第02讲 铁、铜及其化合物（专项训练）（黑吉辽蒙专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦铁铜化合物性质、实验及工业应用，通过基础-重难-真题三级演练，系统覆盖价态转化、离子检验、流程分析等核心考向，强化化学观念与科学探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|4考向12题|以选择、填空为主，考查价态性质、转化关系、基础实验|从物质类别-价态二维图构建铁铜化合物认知框架，形成性质-检验-转化逻辑链| |重难·创新演练|10题|含计算、实验改进、工业流程，突出综合应用|深化价态转化原理，结合绿色化学、配合物等拓展知识广度，培养科学思维| |真题·实战演练|10题|高考真题，涵盖性质探究、流程分析、实验设计|对接高考命题趋势，强化真实情境问题解决能力，落实科学态度与责任|

第02讲 铁、铜及其化合物（专项训练） 参考答案 模拟·基础演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B B C _ D C C - - D 11 12 D - 4.【答案】(1)g、h→d、e→b、c→f (2) 冷凝收集FeCl3 吸收未反应的Cl2，防止污染空气 吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入B中导致FeCl3潮解 (3) ① KSCN ② 双氧水将Fe2+氧化成Fe3+ (4) ① 溶液中不存在SCN— ； 溶液中存在Fe3+ ；溶液中存在SO 。 ②排除H2O2分解产生的O2氧化SCN—的可能 ；溶液褪色的原因是SCN—发生了反应而不是Fe3+发生反应，H2O2将SCN—氧化成SO。 8.【答案】(1)稀硫酸、NaOH溶液 (2) Cu2O Cu2O＋2H+=Cu＋Cu2+＋H2O (3)N2 (4)Cu(OH)2既能溶于稀硫酸，又能溶于NaOH溶液，具有两性 (5) Cu+比Cu2+稳定 Cu2+比Cu+稳定 (6)取NH3与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀硫酸中，若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有Cu2O，反之则无 9.【答案】(1) (2) (3)在5 mol/L CuCl2溶液中加入少量铜粉（或打磨过的铜片），观察到有白色固体生成 (4) (5)若猜想3成立，其中+1价铜具有还原性，也可与硝酸反应产生类似的现象 (6)2 (7)bc 12.【答案】(1)反应2： 反应3： (2) (3)B：；D：；F：；G： (4)C：，E： (5) (6)；； 重难·创新演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C A C C C - C A - - 6.【答案】(1)＋1 (2)蓝　胆矾(或蓝矾) (3)Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O (4)Fe2＋ (5)用HCl气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制CuCl2水解的发生，防止CuCl被氧化 9.【答案】（1）①Fe3＋和H2C2O4生成Fe(C2O4)，促进草酸电离，溶液的H＋浓度增大；Fe3＋浓度降低，促进烧渣中铁氧化物与硫酸的反应 ②Fe2＋与C2O生成FeC2O4沉淀 （2）①2Fe2＋＋H2O2＋4NH3·H2O＝2Fe(OH)3↓＋4NH ②温度升高，H2O2受热被Fe3＋催化分解，使Fe2＋氧化不充分；氨水受热挥发，氨水浓度减小，不利于Fe(OH)3的生成 ③草酸铵 （3）除去Fe(OH)3中含有的Al(OH)3杂质 10.【答案】(1)(梨形)分液漏斗、球形冷凝管 (2)pH计(或酸度计) (3)Fe3＋将Cu氧化 (4)向上层清液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀　HNO3　ⅰ (5)(ⅰ)催化　向实验Ⅱ体系中加入适量FeSO4固体，振荡，溶液出现蓝色　(ⅱ)反应③速率大于反应① 真题·实战演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B B C D C A D B - - 9.【答案】(1)增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 (2) (3) 温度低于，随焙烧温度升高，分解产生的增多，可溶物含量增加，故铜浸出率显著增加 温度高于，随焙烧温度升高发生反应：，和转化成难溶于水的，铜浸出率降低 (4) (5)粗铜若未经酸浸处理，其中杂质会参与放电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量 10.【答案】（1）①三颈烧瓶 防止Fe2+被氧气氧化 ②FeS+SFeS2 ③CS2 （2）①浓盐酸、锡粒 ②当加入还原剂SnCl2后，甲基橙得电子，由氧化态变为还原态，颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色 ③% ④AC 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 铁、铜及其化合物（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 考查铁及其化合物性质与应用 考向02 考查实验及离子检验 考向03 考查铜及其化合物性质与转化 考向04 工业流程题中铁铜及化合物的考查 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查铁及其化合物性质与应用 1．【考查铁的化合物组成价态性质】下列关于铁元素的化合物的描述错误的项目数是 代表物 类别 铁元素价态 部分性质描述 Fe3O4 氧化物 ＋1价 具有磁性的黑色晶体 Fe(OH)2 碱 ＋2价 白色，在空气中迅速变成灰绿色最终变成红褐色 Fe(OH)3 碱 ＋3价 红褐色，对热很稳定 FeCl3 盐 ＋3价 FeCl3溶液中的Fe3＋能被Mg还原成Fe2＋ A.1项 B．2项 C．3项 D．4项 2．【铁及化合物转化】（2024——2025高三上·黑龙江牡丹江·9月月考）铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现的是 A． B． C． D． 3.【结合二维图考查铁及其化合物】（2025·辽宁省大连市·一模）基于核心元素认识物质，是研究物质的重要视角，为我们认识物质的性质和实现物质转化提供了思路。如图为铁元素的“价—类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　) A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C.Fe(OH)3加热可实现转化⑥，加稀盐酸溶解可实现转化③ D.向FeCl3溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液不变紫红色则溶液中一定含Fe2＋ 考向02 考查实验及离子检验 4．【铁离子检验探究实验】（2025高一上·辽宁沈阳·期末考试）已知三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验。 (1)装置接口的连接顺序为a→_______。 (2)B中收集器里盛放冷水的作用是_______。D中碱石灰的作用是_______、_______。 (3)反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸，充分反应后，进行如下实验： 固体混合物淡黄色溶液淡红色溶液深红色溶液红色褪去 ①试剂X为_______(填化学式)。 ②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是_______。 (4)该小组同学对上述溶液红色褪去的原因进行探究。 ①取褪色后的溶液三份，分别进行以下实验，研究溶液中存在的微粒。 a.一份中滴加FeCl3溶液无明显变化，说明_______； b.另一份滴加试剂X，溶液出现红色，说明_______； c.还有一份滴加稀盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明_______。 ②另取FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化。实验②的目的是_______；得出结论：_______。 5．【氢氧化亚铁制备】（2026·吉林长春·高三上一模）一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是(　　) A.配制FeSO4溶液时需加入硫酸 B.实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C.装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D.用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气 6．【亚铁离子铁离子转化】（2025·吉林省长春市十一中·一模）验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化： 实验一 实验二 按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色 ②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？ 下列分析不合理的是(　　) A.实验①发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ B.实验②与③不可以调换顺序 C.实验④说明有Fe2＋生成 D.若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明有I2生成 考向03 考查铜及其化合物性质与转化 7．【铁、铜离子推断】（2025·辽宁实验中学·一模）在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物，下列说法错误的是(　　) A.若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋，可能存在的有Fe3＋ B.若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋，一定不存在Cu2＋、Fe3＋ C.若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋，可能存在的有Cu2＋、Fe3＋ D.实验中，不会出现剩余固体中只有铁的情况 8.【铜及其化合物综合实验】（2026·辽宁鞍山市普通高中·三模）某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后，探究Cu的常见化合物的性质。过程如下： 【提出问题】 ①在元素周期表中，Cu、Al位置接近，Cu不如Al活泼，Al(OH)3具有两性，Cu(OH)2也具有两性吗？ ②通常情况下，Fe2+的稳定性小于Fe3+的，Cu+的稳定性小于Cu2+的吗？ ③CuO有氧化性，能被H2、CO等还原，也能被NH3还原吗？ 【实验方案】 (1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、_________________________(填试剂名称，一种或多种)，同时进行相关实验。 (2)解决问题②的实验步骤和现象如下：取 98 g Cu(OH)2固体，加热至80～100 ℃ 时，得到80 g黑色固体粉末，继续加热到1000 ℃ 以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量，A的质量为72 g，A的化学式为________________。向A中加入足量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，则反应的离子方程式为______________________________________________。 (3)为解决问题③，设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出)：实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知，同时生成一种无污染的气体，该气体的化学式为________。 【实验结论】 (4)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是_________________________。 (5)根据实验方案（2），得出的Cu+和Cu2+稳定性大小的结论：在高温时_________________；在酸性溶液中____________________________________________________________________。 (6)CuO能被NH3还原。有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验方案验证NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A：______________________________________________________________________。 