铁铜的获取及应用

1、第二单元铁、铜的获取及应用基础过关1.下列物质中,属于电解质的是(D)A.Cu B.铁矿石C.氯化铁溶液D.CuSO42.在化学反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2中,氧化剂为(A)A.Fe2O3B.FeC.COD.CO23.下列有关实验现象的描述中,正确的是(C)A.向氯化亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液,先有白色沉淀出现,后白色沉淀逐渐消失B.将铜片放入氯化铁溶液,铜片表面生成银白色的铁C.在氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液,有红褐色沉淀出现D.将铜粉加入冷的浓硝酸中会发生钝化4.下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(B)A.工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁B.铁在纯氧中燃烧或高

2、温下和水蒸气反应均能得到Fe2O3C.工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸D.氯化铁溶液有较强氧化性,故可用于制作印刷电路板解析:铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均得到Fe3O4。5.下列物质能用化合反应直接制得的是(A)FeCl2FeCl3Fe(OH)3Fe(OH)2A.B.C.D.全部解析:Fe+2FeCl33FeCl2;2Fe+3Cl22FeCl3;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。6.向Fe2(SO4)3、CuCl2混合溶液中投入足量的铁粉充分反应后,得到的固体经过滤、干燥、称重,知所得固体的质量与加入的铁粉的质量相等,则原溶液中c(S)与c(Cl-)之比为(D

3、)A.32B.17C.27D.314解析:向Fe2(SO4)3、CuCl2混合溶液中投入足量的铁粉,发生反应:Fe+CuCl2Cu+FeCl2,Fe+Fe2(SO4)33FeSO4,最后固体的质量与加入的铁粉的质量相等,则反应Fe+CuCl2Cu+FeCl2导致固体增重的质量等于反应Fe+Fe2(SO4)33FeSO4中参加反应的Fe的质量,假设反应Fe+Fe2(SO4)33FeSO4中参加反应的Fe的质量为 56 g,物质的量为=1 mol,由方程式可知Fe2(SO4)3的物质的量为1 mol,Fe+CuCl2Cu+FeCl2固体增重m1 mol 64 g-56 g=8 gn(CuCl2)

4、56 g故n(CuCl2)=×1 mol=7 mol,故原溶液中c(S)c(Cl-)=(1×3)(7×2)=314。7.下列有关氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中,不正确的是(B)A.氢氧化亚铁易被空气氧化B.氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀C.可利用如图所示装置,制备氢氧化亚铁D.实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸解析:氢氧化亚铁极易被空气氧化生成氢氧化铁,A正确;氢氧化亚铁是一种白色沉淀,B不正确;由于氢氧化亚铁极易被氧化,所以滴管应该插在溶液液面以下,C正确;煮沸的目的是排出溶液中溶解的氧气,防止氢氧化亚铁被氧化,D正确。8.下列说法正确的是(C)A.Fe与过量稀H2S

5、O4反应可以生成Fe2(SO4)3B.Cu与FeCl3溶液反应可以说明Cu比Fe活泼C.FeCl2可以通过化合反应得到D.证明FeCl2溶液中含有FeCl3可以用磁铁证明9.在酸性溶液中,下列各组离子能大量共存的是(A)A.Fe3+、N、Cl-、Al3+B.Fe3+、Cl-、C、K+C.Fe2+、K+、S、ClO-D.Fe2+、S、K+、Mn10.取少量Fe2O3粉末(红棕色)加入适量盐酸,发生的化学反应方程式为 , 得到棕黄色的FeCl3溶液,用此溶液分别做如下实验。(1)取少量FeCl3溶液于试管中,滴入几滴NaOH溶液,生成红褐色沉淀,发生的离子反应方程式为  (2)

