KSCN 溶液不能直接检验 Fe2＋的存在，Fe2＋是否存在不确 定，检验方法不合理；B 项，Fe3＋干扰 Fe2＋的检验，若原溶液中含有 Fe3＋且不 含 Fe2＋，也会产生相同现象，检验方法不合理；C 项，Fe3＋与 OH－生成红褐色的 Fe(OH)3 沉淀，检验方法合理；D 项，Mg(OH)2 为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩盖， 无法确定原溶液中是否含有 Mg2＋，检验方法不合理。 6．在 Fe2(SO4)3 溶液中，加入 a g 铜，完全溶解后，再加 b g 铁，充分反应后得 到 c g 残余固体，且 a>c，下列说法正确的是(　　) A．残余固体是铜和铁 B．最后得到的溶液中一定含有 Cu2＋ C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生 D．最后得到的溶液中可能含有 Fe3＋ 解析：选 B　因为 a>c，说明 b g 铁完全反应，溶液中含 Cu2＋、Fe2＋，不含 Fe3＋，B 正确。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 7．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(　　) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铜绿的主要成分是碱式 碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面 的铜绿 Ⅰ对；Ⅱ对；无 B 铜表面易形成致密的氧 化膜 铜制容器可以盛放浓硫 酸 Ⅰ对；Ⅱ对；有 C 向硫酸铜溶液中通入氨 气，有蓝色沉淀产生，过 滤后灼烧滤渣，最后变成 黑色固体 把铜丝放在酒精灯火焰 上灼烧，铜丝表面变黑 Ⅰ对；Ⅱ对；有 D 蓝色硫酸铜晶体受热转 化为白色硫酸铜粉末是 物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳 池的消毒剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无 解析：选 D　稀盐酸可以与碱式碳酸铜(铜绿的主要成分)反应，而且稀盐酸 不与 Cu 反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A 错误； 铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能 用铜制容器盛放浓硫酸，B 错误；硫酸铜与氨水反应生成 Cu(OH)2，Cu(OH)2 受热 分解生成黑色 CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C 错误；蓝色硫酸铜晶体 受热转化为白色硫酸铜粉末，属于化学变化，CuSO4 可用作消毒剂，但与前者没 有因果关系，D 正确。 8．部分氧化的铁铜合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g，经如下处理： 下列说法正确的是(　　) A．滤液 A 中的阳离子为 Fe3＋、Fe2＋、H＋ B．样品中 Fe 元素的质量为 2.24 g C．样品中 CuO 的质量为 4.0 g D．V＝896天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 解析：选 B　硫酸足量，只有金属 Cu 不与 H2SO4 反应，所以滤渣 3.2 g 为金 属铜，物质的量为 0.05 mol，因滤液 A 中不含 Cu2＋，故合金样品中总共含有铜 原子 0.05 mol，滤液 A 中加入足量 NaOH 溶液，所得滤渣灼烧得到的固体 3.2 g 为 Fe2O3。生成的滤渣 3.2 g 是铜，金属铜可以和 Fe3＋反应，所以滤液 A 中一定 不含 Fe3＋，则滤液 A 中含有的阳离子为 Fe2＋、H＋，A 错误；Fe 的物质的量为 3.2 g 160 g·mol－1×2＝0.04 mol，其质量为 0.04 mol×56 g·mol－1＝2.24 g，B 正确；根据 B 项分析可知铁元素质量为 2.24 g，而合金样品质量为 5.76 g，所 以 CuO 的质量不超过 5.76 g－2.24 g＝3.52 g，C 错误；最后滤液 A 中溶质为过 量 H2SO4 和 FeSO4，而铁原子的物质的量为 0.04 mol，说明参加反应的硫酸的物 质的量为 0.04 mol，含 H＋0.08 mol，其中部分 H＋生成氢气，另外的 H＋和合金 中 的 氧 原 子 结 合 成 水 ， 由 于 合 金 中 氧 原 子 的 物 质 的 量 为 5.76 g－3.2 g－2.24 g 16 g·mol－1 ＝0.02 mol，全部转化为 H2O 需消耗 H＋0.04 mol， 所以硫酸中生成 H2 的 H＋的物质的量为 0.08 mol－0.04 mol＝0.04 mol，即生成 0.02 mol H2，标准状况下体积为 448 mL，D 错误。 9．向下列物质分别与少量氯水反应所得的溶液中滴入 KSCN 溶液，不一定显红色 的是(　　) A．氧化铁　　　　　　　　 B．铜铁合金 C．Fe(OH)3 D．