9. 【铜的化合物探究实验】（2026·北京·三模）实验小组探究不同浓度CuCl2溶液的电解反应。用石墨电极电解0.1 mol/L CuCl2溶液和5 mol/L CuCl2溶液，记录实验现象如下表。 实验装置 实验编号及试剂 实验现象 ①0.1 mol/L CuCl2溶液(蓝色) 阳极：产生有刺激性气味的气体 阴极：电极上有红色固体析出 ②5 mol/L CuCl2溶液(绿色) 阳极：产生有刺激性气味的气体 阴极：电极上有少量红色固体和白色固体析出，同时电极附近液体变为黑色 (1)经检验，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。①中电解反应的化学方程式为___________。 I．探究②中产生白色固体的原因。 阴极附近的白色固体为CuCl，CuCl产生的路径有如下两种可能： (2)路径1：阴极发生电极反应分两步：i．___________，ii．，同时伴随反应，生成白色沉淀。 (3)路径2：阴极先发生电极反应，而后发生反应a：，生成白色沉淀。通过实验证明反应a可以发生，其实验操作和现象是___________。 II．探究②中阴极区液体中黑色物质的成分。 进一步查阅资料，提出以下猜想。 猜想1．生成，进而转化为极细小的CuO； 猜想2．生成Cu的速率快，形成黑色纳米Cu； 猜想3．发生反应b：(棕黑色)。 (4)若猜想1成立，则阴极一定还存在的电极反应是___________。 取2 mL黑色液体于试管中，分别加入不同试剂，记录实验现象如下表。 实验编号 ③ ④ ⑤ 加入试剂 4 mL浓HNO3 4 mL浓HCl 4 mL H2O 实验现象 液体变澄清，呈绿色，试管口有浅红棕色气体生成 黑色液体颜色变深 液体变澄清，呈绿色，同时出现少量白色沉淀 (5)甲同学根据实验③产生的现象得出结论：黑色液体中一定有纳米Cu 乙同学认为甲同学的结论不合理，乙同学做出判断的依据是___________。 (6)实验⑤中白色沉淀的生成有两种可能的途径： 假设1：加入4 mL H2O后，反应b的，平衡逆移，从而生成CuCl； 假设2：黑色液体中存在Cu，加入4 mL H2O后，反应b平衡逆移，释放出更多的Cu2+、Cl-，使反应a正向进行，从而生成CuCl。 进一步分析表明，假设___________(填“1”或“2”)存在科学性错误。 (7)综合上述实验现象可知，黑色液体中含有___________。 a．CuO　　　　b．Cu　　　　c．　　　　d．CuCl 考向04 工业流程题中铁铜及化合物的考查 10．【考查铁铜分离流程】（24-25高三上·黑龙江省鹤岗市一中·期中）实验室从含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如下图： 下列有关说法不正确的是(　　) A．溶解废铜粉“过量酸”是指稀硫酸 B．气体A是O2，将亚铁离子氧化为铁离子 C．生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋ 3Cu2＋ D．从溶液中得到的无水硫酸铜的方法是冷却结晶 11．【结合绿色化学考查铁及其化合物】（2026·福建泉州·模拟预测）钛白废酸(含、、、和高浓度)是钛白粉生产的高污染副产物，科研团队开发绿色工艺将其转化为电池级磷酸铁()，流程如下： 下列说法错误的是 A．“还原”时铁粉还有调节的作用 B．“除硫”时存在反应： C．“沉铁”时每氧化，消耗大于1 mol D．“操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 12.【结合工业流程考查铜及其化合物】（2023·辽宁·一模）铜是人类最早冶炼的金属之一、在地壳中，铜主要以硫化物、氧化物或碳酸盐形式存在，其主要矿石为黄铜矿()、辉铜矿()、铜矿()和孔雀石()。尽管地壳中铁的丰度高于铜，但人类发展炼铁技术的时间较晚。有关铜及其化合物转化的部分工业流程(或转化关系)如下： 青铜是铜与锡、铅等其他化学元素的合金，在古代也被称为“金”，因为新铸造的青铜器呈金色。然而，青铜器上覆盖着一层长期氧化产生的铜绿。由于埋藏青铜器所经历的地下条件，它们受到不同程度的腐蚀，自然形成了各种腐蚀涂层，包括(黑色)、(红棕色)、碱式硫酸铜(蓝绿色，如、)等。生锈使青铜器的表面呈现出最显著的特征。这一层通常不会改变青铜器的形状，而且铜绿的性质相对稳定，因此通常不会损坏青铜器。然而，如果青铜与含氯物质接触，则可能会形成和，这被称为“粉末锈病”，这种铜锈会通过以下反应引起“青铜病”：与和反应，产生和(反应3)。形成的不是致密相，进而穿透松散相，与结合并侵蚀，从而形成和(反应2)。这些反应反复发生，直到器皿完全损坏。 可以从废青铜(合金)中制备胆矾()。称取一定量的青铜废料，放入烧杯中，在通风橱中小心地向烧杯中加入浓硝酸。在反应过程中，释放出红棕色气体(B)，形成蓝绿色溶液(C)与白色沉淀(D)的混合物。过滤后，向滤液中添加水溶液，然后形成蓝色溶液E和白色沉淀F。浓缩溶液E和蓝色微晶(晶粒)，冷却溶液可获得粗产物(G)。 回答下面问题： (1)写出反应2~3的化学方程式__________。 (2)已知在反应1过程中所有元素化合价都发生了改变，写出固体A的化学式__________。 (3)写出B、D、F和G的化学式__________。 (4)分别写出溶液C和E中的主要阴离子和阳离子__________。 (5)为了测试产品纯度，称量0.2765g样品至250mL碘量瓶中，并用缓冲溶液溶解。向烧瓶中添加1g，摇晃10秒后，将混合物在黑暗中保持10分钟。加水稀释后，用0.05036mol·L-1标准溶液滴定，滴定终点时消耗20.80mL标准溶液，求出产物的纯度(质量分数) __________。 (6)对进行了热重分析，其重量随温度的变化如下图所示，求出过程中先后得到的三种固体的化学式__________。 重难·创新演练 1.【铁与酸反应计算题型】（2025——2026高一上·辽宁大连·期末）向400 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，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)。下列说法错误的是 A．A点溶液中的溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4 B．AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+ C．反应中生成的n(NO)：n(H2)=1：2 D．最终溶液中溶质的物质的量浓度约为1 mol·L-1 2．【铁及其化合物转化】（2025·吉林省延边第一中学·一模）铁及其化合物的转化关系如图。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．FeCl3溶液中通入SO2可实现转化①，说明氧化性： B．转化②中每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.9NA C．转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为1∶2 D．过量Fe在氯气中燃烧生成FeCl2 3.【铁与水蒸气反应实验改进】（2025·湖南永州·模拟卷）铁与水蒸气反应的改进型实验装置如图所示，下列说法错误的是 A．用胆矾代替湿棉花可防止试管炸裂和有机物分解产物的干扰 B．使用泡沫铁能缩短实验完成时间 C．实验时先打开2处止水夹，点燃A．b酒精灯，反应一段时间后，多次点燃肥皂泡检验氢气的纯度，然后点燃c酒精灯，最后打开1处止水夹 D．该实验可得出还原性：Fe>H2>Cu 4．【亚铁离子检验创新实验】（2026·河南安阳·三模）某小组同学为检测补铁剂中的铁元素，设计如图所示实验。 已知：邻二氮菲的结构简式为，邻二氮菲可以和生成橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的检测。下列说法错误的是 A．③中褪色现象说明双氧水具有氧化性 B．④中出现蓝色沉淀是由于 C．实验中也可向滤液①中加入酸性溶液检测 D．用邻二氮菲检测时，pH过大或过小均可能影响测定 5.【结合配合物离子考查铁离子检验】（2025—2026·辽宁名校联盟·高三上联考）工业盐酸呈亮黄色，已证明这是配合物的颜色。据此某同学设计以下实验： 实验Ⅰ   实验Ⅱ   已知：呈浅紫色(稀溶液呈无色)，不与形成配离子。 根据以上实验现象，下列结论不正确的是 A．高浓度的能极大程度地抑制的水解 B．配合物在高浓度的条件下能稳定存在 C．实验Ⅱ中存在反应   D．向工业盐酸中滴加几滴，溶液由黄色变为红色，则与配位能力： 6．【铜及其化合物综合考查】(2025·吉林长春二模)铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题。 (1)纳米铜是性能优异的超导材料，工业上以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉，Cu2S中铜元素的化合价为________。 (2)无水CuSO4常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成______色晶体，俗称_______ 。 (3)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的CuO，化学方程式为___________________________________________________________________________________。 (4)CuCl2常用作媒染剂、杀虫剂等。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3＋对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。M′为________。 (5)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。在高于300 ℃，HCl气流中热分解CuCl2·2H2O可以制备CuCl，其中HCl的作用是_____________________________ _　_______________________________________________________________________________________。 7.【铜的氧化物比较】（2025·黑龙江大庆·一模）氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造船底防污。已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。现将经高温灼烧后的CuO样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，下列有关说法不正确的是(　　) A.稳定性：Cu2O>CuO B.样品与酸反应中Cu2O既是氧化剂又是还原剂 C.如果溶液中出现蓝色，说明CuO已分解 D.若有14.4 g Cu2O参加反应，则转移电子数为0.1NA 8．【工业流程中考查铜及其化合物转化】（2025·辽宁省抚顺市二中·三模）氯化亚铜(，难溶于水，在空气中易被氧化)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。工业上以废铜泥［含、、及少量金属］为原料制备的工艺流程如图。下列说法正确的是 A．“灼烧”可将废铜泥转化为金属氧化物 B．“除杂”过程加入时，温度越高，除杂效果越好 C．在实验室模拟“过滤”步骤时使用的主要玻璃仪器为分液漏斗 D．“还原”后“溶液”呈碱性 9．【工业流程中考查铁及其化合物转化】以硫酸烧渣（主要成分为Fe2O3和少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等）为原料制备氧化铁红的工艺流程如下： 已知：Fe3＋＋3H2C2O4＝Fe(C2O4)＋6H＋，Fe2＋＋H2C2O4＝FeC2O4↓＋2H＋。 （1）“酸浸”时，使用草酸作为助剂可提高铁浸取率，草酸加入量[m(草酸)/m(硫酸烧渣)×100%]对铁浸取率的影响如图所示。 ①加入草酸能提高铁浸取率的原因是_______________________________________________________。 ②草酸加入量大于20%时，铁浸取率随草酸加入量增加而减小的原因是__________________________。 （2）“沉铁”时，反应温度对铁回收率的影响如图所示。 ①FeSO4转化为Fe(OH)3的离子方程式为___________________________________________________。 ②反应温度超过35 ℃时，铁回收率下降的原因是______________________________________________ _________________________________。 ③“沉铁”后过滤所得“母液”中含有的主要成分为硫酸铵和________________。 （3）“纯化”时，加入NaOH溶液的目的是_______________________________________________。 10.【铁、铜及其化合物性质探究实验】(2025·山西太原高三检测)实验小组探究Cu和Fe(NO3)3溶液的反应原理。 (1)配制溶液。 