6、在小烧杯中加入20 mL蒸馏水,煮沸后,滴入几滴FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,用激光笔照射烧杯中的液体,可以观察到液体中 。 这个实验可用于区别 。 (3)取少量FeCl3溶液,加入过量铁粉,溶液由棕黄色变成浅绿色,经检验生成了FeCl2。写出反应的离子方程式:  解析:Fe2O3属于碱性氧化物,与HCl反应生成FeCl3,FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀;将FeCl3溶液滴入煮沸的蒸馏水中得到Fe(OH)3胶体,用激光笔照射该液体,可以看到该液体中有一条光亮的通路,该实验可用于区分溶液和胶体;Fe3+有较强的氧化性,与Fe反应的离子方程式

7、为2Fe3+Fe3Fe2+。答案:Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O(1)Fe3+3OH-Fe(OH)3(2)有一条光亮的通路(或有光路、或有丁达尔效应)溶液和胶体(3)2Fe3+Fe3Fe2+能力提升11.在FeCl3、CuCl2和HCl的混合液中加入铁粉,待反应结束,所剩固体滤出后不能被磁铁吸引,则反应后溶液中不可能大量存在的阳离子是(B)A.H+B.Fe3+C.Fe2+D.Cu2+解析:铁可以与氯化铁和氯化铜反应:2FeCl3+Fe3FeCl2,CuCl2+FeFeCl2+Cu,由于所剩固体不能被磁铁吸引,即固体为铜,且铁粉反应完全,所以反应后溶液中不可能大量存在Fe3+。12.

8、(2019·浙江台州高三模拟)为探究固体A的组成和性质,设计实验并完成如下转化。已知:X由两种化合物组成,若将X通入品红溶液,溶液褪色。若将X通入足量双氧水中,X可全部被吸收且只得到一种强酸,再稀释到1 000 mL,测得溶液的pH=1。在溶液2中滴加KSCN溶液,溶液呈血红色。请回答:(1)固体A的化学式:。 (2)写出反应的化学方程式:  (3)写出反应中生成A的离子方程式:  解析:本题考查无机物的推断以及实验方案设计。X由两种化合物组成,若将X通入品红溶液,溶液褪色,能使品红溶液褪色的有SO2,若将X通入足量双氧水中,X可全部被吸收且只得到一种强

9、酸,根据化学反应SO2+H2O2H2SO4、SO3+H2OH2SO4可知,X由SO2和SO3两种气体组成。在溶液2中滴加KSCN溶液,溶液呈血红色,说明溶液中有Fe3+,红棕色固体是氧化铁。(1)根据上述分析,固体A加热分解生成SO2、SO3和氧化铁,硫元素的化合价降低,铁元素的化合价升高,则A为 FeSO4。(2)根据上述分析,反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3。(3)气体X为SO2、SO3的混合气体,通入NaOH溶液中发生反应生成硫酸钠和亚硫酸钠,亚硫酸根离子具有还原性,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁,溶液2为硫酸铁溶液,Fe3+具有氧化性,S与Fe3+能发生氧化还原反应

10、生成Fe2+和S,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平,则反应中生成A的离子方程式为2Fe3+S+H2O2Fe2+S+2H+。答案:(1)FeSO4(2)2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3(3)2Fe3+S+H2O2Fe2+S+2H+13.(2019·浙江学军中学高三模拟)电镀工业中往往产生大量的有毒废水,必须严格处理后才可以排放。含CN-废水在排放前的处理过程如下:已知:9.0 g 沉淀D在氧气中灼烧后,产生8.0 g 黑色固体,生成的气体通过足量澄清石灰水时,产生10.0 g 白色沉淀,最后得到的混合气体除去氧气后,还剩余标准状况下密度为1.25 g/L的单质气体1.12

11、 L。(1)溶液B具有(填“氧化性”或“还原性”)。 (2)写出沉淀D在氧气中灼烧发生的化学方程式:  (3)滤液C中还含有微量的CN-,通过反应,可将其转化为对环境无害的物质,试用离子方程式表示该原理:  解析:9.0 g沉淀D在氧气中灼烧后,产生8.0 g黑色固体,黑色固体应为CuO,生成的气体通过足量澄清石灰水时,产生10.0 g白色沉淀,最后得到的混合气体除去氧气后,还剩余标准状况下密度为1.25 g/L的单质气体1.12 L,气体的相对分子质量为1.25×22.4=28,应为氮气,则白色沉淀为CaCO3,其物质的量为=0.1 mol,生成的二氧

