高三化学稳步提升训练3.2 铁、铜的获取及应用.doc

第2讲 铁、铜的获取及应用随堂演练巩固 10用心 爱心 专心1.(2011上海化学,8)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是( ) a.铁 b.氮 c.氧d.碳 【解析】 本题考查的主要是工业炼铁的基本原理。 【答案】 d 2.(2011上海化学,5)高铁酸钾( 是一种新型的自来水处理剂,它的性质和作用是( ) a.有强氧化性,可消毒杀菌,还原产物能吸附水中杂质 b.有强还原性,可消毒杀菌,氧化产物能吸附水中杂质 c.有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌 d.有强还原性,能吸附水中杂质,氧化产物能消毒杀菌 【解析】 高铁酸钾( 中fe的化合价是+6价,具有强氧化性,其还原产物水解生成氢氧化铁胶体,能吸附水中杂质。 【答案】 a 3.下列各溶液中一定能大量共存的离子组是( ) a.加入铝粉有氢气生成的溶液中:、 b.在c.1 的溶液中:、 c.c 的溶液中:、 d.水电离出的c与c乘积为的溶液中:、 【解析】 a中,若为碱性溶液,则、不能大量存在;b中与、不能大量共存;d中,不管是酸性溶液还是碱性溶液都不能大量存在。 【答案】 c 4.在相同体积的3 的溶液和1 的溶液中,分别加入等体积且适量的naoh溶液,使和恰好完全反应,则所需naoh溶液的物质的量浓度之比为( ) a.13b.32 c.23d.11 【解析】 若原盐溶液各1 l,则消耗的naoh物质的量分别为6 mol和6 mol,所以naoh溶液浓度应相等。 【答案】 d 5.某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为: (1)杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于 上(填以下所给仪器的编号,下同),取用坩埚应使用 ,灼烧后的坩埚应放在 上,不能直接放在桌面上。 实验所用仪器:a.蒸发皿 b.石棉网 c.泥三角 d.表面皿 e.坩埚钳 f.试管夹 (2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是 。 a.灼烧过程中部分氧化铜被还原 b.灼烧不充分,铜未被完全氧化 c.氧化铜在加热过程中分解生成铜 d.该条件下铜无法被氧气氧化 (3)通过途径实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥。 (4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径相比,途径有明显的两个优点是 、 。 (5)在测定所得胆矾x中结晶水x值的实验过程中:称量操作至少进行 次。 (6)若测定结果x值偏高,可能的原因是 。 a.加热温度过高 b.胆矾晶体的颗粒较大 c.加热后放在空气中冷却 d.胆矾晶体部分风化 【解析】 (1)坩埚加热时要用专门的放置仪器泥三角,由于是加热仪器,故需要用坩埚钳取放。灼烧后坩埚温度较高,应放在石棉网上。 (2)由杂铜通过灼烧可以得到氧化铜说明该条件下可行,则这种方法就不应该存在氧化铜受热再分解的现象。由于铜中含有杂质,若有还原性物质如碳,则加热时氧化铜可能被还原。同时固体在气体中灼烧也存在反应不充分的情况。故选a、b。 (3)过滤后得到滤液,由滤液要想得到晶体,必须将滤液中的溶剂减少即蒸发溶液,溶剂减少后,通过降温使晶体析出,下面的步骤就应该是固液分离即过滤。 (4)途径利用浓硫酸来制取硫酸铜会产生二氧化硫污染空气。这样部分硫元素就转化为二氧化硫,由原子守恒可以得出途径消耗的硫酸比途径多。 (5)胆矾结晶水的含量测定需要测定质量的有:坩埚的质量;晶体和坩埚的质量;失去结晶水后固体（）的质量;继续加热,重复测量的质量至连续两次质量基本不变。 (6)加热温度过高会使晶体分解,使质量差增大,x值偏高。