全程复习方略浙江专用版高考化学 课时提能演练九 32铁铜的获取及应用

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全程复习方略浙江专用版高考化学 课时提能演练九 32铁铜的获取及应用

浙江 2019 版化学复习方略 课时提能演练(九) 3.2 铁、铜的获取及应用(苏教 版) (45 分钟 100 分) 一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 6 分,共 60 分) 1.将铁片放到下列溶液中,铁片溶解,溶液质量减轻的是(  ) A.稀硫酸        B.硫酸铜溶液 C.氢氧化钠溶液 D.氯化铝溶液 2.下列物质不能通过化合反应直接制得的是(  ) A.FeCl2 B.NaHSO3 C.Al(OH)3 D.Fe(OH)3 3.(2019·重庆模拟)下列有关金属的工业制法中正确的是(  ) A.制钛:用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛 B.炼铁:用焦炭和空气反应产生的 CO 在高温下还原铁矿石中的铁 C.制钠:用海水为原料制得精盐,再电解纯净的 NaCl 溶液 D.炼铜:用黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)直接电解精炼得到纯度为 99.9%的铜 4.(2019·杭州模拟)将铜片放入 0.1 mol·L-1 FeCl3 溶液中,反应一定时间后取出铜片,溶液中 c(Fe3 +)∶c(Fe2+)=2∶3,则 Cu2+与 Fe3+的物质的量之比为(  ) A.3∶2   B.3∶5   C.4∶3    D.3∶4 5.能正确表示下列反应的离子方程式的是(  ) A.将铜屑加入 Fe3+溶液中:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ B.将磁性氧化铁溶于盐酸:  Fe3O4+8H+===3Fe3++4H2O C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:  Fe2++4H++NO-3 ===Fe3++2H2O+NO↑ D.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑ 6.(2019·温州模拟)下列有关铁、铜及其化合物的除杂方法正确的是(  ) A.除去 FeCl3 中混有的 CuCl2:加入过量铁粉,过滤 B.除去铁粉中的少量铝粉:加过量盐酸后,过滤、洗涤 C.除去 FeCl2 溶液中混有的 FeCl3:加入过量铁粉,过滤 D.除去 Cu 粉中混有的 CuO:加适量稀硝酸后,过滤、洗涤 7.通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确 的是(  ) 操作、现象 解 释 A 向 KI 淀粉溶液中加入 FeCl3 溶液,溶液变蓝 Fe3+能与淀粉发生显色反应 B 把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成 Fe(OH)3 C 向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生 说明 Fe 置换出溶液中的氢,生成 了氢气 D 新制 Fe(OH)2 露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐 色, 说明 Fe(OH)2 易被 O2 氧化成 Fe(OH)3 8.(2019·济南模拟)下列叙述正确的是(  ) A.因为 NH3·H2O 是弱碱,所以不能用氨水与 FeCl3 溶液反应制取 Fe(OH)3 B.向 FeI2 溶液中通入少量 Cl2,再滴加少量 CCl4,振荡、静置,下层液体为紫色 C.向一定体积的热浓硫酸中加入过量的铁粉,生成的气体能被烧碱溶液完全吸收 D.将 SO2 气体通入溴水,欲检验溶液中是否有 SO 2-4 生成,可向溶液中滴加 Ba(NO3)2 溶液 9.(易错题)2.8 g Fe 全部溶于一定浓度、100 mL 的 HNO3 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,则下列有关判断不正确的是(  ) A.反应前 HNO3 溶液的浓度为 2.0 mol·L-1 B.1.12L 的气体全部为 NO C.反应后溶液中 c(NO-3 )=1.6 mol·L-1 D.反应后的溶液最多还能溶解 1.61 g Fe 10.(预测题)某稀溶液中含有 Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,向其中逐渐加入铁粉,溶液中 Fe2+的浓度与加入 铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则溶液中 Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3 物质的量浓度之比为(  ) A.1∶1∶1       B.1∶3∶1 C.3∶3∶8 D.1∶1∶4 二、非选择题(本题包括 3 小题,共 40 分) 11.