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1、第2讲铁、铜的获取及应用随堂演练巩固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】D2 .（2011上海化学，5）高铁酸钾（K2FeO4）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（K2FeO4）中Fe的化合价是+6价，具有强氧化性，其还原产物Fe3+水 解生成氢氧化铁胶体，
2、能吸附水中杂质。【答案】A3.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：Mg 2十、Cu2十、SO：一、K +B.在 c（Fe34）=0.1 mol，L的溶液中：K*、ClO -、SO： SCN 一C.c （H ） =104 mol的溶液中：Na*、AlO2一、S2 SO2一D.水电离出的c（H卞与c（OH -）乘积为10/8的溶液中：Ca2+、Na*、HCO3-、K +【解析】A中，若为碱性溶液，则Mg2+、Cu2与能大量存在；B中.Fe3+与Cl。、SCN -不 能大量共存;D中，不管是酸性溶液还是碱性溶液.HCO3都不能大量存在。【答案】C4.在相同体积的
3、3 mol 的FeSO4溶液和1 mol - L，的Fe2（SC4 ）3溶液中，分别加入等体积且适量的NaO昭液，使Fe2 +和Fe3+恰好完全反应，则所需NaOHm夜的物质的量浓度 之比为（）A.1 ： 3B.3 ： 2C.2 ： 3D.1 ： 1【解析】FeSO4 2NaOH Fe（OH ）2。+Na2SO4Fe2(SO4)3 6NaOH2Fe(OH )3 li!3Na2SO4用心爱心专心10稀硫酸，加热通氧气（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若原盐溶液各1 L,则消耗的NaOHW质的量分别为6 mol和6 mol,所以NaOHB液浓度应相等。【答案】D5.某课外研究
4、小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矶。其设计的实验过程为：浓硫酸.加热,灼烧时将瓷塔蜗置于(填以下所给仪器的编号，下同)，取用增竭应使用,灼烧后的的蜗应放在 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.堪竭钳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，用以制取胆矶。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一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n实现用粗制氧化铜制取胆矶，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
5、然干燥。(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矶，与途径I相比，途径n有明显的两个优点 (5)在测定所得胆矶(CuSO4 xH2O)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.胆矶晶体的颗粒较大c.加热后放在空气中冷却d.胆矶晶体部分风化【解析】(1)增竭加热时要用专门的放置仪器泥三角，由于是加热仪器，故需要用堪竭钳取放。灼烧后增竭温度较高，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
6、体中灼烧也存在反应不充分的情况。故选a、bo(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I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I消耗的硫酸比途径 n多 。(5)胆矶结晶水的含量测定需要测定质量的有：堪期的质量；晶体和增期的质量；失去结晶水后固体(CuSO4)的质量；继续加热，重复测量CuSO4的质量至连续两次质量基本不变。(6)加热温度过高会使 CuSO4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
7、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， 胆矶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)产生等量胆矶途径n消耗硫酸少途径n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 Fe2s3C.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H
8、 2和Fe(OH )3【解析】纯Fe为银白色，A错;Fe在S蒸气中燃烧生成FeS,B错；3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4 +4H2 *D 错。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. Cu(NO3)2溶液C.稀硫酸D. Fe(NO3)3 溶液【解析】 Fe遇冷的浓硝酸钝化，铁片增重；Fe 与Cu(NO3)2溶液反应： Fe+Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 +Cu ,金属 片质量 增加；Fe 与稀 硫酸反应：Fe + H2SO4- FeSO4+HzT,金属片质量减小，但有气体产生;Fe与Fe(NO3)3溶液反应：Fe+2Fe(NO3)33Fe(NO
9、3)2。【答案】D3.(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KSCNB液不显红色，则原混合物中铁的物质的量为()A. 2 ( a+b) molB.(a-b) molC. 1 ( a-b) molD.(a+b) mol【解析】 Fe 发生的反应可表示为Fe+2H+ Fe2+H2 T和Fe +Fe?O3 +6H+3Fe2 +3H 2。.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亘二b mol,则铁的总物质的量为b mol+与二b mol= g (a+b)22mol。【答案】A4
10、 .碳酸铜和碱式碳酸铜CU2(OH)2CO3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 mol La盐酸 500 lli 。灼烧等量的上述混合物，得到的氧化铜质量是 ()A.15 gB.20 gC.30 gD.35 g【解析】CuCO3和Cu2(OH )2CO3均溶于盐酸转化为 CuCl2根据铜元素守值:CuO - CuCl2- 2HCl80 g2 mol20 g0.5 mol【答案】B5 .下列离子方程式正确的是 ()A.向盐酸中滴加氨水：H + + OH - H2OB. Fe(OH )3 溶于氢碘酸：Fe(OH )3 +3H
11、 +Fe + 3H2。C.铜溶于稀硝酸：3Cu +8H +2NO3 -1 3Cu2 +2NO T +4H2O22_D.向 Na2s2。3溶液中通入足量氯气：S2O3 +2Cl2 +3H 2O- 2SO3 +4Cl +6H【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S2O； 一氧化成SO；：正确的离子方程式应为 &O2-+ 4CL+5H2。2SO42-+8C厂+ 10H 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