用Fe(NO3)3·9H2O标准试剂配制100 mL 0.500 mol·L－1Fe(NO3)3溶液，下列仪器中无需使用的有________(填名称)。 (2)Fe(NO3)3溶液成分探究。 甲同学认为溶质离子主要成分为Fe3＋和NO，乙同学认为还有H＋，于是用________(填仪器名称)测得0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液pH为1.10。 (3)提出假设。 假设ⅰ：________________________，发生反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋； 假设ⅱ：NO将Cu氧化，发生反应3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 (4)实验探究。 实验Ⅰ：向0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液中加入过量铜粉并充分振荡，溶液变成深棕色，无气泡产生。实验小组通过实验证明了反应中有Fe2＋生成，实验方案为_________________________________________ _____________________________________________________ 。 实验Ⅱ：向pH＝1.10的________溶液中加入过量铜粉并充分振荡，无明显现象。 综合实验Ⅰ和实验Ⅱ可知，假设________(填“ⅰ”或“ⅱ”)成立。 (5)查阅资料知，铜粉与Fe(NO3)3溶液可能涉及的反应有： 反应①：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　K＝1062.8(速率很小) 反应②：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋　K＝1014.7(速率较大) 反应③：4Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋[Fe(NO)]2＋(深棕色)＋2H2O　K＝1012.8(速率很大) 反应④：[Fe(NO)]2＋(深棕色)===Fe2＋＋NO↑ (ⅰ)对反应①来说，Fe2＋起到的作用为_______________________________； 为验证这一作用，设计实验方案为__________________________________　____________________________________________________________________。 (ⅱ)实验Ⅰ反应中无论Cu过量多少，始终都能检测到Fe3＋的存在，原因是_________________________________________________________________________________________。 真题·实战演练 1．【铁与水蒸气反应的实际应用】（2025·北京高考真题）我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿()存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是 A．月壤钛铁矿中存在活泼氢 B．将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气 C．月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应 D．将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量 2．【铁离子检验】（2026·河南高考真题）某同学设计以下实验，探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。 已知：在水溶液中由于水解与配位而显黄色；呈绿色。下列说法错误的是 A. ②到③说明加入稀硫酸能抑制的水解 B. ④与⑤中：④>⑤ C. ④与⑥中呈现红色均是由于与结合所致 D. 若向③中依次加入适量维生素C、溶液，会出现蓝色沉淀 3．【铜铁混为分离】（2026·湖南卷）常温下，铜铁混合物(粉末状)能发生如图所示的转化关系。下列说法错误的是 A.溶液h可能是盐酸 B.向溶液b中通入过量气体e，空气中久置后可得沉淀g C.固体残渣中有铜，可能有铁 D.溶液f中含有 4.【铁的性质探究实验】（2026·广东卷）用如图装置进行实验，反应一段时间，关闭活塞和止水夹，熄灭酒精灯，冷却后提起铁丝，注入稀硫酸。下列说法错误的是 A．溶液变棕黄色，体现的还原性 B．浓硫酸的作用是吸收水分，干燥 C．U形管中溶液遇KSCN溶液变红，说明有存在 D．烧杯溶液中最终存在： 5.【铁及其化合物探究实验】（2026·云南卷）某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体，设计如下实验探究其成分。已知：步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行：PbS是一种黑色固体。 下列说法错误的是 A．a中黑色固体成分有 B．与在空气中燃烧的产物可能有 C．步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，目的是加快反应速率 D．b中使用溶液替代溶液，则无需使用醋酸铅试纸检验 6. 【工业流程中铁的化合物转化】（2025·山东卷）钢渣中富含等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的元素，流程如下。已知：能溶于水；，。下列说法错误的是 A．试剂X可选用粉 B．试剂Y可选用盐酸 C．“分离”后元素主要存在于滤液Ⅱ中 D．“酸浸”后滤液Ⅰ的过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 7．【工业流程中铁、铜化合物的转化】（2025·甘肃卷）处理某酸浸液(主要含)的部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式： B．“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多，沉淀越完全 C．“氧化”过程中铁元素化合价降低 D．“沉锂”过程利用了的溶解度比小的性质 8．【铜化合物探究实验】（2025·江苏·高考真题）探究含铜化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ  取一定量5%CuSO4溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。 步骤Ⅱ  将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。 步骤Ⅲ  向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。 下列说法正确的是 A．步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为 B．步骤Ⅱ的两份溶液中： C．步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化 D．步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为 9．【工业流程中铁铜化合物综合考查】（2024·北京·高考真题）利用黄铜矿(主要成分为，含有等杂质)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)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。 (3)矿石和过量按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；和时，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 400 500 ①温度低于，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是 。 ②温度高于，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的目的 。 (5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的溶液做电解液，并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是 。 10．【铁的化合物性质综合实验】（2024·重庆卷）可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备的一种实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。 （1）的制备 保护下，将溶有S的热二苯醚溶液注射到热油胺溶液中(S过量)，继续加热回流，冷却至室温，离心分离，经洗涤得产品。 ①仪器a的名称为_______；保护的目的是_______。 ②生成的化学方程式为_______。 ③为除去产品中残留的S，洗涤选用的试剂是_______(填“”或“”)。 （2）的含量测定 产品先用王水溶解，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用溶液将还原至，终点为无色：用冰水迅速冷却，再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用标准溶液滴定至终点。已知甲基橙的还原反应：氧化态(红色)+ne-=还原态(无色) ①比易水解，且易被氧化。配制和保存溶液需加入的试剂是_______。 ②甲基橙指示终点的过程及作用原理是_______。 ③若称取的产品为，标准溶液浓度为，用量为，的摩尔质量为，则产品中质量分数为_______(写最简表达式)。 ④下列操作可能导致测定结果偏高的是_______。 A.还原时溶液滴加过量 B.热的溶液在空气中缓慢冷却 C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失 D.滴定前仰视读数，滴定后俯视读数 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 铁、铜及其化合物（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 考查铁及其化合物性质与应用 考向02 考查实验及离子检验 考向03 考查铜及其化合物性质与转化 考向04 工业流程题中铁铜及化合物的考查 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查铁及其化合物性质与应用 1．【考查铁的化合物组成价态性质】下列关于铁元素的化合物的描述错误的项目数是 代表物 类别 铁元素价态 部分性质描述 Fe3O4 氧化物 ＋1价 具有磁性的黑色晶体 Fe(OH)2 碱 ＋2价 白色，在空气中迅速变成灰绿色最终变成红褐色 Fe(OH)3 碱 ＋3价 红褐色，对热很稳定 FeCl3 盐 ＋3价 FeCl3溶液中的Fe3＋能被Mg还原成Fe2＋ A.1项 B．2项 C．3项 D．4项 【答案】B 【解析】Fe3O4中铁元素显＋2、＋3价；Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3和H2O；Mg比Fe更活泼，Mg可将Fe3＋还原生成Fe2＋。 故答案选B 2．【铁及化合物转化】（2024——2025高三上·黑龙江牡丹江·9月月考）铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．Fe2O3溶于稀盐酸生成FeCl3和水，FeCl3为挥发性酸的弱碱盐，蒸发时会发生水解，转化为Fe(OH)3沉淀，A不正确；B．I2具有弱氧化性，只能将Fe氧化为FeI2，FeI2电离产生的Fe2+和I-都能被Cl2氧化，从而生成FeCl3和I2，B正确；C．FeS2在高温条件下能被O2氧化，生成Fe2O3和SO2，但Fe2O3难溶于水，与水不能发生反应，C不正确；D．Fe溶于盐酸生成FeCl2和H2，SO2具有弱氧化性，不能将Fe2+氧化为Fe3+，D不正确； 故答案选B。 3.【结合二维图考查铁及其化合物】（2025·辽宁省大连市·一模）基于核心元素认识物质，是研究物质的重要视角，为我们认识物质的性质和实现物质转化提供了思路。如图为铁元素的“价—类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　) A.铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C.Fe(OH)3加热可实现转化⑥，加稀盐酸溶解可实现转化③ D.向FeCl3溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液不变紫红色则溶液中一定含Fe2＋ 【答案】C 【解析】A.铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁，得不到氧化铁，故A错误； B.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，故B错误； C.加热Fe(OH)3生成Fe2O3，Fe(OH)3加稀盐酸溶解生成氯化铁，故C正确； D.亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，由操作和现象，不能证明溶液中一定含Fe2＋，故D错误。 故答案选C 考向02 考查实验及离子检验 4．【铁离子检验探究实验】（2025高一上·辽宁沈阳·期末考试）已知三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验。 (1)装置接口的连接顺序为a→_______。 (2)B中收集器里盛放冷水的作用是_______。D中碱石灰的作用是_______、_______。 (3)反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸，充分反应后，进行如下实验： 固体混合物淡黄色溶液淡红色溶液深红色溶液红色褪去 ①试剂X为_______(填化学式)。 ②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是_______。 (4)该小组同学对上述溶液红色褪去的原因进行探究。 ①取褪色后的溶液三份，分别进行以下实验，研究溶液中存在的微粒。 a.一份中滴加FeCl3溶液无明显变化，说明_______； b.另一份滴加试剂X，溶液出现红色，说明_______； c.还有一份滴加稀盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明_______。 ②另取FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化。实验②的目的是_______；得出结论：_______。 【答案】(1)g、h→d、e→b、c→f (2) 冷凝收集FeCl3 吸收未反应的Cl2，防止污染空气 吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入B中导致FeCl3潮解 (3) ① KSCN ② 双氧水将Fe2+氧化成Fe3+ (4) ① 溶液中不存在SCN— ； 溶液中存在Fe3+ ；溶液中存在SO 。 ②排除H2O2分解产生的O2氧化SCN—的可能 ；溶液褪色的原因是SCN—发生了反应而不是Fe3+发生反应，H2O2将SCN—氧化成SO。 【分析】由实验装置图可知，装置A中二氧化锰和浓盐酸共热反应制得氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，装置E中盛有的饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢，装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氯气，装置B中纯净干燥的氯气与铁共热反应制取三氯化铁，装置D中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气，防止污染空气，同时吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入B中导致氯化铁潮解，装置的连接顺序为A、E、C、B、D，装置接口的连接顺序为a→g、h→d、e→b、c→f。 【详解】（1）由分析可知，装置接口的连接顺序为a→g、h→d、e→b、c→f，故答案为：g、h→d、e→b、c→f； （2）由题给信息可知，B中收集器里盛放冷水的作用是冷凝收集氯化铁；装置D中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气，防止污染空气，同时吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入B中导致氯化铁潮解，故答案为：冷凝收集FeCl3；吸收未反应的Cl2，防止污染空气；双氧水将Fe2+氧化成Fe3+； （3）①由淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液可知，加入的试剂X为硫氰化钾溶液，发生的反应为铁离子与硫氰酸根离子反应生成红色的硫氰化铁，故答案为：KSCN； ②淡红色溶液中加入过量过氧化氢溶液后溶液红色加深是因为过氧化氢溶液将亚铁离子氧化为铁离子，硫氰化铁的浓度增大，故答案为：双氧水将Fe2+氧化成Fe3+； （4）①由褪色后的溶液一份中滴加氯化铁溶液无明显变化可知，溶液中不存在硫氰酸根离子；由另一份滴加硫氰化钾溶液，溶液出现红色可知，溶液中存在铁离子；由还有一份滴加稀盐酸和氯化钡溶液，产生白色沉淀可知，溶液中存在硫酸根离子，则由实验可知，溶液红色褪去是因为溶液中硫氰酸根离子发生了反应，不是铁离子发生反应，故答案为：溶液中不存在SCN—；溶液中存在Fe3+；溶液中存在SO； ②由题意可知，实验②的目的是排除过氧化氢分解产生的氧气氧化硫氰酸根离子的可能，从而得出是过氧化氢溶液将硫氰酸根离子氧化成硫酸根离子的结论，综合实验①和②可知，溶液褪色的原因是硫氰酸根离子发生了反应而不是铁离子发生反应，过氧化氢将硫氰酸根离子氧化成硫酸根离子导致溶液褪色，故答案为：排除H2O2分解产生的O2氧化SCN—的可能；溶液褪色的原因是SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应，H2O2将SCN—氧化成SO。 5．【氢氧化亚铁制备】（2026·吉林长春·高三上一模）一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是(　　) A.配制FeSO4溶液时需加入硫酸 B.实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C.装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D.用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气 【答案】D 【解析】A.实验时先注入稀硫酸，碳酸钠和硫酸反应放出二氧化碳，等烧杯内紫色石蕊试液变红，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁。FeSO4易水解，为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，故A正确； B.实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，故B正确； C.烧杯内紫色石蕊溶液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确； D.氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，故D错误。 故答案选D 6．【亚铁离子铁离子转化】（2025·吉林省长春市十一中·一模）验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化： 实验一 实验二 按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色 ②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？ 下列分析不合理的是(　　) A.实验①发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ B.实验②与③不可以调换顺序 C.实验④说明有Fe2＋生成 D.若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明有I2生成 【答案】C 【解析】A.实验①中，Fe3＋被Fe还原，生成Fe2＋，发生的离子反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，A合理； B.若实验②与③调换，滴加KSCN溶液后，溶液立即变红，不能说明实验②的溶液中是否含有Fe2＋，B合理； C.实验④中，溶液变黄，说明有I2生成，C不合理； D.若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明溶液中含有I2，从而说明Fe3＋将I－氧化，生成I2，D合理。 故答案选C 考向03 考查铜及其化合物性质与转化 7．【铁、铜离子推断】（2025·辽宁实验中学·一模）在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物，下列说法错误的是(　　) A.若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋，可能存在的有Fe3＋ B.若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋，一定不存在Cu2＋、Fe3＋ C.若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋，可能存在的有Cu2＋、Fe3＋ D.实验中，不会出现剩余固体中只有铁的情况 【答案】C 【解析】A.若金属无剩余，说明铁或铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋，若氯化铁过量，可能存在的有Fe3＋，故A正确； B.若滤出固体中含有铁和铜，说明氯化铜完全与铁反应生成铜单质和氯化亚铁，而Fe剩余说明氯化铁一定不存在，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋，故B正确； C.若滤出固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，不含Fe3＋，可能含Cu2＋，故C错误； D.溶液中一定存在Cu2＋，Fe能与Cu2＋反应，则不会只剩余铁粉，故D正确。 故答案选C 8.【铜及其化合物综合实验】（2026·辽宁鞍山市普通高中·三模）某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后，探究Cu的常见化合物的性质。过程如下： 【提出问题】 ①在元素周期表中，Cu、Al位置接近，Cu不如Al活泼，Al(OH)3具有两性，Cu(OH)2也具有两性吗？ ②通常情况下，Fe2+的稳定性小于Fe3+的，Cu+的稳定性小于Cu2+的吗？ ③CuO有氧化性，能被H2、CO等还原，也能被NH3还原吗？ 【实验方案】 (1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、_________________________(填试剂名称，一种或多种)，同时进行相关实验。 (2)解决问题②的实验步骤和现象如下：取 98 g Cu(OH)2固体，加热至80～100 ℃ 时，得到80 g黑色固体粉末，继续加热到1000 ℃ 以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量，A的质量为72 g，A的化学式为________________。向A中加入足量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，则反应的离子方程式为______________________________________________。 (3)为解决问题③，设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出)：实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知，同时生成一种无污染的气体，该气体的化学式为________。 【实验结论】 (4)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是_________________________。 (5)根据实验方案（2），得出的Cu+和Cu2+稳定性大小的结论：在高温时_________________；在酸性溶液中____________________________________________________________________。 (6)CuO能被NH3还原。有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验方案验证NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A：______________________________________________________________________。 