(14 分)(2019·大纲版全国卷改编)如图中,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: ①反应 C+G ― ― →高温 B+H 能放出大量的热,该反应曾应用于铁轨的焊接; ②I 是一种常见的温室气体,它和 E 可以发生反应:2E+I =====点燃 2F+D,F 中 E 元素的质量分数为 60%。 回答问题: (1)①中反应的化学方程式为:_______________________________; (2)1.6 g G 溶于盐酸,得到的溶液与铜粉完全反应,计算至少需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程); _____________________________。 (3)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:________________________; (4)E 在 I 中燃烧观察到的现象是:__________________________。 12.(12 分)(2019·天津高考改编)图中 X、Y、Z 为单质,其他为化合物,它们之间存在如下转化关系(部分 产物已略去)。其中,A 俗称磁性氧化铁;E 是不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。 回答下列问题: (1)已知 A 与 1mol Al 反应转化为 X 时(所有物质均为固体),放出 a kJ 热量,写出该反应的热化学方程式: ____________________________。 (2)磁性氧化铁中的铁元素有两种价态,某同学欲判断 G 溶液中铁的价态,进行了以下实验,请帮他完成 下表: 实验步骤 现象和结论 ①取少量溶液于试管中,滴加几滴     溶液 溶液颜色变为________色,说明不含 Fe2+ ②另取少量溶液于另一试管中,向里滴加     溶液 溶液变    色,说明含有 Fe3+ (3)写出 A 和 D 的稀溶液反应生成 G 的离子方程式:_________________。 13.(14 分)(预测题)某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO2),现采用酸浸法从矿石中提 取铜,其工艺流程图如下。其中铜的萃取(铜从水层进入有机层的过程)和反萃取(铜从有机层进入水层的 过程)是现代湿法炼铜的重要工艺手段。 已知:①Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O;②当矿石中三氧化二铁含量太低时,可用硫酸和硫酸铁的混合液浸 出铜;③反萃取后的水层 2 是硫酸铜溶液。 回答下列问题: (1)矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为:Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O、 ___________________、___________________(写其中 2 个)。 (2)将有机层和水层分离的操作方法叫   _ ,实验室完成此操作所用到的一种主要仪器是    。 (3)“循环Ⅰ”经多次循环后的水层 1 不能继续循环使用,但可分离出一种重要的硫酸盐晶体,该晶体的 化学式是   __ 。 (4)写出电解过程中(两电极都是惰性电极)阴极发生反应的电极反应式______。 (5)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是____________________。 答案解析 1.【解析】选 B。A 项,由于每溶解 56 g 的 Fe,溶液中析出 2 g 的 H2,所以溶液质量增重;B 项,由于每 溶解 56 g 的 Fe,溶液中析出 64 g 的 Cu,所以溶液质量减轻;C 项,Fe 与 NaOH 溶液不发生反应;D 项,Fe 与 AlCl3 溶液不发生反应,故选 B 项。 2.【解析】选 C。A 项,Fe+2FeCl3===3FeCl2;B 项,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3;C 项,通过化合反应不 能直接制得 Al(OH)3;D 项,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,故选 C 项。 3.【解析】选 B。金属钠在溶液中先与水反应,无法置换出 TiCl4 溶液中的金属钛,A 选项错误;电解 NaCl 溶液会得到 NaOH 溶液,应该电解熔融的 NaCl 制备金属钠,C 选项错误;黄铜矿石经冶炼先制得粗铜,粗 铜电解精炼得纯铜,D 选项错误。 4.【解析】选 D。设 n(Fe2+)=3 mol,则 n(Fe3+)=2 mol,由离子方程式 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+知 n(Cu2 +)=n(Fe2+)÷2=1.5 mol,则 n(Cu2+)∶n(Fe3+)= 1.5 mol∶2 mol=3∶4。 5.【解析】选 A。A 正确,符合 3 个守恒;B 错误,电荷不守恒,Fe3O4 中 Fe 有两种价态,正确的离子方程 式应该为:Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O;C 错误,得失电子不守恒,电荷不守恒,正确的离子方程式 应为:3Fe2++NO-3 +4H+=== 3Fe3++NO↑+2H2O;D 错误,不符合客观实际,反应后只能生成 Fe2+和 H2。 