浙江2020版高考化学大一轮复习第22讲铁铜的获取及应用课时作业.docx

课后作业22铁、铜的获取及应用(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.铁是日常生活中使用最广泛的金属,下列关于铁的一些说法正确的是()A.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3,在给定的条件下能实现转化B.铁是较活泼的金属,它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3C.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2Fe(OH)3D.Fe3O4溶解于盐酸既有FeCl2生成又有FeCl3生成,故Fe3O4属于混合物答案C解析A项,FeCl3易水解,加热时不能得到无水FeCl3;铁与I2化合时,生成FeI2,B项错误;D项,Fe3O4是纯净物。2.(2018浙江省考前学考快练二)由硫铁矿烧渣(主要成分:Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO47H2O),再通过绿矾制备铁黄FeO(OH)的流程如下:烧渣溶液绿矾铁黄已知:FeS2和铁黄均难溶于水下列说法不正确的是()A.步骤,最好用硫酸来溶解烧渣B.步骤,涉及的离子方程式为FeS2+14Fe3+8H2O15Fe2+2SO42-+16H+C.步骤,将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,可得纯净绿矾D.步骤,反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3答案C解析因绿矾中的酸根离子为硫酸根离子,则步骤最好用硫酸来溶解烧渣,故A正确;步骤发生反应的化学方程式为FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4,反应的离子方程式为FeS2+14Fe3+8H2O15Fe2+2SO42-+16H+,故B正确;步骤为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾,蒸干时绿矾受热会失去结晶水,故C错误;步骤,反应条件控制不当,绿矾与氨水、空气可发生氧化还原反应生成Fe(OH)3,故D正确。3.某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为()A.0.80B.0.85C.0.90D.0.93答案A解析根据得失电子守恒可知,1.52gFexO被氧化为Fe3+失去的电子数和标准状况下112mLCl2得到的电子数相等。标准状况下112mLCl2得到的电子数为0.01mol,则有1.52g(56x+16) gmol-1(3-2x)x=0.01mol,解得x=0.80,故A正确。4.(2018湖北部分重点高中高三期中联考)孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3(含Fe2O3、FeCO3、Al2O3、SiO2杂质),工业上用孔雀石制备硫酸铜的第一步需用过量的硫酸溶解并过滤。常温下,分别取滤液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中可以大量存在的一组离子正确的是()A.加入过量氨水:Fe3+、NH4+、SO42-、OH-B.加入过量NaNO3溶液:Fe2+、NO3-、Cu2+、SO42-C.加入过量NaOH溶液:Na+、AlO2-、SO42-、OH-D.加入过量NaHCO3溶液:Na+、Al3+、SO42-、HCO3-答案C解析加入过量氨水后,Fe3+不可能大量存在,A不正确;硝酸根在酸性条件下有强氧化性,可以把Fe2+氧化,所以B不正确;加入过量NaOH溶液后,Na+、AlO2-、SO42-、OH-等几种离子之间不发生离子反应,可以大量共存,C正确;加入过量NaHCO3溶液,Al3+和HCO3-的水解反应相互促进,不能大量共存,D不正确。5.下列离子方程式书写不正确的是()A.FeO固体放入稀盐酸中:FeO+2H+Fe2+H2OB.过量的铁粉与稀硫酸反应:Fe+2H+Fe2+H2C.向BaCl2溶液中通入CO2:Ba2+CO2+H2OBaCO3+2H+D.向FeCl3溶液中加入氢碘酸:2Fe3+2I-2Fe2+I2答案C解析C项中,BaCl2与CO2不反应。6.Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是()A.两者的单质在空气中放置,均只生成氧化物B.两者的单质都能与稀硫酸反应产生氢气C.常温条件下,两种金属都能溶解于浓硝酸中D.制备FeCl3、CuCl2,均不能采用将其溶液直接蒸干的方法答案D解析Cu放置在空气中可生成Cu2(OH)2CO3,A项错误;铜为不活泼金属,不能与稀硫酸反应生成氢气,B项错误;常温下,浓硝酸能够使铁钝化,C项错误;直接蒸干FeCl3、CuCl2溶液得到的固体分别是Fe(OH)3、Cu(OH)2或Fe2O3、CuO,D项正确。7.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,残渣是()A.FeOB.Fe2O3C.Fe(OH)3D.Fe3O4答案B解析铁与稀硫酸反应生成FeSO4,再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2,在空气中加热Fe(OH)2,铁元素被氧化为+3价,最后所得红棕色残渣为Fe2O3。