【答案】(1)稀硫酸、NaOH溶液 (2) Cu2O Cu2O＋2H+=Cu＋Cu2+＋H2O (3)N2 (4)Cu(OH)2既能溶于稀硫酸，又能溶于NaOH溶液，具有两性 (5) Cu+比Cu2+稳定 Cu2+比Cu+稳定 (6)取NH3与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀硫酸中，若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有Cu2O，反之则无 【详解】（1）Cu不如Al活泼，可以用硫酸溶液进行验证；要证明Cu(OH)2具有两性，应先加入碱生成Cu(OH)2，药品中缺少氢氧化钠溶液，故答案为稀硫酸、NaOH溶液； （2）98g Cu(OH)2固体的物质的量为1mol，解热分解生成的72g固体中含有Cu的物质的量为1mol，即64g，则氧原子的质量为72-64=8g，n（O）=（8/16）mol=0.5mol，则A中n（Cu）：n（O）=2：1，故A是Cu2O；向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，说明生成了铜和铜离子，反应的离子方程式为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O； （3）氧化铜和氨气反应生成红色物质铜，根据反应遵循质量守恒定律和该气体无污染确定气体为氮气，化学式为N2； （4）如具有两性，Cu(OH)2既能溶解于强酸，又能溶解于强碱，分别生成盐和水； （5）80℃～100℃时，得到黑色固体粉末为CuO，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末，说明在较高温度时Cu2O稳定，与酸反应生成硫酸铜和铜，说明在酸性条件下+2价的铜稳定； （6）如含有A，即Cu2O，根据其与酸反应的现象可判断，方程式为：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O，故步骤是取NH3与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀硫酸中，若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无； 9. 【铜的化合物探究实验】（2026·北京·三模）实验小组探究不同浓度CuCl2溶液的电解反应。用石墨电极电解0.1 mol/L CuCl2溶液和5 mol/L CuCl2溶液，记录实验现象如下表。 实验装置 实验编号及试剂 实验现象 ①0.1 mol/L CuCl2溶液(蓝色) 阳极：产生有刺激性气味的气体 阴极：电极上有红色固体析出 ②5 mol/L CuCl2溶液(绿色) 阳极：产生有刺激性气味的气体 阴极：电极上有少量红色固体和白色固体析出，同时电极附近液体变为黑色 (1)经检验，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。①中电解反应的化学方程式为___________。 I．探究②中产生白色固体的原因。 阴极附近的白色固体为CuCl，CuCl产生的路径有如下两种可能： (2)路径1：阴极发生电极反应分两步：i．___________，ii．，同时伴随反应，生成白色沉淀。 (3)路径2：阴极先发生电极反应，而后发生反应a：，生成白色沉淀。通过实验证明反应a可以发生，其实验操作和现象是___________。 II．探究②中阴极区液体中黑色物质的成分。 进一步查阅资料，提出以下猜想。 猜想1．生成，进而转化为极细小的CuO； 猜想2．生成Cu的速率快，形成黑色纳米Cu； 猜想3．发生反应b：(棕黑色)。 (4)若猜想1成立，则阴极一定还存在的电极反应是___________。 取2 mL黑色液体于试管中，分别加入不同试剂，记录实验现象如下表。 实验编号 ③ ④ ⑤ 加入试剂 4 mL浓HNO3 4 mL浓HCl 4 mL H2O 实验现象 液体变澄清，呈绿色，试管口有浅红棕色气体生成 黑色液体颜色变深 液体变澄清，呈绿色，同时出现少量白色沉淀 (5)甲同学根据实验③产生的现象得出结论：黑色液体中一定有纳米Cu 乙同学认为甲同学的结论不合理，乙同学做出判断的依据是___________。 (6)实验⑤中白色沉淀的生成有两种可能的途径： 假设1：加入4 mL H2O后，反应b的，平衡逆移，从而生成CuCl； 假设2：黑色液体中存在Cu，加入4 mL H2O后，反应b平衡逆移，释放出更多的Cu2+、Cl-，使反应a正向进行，从而生成CuCl。 进一步分析表明，假设___________(填“1”或“2”)存在科学性错误。 (7)综合上述实验现象可知，黑色液体中含有___________。 a．CuO　　　　b．Cu　　　　c．　　　　d．CuCl 【答案】(1) (2) (3)在5 mol/L CuCl2溶液中加入少量铜粉（或打磨过的铜片），观察到有白色固体生成 (4) (5)若猜想3成立，其中+1价铜具有还原性，也可与硝酸反应产生类似的现象 (6)2 (7)bc 【详解】（1）电解0.1 mol/L CuCl2溶液，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，则为氯气，阴极上有红色固体析出，则反应生成铜，则电解反应的化学方程式为。 （2）若阴极电极反应分两步，第二步是Cu++e-=Cu，则第一步是生成Cu+，则电极反应为Cu2++e-=Cu+。 （3）通过实验证明反应a能发生的其实验操作和现象：在5 mol/L CuCl2溶液中加入少量铜粉(或打磨过的铜片)，观察到有白色固体生成。 （4）若猜想1成立，Cu(OH)2的生成需要OH-，所以阴极一定还存在的电极反应是2H2O+2e-=H2↑+2OH-。 （5）若猜想3成立，其中+1价铜具有还原性，也可与硝酸发生氧化还原反应产生类似的现象，所以乙同学认为甲同学的结论不合理。 （6）对于反应a：，加水稀释后，所有离子浓度降低，，平衡逆向移动，不可能正向进行生成CuCl，因此假设2存在科学性错误。 （7）若存在CuO，加水后液体不会澄清，因此不存在CuO；结合(6)的分析知，黑色液体中存在Cu，加入4 mL H2O后，反应b平衡逆移，释放出更多的Cu2+、Cl-，使反应a正向进行，从而生成白色的CuCl；加浓盐酸后黑色变深，说明反应b正向移动，证明存在题给的棕黑色配合物；CuCl本身是白色沉淀，且实验⑤是加水稀释后析出CuCl沉淀，因此黑色液体不含CuCl；故答案为bc。 考向04 工业流程题中铁铜及化合物的考查 10．【考查铁铜分离流程】（24-25高三上·黑龙江省鹤岗市一中·期中）实验室从含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如下图： 下列有关说法不正确的是(　　) A．溶解废铜粉“过量酸”是指稀硫酸 B．气体A是O2，将亚铁离子氧化为铁离子 C．生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋ 3Cu2＋ D．从溶液中得到的无水硫酸铜的方法是冷却结晶 【答案】　D 解析　A.过量的酸应为稀硫酸，用稀硝酸等会引入硝酸根离子，A正确； B.向混合溶液通入气体A的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，气体A为氧气，B正确； C.加入固体B的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋变为沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可选用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，加CuO时离子方程式为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋ 3Cu2＋，C正确； D.从溶液中冷却结晶得到硫酸铜晶体，D错误。 故答案选D 11．【结合绿色化学考查铁及其化合物】（2026·福建泉州·模拟预测）钛白废酸(含、、、和高浓度)是钛白粉生产的高污染副产物，科研团队开发绿色工艺将其转化为电池级磷酸铁()，流程如下： 下列说法错误的是 A．“还原”时铁粉还有调节的作用 B．“除硫”时存在反应： C．“沉铁”时每氧化，消耗大于1 mol D．“操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 【答案】D 【分析】在“还原”步骤中，加入铁粉，能将溶液中的还原为，同时，铁粉会与钛白废酸中的发生反应，消耗，从而调节溶液的pH，析出、沉淀；“除硫”时，加入，生成沉淀，达到除硫目的，再向滤液中加入，将氧化为，最终转化为； 【详解】A．在“还原”步骤中，加入铁粉，能将溶液中的还原为，同时，铁粉会与钛白废酸中的发生反应，消耗，从而调节溶液的pH，促进、水解生成、沉淀析出，因此铁粉有调节pH的作用，A正确； B．“除硫”时，加入，电离出的与溶液中的反应生成沉淀，离子方程式，B正确； C．“沉铁"时，将氧化，自身被还以为水，每有2 mol被氧化为，失去电子，作氧化剂，O从-1价变为-2价，根据得失电子守恒，理论上需要消耗1mol ，但不稳定，在反应过程中会部分分解，因此实际消耗的物质的量大于，C正确； D．“沉铁”后生成沉淀，要获得纯净的，操作X应为过滤、洗涤、干燥即可，不需要蒸发浓缩、冷却结晶，D错误； 故答案选D。 12.【结合工业流程考查铜及其化合物】（2023·辽宁·一模）铜是人类最早冶炼的金属之一、在地壳中，铜主要以硫化物、氧化物或碳酸盐形式存在，其主要矿石为黄铜矿()、辉铜矿()、铜矿()和孔雀石()。尽管地壳中铁的丰度高于铜，但人类发展炼铁技术的时间较晚。有关铜及其化合物转化的部分工业流程(或转化关系)如下： 青铜是铜与锡、铅等其他化学元素的合金，在古代也被称为“金”，因为新铸造的青铜器呈金色。然而，青铜器上覆盖着一层长期氧化产生的铜绿。由于埋藏青铜器所经历的地下条件，它们受到不同程度的腐蚀，自然形成了各种腐蚀涂层，包括(黑色)、(红棕色)、碱式硫酸铜(蓝绿色，如、)等。生锈使青铜器的表面呈现出最显著的特征。这一层通常不会改变青铜器的形状，而且铜绿的性质相对稳定，因此通常不会损坏青铜器。然而，如果青铜与含氯物质接触，则可能会形成和，这被称为“粉末锈病”，这种铜锈会通过以下反应引起“青铜病”：与和反应，产生和(反应3)。形成的不是致密相，进而穿透松散相，与结合并侵蚀，从而形成和(反应2)。这些反应反复发生，直到器皿完全损坏。 可以从废青铜(合金)中制备胆矾()。称取一定量的青铜废料，放入烧杯中，在通风橱中小心地向烧杯中加入浓硝酸。在反应过程中，释放出红棕色气体(B)，形成蓝绿色溶液(C)与白色沉淀(D)的混合物。过滤后，向滤液中添加水溶液，然后形成蓝色溶液E和白色沉淀F。浓缩溶液E和蓝色微晶(晶粒)，冷却溶液可获得粗产物(G)。 回答下面问题： (1)写出反应2~3的化学方程式__________。 (2)已知在反应1过程中所有元素化合价都发生了改变，写出固体A的化学式__________。 (3)写出B、D、F和G的化学式__________。 (4)分别写出溶液C和E中的主要阴离子和阳离子__________。 (5)为了测试产品纯度，称量0.2765g样品至250mL碘量瓶中，并用缓冲溶液溶解。向烧瓶中添加1g，摇晃10秒后，将混合物在黑暗中保持10分钟。加水稀释后，用0.05036mol·L-1标准溶液滴定，滴定终点时消耗20.80mL标准溶液，求出产物的纯度(质量分数) __________。 (6)对进行了热重分析，其重量随温度的变化如下图所示，求出过程中先后得到的三种固体的化学式__________。 【答案】(1)反应2： 反应3： (2) (3)B：；D：；F：；G： (4)C：，E： (5) (6)；； 【分析】黄铜矿主要成分是，含有杂质SiO2，通入O2，发生复杂的氧化还原反应，最后生成Cu单质，固体A是，Cu和O2、HCl反应生成CuCl和水，接着被O2氧化，生成； 【详解】（1）反应2是Cu和O2、HCl反应生成CuCl和水，化学方程式为；反应3是CuCl接着被氧化的过程，方程式为； （2）已知黄铜矿主要成分是，含有杂质SiO2，通入O2，发生复杂的氧化还原反应，最后生成Cu单质，在反应1过程中所有元素化合价都发生了改变，说明Cu为+1价，Fe为+3，S为-2价，根据氧化还原反应可知，方程式为，固体A的化学式为； （3）可以从废青铜(合金)中制备胆矾()。称取一定量的青铜废料，放入烧杯中，在通风橱中小心地向烧杯中加入浓硝酸。Cu、Sn、Pb单质都可以与浓硝酸反应生成NO2，故在反应过程中，释放出红棕色气体为NO2，故B为NO2，形成蓝绿色溶液C，C为硝酸铜溶液含有Pb(NO3)2，Sn为氧化物氧化物，SnO2白色沉淀，D为SnO2，过滤，在滤液中加入水溶液，Pb(NO3)2溶液与反应生成PbSO4沉淀，故蓝色溶液E为CuSO4溶液，白色沉淀F为PbSO4沉淀。浓缩CuSO4溶液E和蓝色微晶(晶粒)，冷却溶液可以使硫酸铜结晶析出，可获得粗产物(G)，G为，故答案为：B：；D：；F：；G：； （4）根据分析可知C主要是C为硝酸铜溶液，含有主要的阳离子和阴离子为；加入溶液后蓝绿色溶液变为蓝色溶液E，E主要为CuSO4溶液，E中主要含有阳离子和阴离子为； （5）称量0.2765g样品至250mL碘量瓶中，并用缓冲溶液溶解。向烧瓶中添加1g，摇晃10秒后，将混合物在黑暗中保持10分钟，发生反应。加水稀释后，用0.05036mol·L-1标准溶液滴定，发生反应，滴定终点时消耗20.80mL标准溶液，根据关系式计算，， 产物的纯度为； （6），根据图像第I步在68.8℃时失重率为15.00%，失去的质量为，失去的质量大约是2mol水分的质量，故第I阶段剩余的固体为，根据图像第II步在99.5℃时失重率为13.58%，失去的质量为，失去的质量大约是2mol水分的质量，故第II阶段剩余的固体为，根据图像第III步在211.4℃时失重率为7.06%，失去的质量为，失去的质量大约是1mol水分的质量，故第III阶段剩余的固体为，故答案为；； ； 重难·创新演练 1.【铁与酸反应计算题型】（2025——2026高一上·辽宁大连·期末）向400 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，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)。下列说法错误的是 A．A点溶液中的溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4 B．AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+ C．反应中生成的n(NO)：n(H2)=1：2 D．