FeCl2 解析：Fe2O3 与氯水中的 H＋发生反应生成 Fe3＋，A 错误；铜铁合金中的铜能 与反应生成的 Fe3＋发生反应生成 Fe2＋，不一定存在 Fe3＋，B 正确；Fe(OH)3 与氯 水中的 H＋反应生成 Fe3＋，C 错误；氯水中的 Cl2 能将 Fe2＋氧化成 Fe3＋，D 错误。 10．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　) A．Fe3O4 为红棕色晶体 B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe2O3 和 H2 C．除去 FeCl3 溶液中的 FeCl2 杂质可以向溶液中通入氯气 D．Fe3＋与 KSCN 试剂产生红色沉淀天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 解析：Fe3O4 是黑色晶体，A 错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe3O4 和 H2，B 错误；除去 FeCl3 溶液中的 FeCl2 杂质可以向溶液中通入氯气，发生的 反应为 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，C 正确；Fe3＋与 KSCN 作用溶液呈红色，但 不是沉淀，D 错误。 11．用毛笔蘸取少量 30% FeCl3 溶液在铜片上写一个“Cu”字，放置片刻，用少 量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中，下列说法正确的是(　　) A．烧杯中的溶液呈黄色 B．铜片无任何变化 C．铜片上有凹陷的“Cu”字 D．发生了反应：Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋Fe2＋ 解析：FeCl3 与 Cu 发生反应：2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，故烧杯中的溶 液为 CuCl2 和 FeCl2，溶液的颜色不是黄色，铜片上有凹陷的“Cu”字，D 项离子 方程式两边电荷不守恒，应为 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 12．在含有 FeCl3 和 BaCl2 的酸性溶液中，通入足量的 SO2 后有白色沉淀生成， 过滤后，向溶液中滴加 KSCN 溶液，无明显现象，下列叙述不正确的是(　　) A．白色沉淀不含 BaSO3 B．溶液的酸性减弱 C．白色沉淀是 BaSO4 D．FeCl3 全部被还原为 FeCl2 解析：在 FeCl3 和 BaCl2 的酸性溶液中，通入足量的 SO2 后，发生反应为 2Fe3 ＋＋SO2＋Ba2＋＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋BaSO4↓，过滤后，向溶液中滴加 KSCN 溶 液，溶液无明显现象，说明溶液中不存在铁离子。反应后溶液中存在大量 HCl， 所以沉淀中不可能含有 BaSO3，A 正确；根据以上分析知，反应生成了 H＋，所以 溶液的酸性增强，B 错误；氯化铁和二氧化硫反应生成的硫酸根离子与钡离子反 应生成 BaSO4 沉淀，C 正确；通过以上分析知，溶液中氯化铁完全被还原生成氯 化亚铁，D 正确。 13．在 FeCl3、CuCl2 混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 下列说法中正确的是(　　) A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2＋，一定不含 Cu2＋ B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2＋，可能含 Cu2 ＋和 Fe3＋ C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是 Fe3＋和 Fe2＋，一 定不含 Cu2＋ D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2＋，一定 不含 Cu2＋和 Fe3＋ 解析：若滤出的固体为 Cu，则溶液中一定含有 Fe2＋，可能含有 Cu2＋，但一 定不含 Fe3＋，原因是 Fe3＋与 Cu 不共存，能发生氧化还原反应。选项 A、B、C 均 错误；若滤出的固体为 Fe 和 Cu，则溶液中一定含有 Fe2＋，一定不含 Cu2＋和 Fe3 ＋，原因是 Fe 能与 Cu2＋、Fe3＋发生氧化还原反应。 14．某溶液中含有 Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋、Al3＋等 4 种离子，若向其中加入过量的 NaOH 溶液，微热并搅拌，再加过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是(　　) A．Cu2＋ B．Mg2＋ C．Fe2＋ D．Al3＋ 解析：Fe2＋与 OH－作用生成 Fe(OH)2，微热搅拌条件下与空气接触，Fe(OH)2 会被氧化成 Fe(OH)3，再加入过量盐酸，最终会生成 Fe3＋。 15．