而晶体颗粒较大有可能造成晶体失水不充分,x值偏小。加热后在空气中冷却,会使固体吸收水蒸气,造成x偏小。同样,胆矾晶体风化已造成水分的减少,也会使x值偏小。 【答案】 (1)c e b (2)ab (3)蒸发 过滤 (4)产生等量胆矾途径消耗硫酸少 途径不会产生污染大气的气体 (5)4 (6)a 课后作业夯基(时间:45分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题包括5小题,每小题3分,共15分,每小题只有一个选项符合题目要求) 1.下列关于铁的说法正确的是( ) a.纯铁为灰黑色,所以铁属于黑色金属 b.铁在硫蒸气中燃烧生成 c.纯铁的抗蚀能力非常强,铁在干燥的空气里不易被氧化 d.铁的化学性质比较活泼,它能和水蒸气反应生成和 【解析】 纯fe为银白色,a错;fe在s蒸气中燃烧生成fes,b错; 错。 【答案】 c 2.fe片投入下列溶液后,金属片质量减小,但无气体产生的是( ) a.冷的浓硝酸 b.溶液 c.稀硫酸 d. 溶液 【解析】 fe遇冷的浓硝酸钝化,铁片增重;fe与溶液反应: ,金属片质量增加;fe与稀硫酸反应: ,金属片质量减小,但有气体产生;fe与溶液反应: 。 【答案】 d 3.(2012吉林长春模拟)铁和氧化铁的混合物共a mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到b mol氢气,且向反应后的溶液中加入kscn溶液不显红色,则原混合物中铁的物质的量为( ) a.a+b) mol b.(a-b) mol c.a-b) mol d.(a+b) mol 【解析】 fe发生的反应可表示为和故参加第一个反应的铁的物质的量为b mol,参加第二个反应的铁的物质的量为mol，则铁的总物质的量为b mol+ mol=a+b) mol。 【答案】 a 4.碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4 g的上述混合物,消耗1.0 盐酸500 ml。灼烧等量的上述混合物,得到的氧化铜质量是 ( ) a.15 g b.20 g c.30 gd.35 g 【解析】 和均溶于盐酸转化为根据铜元素守恒: cuo - - 2hcl 80 g2 mol 20 g0.5 mol 【答案】 b 5.下列离子方程式正确的是( ) a.向盐酸中滴加氨水: b.溶于氢碘酸: c.铜溶于稀硝酸: d.向溶液中通入足量氯气: 【解析】 a项中的一水合氨应写成分子式;b项发生的是氧化还原反应;c项正确;氯气具有强氧化性,能将氧化成正确的离子方程式应为故d错。 【答案】 c 二、不定项选择题（本题包括5小题，每小题7分，共35分，每小题有一个或两个选项符合题目要求）6.(2012江苏无锡高三一模,11)用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜:(1)铜跟浓硝酸反应;(2)铜跟稀硝酸反应;(3)铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述中正确的是( ) a.三种途径所消耗的铜的物质的量相等 b.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等 c.所消耗的铜的物质的量是:途径(3)途径(1)途径(2) d.所消耗的硝酸的物质的量是:途径(1)途径(2)途径(3) 【解析】 按元素守恒,生成相同量的硝酸铜所消耗铜的量相同,但所消耗硝酸的量不同,途径(3)所消耗硝酸的量最少,途径(1)所消耗硝酸的量最多。 【答案】 ad 7.(2012江苏南通模拟)用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图),滴管与瓶口处接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口处留少量空隙,依次观察到如下现象:滴管内产生红棕色气体,液面下降;滴管内液面上升,气体变成无色;滴管内液面再次下降。