8.下列有关物质检验方法不合理的是()A.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显血红色,该溶液中一定含有Fe2+B.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2C.检验绿矾晶体是否已氧化变质,可将绿矾晶体溶于稀硫酸后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变血红色D.向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+答案B解析B项中的Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色。9.(2018河南濮阳检测)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:则下列说法正确的是()A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B.操作、操作、操作所用仪器相同C.试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2+Cl22Cl-+2Fe3+D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+答案C解析由最终要得到氯化铁晶体及流程图可知:b应为盐酸,A项错误;操作和操作都是过滤,操作为蒸发结晶、过滤,故所用仪器不完全相同,B项错误;滤液Z和X中均含有氯化亚铁,则试剂c为氯气,C项正确;酸性高锰酸钾溶液能氧化Fe2+,也能氧化Cl-,故不能用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2+,D项错误。10.向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 molL-1的NaOH溶液1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2 g。下列有关说法不正确的是()A.Cu与Cu2O的物质的量之比为21B.硝酸的物质的量浓度为2.6 molL-1C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48 LD.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol答案B解析结合题意,反应过程为:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,3Cu2O+14HNO36Cu(NO3)2+2NO+7H2O,NaOH+HNO3NaNO3+H2O,2NaOH+Cu(NO3)2Cu(OH)2+2NaNO3,结合mCu(OH)2=39.2g,即39.2g98gmol-1=0.4mol,故反应中Cu(NO3)2消耗NaOH0.4mol2=0.8mol,余下硝酸1.0L1.0molL-1-0.8mol=0.2mol,D项正确;反应中,n(Cu)+2n(Cu2O)=0.4mol,n(Cu)64gmol-1+n(Cu2O)144gmol-1=27.2g,解得:n(Cu)=0.2mol,n(Cu2O)=0.1mol。根据氧化还原反应中电子守恒:0.2mol2+0.1mol21=n(NO)3,n(NO)=0.2mol,即标准状况下体积为4.48L,A、C项正确;根据氮元素守恒:n(HNO3)=n(NO)+n(NO3-),最终溶液为NaNO3溶液,有n(NO3-)=n(Na+)=1.0L1.0molL-1=1mol,原硝酸浓度c(HNO3)=0.2mol+1mol0.5L=2.4molL-1,B项错误。11.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,下列操作正确且能达到目的的是()A.将铜丝插入浓硫酸中加热,反应后把水加入反应器中,观察硫酸铜溶液的颜色B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观察CuCl2的生成C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水CuCl2固体D.将表面有铜绿Cu2(OH)2CO3的铜器放入盐酸中浸泡,除去铜绿答案D解析A项中的正确操作应该将铜丝插入浓硫酸中加热,冷却后取一定量的反应液加入盛有水的烧杯中;B项中应该用红热的铜丝;Cu2+水解,加热CuCl2溶液不能得到CuCl2固体,C错误;铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸,故可用盐酸除去铜器表面的铜绿,D项正确。12.向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是()A.a表示n(Fe3+)的变化曲线B.n1=0.75C.P点时,n(Fe2+)=0.562 5 molD.向P点溶液中加入铜粉,最多可溶解14.4 g答案C解析该反应可以看作两步:Fe+4H+NO3-Fe3+NO+2H2O,硝酸根离子过量,氢离子不足;2Fe3+Fe3Fe2+。