1、第10讲 铁、铜的获取及应用1(2021江西萍乡质检)唐本草记载“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃。陶及今人谓之石胆，烧之赤色，故名绛矾矣”。文中“绛矾”为()AFeSO47H2OBCuSO45H2OCNa2SO410H2O DKAl(SO4)212H2O解析：根据题中描述，晶体本来为绿色，加热后得到红色固体，所以该晶体为FeSO47H2O。答案：A2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
2、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：B3为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是()A只有B只有C和均错 D全部错误解析：实验中溶液应变为浅蓝色；实验与Fe3的性质无关。答案：C4铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是()AFe(OH)3Fe2O3 BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2FeO解析：铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与
3、过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。答案：B5(2021江苏省盐城检测)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()AFeSO4易溶于水，可用于制造红色颜料BFeS是黑色粉末，可用于去除水体中Cu2等重金属CFe2(SO4)3水溶液显酸性，可用于去除天然气中的H2SDFe在冷的浓硫酸中钝化，可用于制造贮存浓硫酸的贮罐解析：A.可用于制造红色颜料的是Fe2O3，故A错误；B.FeS可用于去除水体中Cu2等重金属，是因为转化为更难溶的硫化物，与颜色无关，故B错误；C.Fe2(SO4)3可用于去除天然气中的H2S，是
4、因为三价铁离子具有氧化性，能氧化硫化氢中的硫元素，与其水溶液显酸性无关，故C错误；D.Fe在冷的浓硫酸中钝化，生成致密的氧化物薄膜，所以可用于制造贮存浓硫酸的贮罐，故D正确。答案：D6从酸性蚀刻废液(含Fe3、Cu2、Fe2、H及Cl)中回收Cu并制取FeCl36H2O，下列图示装置和原理不能达到实验目的的是()A用装置甲从废液中还原出CuB用装置乙进行固液分离C用装置丙将Fe2氧化为Fe3D.用装置丁将丙中反应后的溶液蒸干制取FeCl36H2O解析：A.从废液中还原出Cu，要加入铁粉，可以用装置甲实现，故A正确；B.固液分离用过滤装置，装置乙为过滤装置，故B正确；C.氯气能将亚铁离子氧化为铁
5、离子，所以用装置丙将Fe2氧化为Fe3，故C正确；D.FeCl36H2O应用蒸发浓缩，降温结晶的方式制得，故D错误。答案：D7(双选)向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(已知氧化性：Fe3Cu2)() A溶液中一定含有Cu2 B加入KSCN溶液一定不变红色 C溶液中一定含有Fe2 D剩余固体中可能含铜解析：当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3、Cu2全部参加反应生成Fe2和Cu，反应的化学方程式为2FeCl3Fe=3FeCl2、CuCl2Fe=CuFeCl2，所以溶液中一定没有Fe3、Cu2，一定含有Fe2；当固体为铜时，溶液中一定没有Fe3
6、，Cu2恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2和Cu，所以溶液中一定没有Fe3，可能含有Cu2，一定含有Fe2。若加入的铁粉足量，则溶液中一定不含铜离子，选A；根据以上分析可知，溶液中一定存在亚铁离子，不选C；反应后有固体剩余，由于还原性：FeCu，则剩余的金属中一定含有铜，选D；根据以上分析可知，反应后的溶液中一定不存在铁离子，所以加入KSCN溶液一定不变红色，不选B。答案：AD8(2021福建省福州月考)合金就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔、沸点：NaCuAlFe熔点/97.51 0836601 535沸点/8832 5952 2003 0
7、00其中不能形成合金的是()ACu和Al BFe和CuCFe和Na DAl和Na解析：A.铜的熔点低于铝的沸点，两种金属能够形成合金，不选A; B铁的熔点低于铜的沸点，两种金属能够形成合金，不选B；C.铁的熔点高于钠的沸点，两种金属不能形成合金，选C；D.铝的熔点低于钠的沸点，两种金属能够形成合金，不选D。答案：C9向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸，充分反应后，仍有红色粉末存在。则关于溶液中阳离子的判断正确的是()A只有Fe2和Cu2B一定有Fe2、Cu2，可能有Fe3C一定有Fe2，可能有Cu2D只有Fe2解析：混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后，仍有红色固体铜存在，溶液中
8、一定有Fe2，一定不可能有Fe3，可能有Cu2。答案：C10(双选)向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，如图进行实验。下列分析错误的是()A.操作为萃取B步骤中的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2C若步骤溶液变红色，说明Fe2能用KSCN检验D步骤中Fe2被氧化为Fe3解析：A.操作为振荡操作，故A错误；B.步骤中是铁和铁离子反应生成亚铁离子，反应的离子反应为2Fe3Fe=3Fe2，故B正确；C.若步骤溶液变红色，可能是反应后有剩余铁离子，不能说明Fe2能用KSCN检验，故C错误；D.步骤中氯气具有强氧化性能氧化亚铁离子，Fe2被氧化为Fe3，故D正确。答案：AC11将下列物质
9、的颜色和用途或性质用短线连接起来。Fe2O3a红褐色A具有较强的还原性Fe(OH)2 b红棕色 B易被氧化成灰绿色最终变成红褐色Fe(OH)3 c白色 C红色油漆、涂料Fe2 d棕黄色 D受热分解成红棕色粉末Fe3 e浅绿色 E具有较强的氧化性答案：bCcBaDeAdE12用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是
10、_。答案：(1)稀硫酸、铁屑(2)加热煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化13FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：(1)FeCl3净水的原理是_。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H作用外，另一主要原因是_(用离子方程式表示)。(2)为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。若酸性FeCl2废液中c(Fe2)2.0102 molL1，c(Fe3)1.0103 molL1，c(Cl)5.3102 molL1，则该溶液的pH约为_。完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式
