第2讲 铁、铜及其重要化合物-【金版教程】2026年高考化学一轮总复习首选用卷全书Word（区域A版 新版本）

第2讲　铁、铜及其重要化合物 考点1　铁及其重要化合物 1．铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁及其化合物的一些说法正确的是(　　) A．常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏贮运浓硫酸 B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3 C．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3 D．Fe3O4溶解于盐酸既有FeCl2又有FeCl3生成，故Fe3O4属于混合物 答案　C 解析　常温下铁在浓硫酸中钝化，钝化是化学变化，A错误；铁与碘化合生成FeI2，B错误；四氧化三铁是纯净物，D错误。 2. (2024·新课标卷)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是(　　) A．反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 答案　B 解析　酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，实验效果不好，B错误。 3．(2025·揭阳市同仁中学高三期中)高铁酸钾(K2FeO4)是一种氧化性较强的多功能水处理剂，工业上制备K2FeO4固体的工艺流程如下： 已知：NaCl、NaNO3在强碱中溶解度远小于Na2FeO4。 下列说法错误的是(　　) A．生成Na2FeO4的离子方程式为3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO＋5H2O＋3Cl－ B．混合物中的固体主要为NaCl与NaNO3 C．K2FeO4作多功能水处理剂的原理是与水反应产生的Fe(OH)3胶体有净水作用 D．最后一步操作是利用了相同条件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的原理 答案　C 解析　根据题给信息，该流程利用NaClO、NaOH、Fe(NO3)3共同反应制备Na2FeO4，同时生成NaCl、NaNO3，静置、沉降后，所得固体主要是NaCl、NaNO3，过滤后，滤液主要成分是Na2FeO4，加入KOH，使Na2FeO4转化成K2FeO4。K2FeO4作多功能水处理剂的原理是K2FeO4具有强氧化性，可以杀菌消毒，还可以氧化水中的有机废物。它的还原产物是铁离子，铁离子易水解，水解得到的氢氧化铁胶体，能够吸附杂质起到净水作用，C错误。 考点2　铜及其化合物 4．(2023·浙江1月选考)硫酸铜应用广泛，下列说法不正确的是(　　) A．Cu元素位于周期表p区 B．硫酸铜属于强电解质 C．硫酸铜溶液呈酸性 D．硫酸铜能使蛋白质变性 答案　A 5．中国古代涉及的“铜”文化丰富多彩。下列说法错误的是(　　) A．“青铜器时期”早于“铁器时期”的原因之一是铜比铁稳定 B．诗句“庐山山南刷铜绿”中的“铜绿”借指的是Cu2(OH)2CO3的颜色 C．铸造铜钱用的材料黄铜是单质铜 D．“石胆化铁为铜”中涉及金属键的断裂 答案　C 解析　黄铜是铜锌合金，C不正确。 6．下列有关铜的化合物说法正确的是(　　) A．根据铁比铜金属性强，在实际应用中可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板 B．CuSO4溶液与H2S溶液反应的离子方程式为Cu2＋＋S2－===CuS↓ C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O D．Cu2O溶于稀硫酸反应的离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O 答案　D 7．(2024·山东卷改编)钧瓷是宋代五大名瓷之一，其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质，取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管，进行如下实验。下列说法错误的是(　　) 实验操作及现象 试管甲 滴加过量0.3 mol·L－1 HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色；倾掉溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐渐消失 试管乙 滴加过量6 mol·L－1氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解，溶液颜色为无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色 A.试管甲中新生成的沉淀为金属Cu B．试管甲中沉淀的变化体现了HNO3的氧化性与酸性 C．试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物 D．