最终溶液中溶质的物质的量浓度约为1 mol·L-1 【答案】C 【分析】向400 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，依次发生反应 。 【解析】A．A点硝酸根离子恰好完全反应，铁被氧化为Fe3+，则溶液中的溶质为Fe2(SO4)3和H2SO4，故A正确； B．AB没有气体放出，则发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，故B正确； C．OA段放出NO、BC段放出H2，根据图像，反应生成NO消耗Fe的物质的量为 ，生成H2消耗Fe的物质的量为 ，由反应可知生成0.2mol NO，由反应可知生成0.1mol H2，生成的n(NO)：n(H2)=2：1，故C错误； D．最终溶液中溶质为FeSO4，根据图像，参加反应的Fe的物质的量为，则生成FeSO4的物质的量为0.4mol，FeSO4的物质的量浓度约为1 mol·L-1，故D正确； 故答案选C。 2．【铁及其化合物转化】（2025·吉林省延边第一中学·一模）铁及其化合物的转化关系如图。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．FeCl3溶液中通入SO2可实现转化①，说明氧化性： B．转化②中每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.9NA C．转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为1∶2 D．过量Fe在氯气中燃烧生成FeCl2 【答案】A 【分析】Fe与盐酸反应得到FeCl2，与Cl2反应得到FeCl3，FeCl2与FeCl3二者可以相互转化，二者的混合物与NaOH在一定条件下反应得到Fe3O4，Fe与水蒸气或氧气反应也能得到Fe3O4。 【解析】氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性，FeCl3溶液中通入SO2可生成FeCl2，FeCl3为氧化剂，SO2为还原剂，说明氧化性：，A正确；Fe与O2或水蒸气反应生成Fe3O4，生成1molFe3O4转移8mol电子，每生成0.1 molFe3O4，转移的电子数为0.8NA，B错误；转化③的化学方程式为：2FeCl3+FeCl2+8NaOHFe3O4+8NaCl+4H2O，转化③中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为2∶1，C错误；Fe与Cl2反应生成FeCl3，化学方程式为：2Fe+3Cl22FeCl3，无论Fe过量还是少量，Fe在氯气中燃烧都生成FeCl3，D错误； 故答案选A。 3.【铁与水蒸气反应实验改进】（2025·湖南永州·模拟卷）铁与水蒸气反应的改进型实验装置如图所示，下列说法错误的是 A．用胆矾代替湿棉花可防止试管炸裂和有机物分解产物的干扰 B．使用泡沫铁能缩短实验完成时间 C．实验时先打开2处止水夹，点燃A．b酒精灯，反应一段时间后，多次点燃肥皂泡检验氢气的纯度，然后点燃c酒精灯，最后打开1处止水夹 D．该实验可得出还原性：Fe>H2>Cu 【答案】C 【解析】A．胆矾（CuSO4·5H2O）加热会逐步分解产生水蒸气，不会像湿棉花那样因局部冷热不均导致试管炸裂，且无有机物分解产物的干扰，A正确； B．泡沫铁表面积大，与水蒸气的接触面积更大，反应速率更快，能缩短实验完成时间，B正确； C．C项所述实验操作顺序错误。氢气还原氧化铜的实验，必须先通入氢气排尽装置中的空气，检验纯度后方可加热，以防爆炸。C项中最后打开1处止水夹'的操作会导致空气进入，引发危险，C错误； D．Fe能还原水蒸气生成H2，说明还原性Fe>H2；后续用H2还原CuO生成Cu，可证明还原性H2>Cu，D正确； 故答案选C。 4．【亚铁离子检验创新实验】（2026·河南安阳·三模）某小组同学为检测补铁剂中的铁元素，设计如图所示实验。 已知：邻二氮菲的结构简式为，邻二氮菲可以和生成橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的检测。下列说法错误的是 A．③中褪色现象说明双氧水具有氧化性 B．④中出现蓝色沉淀是由于 C．实验中也可向滤液①中加入酸性溶液检测 D．用邻二氮菲检测时，pH过大或过小均可能影响测定 【答案】C 【分析】由图可知，向研磨后的补铁剂药片中加入稀盐酸浸泡、过滤得到滤液；向滤液中滴加硫氰化钾溶液，溶液微微变红，向反应后的溶液中滴加双氧水溶液至过量，溶液先变红色后褪色，说明滤液中含有亚铁离子和少量的铁离子，溶液红色褪去是因为双氧水溶液具有氧化性，将溶液中的SCN-氧化，使得硫氰化铁浓度减小所致；向滤液中滴加铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀、滴加邻二氮菲溶液使溶液变为橙红色，均说明滤液中含有亚铁离子。 【解析】A．由分析可知，③中溶液褪色是因为双氧水溶液具有氧化性，将溶液中的SCN-氧化，使得硫氰化铁浓度减小所致，A正确； B．由分析可知，④中出现蓝色沉淀是因为溶液中的亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀所致，反应的离子方程式为：，B正确； C．溶液中的氯离子酸性条件下也能与高锰酸根离子反应使溶液褪色，则向滤液中加入高锰酸钾溶液不能检测溶液中的亚铁离子，C错误； D．由结构简式可知，邻二氮菲分子中含有的氮原子能与氢离子形成配位键，则用邻二氮菲检测溶液中亚铁离子时，若溶液的pH过大，溶液中的亚铁离子会与氢氧根离子反应，影响亚铁离子测定，若溶液的pH过小，邻二氮菲分子与氢离子反应也会影响亚铁离子测定，D正确； 故答案选C。 5.【结合配合物离子考查铁离子检验】（2025—2026·辽宁名校联盟·高三上联考）工业盐酸呈亮黄色，已证明这是配合物的颜色。据此某同学设计以下实验： 实验Ⅰ   实验Ⅱ   已知：呈浅紫色(稀溶液呈无色)，不与形成配离子。 根据以上实验现象，下列结论不正确的是 A．高浓度的能极大程度地抑制的水解 B．配合物在高浓度的条件下能稳定存在 C．实验Ⅱ中存在反应   D．向工业盐酸中滴加几滴，溶液由黄色变为红色，则与配位能力： 【答案】C 【解析】A．的水解产物呈橙黄色，根据实验Ⅰ现象，向的水溶液中加入浓硝酸，溶液从橙黄色变为无色，水解产物转化为。根据实验Ⅱ现象，向溶液中加入浓盐酸，溶液从橙黄色变为黄色，水解产物转化为，说明高浓度的能抑制的水解，A正确； B．由题干信息可知，工业盐酸的亮黄色源自，说明在高浓度的条件下，能稳定存在，B正确； C．根据实验Ⅱ现象，含有浓盐酸的溶液被加热后黄色加深，冷却后黄色变浅，说明的反应平衡在高温下向正反应方向进行，正反应吸热，，C错误； D．向工业盐酸中滴加KSCN，溶液变红，配合物转化为，说明的配合能力强于，D正确； 故答案选C。 6．【铜及其化合物综合考查】(2025·吉林长春二模)铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题。 (1)纳米铜是性能优异的超导材料，工业上以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉，Cu2S中铜元素的化合价为________。 (2)无水CuSO4常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成______色晶体，俗称_______ 。 (3)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的CuO，化学方程式为___________________________________________________________________________________。 (4)CuCl2常用作媒染剂、杀虫剂等。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3＋对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。M′为________。 (5)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。在高于300 ℃，HCl气流中热分解CuCl2·2H2O可以制备CuCl，其中HCl的作用是_____________________________ _　_______________________________________________________________________________________。 【答案】(1)＋1 (2)蓝　胆矾(或蓝矾) (3)Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O (4)Fe2＋ (5)用HCl气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制CuCl2水解的发生，防止CuCl被氧化 【解析】(1)Cu2S中硫元素为－2价，则铜元素的化合价为＋1。(2)无水CuSO4常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成蓝色硫酸铜晶体，俗称胆矾或蓝矾。(3)碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水、二氧化碳，化学方程式为Cu2(OH)2CO3　2CuO＋CO2↑＋H2O。(4)Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3＋对该反应有催化作用，铜生成铜离子化合价升高，根据得失电子守恒可知，M生成M′中铁元素化合价降低，故M′为亚铁离子(Fe2＋)。(5)氯化铜加热水解生成氢氧化铜和盐酸，HCl可抑制其水解，CuCl中铜具有还原性，易被空气中氧气氧化，在HCl气流中热分解CuCl2·2H2O可以制备CuCl，其中HCl的作用是用HCl气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制CuCl2水解的发生，防止CuCl被氧化。 7.【铜的氧化物比较】（2025·黑龙江大庆·一模）氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造船底防污。已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。现将经高温灼烧后的CuO样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，下列有关说法不正确的是(　　) A.稳定性：Cu2O>CuO B.样品与酸反应中Cu2O既是氧化剂又是还原剂 C.如果溶液中出现蓝色，说明CuO已分解 D.若有14.4 g Cu2O参加反应，则转移电子数为0.1NA 【答案】C 【解析】A.CuO经高温灼烧生成Cu2O，则Cu2O比CuO稳定，A正确； B.反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中Cu元素的化合价部分从＋1价升高到＋2价，部分从＋1价降低到0价，则Cu2O既是氧化剂又是还原剂，B正确； C.如果溶液中出现蓝色，不能说明CuO已分解，因为CuO与稀硫酸反应溶液也呈蓝色，C错误； D.反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中，1 mol氧化亚铜完全反应转移1 mol电子，14.4 g Cu2O的物质的量为0.1 mol，0.1 mol氧化亚铜完全反应转移0.1 mol电子，转移电子数为0.1NA，D正确。 故答案选C 8．【工业流程中考查铜及其化合物转化】（2025·辽宁省抚顺市二中·三模）氯化亚铜(，难溶于水，在空气中易被氧化)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。工业上以废铜泥［含、、及少量金属］为原料制备的工艺流程如图。下列说法正确的是 A．“灼烧”可将废铜泥转化为金属氧化物 B．“除杂”过程加入时，温度越高，除杂效果越好 C．在实验室模拟“过滤”步骤时使用的主要玻璃仪器为分液漏斗 D．“还原”后“溶液”呈碱性 【答案】A 【分析】在空气中灼烧废铜泥可将铜、铁元素转化为相应的氧化物，所得氧化物加入硫酸酸浸，CuO和铁的氧化物溶解，酸浸液中主要为硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、过量的硫酸，除杂过程中加入过氧化氢和氢氧化钠溶液，可将亚铁离子氧化成铁离子，然后铁离子转化成氢氧化铁沉淀而除去，过滤得到的滤液为硫酸铜溶液，向其中加入亚硫酸钠和氯化钠后可得到CuCl。 【解析】A.“灼烧”过程中，废铜泥中的金属元素转化为金属氧化物，硫元素转化为气体逸出，所以“灼烧”可将废铜泥转化为金属氧化物，A正确； B.若温度过高，过氧化氢会分解，减弱除杂效果，B错误； C.在实验室模拟“过滤”步骤时使用的主要玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，C错误； D.“还原”时溶液中的被还原为，再结合生成CuCl沉淀，而被氧化为，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可确定反应的离子方程式为，所以“还原”后“溶液”呈酸性，D错误 故答案选Ａ。 9．