11、：ClOFe2_=ClFe3_解析：(1)氯化铁净水的原理为Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H，Fe3可与Fe反应，腐蚀钢铁。(2)由电荷守恒：2c(Fe2)3c(Fe3)c(H)c(Cl)(OH浓度很小，忽略不计)可求得溶液中c(H)1.0102 mol/L。由题意ClO(Cl为5价)Cl得到6e，Fe2Fe3失去1e，由电子得失相等，原子守恒配平离子方程式。答案：(1)Fe3水解产生的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质2Fe3Fe=3Fe2(2)2166H163H2O14(2021福建省福清月考)某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2, 工业上用该矿
12、渣获取铜和胆矾的操作流程如图：已知：Cu2O2H=CuCu2H2O。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示：沉淀物Cu(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2开始沉淀pH5.44.02.75.8沉淀完全pH6.75.23.78.8(1)为了加快反应 的速率，可以采取的措施是_(任写1条)。(2)固体混合物A中的成分是_。(3)操作主要包括：_、_、_。洗涤CuSO45H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是_。(4)用NaClO调pH可以生成沉淀B，利用题中所给信息分析沉淀B为_，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(5)用NaOH调pH可以生成沉淀C，利
13、用题中所给信息分析y的范围为_。解析：(1)矿渣为固体，为了加快反应的速率，可以将固体粉碎，也可以适当升高反应的温度，或适当增大反应物H2SO4的浓度，不断搅拌等。(2)根据题给已知和固体A为混合物，加入稀硫酸发生的反应有：Cu2OH2SO4=CuCuSO4H2O、Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O、Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O、FeOH2SO4=FeSO4H2O、CuFe2(SO4)3=CuSO42FeSO4，SiO2是酸性氧化物，不能与硫酸发生反应，因此发生反应后过滤出的固体混合物A中的成分是SiO2和Cu。(3)从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作主要
14、包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等；由于CuSO4溶于水，且温度越高，溶解度越大，若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失。(4)NaClO具有强氧化性，Fe2具有还原性，发生氧化还原反应，NaClO可将Fe2氧化为Fe3并调节pH至3.7pH4.0，将Fe3沉淀，故生成沉淀B为Fe(OH)3；该反应中Fe元素的化合价由2价升至3价，Fe2为还原剂，ClO为氧化剂，Cl元素的化合价由1价降至1价，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂物质的量之比为12。(5)结合表格数据，Al3完全沉淀时的pH为5.2，而Cu2开始沉淀的pH为5.4，加入NaOH调节pH至5.2pH5.4，将Al3
15、沉淀，而Cu2不沉淀。答案：(1)适当升高温度；不断搅拌；将矿渣粉碎；适当增大硫酸的浓度等(2)SiO2、Cu(3)蒸发浓缩冷却结晶过滤冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失(4)Fe(OH)312(5)5.25.4或5.2pH5.415铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛，利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如下：实验室中可用FeSO4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和NH4HCO3在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节。(1)装置A的名称是_，装置B中盛放的药品是_，NH4HCO3盛放在装置_中。(2)实验过程中，欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，操作方法是_，发
16、生主要反应的离子方程式为_。FeSO4溶液要现用现配制的原因是_，检验久置的FeSO4是否变质的方法是_。(3)干燥过程的主要目的是脱去游离水，该过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为_，取干燥后的FeCO3样品12.49 g，与炭混合后焙烧，最终得到还原铁粉6.16 g，计算样品中杂质FeOOH的质量：_g。解析：(1)装置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，装置B中盛放铁粉，稀硫酸与铁粉反应生成H2和FeSO4。 装置C中盛放NH4HCO3。(2)检验D处氢气已纯净时，表明装置中空气已排尽，关闭活塞3，打开活塞2，在氢气作用下将FeSO4溶液压入C中发生反应。FeS
17、O4具有还原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要现用现配。用KSCN溶液检验久置的FeSO4是否变质。 (3)FeCO3、H2O、O2反应生成FeOOH和CO2。设干燥后的FeCO3样品中FeCO3、FeOOH的物质的量分别为x、y，则x116 gmol1y89 gmol112.49 g，56 gmol1(xy)6.16 g，解得：x0.1 mol，y0.01 mol。故m(FeOOH)0.89 g。答案：(1)分液漏斗铁粉C(2)(待D处的氢气纯净后)关闭活塞3，打开活塞2Fe22HCO=FeCO3CO2H2O(或Fe2HCO=FeCO3H、HCOH=CO2H2O)亚铁离子易被氧化取样品配成溶液，取少量溶液于试管中，再向试管中加入KSCN溶液，观察是否显红色(3)4FeCO3O22H2O=4FeOOH4CO20.89
