1、课时3铁、铜的获取及应用课时跟踪训练课时跟踪训练一、选择题1某合金与铁的物理性质的比较见下表：熔点()密度/(gcm3)硬度(金刚石为10)导电性(银为100)某合金2 5003.007.42.3铁1 5357.864.517还知该合金耐腐蚀、强度大，从以上性能看，该合金不适合做()A导线 B门窗框C炉具 D飞机外壳答案A2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铁的氧化物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：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜解析钠与水反应，不能
2、从溶液中置换出钛，A错；电解NaCl溶液得不到Na，C错；用粗铜电解精炼铜，而不是用黄铜矿，D错。答案B3下列生产、生活中的事实不能用金属活动性顺序表解释的是()A铝制器皿不宜盛放酸性食物B电解饱和食盐水阴极产生氢气得不到钠C铁制容器盛放和运输浓硫酸D镀锌铁桶镀层破损后铁仍不易被腐蚀解析A项，铝性质较活泼，能和强酸、强碱反应生成盐和氢气，在金属活动性顺序表中Al位于H之前，所以能用金属活动性顺序解释；B项，金属阳离子失电子能力越强，其单质的还原性越弱，用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极生成氢气而得不到钠，说明Na的活动性大于氢，所以可以用金属活动性顺序解释；C项，常温下，浓硫酸和铁发生氧化还原反
3、应生成致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，该现象是钝化现象，与金属活动性顺序无关；D项，构成原电池的装置中，作负极的金属加速被腐蚀，作正极的金属被保护，Fe、Zn和电解质构成原电池，Zn易失电子作负极，Fe作正极，则Fe被保护，所以能用金属活动性顺序解释。答案C4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常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏贮运浓硫酸B铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3CFe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2Fe(OH)3DFe3O4溶解于盐酸既有FeCl2又有FeCl3生成，故Fe3O
4、4属于混合物解析A项，常温下铁在浓硫酸中钝化，钝化是化学变化，错误；B项，铁与碘化合生成FeI2，错误；D项，四氧化三铁是纯净物，错误。答案C5(2017成都一诊)某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。下列从分类角度分析正确的是()A实验、反应制得的物质均为纯净物B实验、均未发生氧化还原反应C实验、均为放热反应D实验、所涉及的物质均为电解质解析实验制得的是Fe(OH)3胶体，属于混合物，且属于吸热反应，选项A、C错误；实验中涉及的物质Cl2、铁丝均为单质，既不属于电解质，也不属于非电解质，选项D错误。答案B6下列说法中正确的是()ACuCuOCu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现B铝
5、合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高C金属铜放置在潮湿的空气中会被腐蚀，生成绿色的铜锈碱式碳酸铜D金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能，其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反应的进一步进行解析A选项，CuOCu(OH)2不能通过一步实现，错误；B选项，铝合金比纯铝的熔点低，错误；D选项，铜表面不能形成致密的氧化膜，错误。答案C7Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是()A两者的单质放置在空气中均只生成氧化物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解析Cu放置在空气中可生成Cu2(OH)2
6、CO3，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，D项正确。答案D8下列检验试剂选用正确的是()A用氯水、KSCN溶液检验FeCl3中是否有FeCl2B用酸性KMnO4溶液检验FeCl3中是否有FeCl2C用NaOH溶液检验MgCl2中是否有FeCl2D用硝酸检验某黄色固体是纯铜还是黄铜解析A项中的Fe3产生的干扰无法消除；B项中酸性KMnO4还能氧化Cl；C项中虽然Mg2也能形成白色沉淀，但若有Fe2，则生成的白色沉淀颜色会发生变化；D项中纯铜和黄铜均能
7、溶解在硝酸中。答案C9(2017宝鸡质检)已知下列转化关系中，M、N均为单质，则M可能是()MNQQ溶液MNANaBAlCFeDCu解析Na、Al、Fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，转化关系可能是CuCl2CuCl2CuCl2溶液CuCl2。答案D10拟晶Al65Cu23Fe12具有合金的某些优良物理性能，将相同质量的此拟晶分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应，产生的气体物质的量按由小到大的顺序排列正确的是()A盐酸、稀硝酸、烧碱 B烧碱、盐酸、稀硝酸C烧碱、稀硝酸、盐酸 D稀硝酸、烧碱、盐酸解析将Al65Cu23Fe12看作是由65 mol铝、23 mo
8、l铜、12 mol铁组成的混合物，只有铝与烧碱反应放出氢气，氢气的物质的量是65 mol97.5 mol；与盐酸反应时，铝和铁都反应，放出氢气的物质的量是65 mol12 mol109.5 mol；与稀硝酸反应时，三种金属都溶解放出NO气体，放出NO的物质的量是65 mol23 mol12 mol92.3 mol。所以产生的气体物质的量由小到大的顺序为稀硝酸、烧碱、盐酸，D项正确。答案D11(2015浙江理综，13)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：下列说法不正确的是()A溶解
9、烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3转化为Al(OH)3进入固体2C从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O解析根据题意，分析得出以下流程：A项，溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉，正确；B项，由于SiO2不溶于硫酸，则固体1中一定含有SiO2，为了使溶液中的Al3转化成Al(OH)3沉淀，故用NaOH溶液控制pH，得固体2为Al(OH)3，正确；C项，由于Fe2易被氧化、FeSO47H2O易分解，故在从FeS
10、O4溶液中得到FeSO47H2O产品过程中，须控制条件防止其氧化和分解，正确； D项，若在溶液1Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3溶液中直接加NaOH至过量，得到的为Fe(OH)3，用硫酸溶解得到Fe2(SO4)3溶液，故经结晶不能得到FeSO47H2O，错误。答案D12CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如下图所示。下列说法正确的是()A相对于途径，途径更好地体现了绿色化学思想BY可以是葡萄糖溶液CX可能是SO2和SO3的混合气体D将CuSO4溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体解析途径中会产生有毒物质SO2而途径不会，A错误；CuSO4与过量NaOH溶液反应会生成新制