12、化碳为0.1 mol,则碳元素的质量为0.1 mol×12 g/mol=1.2 g,氮气的质量为1.25 g/L×1.12 L=1.4 g,物质的量为=0.05 mol,CuO的物质的量为=0.1 mol,C、N、Cu元素总质量为1.2 g+1.4 g+0.1 mol×64 g/mol=9.0 g,等于沉淀D的质量,故D由Cu、C、N三种元素组成,且三原子物质的量之比为 0.1 mol0.1 mol(0.05 mol×2)=111,故D的化学式为CuCN,X为Cu+,B应为具有还原性的物质。(1)溶液B应具有还原性。(2)沉淀D在氧气中灼烧发生的化学方程

13、式:2CuCN+3O22CuO+N2+2CO2。(3)CN-与NaClO在酸性条件下转化为对环境无害的物质,应生成氮气、二氧化碳,还有氯化钠与水生成,反应离子方程式为2CN-+5ClO-+2H+5Cl-+N2+2CO2+H2O。答案:(1)还原性(2)2CuCN+3O22CuO+N2+2CO2(3)2CN-+5ClO-+2H+5Cl-+N2+2CO2+H2O14.(2019·浙江衢州高三教学质量检测)铁粉、铜粉混合物样品11.6 g,逐步加入2.0 mol/L的硫酸溶液,充分反应后剩余固体质量随加入硫酸溶液体积变化如下表:硫酸溶液/mL20.040.060.080.0剩余固体/g9.

14、367.124.883.20请回答:(1)样品中铁与铜的物质的量之比n(Fe)n(Cu)=。 (2)在反应后的体系中,再加入4.0 mol/L的H2O2溶液 25.0 mL,并加入足量硫酸溶液。充分反应后溶液中存在的各金属离子的物质的量分别是多少?解析:(1)由题表可知,最初20.0 mL稀硫酸溶解的Fe的质量为11.6 g-9.36 g=2.24 g,而60.0 mL到80.0 mL时溶解的Fe为4.88 g-3.20 g=1.68 g,说明剩余3.20 g固体全部是Cu,原混合物中Fe的质量为11.6 g-3.20 g=8.4 g,样品中铁与铜的物质的量之比n(Fe)n(Cu)=

15、31。(2)在反应后的体系中,再加入4.0 mol/L的H2O2溶液 25.0 mL,并加入足量硫酸溶液,应先溶解固体Cu,多余的H2O2氧化溶液中的Fe2+;H2O2的总物质的量为 4.0 mol/L×0.025 L=0.1 mol;根据Cu+H2O2+2H+Cu2+2H2O,溶液里的Cu2+的物质的量为=0.05 mol,溶解消耗的过氧化氢的物质的量为0.05 mol,再根据2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O,可知氧化后溶液里的Fe3+的物质的量为(0.1 mol-0.05 mol)×2=0.1 mol,溶液里剩余的Fe2+的物质的量为-0.1 mol=0.0

16、5 mol。答案:(1)31(2)Fe3+0.1 mol,Fe2+0.05 mol,Cu2+0.05 mol。15.(2019·浙江台州高三模拟)无水FeCl3在空气中易潮解,遇水水解,加热易升华。实验室可用下列装置制备。(1)反应开始后,装置D硬质玻璃管中的现象为。 (2)装置F中所盛的试剂为。 (3)下列有关该实验的说法中,不正确的是。 A.B装置的作用是除去HCl,并能减少Cl2的溶解B.E装置中冷水的作用是冷却,使FeCl3冷却沉积C.若氯气不足则会产生FeCl2D.向烧瓶中加入足量的AgNO3溶液和稀硝酸,可确定生成的MnCl2的质量解析:装置D中铁与氯气反应只能生成氯化铁,现象是出现棕黄色的烟;无水FeCl3在空气中易潮解,遇水水解,加热易升华,所以在