下列说法中不正确的是 ( ) a.现象中产生的红棕色气体为 b.产生现象的原因是与水反应 c.产生现象的原因是铜与稀硝酸反应 d.最终瓶内溶液中的溶质只有 【解析】 起初,cu与浓硝酸反应,生成液面下降;然后与水反应,生成no,液面上升,气体变为无色;最后,稀硝酸与铜反应,生成no气体,液面再次下降。最终瓶内溶液中的溶质为和。 【答案】 d 8.(2012苏锡常镇四市联考高三一模,10)下列实验操作、现象与实验结论一致的是( ) 选项 实验操作、现象 实验结论 a 向某溶液中加入溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不消失 该溶液中有 b 甲苯中滴入少量浓溴水,振荡、静置,溴水层褪色 甲苯与溴发生了取代反应 c 将溶液分别滴入nabr、nai溶液中,再分别滴加振荡、静置 氧化性: d 除锈的铁钉在浓硝酸中浸泡后,用蒸馏水洗净,再放入溶液中无现象 铁钉表面形成了一层致密稳定的氧化膜 【解析】 若含加入溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不消失,a不正确;甲苯中滴入少量浓溴水,发生萃取使溴水层褪色,b不正确;氧化性:不正确。 【答案】 d 9.(2012江苏苏北四市联考高三模拟,13)2.8 g fe全部溶于一定浓度、200 ml的溶液中,得到标准状况下的气体1.12 l,测得反应后溶液的ph为1。若反应前后溶液体积变化忽略不计,则下列有关判断正确的是( ) a.反应前溶液的浓度为1.0 b.1.12 l气体是no、的混合气体 c.反应后溶液中c.85 d.反应后的溶液最多还能溶解1.82 g fe 【解析】 反应后溶液中的溶质为和为0.05 为0.02 mol,即溶液中共为0.17 mol,其物质的量浓度为0.85 。反应前溶液的浓度为.10 。 依据电子守恒,气体产物只能为no。反应后的溶液中能溶解fe 0.025 能溶解fe 0.007 5 mol,共溶解fe 0.032 5 mol,质量为1.82 g。 【答案】 cd 10.下图是三种稀酸对fe-cr合金随cr含量变化的腐蚀性实验结果,下列有关说法正确的是( ) a.稀硝酸对fecr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱 b.稀硝酸和铁反应的化学方程式是:稀) c.cr含量大于13%时,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大,所以对fecr合金的腐蚀性最强 d.随着cr含量增加,稀硝酸对fecr合金的腐蚀性减弱 【解析】 a选项应该说铬的含量大于13%时,稀硝酸对合金的腐蚀速率比盐酸和硫酸弱。b选项应生成no;c选项不能解释盐酸与硝酸氢离子浓度相等,但硝酸腐蚀速率慢。 答案:d 三、非选择题(本题包括4小题,共50分) 11.(14分)(2011全国理综,27)下图中,a、b、c、d、e是单质,g、h、i、f是b、c、d、e分别和a形成的二元化合物。已知: 反应c+gb+h能放出大量的热,该反应曾应用于铁轨的焊接; i是一种常见的温室气体,它和e可以发生反应:2e+i2f+d,f中e元素的质量分数为60%。 回答问题: (1)中反应的化学方程式为 ; (2)化合物i的电子式为 ,它的空间构型是 ; (3)1.6 g g溶于盐酸,得到的溶液与铜粉完全反应,计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程); (4)c与过量naoh溶液反应的离子方程式为 ,反应后溶液与过量化合物i反应的离子方程式为 ; (5)e在i中燃烧观察到的现象是 。 【解析】 中反应属于铝热反应,故c是单质铝,b是单质铁,h是氧化铝;中i是二氧化碳,d是单质碳,e是单质镁。f是由氧元素和镁元素组成,即氧化镁,所以a是氧气。 