6.【解析】选 C。A 中 FeCl3 也与 Fe 反应;B 中铁粉和铝粉都能够和盐酸反应;D 中 Cu 也与稀硝酸发生反 应,形成溶液,不符合题意。 7.【解析】选 D。 A 2Fe3++2I-===I2+2Fe2+,碘单质使淀粉溶液变蓝 错误 B 铁锈的主要成分是 Fe2O3 错误 C 铁与稀硝酸反应生成的气体为 NO,不能得到氢气 错误 D 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 正确 8.【解析】选 B。A 项,FeCl3+3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4Cl;B 项,由于还原性 I->Fe2+,所以向 FeI2 溶液中通入少量 Cl2,Cl2 首先与 I-反应:Cl2+2I-===I2+2Cl-;C 项,过量的 Fe 与热浓硫酸反应,首先 产生 SO2 气体,随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐变稀,后来稀硫酸与 Fe 反应产生 H2;D 项,由于发生 反应:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,欲检验溶液中的 SO2-4 ,应向溶液中加入 BaCl2 溶液,若加入 Ba(NO3)2 溶液,则不能排除 SO 2-3 的干扰,故选 B 项。 9.【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)当 HNO3 过量时,铁与 HNO3 反应生成 Fe(NO3)3; (2)除剩余的 HNO3 能溶解铁外,生成的 Fe(NO3)3 仍能溶解铁。 【解析】选 A。由于反应后溶液的 pH 为 1,说明 HNO3 过量,所得溶液为 Fe(NO3)3 溶液,则 n(反应前 HNO3)= n(未被还原 HNO3)+n(被还原 HNO3)+n(剩余 HNO3)= 2.8 56 ×3+ 1.12 22.4+0.1×0.1=0.21(mol),所以反应前 HNO3 溶液的浓度为 0.21 0.1 =2.1(mol·L-1),故 A 项错误;由 Fe→Fe3+知,0.05 mol 的 Fe 反应时失去 0.15 mol 电子,则 HNO3 得到 0.15 mol 电子生成 0.05 mol 气体,所以该气体全部为 NO,故 B 项正确;反应后溶液中 n(NO-3 )=3n(Fe)+n(剩余 HNO3)=3×0.05+0.1×0.1=0.16 (mol),所以反应后溶液中 c(NO-3 )= 0.16 0.1 = 1.6 (mol·L-1),故 C 项正确;根据:3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 知,剩余的 0.01 mol HNO3 能 溶解 0.003 75 mol Fe,根据 Fe+2Fe3+===3Fe2+得,生成的 0.05 mol Fe3+能溶解 0.025 mol Fe,所以反 应后溶液总共溶解 0.028 75 mol Fe,即 1.61 g Fe,故 D 项正确。 【方法技巧】铁与硝酸的反应规律 (1)铁与浓硝酸在常温下钝化,在加热时剧烈反应。 (2)铁与稀硝酸的反应: 硝酸过量时: Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O ① Fe 过量时: 3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O ② 铁与稀硝酸反应有关量的问题,可用数轴表示为: ①当 n(Fe) n(HNO3)≤ 1 4时,按反应①进行, 产物仅有 Fe(NO3)3,HNO3 可能有剩余。 ②当 n(Fe) n(HNO3)≥ 3 8时,按反应②进行, 产物仅有 Fe(NO3)2,Fe 可能有剩余。 ③当 1 4< n(Fe) n(HNO3)< 3 8时,则反应①②均发生, 产物为 Fe(NO3)2 和 Fe(NO3)3。 10.【解题指南】解答本题应注意以下三点: (1)Fe 与 Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3 反应的先后顺序; (2)横、纵坐标及曲线各折点表示的意义; (3)HNO3 反应生成的 Fe3+和溶液中的原有 Fe3+均与 Fe 发生反应。 【解析】选 D。由于先发生反应:Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,再发生反应:Fe+ 2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2,最后发生反应:Fe+Cu(NO3)2===Fe(NO3)2+Cu。由图像知,1 mol Fe 与 HNO3 发生反 应,则需 HNO3 4 mol,生成 Fe(NO3)3 1 mol;由图像知,1 mol Fe 与 Fe(NO3)3 发生反应,则需 Fe(NO3)3 2 mol,所以原溶液中含有 Fe(NO3)3 1 mol;由图像知,1 mol Fe 与 Cu(NO3)2 发生反应,则需 Cu(NO3)2 1 mol,所以原溶液中含有 Cu(NO3)2 1 mol,故选 D 项。 