上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物 答案　D 解析　Cu2O中滴加过量0.3 mol·L－1 HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色，说明Cu2O转化成Cu2＋，Cu元素的化合价由＋1价升至＋2价，根据氧化还原反应的特点知，Cu元素的化合价还有由＋1价降至0价的，新生成的沉淀为金属Cu，A正确；Cu2O与0.3 mol·L－1 HNO3发生的反应为Cu2O＋2HNO3===Cu(NO3)2＋Cu＋H2O，该过程中HNO3表现酸性，后滴加浓硝酸发生的反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，该过程中HNO3体现了氧化性和酸性，B正确；Cu2O中滴加过量6 mol·L－1氨水充分振荡，沉淀逐渐溶解得到无色溶液，静置一段时间无色溶液变为深蓝色，说明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物易被空气中的O2氧化成深蓝色[Cu(NH3)4]2＋，C正确；既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物为两性氧化物，Cu2O溶于6 mol·L－1氨水形成的是配合物，Cu2O不属于两性氧化物，D错误。 8．(2025·广西高考适应性测试)某实验小组用过量FeCl3溶液处理覆铜板得到浸出液，并对其中的物质进行回收，流程如下。下列有关说法正确的是(　　) A．浸出液呈中性 B．滤渣只有铜粉 C．用KSCN溶液检验是否“氧化”完全 D．溶液a回收后可用于处理覆铜板 答案　D 解析　从浸出液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中进行物质回收，由流程可知，先加入过量的Fe，与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜，滤渣中含Fe、Cu，加氯气氧化FeCl2产生FeCl3。浸出液含有Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋，水解使得溶液呈酸性，故A错误；据分析可知，滤渣中含Fe、Cu，故B错误；氯气氧化FeCl2产生FeCl3，因为FeCl3为产物，只要反应开始就能使KSCN溶液变红，无法检验是否“氧化”完全，故C错误；溶液a为FeCl3溶液，可用于处理覆铜板，故D正确。 9．(2025·佛山市高三教学质量检测)部分含Fe或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　) A．c为黑色固体 B．a与Cl2反应只生成d C．g与h均含有σ键 D．可存在a→c→d→h的转化 答案　B 解析　c为FeO或CuO，均为黑色固体；Cu与Cl2发生反应生成CuCl2、Fe与Cl2发生反应生成FeCl3；g与h为配合物，其中的配位键属于σ键；Cu和氧气反应生成CuO，CuO和硫酸反应生成CuSO4，CuSO4和过量氨水反应生成[Cu(NH3)4 ]SO4，该转化能实现。 10．(2024·江苏卷节选)回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。 (1)钕铁硼在空气中焙烧转化为Nd2O3、Fe2O3等(忽略硼的化合物)，用0.4 mol·L－1盐酸酸浸后过滤得到NdCl3溶液和含铁滤渣。Nd、Fe浸出率随浸取时间变化如图所示。 ①含铁滤渣的主要成分为________(填化学式)。 ②浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是____________________________________________。 (2)含铁滤渣用硫酸溶解，经萃取、反萃取提纯后，用于制备铁酸铋。 用含有机胺(R3N)的有机溶剂作为萃取剂提纯一定浓度的Fe2(SO4)3溶液，原理为： (R3NH)2SO4＋Fe3＋＋SO＋H2OH＋＋(R3NH)2Fe(OH)(SO4)2(有机层) 已知：(R3NH)2SO4＋H＋＋HSO2(R3NH·HSO4) 其他条件不变，水层初始pH在0.2～0.8范围内，随水层pH增大，有机层中Fe元素含量迅速增多的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案　(1)①Fe(OH)3　②浸出初期，c(H＋)较大，铁的浸出率较大，约5 min后，溶液酸性减弱，Fe3＋水解生成Fe(OH)3进入滤渣 (2)随水层pH增大，H＋的浓度减小，(R3NH)2SO4＋Fe3＋＋SO＋H2OH＋＋(R3NH)2Fe(OH)(SO4)2的化学平衡正向移动，(R3NH)2SO4＋H＋＋HSO 2(R3NH·HSO4)的化学平衡逆向移动，该平衡逆向移动引起(R3NH)2SO4浓度的增大，进一步促进萃取平衡向萃取方向移动，导致(R3NH)2Fe(OH)(SO4)2的浓度增大，因此，有机层中Fe元素含量迅速增多 11．(2023·湖北卷)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题： (1)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为________，装置B的作用为________。 (2)铜与过量H2O2反应的探究如下： 实验②中Cu溶解的离子方程式为______________________________________；产生的气体为________。比较实验①和②，从氧化还原角度说明H＋的作用是__________________________________________。 (3)用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，m g X完全分解为n g黑色氧化物Y，＝。