【答案】 (2) 直线形 n(cu)=n =0.010 mol 铜粉的质量=64 .010 mol=0.64 g (5)镁条剧烈燃烧,生成白色粉末,反应器内壁附着有黑色的固体 12.(12分)fe、cu都是人类最早使用的金属。某校化学研究性学习小组的同学运用实验手段研究fe、cu的相关性质,请你参与研究并完成下列各题: (1)甲同学取一束细铜丝用砂纸打磨后放在酒精灯上加热至红热,然后迅速伸入盛的集气瓶中。你认为甲同学在实验中应该观察到的现象是 。 (2)乙同学为探究fe在冷浓硝酸和热浓硝酸中的反应情况,设计了如图所示的实验装置: 乙同学发现装置1中fe未溶解,其原因是 ;装置2中生成的气体(假定为和no混合气体)全部通入100 ml 4 naoh溶液,恰好被完全吸收,反应为: 若生成和的物质的量之比为13,则混合气体中和no的体积比为 。 (3)丙同学在fe和浓硝酸反应后的溶液中加入一块cu片,cu片先逐渐溶解,反应一段时间后不再溶解。 丙同学依据反应现象得出cu片溶解的原因是和硝酸发生反应。他依据的反应现象是 。 丁同学认为丙同学的结论不完全正确,他的理由是 。 (4)请你设计实验证明某溶液中只含而不含。说明具体实验操作和实验现象: 。 【解析】 本题考查金属的性质。(1)cu在中燃烧的现象是生成棕黄色的烟。 (2)钝化的条件是:铁、铝遇到浓硫酸、浓硝酸在常温下钝化;从方程式可以看出: 21 1 no+ 1 12 混合气体中和no的体积比为31。 (3)铜与浓硝酸反应生成和气体,存在反应: 。 【答案】 (1)cu在中燃烧生成棕黄色的烟 (2)fe在冷浓硝酸中发生钝化 31 (3)试管内出现红棕色气体或铜片表面有气泡生成 fe和硝酸反应后的溶液中有也一定有而也能和cu反应,使cu片溶解 (4)取少许该溶液滴加几滴kscn溶液,不出现血红色,再滴加适量新制氯水,出现血红色 13.(12分)一水硫酸四氨合铜()的化学式为,是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,设计的合成路线为: 相关信息如下: 在溶液中存在以下电离(解离)过程: 在水中可溶,在乙醇中难溶。 在乙醇水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如下: 请根据以上信息回答下列问题: (1)方案1的实验步骤为: a.加热蒸发 b.冷却结晶 c.抽滤d.洗涤 e.干燥 步骤c的抽滤装置如下图所示,该装置中的错误之处是 ;抽滤完毕或中途需停止抽滤时,应先 ,然后 。 该方案存在明显缺陷,因为得到的产物晶体中往往含有 杂质,产生该杂质可能的原因是 。 (2)方案2的实验步骤为: a.向溶液c中加入适量 ,b. ,c.洗涤,d.干燥。 请在上述空格内填写合适的试剂或操作名称。 下列选项中,最适合作为步骤c的洗涤液是 。 a.乙醇 b.蒸馏水 c.乙醇和水的混合液 d.饱和硫酸钠溶液 步骤d不宜采用加热干燥的方法,可能的原因是 。 【解析】 (1)由信息可知步骤a加热蒸发时,溶液中的平衡右移挥发。(2)向溶液c中加入一种试剂使晶体析出,由信息可知应该提高溶液c中乙醇的体积分数。杂质为如果用蒸馏水洗涤晶体也易溶于蒸馏水,排除b选项,由信息可排除a选项,d选项又新增加了杂质,只有c选项比较符合,既可使溶解,又降低了的溶解度。 【答案】 (1)布氏漏斗的颈口斜面未朝向抽滤瓶的支管口 断开连接安全瓶与抽气装置间的橡皮管 关闭抽气装置中的水龙头 或 加热蒸发过程中挥发,使反应平衡往右移动,且发生水解。 (2)乙醇 抽滤(或减压过滤、吸滤) c 加热易使分解(失失 14.(12分)(2011新课标全国理综,26)0.80 g 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。 请回答下列问题: (1)试确定200 时固体物质的化学式 (要求写出推断过程); (2)取270 所得样品,于570 灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体