11.【解题指南】本题主要考查 Mg、Al、Fe 及其化合物的性质及与其有关的化学方程式的计算。解题时注 意寻找突破口,如铝热反应应用于铁轨的焊接、CO2 是最常见的温室气体等。 【解析】(1)铝热反应应用于铁轨的焊接,由①可知 C 为 Al、G 为 Fe2O3、B 为 Fe、H 为 Al2O3,反应的化学 方程式为 2Al+Fe2O3 =====高温 2Fe+Al2O3。CO2 是最常见的温室气体,由②可知 E 为 Mg、I 为 CO2、F 为 MgO、 D 为 C。综上可知 A 为 O2。 (2)Fe2O3 与盐酸反应的离子方程式为 Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,FeCl3 与铜粉完全反应的离子方程式为 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,可知 n(Cu)=n(Fe2O3)= 1.6 g 160 g·mol-1=0.01 mol,需铜粉的质量为 0.01 mol ×64 g·mol-1=0.64 g。 (3)Al 与过量 NaOH 溶液反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2 + 3H2↑,反应后溶液为 NaAlO2,与过量 CO2 反应的离子方程式为: AlO-2 +CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3 。 (4)Mg 在 CO2 中燃烧的化学方程式为:2Mg+CO2 =====点燃 2MgO+C,观察到的现象是镁条剧烈燃烧,生成白色 粉末,反应器内壁附着黑色固体。 答案:(1)2Al+Fe2O3 =====高温 2Fe+Al2O3 (2)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O, 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+, n(Cu)=n(Fe2O3)= 1.6 g 160 g·mol-1=0.01 mol,至少需铜粉的质量为 0.01 mol×64 g·mol-1=0.64 g (3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2 +3H2↑ AlO-2 +CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3 (4)镁条剧烈燃烧,生成白色粉末,反应器内壁附着黑色固体 12.【解题指南】解题时找准突破口,Fe3O4 俗称磁性氧化铁,能和氢氟酸反应的不溶于水的酸性氧化物为 SiO2。 【解析】X、Y、Z 都是单质,Fe3O4 和 Al 发生铝热反应生成单质铁,故 X 是 Fe,Y 是氧气,Z 是单质硅, 则 D 是 HNO3,E 是 SiO2,G 是 Fe(NO3)3,M 是 Na2SiO3。 (1)A 与 1mol Al 反应时放出 a kJ 热量,书写热化学方程式时要注意对应关系,即有 8 mol Al 参与反应时, 放热 8a kJ。 (2)在溶液中可能含有 Fe3+的情况下,检验 Fe2+应用酸性 KMnO4 溶液。加入少量酸性 KMnO4 溶液,若酸性 KMnO4 溶液褪色,说明含有 Fe2+,若溶液不褪色,则不含 Fe2+,检验 Fe3+一般用 KSCN 溶液,加入 KSCN 溶 液后,若溶液变血红色,则含有 Fe3+,若溶液不变血红色,则不含 Fe3+。 (3)O2 、NO、H2O 发生反应 4NO+3O2+2H2O===4HNO3,Fe3O4 中既有 Fe2+又有 Fe3+,和硝酸发生反应时,Fe2 +被氧化为 Fe3+。 答案:(1)8Al(s)+3Fe3O4(s)===9Fe(s)+4Al2O3(s) ΔH=-8a kJ·mol-1 (2)酸性 KMnO4  紫  KSCN  血红 (3)3Fe3O4+28H++NO-3 ===9Fe3++NO↑+14H2O 13.【解析】(1)矿石的成分为 CuO、Cu2O、Fe2O3 和 SiO2,用稀硫酸处理过程中发生的离子反应除 Cu2O+2H +===Cu2++Cu+H2O 外,还有:CuO+2H+===Cu2++H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu===2Fe2++ Cu2+。 (2)将有机层和水层分离的操作方法叫分液,实验室完成该操作的主要仪器是分液漏斗。 (3)“循环Ⅰ”经多次循环后的水层 1,因含有较多的亚铁盐而不能继续循环使用,可将其中的亚铁盐结晶 分离,得 FeSO4·7H2O。 (4)对水层 2 用惰性电极电解,阴极发生的反应为 Cu2++2e-===Cu。 (5)“循环Ⅲ”中的反萃取剂是用惰性电极电解硫酸铜溶液后的剩余溶液,主要成分为 H2SO4。 答案:(1)CuO+2H+===Cu2++H2O Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O 2Fe3++Cu=== 2Fe2++Cu2+(任填 2 个即可) (2)分液 分液漏斗 (3)FeSO4·7H2O (4)Cu2++2e-===Cu (5)H2SO4
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