12、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)途径已)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】AD7 .(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
13、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铜丝、 硝酸三二土寸水A.现象中产生的红棕色气体为NO28 .产生现象的原因是 NO2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 Cu( NO3)2【解析】 起初,Cu与浓硝酸反应，生成NO2 .液面下降；然后NO2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 33。3)2和 HNO3o【答案】D8.(2012苏锡常镇四市联考
14、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 Ba(NO3)2溶 液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉 淀不消失 2该溶液中用SC4B甲苯中滴入少量浓澳水，振荡、 静置,滨水层褪色甲苯与澳发生了取代反应C将FeCl 3溶液分别滴入 NaBr、 NaI溶液中，再分别滴加CCl4 . 振荡、静置氧化性：Fe3+Br21D除锈的铁钉在浓硝酸中浸泡 后，用蒸储水洗净，再放入CUSO4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SO3一.加入Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不消失,A不正确； 甲苯中滴入少量浓滨水,发生萃取使滨
15、水层褪色,B不正确；氧化性：Br2 Fe3+ I2 C不正 确。【答案】D9 .(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，则下列有关判断正确的是()A.反应前HNO3溶液的浓度为1.0 mol L，B.1.12 L气体是NO NO2的混合气体C.反应后溶液中c(NO。=0.85 mol，LD.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Fe(NO3)3和HNO3 . Fe(NO3)3为0.05 mol .HNO3为
16、0.02 mol,即溶液中NO3一共为0.17 mol,其物质的量浓度为 0.85 mol反应前HNO30 05 mol 3 0 02mol 1 12L 1.溶液的浓度为 呷2二= 1.10 mol Lo依据电子守恒，气体产物只能为NQ反应后的溶液中Fe(NO3)3能溶解Fe 0.025 mol HNO3能溶解门 口()口:打niol ，共溶解Fe 0.032 5 mol, 质量为1.82 g 。【答案】CD10.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0 2 20(4 442.腐蚀速率曰nrh13 20 30w(Cr)/%的弱学方程 m是：Fe 6H
17、NO3(A.稀硝酸对FeCr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸B. 稀硝酸和铁反应的化稀】 Fe(NO3)3 t3NO2 T +3H 2OC.Cr含量大于13%t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选项应该说铭白含量大于13%寸,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、R C D E是单质，G、H I、F是B、C、D E分另和A形成
18、的二元化合物。已知：高温反应C+G= B+H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接点燃I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应:2E+I 2F+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
19、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。/温【答案】(1)2Al Fe2O32Fe AI2O3Q t e C = * O(2)=上直线形(3)Fe203 6H 一 一 2Fe33H2O2Fe3 Cu - 2Fe2 Cu2n(Cu尸n (Fe2O3) = 1-lg-T2 3160g mol -=0.010 mol1铜粉的质重=64 g mol 0.010 mol=0.64 g(4)2 Al +2H2O +2OH 2AlO2+3H2 TCO2 A。2-2H2O Al(OH)3，+ HCOf(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
20、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。2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 ：装置1：装在 冷浓硝酸中装置2： FW在 热浓硝酸中乙同学发现装置1中Fe未溶解，其原因是; 装置2中生成的气体(假定为NO2和1NO昆合气体)全部通入100 mL 4 mol L NaOH溶液，恰好被完全吸收，反应为：NO NO2 2NaOH 2NaNO2 H2O2NO
21、2 2NaOH - NaNO2 NaNO3 H2O若生成NaNO3 NaNO2的物质的量之比为 1 ： 3,则混合气体中 NO2n 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E 片溶解的原因是和硝酸发生反应。他依据的反应现象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Fe2+而不含Fe3。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C12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
22、看出：2NO2 2NaOH NaNO2 NaNO3 H2O211NO+NO2 2NaOH _ 2NaNO2 H2O1 12混合气体中NO2和 NO的体积比为3 ： 1。铜与浓硝酸反应生成Cu2+和NO2气体，存在反应：Cu + 2FeCu2+2Fe。【答案】(1)Cu在Cl 2中燃烧生成棕黄色的烟(2)Fe在冷浓硝酸中发生钝化3 ： 1(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HNO3 .也一定有Fe3+.而Fe也能和Cu反应，使Cu片溶解(4)取少许该溶液滴加几滴 KSCN容1夜,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(n
23、)的化学式为 Cu(NH3)4SO4 H 2O 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：Cu(NH3)4SO4 H2O在溶液中存在以下电离(解离)过程：22_Cu(NH3)4SO4 H 2OCu(NH3)4SO4 H2O_22Cu(NH3)4 Cu 4NH3(NH4%SO4在水中可溶，在乙醇中难溶。Cu( NH3)4 SO4 H 2O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：溶解度0 0.2 0.4 0.6 OS 1.0乙醇体积分数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c.