【工业流程中考查铁及其化合物转化】以硫酸烧渣（主要成分为Fe2O3和少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等）为原料制备氧化铁红的工艺流程如下： 已知：Fe3＋＋3H2C2O4＝Fe(C2O4)＋6H＋，Fe2＋＋H2C2O4＝FeC2O4↓＋2H＋。 （1）“酸浸”时，使用草酸作为助剂可提高铁浸取率，草酸加入量[m(草酸)/m(硫酸烧渣)×100%]对铁浸取率的影响如图所示。 ①加入草酸能提高铁浸取率的原因是_______________________________________________________。 ②草酸加入量大于20%时，铁浸取率随草酸加入量增加而减小的原因是__________________________。 （2）“沉铁”时，反应温度对铁回收率的影响如图所示。 ①FeSO4转化为Fe(OH)3的离子方程式为___________________________________________________。 ②反应温度超过35 ℃时，铁回收率下降的原因是______________________________________________ _________________________________。 ③“沉铁”后过滤所得“母液”中含有的主要成分为硫酸铵和________________。 （3）“纯化”时，加入NaOH溶液的目的是_______________________________________________。 【答案】（1）①Fe3＋和H2C2O4生成Fe(C2O4)，促进草酸电离，溶液的H＋浓度增大；Fe3＋浓度降低，促进烧渣中铁氧化物与硫酸的反应 ②Fe2＋与C2O生成FeC2O4沉淀 （2）①2Fe2＋＋H2O2＋4NH3·H2O＝2Fe(OH)3↓＋4NH ②温度升高，H2O2受热被Fe3＋催化分解，使Fe2＋氧化不充分；氨水受热挥发，氨水浓度减小，不利于Fe(OH)3的生成 ③草酸铵 （3）除去Fe(OH)3中含有的Al(OH)3杂质 【解析】由题给流程可知，硫酸烧渣加入稀硫酸和草酸混合溶液酸浸时，氧化铁、四氧化三铁、氧化铝溶解混酸转化为三草酸根合铁离子、亚铁离子、铝离子，二氧化硅不溶于混酸，过滤得到含有三草酸根合铁离子、亚铁离子、铝离子的滤液和含有二氧化硅的残渣；向滤液中加入氨水和过氧化氢混合溶液，将亚铁离子氧化为铁离子后，与三草酸根合铁离子一起转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有铝离子的滤液和含有氢氧化铁的滤渣；向滤渣中加入氢氧化钠溶液，将沉淀中混有的氢氧化铝转化为偏铝酸根离子，过滤得到氢氧化铁；氢氧化铁煅烧分解生成氧化铁。 （1）①由题给信息可知，加入草酸能提高铁浸取率的原因是Fe3＋和H2C2O4生成Fe(C2O4)，促进草酸电离，使溶液中的H＋浓度增大；溶液中的Fe3＋浓度降低，有利于烧渣中铁氧化物与稀硫酸的反应；②由题给信息可知，草酸加入量大于20%时，Fe2＋与C2O生成FeC2O4沉淀，导致铁浸取率随草酸加入量增加而减小；（2）①由题意可知，硫酸亚铁转化为氢氧化铁的反应为硫酸亚铁与过氧化氢和氨水反应生成硫酸铵和氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋4NH3·H2O＝2Fe(OH)3↓＋4NH；②当反应温度超过35 ℃时，温度升高，H2O2受热被Fe3＋催化分解，使Fe2＋氧化不充分；氨水受热挥发，氨水浓度减小，不利于Fe(OH)3的生成，导致铁回收率下降；③由分析可知，沉铁加入氨水和过氧化氢混合溶液，将亚铁离子氧化为铁离子后，与三草酸根合铁离子一起转化为氢氧化铁沉淀，同时生成硫酸铵和草酸铵，则过滤所得“母液”中含有的主要成分为硫酸铵和草酸铵；（3）由分析可知，“纯化”时，加入氢氧化钠溶液的目的是将Fe(OH)3中含有的Al(OH)3转化为偏铝酸根离子，然后过滤，达到除去氢氧化铝的目的。 10.【铁、铜及其化合物性质探究实验】(2025·山西太原高三检测)实验小组探究Cu和Fe(NO3)3溶液的反应原理。 (1)配制溶液。 用Fe(NO3)3·9H2O标准试剂配制100 mL 0.500 mol·L－1Fe(NO3)3溶液，下列仪器中无需使用的有________(填名称)。 (2)Fe(NO3)3溶液成分探究。 甲同学认为溶质离子主要成分为Fe3＋和NO，乙同学认为还有H＋，于是用________(填仪器名称)测得0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液pH为1.10。 (3)提出假设。 假设ⅰ：________________________，发生反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋； 假设ⅱ：NO将Cu氧化，发生反应3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 (4)实验探究。 实验Ⅰ：向0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液中加入过量铜粉并充分振荡，溶液变成深棕色，无气泡产生。实验小组通过实验证明了反应中有Fe2＋生成，实验方案为_________________________________________ _____________________________________________________ 。 实验Ⅱ：向pH＝1.10的________溶液中加入过量铜粉并充分振荡，无明显现象。 综合实验Ⅰ和实验Ⅱ可知，假设________(填“ⅰ”或“ⅱ”)成立。 (5)查阅资料知，铜粉与Fe(NO3)3溶液可能涉及的反应有： 反应①：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　K＝1062.8(速率很小) 反应②：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋　K＝1014.7(速率较大) 反应③：4Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋[Fe(NO)]2＋(深棕色)＋2H2O　K＝1012.8(速率很大) 反应④：[Fe(NO)]2＋(深棕色)===Fe2＋＋NO↑ (ⅰ)对反应①来说，Fe2＋起到的作用为_______________________________； 为验证这一作用，设计实验方案为__________________________________　____________________________________________________________________。 (ⅱ)实验Ⅰ反应中无论Cu过量多少，始终都能检测到Fe3＋的存在，原因是_________________________________________________________________________________________。 【答案】(1)(梨形)分液漏斗、球形冷凝管 (2)pH计(或酸度计) (3)Fe3＋将Cu氧化 (4)向上层清液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀　HNO3　ⅰ (5)(ⅰ)催化　向实验Ⅱ体系中加入适量FeSO4固体，振荡，溶液出现蓝色　(ⅱ)反应③速率大于反应① 【解析】(1)题中用固体配置100 mL溶液用到的仪器有天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管，所以用不到的仪器是(梨形)分液漏斗、球形冷凝管。(2)使用pH计测量溶液pH为1.10。(3)Fe3＋、酸性条件下的NO均有强氧化性，所以对Cu和Fe(NO3)3反应原理提出假设，可能是Fe3＋或NO将Cu氧化。(4)检验反应中产生Fe2＋，可向上层清液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，则证明含Fe2＋。实验Ⅰ探究Fe3＋能否氧化Cu，实验Ⅱ探究酸性条件下NO能否氧化Cu，根据实验现象可知Fe3＋氧化了Cu，NO没有氧化Cu，所以假设ⅰ成立。(5)由反应历程可知，Fe2＋先参与反应，然后又反应生成，Fe2＋起催化作用，能增大反应速率，向实验Ⅱ溶液中加入Fe2＋，振荡，溶液出现蓝色，可以证明Fe2＋的催化作用。结合题目信息可知，实验Ⅰ向0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液中加Cu，无论Cu过量多少，始终都能检测到Fe3＋，是因为反应③速率大于反应①。 真题·实战演练 1．【铁与水蒸气反应的实际应用】（2025·北京高考真题）我国科研人员在研究嫦娥五号返回器带回的月壤时，发现月壤钛铁矿()存在亚纳米孔道，吸附并储存了大量来自太阳风的氢原子。加热月壤钛铁矿可生成单质铁和大量水蒸气，水蒸气冷却为液态水储存起来以供使用。下列说法不正确的是 A．月壤钛铁矿中存在活泼氢 B．将地球上开采的钛铁矿直接加热也一定生成单质铁和水蒸气 C．月壤钛铁矿加热生成水蒸气的过程中发生了氧化还原反应 D．将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量 【答案】B 【解析】A．月壤钛铁矿中的氢来自太阳风，以原子态吸附，属于活泼氢，A正确； B．地球上的钛铁矿若未吸附足够氢原子，根据原子守恒可知，加热可能无法生成水蒸气，因此“一定生成”的说法错误，B错误； C．生成水时H被氧化（0→+1），Fe被还原（如+3→0），存在化合价变化，属于氧化还原反应，C正确；D．水蒸气液化是物理变化，但会释放热量，D正确； 故答案选B。 2．【铁离子检验】（2026·河南高考真题）某同学设计以下实验，探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。 已知：在水溶液中由于水解与配位而显黄色；呈绿色。下列说法错误的是 A. ②到③说明加入稀硫酸能抑制的水解 B. ④与⑤中：④>⑤ C. ④与⑥中呈现红色均是由于与结合所致 D. 若向③中依次加入适量维生素C、溶液，会出现蓝色沉淀 【答案】B 【解析】 黄色的水合硫酸铁溶于水形成黄色溶液②。根据题中信息，黄色是由于Fe3+水解产生的。向②中加入稀硫酸，溶液变为浅黄色③，这是因为加入的 抑制了Fe3+的水解（ ），使平衡向左移动，水解产物减少，颜色变浅。向浅黄色溶液③中加入KSCN溶液，溶液变为红色④。这是Fe3+与SCN-反应生成血红色络合物。向红色溶液④中加入草酸钾固体，溶液变为绿色⑤。这是因为C2O与Fe3+的配位能力比SCN-更强，生成了更稳定的绿色络合物。向绿色溶液⑤中加入稀硫酸，溶液又变回红色⑥。这是因为加入的与C2O 结合生成弱酸草酸，降低了C2O的浓度，导致绿色络合物 分解，释放出Fe3+ 。这些Fe3+再与溶液中的SCN-反应，重新生成红色的络合物，以此解答。 A．Fe3+水解使溶液显黄色，加入稀硫酸后c()增大，水解平衡逆向移动，抑制Fe3+水解，溶液黄色变浅，A正确； B．④中Fe3+与SCN-结合生成红色配合物，游离SCN-浓度低；⑤中Fe3+与C2O结合生成更稳定的，释放出SCN-，故c(SCN-)：⑤>④，B错误； C．④中直接是Fe3+与SCN-结合显红色；⑥中加入稀硫酸后，C2O与结合，解离出Fe3+，再与SCN-结合显红色，C正确； D．维生素C具有还原性，可将③中的Fe3+还原为Fe2+，Fe2+与反应生成蓝色沉淀，D正确；故答案选B。 3．【铜铁混为分离】（2026·湖南卷）常温下，铜铁混合物(粉末状)能发生如图所示的转化关系。下列说法错误的是 A.溶液h可能是盐酸 B.向溶液b中通入过量气体e，空气中久置后可得沉淀g C.固体残渣中有铜，可能有铁 D.溶液f中含有 【答案】C 【分析】黄绿色气体c为Cl2，红褐色沉淀g为Fe(OH)3，进而推出溶液d为FeCl3溶液，溶液b为FeCl2溶液，Fe(OH)3与过量溶液h（酸）反应生成溶液a，则溶液a中含有金属阳离子Fe3+，Fe3+与铜、铁混合物反应生成Fe2+、Cu2+，最终得到深蓝色溶液f，说明生成铜氨络离子，因此气体e为，f中含有。 【解析】A.若h为盐酸，盐酸与Fe(OH)3反应生成含的盐酸体系，只要不足，仅部分铜溶解，仍可满足流程，存在这种可能性，A正确； B.溶液b中含有，通入过量生成，在空气中久置会被氧气氧化为红褐色的，即沉淀g，B正确； C.流程最终得到含铜氨络离子的溶液，说明溶液b中一定含有；铁的还原性比铜强，铜铁混合物中铁先发生反应，铁完全反应后铜才反应，若固体残渣中有铜，则一定无铁，C错误； D.与过量反应生成深蓝色络离子，因此f中含有该离子，D正确； 故答案选C。 4.【铁的性质探究实验】（2026·广东卷）用如图装置进行实验，反应一段时间，关闭活塞和止水夹，熄灭酒精灯，冷却后提起铁丝，注入稀硫酸。下列说法错误的是 A．溶液变棕黄色，体现的还原性 B．浓硫酸的作用是吸收水分，干燥 C．U形管中溶液遇KSCN溶液变红，说明有存在 D．烧杯溶液中最终存在： 【答案】D 【解析】A．生成的与发生反应，生成使溶液变棕黄，化合价升高，作还原剂，体现还原性，A正确； B．制得的中混有和水蒸气，饱和食盐水除去，浓硫酸吸收水分，干燥，防止后续加热时水蒸气影响反应，B正确； C．加热条件下与反应生成，注入稀硫酸溶解后，溶液中含，遇溶液变红，可说明存在，C正确； D．烧杯中为吸收后的溶液，根据电荷守恒，溶液中阴离子还有，正确的关系式为：，D错误； 故答案选D。 5.【铁及其化合物探究实验】（2026·云南卷）某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体，设计如下实验探究其成分。已知：步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行：PbS是一种黑色固体。 