X的化学式为____________。 (4)取含X粗品0.0500 g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用0.1000 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液15.00 mL。(已知：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O===2I－＋S4O)标志滴定终点的现象是________________________________________，粗品中X的相对含量为________。 答案　(1)具支试管　防倒吸 (2)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　O2　提供酸性环境，增强H2O2的氧化性 (3)CuO2　 (4)滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色　96% 解析　(3)由题意及分析可知黑色氧化物为CuO，则在该反应中铜的质量m(Cu)＝n g×＝ g，因为＝，则在m g X中m(O)＝n g×＋(m－n) g＝ g，则X的化学式中铜原子和氧原子的物质的量之比为＝＝，则X为CuO2。 (4)根据2CuO2＋8H＋＋8I－===2CuI↓＋3I2＋4H2O，I2＋2S2O===2I－＋S4O可以得到关系式2CuO2～3I2～6S2O，则n(CuO2)＝×0.1 mol·L－1×0.015 L＝0.0005 mol，粗品中X的相对含量为×100%＝96%。 12．(2025·惠州市高三调研)工业上，处理低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜(CuFeS2)]常采用生物堆浸法。堆浸所得的溶液可用于制备绿矾(FeSO4·7H2O)和胆矾(CuSO4·5H2O)。相关流程如图。 已知：①生物堆浸使用的氧化亚铁硫杆菌(T.f细菌)在pH 1.0～6.0范围内可保持活性。 ②金属离子沉淀的pH如下表。 Fe3＋ Cu2＋ Fe2＋ 开始沉淀时的pH 1.5 4.2 6.3 完全沉淀时的pH 2.8 6.7 8.3 (1)生物堆浸前，需先将矿石进行研磨，目的是__________________________________________________________________。 (2)生物堆浸过程的反应在T.f细菌的作用下进行，主要包括两个阶段，第一阶段的反应为CuFeS2＋4H＋＋O2Cu2＋＋Fe2＋＋2S＋2H2O。第二阶段的反应为Fe2＋继续被氧化转变成Fe3＋，反应的离子方程式为____________________________________。 (3)结合已知推断：生物堆浸过程中，应控制溶液的pH在______________范围内。 (4)过程Ⅰ中，加入Na2S2O3固体还原堆浸液中的Fe3＋，得到溶液X。为判断堆浸液中Fe3＋是否被还原完全，可取少量溶液X，向其中加入________试剂(填化学式)，观察溶液颜色变化。 (5)过程Ⅱ中，用H2O2和稀硫酸处理后，CuS完全溶解，用离子方程式表示H2O2的作用是________________________________。 (6)绿矾的纯度可通过KMnO4滴定法测定。取m g绿矾晶体，加适量稀硫酸溶解。用物质的量浓度为c mol·L－1的KMnO4溶液滴定，滴定终点的判定方法是____________________________________________________________________________。至恰好完全反应时，消耗KMnO4溶液的体积为V mL。绿矾晶体质量分数的计算式为__________________。 答案　(1)增大反应物的接触面积，加快生物堆浸的反应速率 (2)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O (3)1.0～1.5　(4)KSCN (5)4H2O2＋CuS===Cu2＋＋4H2O＋SO (6)当滴加最后半滴高锰酸钾溶液时，溶液颜色变为紫红色，振荡，半分钟内不褪色　% 解析　(3)生物堆浸过程中生成Fe3＋，由T.f细菌的活性范围和Fe3＋沉淀的pH范围知应控制溶液的pH在1.0～1.5。 (6)FeSO4与酸性KMnO4溶液反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，KMnO4被还原为Mn2＋，根据得失电子守恒可知，二者存在关系式：5FeSO4～KMnO4，滴定过程中消耗n(KMnO4)＝c mol·L－1×V×10－3 L＝10－3cV mol，则n(FeSO4)＝n(FeSO4·7H2O)＝5n(KMnO4)＝5×10－3cV mol，m(FeSO4·7H2O)＝5×10－3cV mol×278 g·mol－1＝1.39cV g，绿矾晶体的质量分数为×100%＝%。 13．(2024·北京卷节选)利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 (1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是________________________________。 (2)(NH4)2SO4的作用是利用其分解产生的SO3使矿石中的铜元素转化为CuSO4。(NH4)2SO4发生热分解的化学方程式是__________________________________________。 (3)矿石和过量(NH4)2SO4按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：ⅰ.“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；ⅱ.400 ℃和500 ℃时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。 温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质 400 Fe2O3、CuSO4、CuFeS2 500 Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO ①温度低于425 ℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是__________________________________________________。 ②温度高于425 ℃，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是________________________________________________________________________。 (4)用离子方程式表示置换过程中加入Fe的目的______________________________________。 答案　(1)增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 (2)(NH4)2SO42NH3↑＋SO3↑＋H2O (3)①温度低于425 ℃，随焙烧温度升高，(NH4)2SO4分解产生的SO3增多，可溶物CuSO4含量增加，故铜浸出率显著增加 ②温度高于425 ℃，随焙烧温度升高发生反应：4CuFeS2＋17O2＋2CuSO46CuO＋2Fe2(SO4)3＋4SO3，CuFeS2和CuSO4转化成难溶于水的CuO，铜浸出率降低 (4)Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ 解析　 14．(2023·重庆卷)Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下： 25 ℃时各物质溶度积见下表： 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ca(OH)2 溶度积(Ksp) 4.9×10－17 2.8×10－39 5.0×10－6 回答下列问题： (1)Fe3O4中Fe元素的化合价是＋2和________。O2－的核外电子排布式为________。 (2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是__________________。 (3)反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气。 ①反应的离子方程式为____________________________________________。 ②为加快反应速率，可采取的措施有________________________(写出两项即可)。 (4)①反应釜3中，25 ℃时，Ca2＋浓度为5.0 mol/L，理论上pH不超过________。 ②称取CaCl2水合物1.000 g，加水溶解，加入过量Na2C2O4，将所得沉淀过滤洗涤后，溶于热的稀硫酸中，用0.1000 mol/L KMnO4标准溶液滴定，消耗24.00 mL。滴定达到终点的现象为________________________________________，该副产物中CaCl2的质量分数为________。 答案　(1)＋3　1s22s22p6 (2)防止Fe2＋被氧化 (3)①4Fe2＋＋O2＋4CaO＋6H2O===4Ca2＋＋4Fe(OH)3　②粉碎CaO、将FeCl2溶液适当升温、搅拌(答出两项即可) (4)①11　②溶液由无色变为紫红色，且半分钟内不变色　66.6% 解析　(4)①反应釜3中调节pH得到Fe(OH)2、Fe(OH)3沉淀和CaCl2溶液，若Ca2＋浓度为5.0 mol/L，则c(OH－)应小于＝10－3 mol/L，即pH小于11。 ②CaCl2水合物溶解后与Na2C2O4反应生成CaC2O4沉淀，CaC2O4与热的稀硫酸反应生成H2C2O4，用0.1000 mol/L KMnO4标准溶液滴定时存在反应：5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，得关系式：5CaCl2～5H2C2O4～2KMnO4，m(CaCl2)＝n(KMnO4)×M(CaCl2)＝×0.1000 mol/L×24×10－3 L×111 g/mol＝0.666 g，副产物中CaCl2的质量分数为×100%＝66.6%。 15．某实验探究小组设计完成了如图所示实验，下列有关说法正确的是(　　) A．ⅰ中深蓝色溶液中只存在[Cu(NH3)4]2＋ B．ⅱ中生成黑色沉淀说明仅Cu2＋转化为CuS C．ⅲ中蓝色沉淀为[Cu(NH3)4]SO4·H2O D．ⅳ中反应为[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓＋4NH3↑ 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$