下列事实不能证明 Fe3＋有氧化性的是(　　) A．电子工业上用 FeCl3 溶液腐蚀电路板上的铜 B．FeCl3 溶液滴在淀粉 KI 试纸上，试纸变为蓝色 C．将 KSCN 溶液加入 FeCl3 溶液中，溶液变为血红色 D．将 H2S 气体通入 FeCl3 溶液中，产生淡黄色沉淀 解析：A 项中 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋；B 项中 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2； D 项中 H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋，只有 C 项中 Fe3＋在反应中化合价未发 生改变，不具有氧化性，选 C 项。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 16.某溶液含有 K＋、Fe3＋、SO2－4 、CO2－3 、I－中的几种。取样，滴加 KSCN 溶液后 显血红色。下列有关原溶液的说法不正确的是(　　) A．一定存在的离子为 Fe3＋、SO2－4 B．一定不存在的离子为 CO2－3 、I－ C．不能确定的离子为 K＋、SO2－4 D．确定是否含有 K＋需要经过焰色反应 解析：滴加 KSCN 溶液后显血红色，说明原溶液中一定含有 Fe3＋，Fe3＋与 CO 2－3 能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，Fe3＋与 I－能发生氧化还原反应 而不能大量共存，故原溶液中一定不含 CO2－3 、I－，根据溶液呈电中性可知，原 溶液中一定含 SO2－4 ，而 K＋需要经过焰色反应才能确定其是否存在，A、B、D 项 正确，C 项错误。 17．8.34 gFeSO4·7H2O 样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲 线)如下图所示，下列说法正确的是(　　) A．温度为 78℃时固体物质 M 的化学式为 FeSO4·5H2O B．温度为 159℃时固体物质 N 的化学式为 FeSO4·3H2O C．在隔绝空气条件下，N 得到 P 的化学方程式为 FeSO4 ===== 温度 FeO＋SO3↑ D．取适量 380 ℃时所得的样品 P，隔绝空气加热至 650 ℃，得到一种固体 物质 Q，同时有两种无色气体生成，Q 的化学式为 Fe2O3 解析：依据图象分析 8.34 g FeSO4·7H2O 样品物质的量为 8.34 g÷278 g/mol ＝0.03 mol，在 78℃时固体质量变为 6.72 g，FeSO4·7H2O 加热失去结晶水，质 量减小，设失去结晶水 x 个，则天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ FeSO4·7H2O ===== 高温 FeSO4·(7－x)H2O＋xH2O 0.03 mol 0.03x mol 依据加热分解减少的质量列式：0.03 xmol×18 g/mol＝8.34 g－6.72 g＝ 1.62 g，解得 x＝3。所以加热到 78℃时固体为 FeSO4·4H2O，A 错误；根据相同 的计算方法可以得到固体物质 N 的化学式为 FeSO4·H2O，B 错误；经过计算可知 在 P 点时，固体物质为 FeSO4，则 N 得到 P 的化学方程式为 FeSO4·H2O ===== 高温 FeSO4＋H2O，C 错误；380 ℃时所得的样品 P 为硫酸亚铁，假设 Q 的化学式为 Fe2O3，根据铁元素守恒可得 Fe2O3 的物质的量为 0.015 mol，质量为 2.40 g，与 图象中的 Q 的质量恰好相同，同时有两种无色气体生成，判断为 SO2、SO3，D 正 确。 18.(1)下列各图示中，能较长时间观察到 Fe(OH)2 白色沉淀的是________。 (2)用下列方法可制得白色的 Fe(OH)2 沉淀：用不含 Fe3＋的 FeSO4 溶液与用 不含 O2 的蒸馏水配制的 NaOH 溶液反应制备。 ①用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO4 溶液时还需加入________。 ②除去蒸馏水中溶解的 O2 常采用________的方法。 ③生成白色 Fe(OH)2 沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2 的 NaOH 溶液，插入 FeSO4 溶 液 液 面 下 ， 再 挤 出 NaOH 溶 液 。 这 样 操 作 的 理 由 是 _________________________________ _________________________________________________________________ _______。 [解析]　(1)因为 Fe(OH)2 在空气中容易被氧化为红褐色的 Fe(OH)3，因此要天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 较长时间看到 Fe(OH)2 白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理相 同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的 Fe(OH)2 处在氢气的保护中；③ 的原理为铁作阳极产生 Fe2＋，与电解水产生的 OH－结合生成 Fe(OH)2，且液面用 汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中 的氧气，能迅速将 Fe(OH)2 氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。 (2)①Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空气中的 O2 氧化， 要加 Fe 粉防止 Fe2＋被氧化。②气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的 水中溶解的 O2 较少。 [答案]　(1)①②③⑤　(2)①稀硫酸、铁屑　②煮沸　③避免生成的 Fe(OH)2 沉淀接触 O2 19.绿矾被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程 如图所示，根据题意回答下列问题： 方法一：利用黄铜矿粉(主要成分为 CuFeS2)制取绿矾 (1)试剂 a 和试剂 b 分别是________________，操作 1 的名称是________。 (2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将 CuFeS2 氧化成硫酸盐，写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 ： ________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___。 方法二：利用工业废铁屑制取绿矾 (3)加入适量 Na2CO3 溶液的作用是____________。 (4) 操 作 Ⅰ 需 要 用 到 的 玻 璃 仪 器 名 称 有 ____________________________________。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ (5) 通 过 检 验 CO 2－3 来 判 断 操 作 Ⅰ 是 否 洗 涤 干 净 ， 检 验 的 方 法 是 ______________________ _________________________________________________________________ _______。 [ 解 析 ] 　 (1) 由 流 程 图 可 知 滤 渣 2 为 Fe(OH)3 ， 而 目 标 产 物 为 绿 矾 (FeSO4·7H2O)，所以试剂 a 为稀 H2SO4，起溶解作用，b 为铁粉，起还原作用； 由流程图可知操作 1 为过滤，其作用为除去过量的铁粉。(2)由题意可知，在细 菌的作用下，氧气氧化黄铜矿的反应方程式为 4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4===4CuSO4 ＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)CO 2－3 水解时使溶液呈碱性，可以除去油污。(4)因为操 作Ⅰ为过滤与洗涤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。 [答案]　(1)稀 H2SO4、铁粉　过滤 (2)4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O　(3)除去油污　(4) 烧杯、玻璃棒、漏斗　(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴加 BaCl2 溶液， 若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，则未洗涤干净 20．绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑 (含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法： 查询资料，得有关物质的数据如下表： 25 ℃时 饱和 H2S 溶液 SnS 沉淀完全 FeS 开始沉淀 FeS 沉淀完全 pH 3.9 1.6 3.0 5.5 (1)检验制得的绿矾晶体中是否含有 Fe3＋，最好选用的试剂为________。 A．KSCN 溶液　 B．NaOH 溶液　　C．KMnO4 溶液 (2)操作Ⅱ中，通入硫化氢至饱和的目的是(写两点)________________、 ________________。 (3)操作Ⅳ的顺序依次为________、冷却结晶、过滤。 (4)测定绿矾产品中 Fe2＋含量的方法是：天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ a．称取 3.72 g 绿矾产品，溶解，在 250 mL 容量瓶中定容； b．量取 25.00 mL 待测溶液于锥形瓶中； c．用硫酸酸化的 0.010 00 mol·L－1KMnO4 溶液滴定至终点，消耗 KMnO4 溶 液体积的平均值为 20.00 mL。 ①滴定时盛放 KMnO4 溶液的仪器为________(填仪器名称)。 ②计算上述样品中 FeSO4·7H2O 的质量分数为________。 ③上述测定中，若滴定管规格为 50 mL，则步骤 a 中称取样品的质量不能超 过______g。(保留 4 位小数) 解析：(1)检验所得绿矾晶体中是否含有 Fe3＋的实验操作是利用三价铁离子 检验方法：Fe3＋和 SCN－会反应生成红色的 Fe(SCN)3，从而证明了 Fe3＋的存在。 (2)通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以将 Fe3＋还原为 Fe2 ＋。H2S 在溶液中饱和，可以增大溶液中的 S2－浓度，尽量保证将 Sn2＋转化为 SnS 沉淀，以便于过滤除去 Sn 杂质。(3)溶液中得到晶体，需要对溶液进行加热蒸发 浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥等，所以操作Ⅳ的顺序依次为：蒸发浓缩、 冷却结晶、过滤。(4)①高锰酸钾溶液具有强氧化性，所以会氧化碱式滴定管尖 嘴处的橡胶管，所以滴定时盛放 KMnO4 溶液的仪器为酸式滴定管。②用硫酸酸化 的 0.010 00 mol·L－1KMnO4 溶液滴定至终点，消耗 KMnO4 溶液体积的平均值为 20.00 mL，则根据方程式：5Fe2＋＋MnO4＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 得到：n(Fe2 ＋)＝0.010 00 mol·L－1×0.020 0 L×5＝0.001 mol。所以 250 mL 溶液中有 n(Fe2 ＋)＝0.01 mol。则 FeSO4·7H2O 物质的量也是 0.01 mol，质量为 0.01 mol×278 g·mol－1＝2.78 g，质量分数为：2.78 g÷3.72 g＝278 372＝74.73%＝75%。③若滴 定管规格为 50 mL，则最多能量出 50 mL 的高锰酸钾溶液，根据方程式：5Fe2＋＋ MnO－4 ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 得到最多反应的 n(Fe2＋)＝0.010 00 mol·L－ 1×0.050 0 L×5＝0.002 5 mol，所以 250 mL 溶液中有 n(Fe2＋)＝0.025 mol， 则 FeSO4·7H2O 物质的量最多是 0.025 mol，质量为 0.025 mol×278 g·mol－1＝ 6.95 g，因为样品中 FeSO4·7H2O 的质量分数为278 372，所以样品质量为 6.95 g÷278 372 ＝9.3 g，题目要求保留 4 位小数，所以为 9.300 0 g。 答案：(1)A　(2)除去溶液中的 Sn 2＋　将 Fe3＋还原成 Fe2＋　(3)蒸发浓缩　天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ (4)①酸式滴定管　②75%　③9.300 0 21.炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素，其含量依次减少。对 这些元素进行提取分离能减少环境污染，同时制得 ZnSO4·7H2O 实现资源的再利 用。其流程图如下。已知 FeAsO4 难溶于水；ZnSO4·7H2O 易溶于水，难溶于酒精。 金属离子 Fe3＋ Zn2＋ Mn2＋ Cu2＋ Cd2＋ 开始沉淀 pH 2.7 6.5 7.7 5.2 6.9 沉淀完全 pH 3.2 8.0 9.8 6.4 9.4 请回答下列问题： (1) 提 高 浸 出 率 可 以 采 用 的 方 法 是 ( 写 出 其 中 一 点 即 可)_________________________。 (2)滤液Ⅰ中有少量的 AsO3－3 ，若不除去，则 AsO 3－3 与 Cd 反应会产生一种有 毒氢化物气体，该气体的分子式为______。向滤液Ⅰ中逐滴滴入酸性 KMnO4 溶液 可与 AsO 3－3 反应生成 FeAsO4，完成该反应的离子方程式： ___Fe2 ＋ ＋ ___AsO3－3 ＋ ___MnO－4 ＋ ____ ===____Mn2 ＋ ＋ ____FeAsO4 ↓ ＋ ____ ， 判 断 该 滴 定 终 点 的 现 象 是 _________________________________________________。 (3)流程中②调节 pH 时可以选用的试剂为__________，滤渣Ⅱ的主要成分为 __________。 (4)常温下 Zn(OH)2 的溶度积 Ksp＝________。 (5) 制 得 的 ZnSO4 · 7H2O 需 洗 涤 ， 洗 涤 晶 体 时 应 选 用 试 剂 为 ____________________。 [解析]　(4)当 Zn 2＋ 沉淀完全时溶液中 c(Zn2＋ )≤10 －5 mol·L－1 ，则 Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)·c2(OH－)＝10－5×(10－6)2＝10－17。