24、抽滤e.干燥b.d.洗涤冷却结晶步骤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,该方案存在明显缺陷，因为得到的产物晶体中往往含有然后杂质，产生该杂质可能的原因是O(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.蒸储水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【解析】(1)由信息可知步骤 a加热蒸发时，溶液中的Cu(NH3)42t Cu2+4NH平衡右移NH3挥发。(2)向溶液C中加入一种试剂使Cu(N
25、H3)4SO4如2。 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(nh4)2sO4 .如果用蒸储水洗涤Cu(NH3)4 SC4 H2O晶体也易溶于蒸储水，排除B选项，由信息可排除 A选 项,D选项又新增加了 Na2SC4杂质，只有C选项比较符合，既可使(NH4SC,溶解，又降低 了 Cu(NH3)4SC4 刊2。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 Cu(CH )2或 Cu2(CH )2SC4加热蒸发过程中 NH3挥发，使反应Cu(NH3)42+， Cu2+ + 4NH3 平衡往右移动，且Cu
26、2抬生水解。(2)乙醇抽滤(或减压过滤、吸滤)C 加热易使Cu(NH3)4SO4 H 2。分解(失H2O .失NH3)14.(12分)(2011新课标全国理综，26)0.80 g CUSO4，5H 2。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。0.80与 0.68X飞图 0.574.0.510102113258温度/C请回答下列问题：(1)试确定200 C时固体物质的化学式(要求写出推断过程);(2)取270 c所得样品，于570 C灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为
27、,其存在的最高温度是；(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为；(4)在0.10 mol硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成当溶液的 pH=8 时；C (Cu2+) mol L,1KspCu(OH)2=2. 2 M 1。)。若在 0.1mol，L硫酸铜溶液中通入过量H 2s气体，使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H +浓度是 mol L。【解析】(1)读题图可知，在200 C时，样品的质量是 (L57 5 故可判断失去的水是(0.80-。.羽 女 0.邓 小设此时固 体是CuSO4 (5 n)H2。.则可
28、写出分解方程式CuSO45H2OCuSO4 (5 n)H2O + 11H2O根据该方程式列关系式可求得n=4。(2)若晶体完全失水即变为硫酸铜，则硫酸铜的质量是 0.80 g父160/250=0.512 g,由题图可知当温度在258 C 时，硫酸铜已经完全失去了结晶水 ，故在570 c时是硫酸铜受热分解根据得到的黑色粉末能溶于稀硫酸可判断黑色粉末是氧化铜，则氧化性的气体是 SC3 .故可写出硫酸铜分解的方程式；氧化铜与稀硫酸反应经浓缩、冷却后析出的晶体是 CuSC4 5H 2。根据图彳t可知，该晶体存在的最高温度是102 c 。(3)SC3与水反应生成了硫酸，浓硫酸与铜在加热时发生反应。(4)
29、因为 pH=8 时，c (CH =10e mol L，.又因 KsP= c ( Cu2+) c 2(CH )故 c (Cu2B= K sp /c 2(CH )代入 数据得 c (Cu2+)=2 . 2M 10mol L，;因为 CuSC4 +H 2s CuS J+H2SC4 .溶液中的硫酸根离子浓度是 口 mol L，,故可 判断此时溶液中的氢离子浓度是0.2 mol L。【答案】(1)CuSC4 H2。CuSC4 -5H2CCuSC4 (5 n)H2C+nH2C T25018n0. 0 吕0.80 g-0.57 g=0.23 g n=4 570 二(2)CuSC4CuC +SC3 T CuSC4 5H 2。102 C(3)2H2so4(浓)+CuCuSO4+SO2 T +2H2O(4)2. 2 10 1).2