a表示Fe3+的物质的量变化曲线,A正确;溶液中共有3molH+参加反应,消耗铁为0.75mol,B正确;P点n(Fe2+)=n(Fe3+),二者均为0.45mol,C错误;剩余0.45molFe3+,消耗0.225mol(14.4g)铜,D正确。二、非选择题(本题包括4小题,共40分)13.(12分)某盐A是由三种元素组成的化合物,某研究小组按如图流程探究其组成:请回答:(1)写出红棕色固体C的化学式:。(2)写出A受热分解的化学方程式:。(3)写出气体B与溶液E反应的离子方程式:。答案(1)Fe2O3(2)2FeSO4Fe2O3+SO3+SO2(3)2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+SO42-+4H+解析(1)红棕色固体溶于盐酸得黄色溶液,可知溶液中有Fe3+,固体C为氧化铁,其物质的量为0.02mol;(2)白色沉淀为硫酸钡,物质的量也为0.02mol,可知气体B中SO3为0.02mol;气体B的物质的量为0.04mol,则SO2为0.02mol。结合(1)可知A分解后的产物为Fe2O3、SO3、SO2,且三者的物质的量相等,依据原子守恒即可写出反应的化学方程式。(3)溶液中Fe3+有氧化性,能氧化气体B中的SO2,生成SO42-和Fe3+。14.(6分)(2018嘉兴一中高三期末考试)实验室有一瓶硫酸亚铁和硫酸铁混合物,取一定量样品溶于水,配成100 mL溶液。所得溶液分成两份,在第一份溶液中加入0.5 molL-1氯化钡溶液220 mL恰好完全反应;在第二份溶液中通入标准状况下的氯气0.896 L,可使Fe2+全部变成Fe3+。(1)所取样品中硫酸铁物质的量是。(2)若在第一份溶液完全反应后所得溶液中再加入足量氢氧化钠溶液,所得沉淀经洗涤,在空气中充分灼烧,最后残渣的质量是。答案(1)0.02 mol(2)8 g解析(1)在第二份溶液中通入标准状况下0.896L氯气,发生反应的离子方程式为2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,n(Fe2+)=0.896L22.4Lmol-12=0.08mol,则n(FeSO4)=0.08mol,在第一份溶液中加入220mL0.5molL-1氯化钡溶液,发生反应的离子方程式为Ba2+SO42-BaSO4,n(SO42-)=0.5molL-10.22L=0.11mol,则Fe2(SO4)3中的n(SO42-)=0.11mol-0.08mol=0.03mol,nFe2(SO4)3=0.01mol,n(Fe3+)=0.02mol,因所取样品配成的溶液分成两等份,所以所取样品中nFe2(SO4)3=0.01mol2=0.02mol;(2)每份溶液中含有Fe2+和Fe3+的物质的量分别为0.08mol和0.02mol,在第一份溶液完全反应后所得溶液中再加入足量氢氧化钠溶液,所得沉淀经洗涤,在空气中充分灼烧,得到的残渣为Fe2O3,根据铁原子守恒可知,n(Fe2O3)=12(0.08+0.02)mol=0.05mol,m(Fe2O3)=0.05mol160gmol-1=8g。15.(10分)(2018浙江五校高三第一次联考)某黄铜矿样品标注显示:主要成分为CuFeS2,其余多为脉石(SiO2)。为检验该黄铜矿中的成分,设计了如下实验:已知:在空气存在下煅烧黄铜矿,生成Cu、Fe3O4和SO2气体。亚硫酸易被氧化:2H2SO3+O22H2SO4请回答下列问题:(1)该实验装置组装完成后首先应进行的操作是:。(2)请指出该装置的一个不足之处:。(3)请设计一个实验方案,证明C中含有SO2和SO42-:。答案(1)检查装置气密性(2)缺少尾气处理装置(或者B、C之间缺少防倒吸装置)(3)分别取C中溶液少许于两支试管中,一支中加入品红溶液,品红溶液褪色,加热后复原,证明有SO2;另一支先加足量盐酸,再加入氯化钡溶液,若有白色沉淀生成证明有SO42-解析(1)该实验装置组装完成后首先需要检查装置的气密性。(2)根据题意,在空气存在下煅烧黄铜矿,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,二氧化硫会污染空气,需要进行尾气处理;二氧化硫易溶于水,将生成的气体直接通入水,容易发生倒吸。故答案为缺少尾气处理装置或者B、C之间缺少防倒吸装置。(3)证明C中含有SO2和SO42-,检验二氧化硫可以用品红溶液;检验SO42-,可以用盐酸和氯化钡溶液。具体操作为:分别取C中溶液少许于两支试管中,一支中加入品红溶液,品红溶液褪色,加热后复原,证明有SO2;另一支先加足量盐酸,再加入氯化钡溶液,若有白色沉淀生成证明有SO42-。16.(12分)铜、铁都是变价元素,它们都能形成多种化合物,如氧化物、硫化物、卤化物、配合物,还有含氧酸盐等。现代工业炼铜主要以黄铜矿为原料。某黄铜矿的主要成分X是由Cu、Fe、S三种元素组成的复盐,其中Cu、Fe两种元素的质量比为87,X的摩尔质量为368 gmol-1。取一定质量的X粉末溶于足量浓硝酸(假设还原产物只有NO2),将反应后的溶液加水稀释至1 L,再将稀释后的溶液分成两等份,向其中一份加入足量稀NaOH溶液,搅拌、过滤、洗涤、灼烧,得粉末4.8 g;向另一份溶液中加入足量Ba(NO3)2溶液,得沉淀13.98 g。(1)X的化学式为。(2)X溶于浓硝酸的离子方程式为。工业上以上述黄铜矿制得的粗铜为原