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ [答案]　(1)适当增大硫酸浓度、升高溶液温度、搅拌、将铜镉渣磨碎成小 颗粒等(合理答案均可) (2)AsH3　5Fe2＋ ＋5AsO3－3 ＋3MnO－4 ＋14H ＋===3Mn2＋ ＋5FeAsO4↓＋7H2O　滴 最后一滴 KMnO4，溶液变为粉红色且半分钟内不恢复为原色，则反应滴定到终点 (3)ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2 等合理答案均可　 FeAsO4、Fe(OH)3 (4)10－17　(5)乙醇(或饱和硫酸锌溶液) 22.某班同学用如下实验探究 Fe2＋、Fe3＋的性质。 回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成 0.1 mol·L－1 的溶液。 在 FeCl2 溶 液 中 需 加 入 少 量 铁 屑 ， 其 目 的 是 ________________________________________________。 (2)甲组同学取 2 mL FeCl2 溶液，加入几滴氯水，再加入 1 滴 KSCN 溶液， 溶液变红，说明 Cl2 可将 Fe2＋ 氧化。FeCl2 溶液与氯水反应的离子方程式为 ______________________。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在 2 mL FeCl2 溶液中先加 入 0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，煤 油的作用是________________________。 (4)丙组同学取 10 mL 0.1 mol·L－1 KI 溶液，加入 6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3 溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于 3 支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入 1 mL CCl4 充分振荡、静置，CCl4 层显紫色； ②第二支试管中加入 1 滴 K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在 I－过量 的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应 为________。 (5)丁组同学向盛有 H2O2 溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2 溶液，溶液变 成棕黄色，发生反应的离子方程式为________________________________；一段 时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 是 ________________ ； 生 成 沉 淀 的 原 因 是 _____________________________________________________________________ ___ (用平衡移动原理解释)。 [解析]　(1)Fe 2＋具有很强的还原性，易被空气中的 O2 氧化为 Fe3＋，在 FeCl2 溶液中加入少量铁屑，可防止 Fe2＋被氧化。 (2)Fe2＋被氧化为 Fe3＋，Cl2 被还原为 Cl－，反应的离子方程式为 2Fe2＋＋ Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 (3)O2 难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除 O2 对实验的影响。 (4)KI 溶液与 FeCl3 溶液反应的离子方程式为 2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。 K3[Fe(CN)6]是检验 Fe2＋的试剂。实验③溶液变红，说明溶液中仍存在 Fe3＋，由 此可说明该氧化还原反应为可逆反应。 (5)酸化的 FeCl2 溶液与 H2O2 反应，Fe2＋被氧化为 Fe3＋，H2O2 被还原为 H2O， 反应的离子方程式为 H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋对 H2O2 的分解起催 化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2H2O2 =====Fe3＋ 2H2O＋O2↑，故溶液中产 生气泡。由于 H2O2 分解反应放热，促使 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋平衡右移， 最终出现 Fe(OH)3 红褐色沉淀。 [答案]　(1)防止 Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应 (5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化 H2O2 分解产生 O2　H2O2 分解反应放热，促进 Fe3＋的水解平衡正向 移动