11、Cu(OH)2悬浊液，葡萄糖溶液能还原新制Cu(OH)2悬浊液生成Cu2O，B正确；CuSO4热分解过程中，铜元素价态降低，故必有化合价升高的元素，CuSO4中只有氧元素的化合价能升高，故X中必有O2，C错误；D项操作会导致开始得到的胆矾晶体失去结晶水，D错误。答案B二、填空题13(2017株洲一模)铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：(1)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式_。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式_。(3)火法炼铜的原理：C
12、u2SO2高温,2CuSO2，在该反应中每生成1 mol Cu，转移_mol e。(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_(填选项字母)。a粗铜接电源正极，发生氧化反应b溶液中Cu2向阴极移动c电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等d利用阳极泥可回收Al、Zn等金属(5)据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿中CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS22H2SO417O2=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO
13、45H2O)：检验溶液B中Fe3是否被除尽的实验方法_ _。在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式方案一：_；方案二：_。解析(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但再加入H2O2溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性，能溶解铜，离子方程式为：CuH2O22H=Cu22H2O。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3，反应的化学方程式为2Cu2CO2H2O=Cu2(OH)2CO32H。(3)反应中Cu元素化合价由1降低到0，O元素化合价由0降低到2，S元素
14、化合价由2升高到4，由方程式可知生成2 mol Cu，转移6 mol电子，则该反应中每生成1 mol Cu，转移3 mol电子。(4)精炼铜时，粗铜作阳极，连接电源正极，发生氧化反应，故a正确；溶液中Cu2向阴极移动，故b正确；在阳极比铜活泼的金属先放电，所以阳极和阴极的质量变化不相等，故c错误；Ag、Pt、Au不如铜活泼，铜放电后，Ag、Pt、Au从粗铜上脱落，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，故d错误。(5)检验溶液B中Fe3是否被除尽的试剂是KSCN溶液，取少量溶液B于试管中，加入KSCN溶液，若溶液变红，则证明含有铁离子，若加入KSCN后溶液不变红，则证明不含铁离子。硫酸铜溶液得
15、到金属铜的方法，可以加入铁粉置换铜，反应的化学方程式为：CuSO4Fe=FeSO4Cu；也可用惰性电极电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为：2CuSO42H2O,2CuO22H2SO4。答案(1)CuH2O22H=Cu22H2O(2)2Cu2CO2H2O=Cu2(OH)2CO32H(3)3(4)ab(5)取少量溶液B于试管中，加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子，若加入后溶液不变红证明不含铁离子CuSO4Fe=FeSO4Cu2CuSO42H2O2CuO22H2SO414为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO47H2O)和
16、胆矾晶体。请回答下列问题：(1)写出步骤反应的离子方程式：_。(2)试剂X是_。步骤、中均需进行的实验操作是_。(3)进行步骤时，该小组用如图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，为了避免固体C减少，可采取的改进措施是_。(4)用固体F制备CuSO4溶液，可设计以下三种途径：写出途径中反应的离子方程式_，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由：_。解析(1)三种金属中，只有Al能与碱反应，反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(2)分离铁、铜制备绿矾，所以用稀硫酸；三步操作的目的都是固液分离，故操作为过滤。(3)
17、浓盐酸易挥发，制得的CO2中混有HCl气体，导致生成的氢氧化铝溶解，为了避免固体C减少，故要除去CO2中的HCl，应在装置a、b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。(4)途径最佳。途径会产生NO，途径会产生SO2，都会污染环境，并且途径中的H2SO4均转化成CuSO4，原子利用率高。答案(1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(2)稀硫酸过滤(3)在装置a、b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶(4)3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O途径最佳，理由是原料利用率高，环境污染小15铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。(1)生铁中含有一种
18、铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是_；Y与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为_。(2)某溶液中有Mg2、Fe2、Al3、Cu2等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧，并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是_。AMg2BFe2CAl3DCu2(3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：操作的名称是_；操作的名称是_；操作的方法为_。请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式：_ _。解析(1)铁的氧化物中具有磁性的是Fe3O4
19、，Fe3O4溶于过量的盐酸后溶液中存在的阳离子是Fe2、Fe3、H；Fe3O4溶于过量的浓硝酸后Fe2会被氧化为Fe3，所以反应后的溶液中含有的盐是Fe(NO3)3。(2)向该溶液中加入过量的NaOH溶液后：Mg2Mg(OH)2、Fe2Fe(OH)3、Al3AlO、Cu2Cu(OH)2；过滤后滤渣中含有Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2；高温灼烧后Mg(OH)2MgO、Fe(OH)3Fe2O3、Cu(OH)2CuO；将MgO、Fe2O3、CuO投入过量盐酸后生成Mg2、Fe3、Cu2，故应选择B、C。(3)从流程图中知道经操作得到滤渣，故该操作是过滤；操作是在得到FeCO3沉淀后进行的，故该操作是洗涤；洗涤沉淀的操作为在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次。从流程图中分析，生成FeCO3沉淀的反应物是Fe2和HCO，根据元素守恒得Fe22HCO=FeCO3CO2H2O。答案(1)Fe2、Fe3、HFe(NO3)3(2)BC(3)过滤洗涤在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次Fe22HCO=FeCO3CO2H2O