下列说法错误的是 A．a中黑色固体成分有 B．与在空气中燃烧的产物可能有 C．步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，目的是加快反应速率 D．b中使用溶液替代溶液，则无需使用醋酸铅试纸检验 【答案】C 【解析】A．由上述分析可知，a中黑色固体成分有，A项正确； B．与在空气中燃烧，二者均被氧气氧化，可能生成，B项正确； C．步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行，其目的是防止FeSO4、H2S被氧化，步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，其目的是除去溶解氧，C项错误； D．醋酸铅试纸用于检验生成的H2S气体，b中使用溶液替代溶液，H2S与发生反应：，CuS为黑色固体，难溶于稀硫酸，可达到检验H2S的目的，D项正确； 故答案为C。 6. 【工业流程中铁的化合物转化】（2025·山东卷）钢渣中富含等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的元素，流程如下。已知：能溶于水；，。下列说法错误的是 A．试剂X可选用粉 B．试剂Y可选用盐酸 C．“分离”后元素主要存在于滤液Ⅱ中 D．“酸浸”后滤液Ⅰ的过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 【答案】A 【分析】钢渣通过盐酸酸浸，得到滤液I中含有Fe2+、Fe3+、Ca2+等，滤渣I为SiO2，滤渣I加入NaOH溶液碱浸，得到含有Na2SiO3的浸取液，加入试剂Y盐酸生成硅酸沉淀，最后得到SiO2，滤液I加入试剂X和H2C2O4分离，由于Fe2(C2O4)3能溶于水，试剂X将Fe2+氧化为Fe3+，再加入H2C2O4，使CaC2O4先沉淀，滤渣II为CaC2O4，滤液II中有Fe3+，依次解题。 【解析】A．根据分析，加入试剂X的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，试剂X应该是氧化剂，不可以是Fe粉，A错误； B．加入试剂Y，将Na2SiO3转化为H2SiO3沉淀，最后转化为SiO2，试剂Y可以是盐酸，B正确； C．根据分析，“分离”后Fe元素主要存在于滤液II中，C正确； D．“酸浸”后滤液I中pH过小，酸性强，造成C2浓度小，使Ca2+(aq)+ C2(aq) CaC2O4(s)平衡逆向移动，得到CaC2O4沉淀少，滤渣II质量减少，D正确； 答案选A。 7．【工业流程中铁、铜化合物的转化】（2025·甘肃卷）处理某酸浸液(主要含)的部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式： B．“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多，沉淀越完全 C．“氧化”过程中铁元素化合价降低 D．“沉锂”过程利用了的溶解度比小的性质 【答案】D 【分析】酸浸液(主要含)加入铁粉“沉铜”，置换出Cu单质，溶液加入NaOH碱浸，过滤得到Al(OH)3沉淀，滤液加入H2O2，把Fe2+氧化为Fe(OH)3沉淀，在经过多步操作，最后加入Na2CO3，得到Li2CO3沉淀。 【解析】A．“沉铜”过程中铁置换出铜单质，发生反应的离子方程式：，A错误； B．Al(OH)3是两性氢氧化物，NaOH过量，则Al(OH)3会溶解，B错误； C．“氧化”过程中将Fe2+氧化为Fe3+，铁元素化合价升高，C错误； D．加入Na2CO3得到Li2CO3沉淀，利用了的溶解度比小的性质，D正确； 故答案选D。 8．【铜化合物探究实验】（2025·江苏·高考真题）探究含铜化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ  取一定量5%CuSO4溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。 步骤Ⅱ  将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。 步骤Ⅲ  向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。 下列说法正确的是 A．步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为 B．步骤Ⅱ的两份溶液中： C．步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化 D．步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为 【答案】B 【解析】A．步骤Ⅰ中产生的蓝色沉淀是Cu(OH)2，而非[Cu(NH3)4]SO4。因为适量浓氨水与CuSO4溶液反应首先生成Cu(OH)2沉淀，过量氨水才会溶解沉淀形成络合物，A错误； B．步骤Ⅱ中，深蓝色溶液（加入浓氨水）中的Cu2+因形成[Cu(NH3)4]2+络离子而浓度降低，而蓝色溶液（加入稀盐酸）中Cu2+可以自由移动，浓度较高。因此c深蓝色(Cu2+) < c蓝色(Cu2+)，B正确； C．步骤Ⅲ中无明显现象并非因铁钉钝化。铁在碱性溶液中不易钝化，且后续加入盐酸后有反应发生，说明铁未钝化。真正原因是络合物中Cu2+浓度过低，无法被Fe置换，C错误； D．步骤Ⅲ中加入盐酸后，H+与NH3结合生成NH4+，导致配合物释放Cu2+，随后Fe与H+反应生成H2（气泡），并与Cu2+发生置换反应生成Cu，D的反应式未体现H+的作用，与实际反应原理不符，D错误； 故答案选B。 9．【工业流程中铁铜化合物综合考查】（2024·北京·高考真题）利用黄铜矿(主要成分为，含有等杂质)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)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。 (3)矿石和过量按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；和时，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 400 500 ①温度低于，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是 。 ②温度高于，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的目的 。 (5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的溶液做电解液，并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是 。 【答案】(1)增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 (2) (3) 温度低于，随焙烧温度升高，分解产生的增多，可溶物含量增加，故铜浸出率显著增加 温度高于，随焙烧温度升高发生反应：，和转化成难溶于水的，铜浸出率降低 (4) (5)粗铜若未经酸浸处理，其中杂质会参与放电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量 【分析】黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)粉碎后加入硫酸铵通入空气焙烧，黄铜矿在硫酸铵生成的SO3作用下，转化成CuSO4，得到的混合气体中主要含NH3，用硫酸吸收，得到硫酸铵，是溶液A的主要溶质，可以循环利用，固体B为SiO2、CuSO4及含铁的化合物，加水分离，主要形成含硫酸铜的滤液和含SiO2的滤渣，分别为滤液C和滤渣D，向硫酸铜溶液中加入过量的铁，置换得到粗铜和FeSO4，粗铜再精炼可以得到纯铜。 【解析】（1）黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎，是为了增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分； （2）铵盐不稳定，易分解，分解为非氧化还原反应，产物中有NH3和SO3，故化学方程式为； （3）①由图，温度低于425℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大，是因为温度低于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，CuFeS2和CuSO4转化成难溶于水的CuO，发生反应4CuFeS2+17O2+2CuSO46CuO+2Fe2(SO4)3+4SO3，铜浸出率降低； （4）加入置换硫酸铜溶液中的铜，反应的离子方程式为； （5）粗铜中含有杂质，加酸可以除，但粗铜若未经酸浸处理，其中杂质会参与放电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量。 10．【铁的化合物性质综合实验】（2024·重庆卷）可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备的一种实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。 （1）的制备 保护下，将溶有S的热二苯醚溶液注射到热油胺溶液中(S过量)，继续加热回流，冷却至室温，离心分离，经洗涤得产品。 ①仪器a的名称为_______；保护的目的是_______。 ②生成的化学方程式为_______。 ③为除去产品中残留的S，洗涤选用的试剂是_______(填“”或“”)。 （2）的含量测定 产品先用王水溶解，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用溶液将还原至，终点为无色：用冰水迅速冷却，再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用标准溶液滴定至终点。已知甲基橙的还原反应：氧化态(红色)+ne-=还原态(无色) ①比易水解，且易被氧化。配制和保存溶液需加入的试剂是_______。 ②甲基橙指示终点的过程及作用原理是_______。 ③若称取的产品为，标准溶液浓度为，用量为，的摩尔质量为，则产品中质量分数为_______(写最简表达式)。 ④下列操作可能导致测定结果偏高的是_______。 A.还原时溶液滴加过量 B.热的溶液在空气中缓慢冷却 C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失 D.滴定前仰视读数，滴定后俯视读数 【答案】（1）①三颈烧瓶 防止Fe2+被氧气氧化 ②FeS+SFeS2 ③CS2 （2）①浓盐酸、锡粒 ②当加入还原剂SnCl2后，甲基橙得电子，由氧化态变为还原态，颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色 ③% ④AC 【解析】（1）①仪器a的名称为三颈烧瓶；N2和FeS不反应，能防止Fe2+被氧气氧化，故答案为：三颈烧瓶；防止Fe2+被氧气氧化； ②反应物是S、FeS，反应条件是加热，生成物是FeS2，反应方程式为FeS+SFeS2； ③S难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，所以洗涤选用的试剂是CS2，故答案为：CS2； （2）①SnCl2比FeCl3易水解，且易被氧化，配制和保存SnCl2溶液时需要抑制水解，SnCl2水解生成HCl，需要将SnCl2溶于浓盐酸中，以抑制其水解，再加水稀释到需要的浓度，同时向溶液中加入锡粒防止其被氧化，故答案为：浓盐酸、锡粒； ②甲基橙的还原反应：氧化态(红色)+ne-=还原态(无色)，产品先用王水溶解，再经系列处理后，在热盐酸条件下，以甲基橙为指示剂，用SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+终点为无色，溶液呈酸性，则甲基橙显红色，则甲基橙为氧化态；加入SnCl2后，SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+，溶液呈无色，则甲基橙变为还原态，故答案为：当加入还原剂SnCl2后，甲基橙得电子，由氧化态变为还原态，颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色； ③Fe2+被K2Cr2O7氧化为Fe3+，被还原为Cr3+，关系式为6Fe2+～，n(FeS2)=n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7)=6×cmol/L×10-3VL=6×10-3cVmol，产品中FeS2质量分数为； ④A.还原Fe3+时SnCl2溶液滴加过量，消耗的V(K2Cr2O7)偏大，测定值偏高，故A正确；B.热的Fe2+溶液在空气中缓慢冷却，导致部分Fe2+被氧化Fe3+，消耗的V(K2Cr2O7)偏小，测定值偏低，故B错误；C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，消耗的V(K2Cr2O7)偏大，测定值偏高，故C正确；D.滴定前仰视读数，滴定后俯视读数，消耗的V(K2Cr2O7)偏小，测定值偏低，故D错误；故答案为：AC。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $