1、第二单元铁、铜的获取及应用第一课时从自然界获取铁和铜基础巩固1.炼铁选用的铁矿石通常不仅要求含铁量高,而且要“有害元素”少,下列铁矿石你认为不适宜炼铁的是()A.磁铁矿(Fe3O4)72.4%B.赤铁矿(Fe2O3)70%C.菱铁矿(FeCO3)48.3%D.黄铁矿(FeS2)46.7%解析:黄铁矿中含铁量低,且冶炼时会生成SO2,污染大气。答案:D2.下列说法不正确的是()A.铁的冶炼中,焦炭的作用是提高炉温,产生还原剂COB.石灰石的作用是去除SiO2,造渣C.炼铁中,铁矿石被氧化D.将铁矿石粉碎,有利于反应的充分进行解析:炼铁中,铁矿石被还原。答案:C3.被视为现代湿法冶金先驱的反应是(
2、)A.铁与硫酸铜溶液反应B.高温下用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来C.氢气还原热的氧化铜得到铜D.高温下用木炭还原氧化铜得到铜解析:现代湿法冶金先驱的反应是湿法炼铜。答案:A4.下列物质在冶炼金属的过程中,需加入还原剂的是()A.HgOB.Al2O3C.Fe2O3D.NaCl解析:在金属活动性顺序表中处于锌和铜之间的大部分金属,采用热还原法制取,需加入还原剂。答案:C5.下列情况中,能通过置换反应得到铁的是()A.铜与氯化亚铁溶液常温下混合B.一氧化碳通过灼热的氧化铁C.氢气通入硫酸亚铁溶液D.铝和四氧化三铁混合加热到高温解析:一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做
3、置换反应。答案:D6.用H2作还原剂和用金属作还原剂相比,所得金属的纯度的说法正确的是()A.用H2的高B.用金属的高C.二者相同D.无法比较解析:H2是气体,易分离,所得金属的纯度高。答案:A7.成语是我国文化的宝贵遗产。下列有关金属的成语中,不符合科学原理的是()A.百炼成钢B.火树银花C.点石成金D.曾青化铁解析:百炼成钢主要介绍生铁炼钢的过程。火树银花中的火树指焰火,焰火中含有各种金属元素,燃烧时显示各种颜色,化学上称为焰色反应。C项违背了元素守恒。D是湿法炼铜的原理。答案:C8.冶炼金属常用以下几种方法:以C或CO、H2作还原剂还原;电解法;热分解法;铝热反应。现有下列金属:Al、M
4、g、Cu、Hg,试标明适宜的冶炼方法。Al;Mg;Cu;Hg。解析:MgCl2(熔融)Mg+Cl2;2Al2O3(熔融)4Al+3O2;CuO+COCu+CO2;2HgO2Hg+O2。答案:9.铁是地壳中含量很丰富的元素,也是生物体所必需的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁矿(Fe2O3)和磁铁矿。金属铁是在高炉中冶炼的,高炉炼铁除了加入铁矿石外,还需加入焦炭和石灰石,石灰石能除去铁矿中的二氧化硅。请填空:(1)写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式:。(2)写出焦炭起还原作用前在高炉中参与反应的两个化学方程式:、。(3)写出碳酸钙参与反应的化学方程式:。解析:赤铁矿被还原成铁的化学方程式为Fe2O3+
5、3CO2Fe+3CO2。焦炭起还原作用前在高炉中参与反应的两个化学方程式为C+O2CO2,CO2+C2CO。碳酸钙参与反应的化学方程式为CaCO3CO2+CaO,CaO+SiO2CaSiO3。答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)C+O2CO2CO2+C2CO(3)CaCO3CO2+CaO,CaO+SiO2CaSiO3能力提升1.下列各组金属中,前者可以用热分解法制得,后者可以用一氧化碳或氢气还原制得的是()A.Hg、FeB.Fe、AlC.Ag、MgD.Cu、Na解析:冶炼金属时,对于一些极活泼金属(如金属钠等)采用电解法。在金属活动性顺序表中处于锌和铜之间的大部分金属,采用热还
6、原法。对一些不活泼的金属,直接用加热分解法。答案:A2.实验室欲使1.6 g氧化铁完全还原,事先应准备的CO在标准状况下的体积()A.等于672 mLB.等于336 mLC.大于672 mLD.小于336 mL解析:反应前要通CO将装置中的空气排出,反应后还要通CO直至铁冷却。所以事先准备的CO应远远大于反应所需的CO。答案:C3.在高温下用一氧化碳还原m g四氧化三铁得到n g铁。已知氧的相对原子质量为16,则铁的相对原子质量为()A.B.C.D.解析:该题考查相对原子质量的计算,答题时运用反应方程式中量的关系求解。答案:B4.某铁合金耐腐蚀,强度大。该铁合金与铁的部分物理性质如下表,该铁合
7、金不适合做()硬度(金刚石为10)导电性(银为100)铁合金1 5003.007.42.3铁1 5357.864.517A.刀具B.导线C.门窗框D.飞机外壳解析:该铁合金硬度大,适合做刀具;硬度大,密度小,适合做门窗框、飞机外壳等;导电性差,不适合做导线。答案:B5.钢铁是铁和碳的合金的总称,其强度高、价格便宜、应用广泛。在以下关于不锈钢和普通钢的认识中,你认为正确的是()A.它们的组成元素是相同的B.耐腐蚀的性能不同C.它们都属于钢,因此物理性质相同D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质相同解析:不锈钢是在普通钢的基础上加入Cr、Ni等多种元素炼成的钢材,它具有在常温下
8、、空气中不易生锈的特点,B项正确。答案:B6.生铁和钢的主要区别是()A.生铁和钢的主要成分都是铁,但二者的含碳量不同,性能也不同B.生铁和钢都是碳的合金C.生铁都是含杂质较多的钢,钢就是含杂质较少的生铁D.生铁是混合物,钢是纯净物解析:生铁和钢的主要区别是二者含碳量不同,生铁为2%4.3%。钢为0.03%2%,性能也不同,故选A。答案:A7.合金是生活中常用的材料,请回答下列问题:(1)生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金,含碳量在2%4.3%的称为;不锈钢在空气中比较稳定,不易生锈,有较强的抗腐蚀能力,其合金元素主要是。(2)青铜的主要合金元素为,黄铜的主要合金元素为。解析:(1)铁和钢是含碳量
9、不同的两种铁合金:生铁的含碳量为2%4.3%,钢的含碳量为0.03%2%。不锈钢是一种合金钢,主要在钢中添加了铬(Cr)和镍(Ni)。答案:(1)生铁铬和镍(2)Cu、SnCu、Zn8.碱式碳酸铜可表示为xCuCO3yCu(OH)2zH2O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。(1)现采用氢气还原法,请回答如下问题:写出xCuCO3yCu(OH)2zH2O与氢气反应的化学方程式:;实验装置用下图所示所有仪器连接而成,按氢气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号):(a)()()()()()()()()()()(l)称取24 g某碱式碳酸铜样品,充分反应后得到12.8 g 残留物,生成4.4 g二
10、氧化碳和7.2 g水。该样品的结晶水质量为 g,化学式为。(2)某同学以氮气代替氢气,并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成,你认为是否可行?请说明理由。解析:(1)碱式碳酸铜与氢气的反应,从“采用氢气还原法”这一信息可知,是H2作还原剂,则起氧化作用的必是+2价的铜,进而用化合价升降法即可配平。写产物时,可理解为CuCO3CuO+CO2,Cu(OH)2CuO+H2O,CuO再与氢气反应。若不看下一步中实验要取得的数据,就不知道实验的目的,是很难正确组装的。从知,要取得产物CO2和H2O的质量,吸收CO2必须用碱石灰(选用bc,干燥管的用途很明显是放在最后),吸收H2O只能用浓硫酸。因此
11、,加热装置前的除杂(HCl气体)和干燥只能用水(kj)和浓硫酸。注意:干燥管的作用是防止空气中的CO2和H2O进入U形管。产物中n(Cu)n(CO2)n(H2O)=molmolmol=0.2mol0.1mol0.4mol,n(CuCO3)=n(CO2)=0.1mol(即CuCO3为12.4g),nCu(OH)2=0.2mol-0.1mol=0.1mol即Cu(OH)2为9.8g所以m(结晶水)=24g-12.35g-9.75g=1.8g(即样品中水为0.1mol)进而可得碱式碳酸铜的化学式。答案:(1)xCuCO3yCu(OH)2zH2O+(x+y)H2(x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O(a)kjgf(hi)de(ed)hi(gf)bc(cb)(l)1.8CuCO3Cu(OH)2H2O(2)可行。根据反应xCuCO3yCu(OH)2zH2O(x+y)CuO+xCO2+(y+z)H2O,依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O的质量(或其中任意3个量),即可计算出其组成
