1、课时作业20铁、铜的获取及应用(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(本题共12题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求)1下列有关金属的说法中，不正确的是()。A青铜、生铁、不锈钢、硬铝都是合金B铜表面易形成致密的氧化膜C工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁D铝是活泼金属，但在空气中耐腐蚀2下列化学反应方程式或离子方程式符合反应事实的是()。A4Fe3O22Fe2O3BCu2Fe3=Cu22Fe2CFe4HNO3(稀)=Fe(NO3)22NO22H2OD2Fe24Br3Cl2(少量)=2Fe32Br26Cl3将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入
2、足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为32，则样品中铁、铝物质的量之比为()。A32 B21 C34 D434向某晶体的溶液中加入Fe2的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现红色，由此得出下列的结论错误的是()。AFe3的氧化性比溴的氧化性强B该晶体中一定含有SCNCFe2与SCN不能形成红色化合物DFe2被溴氧化成Fe35将1.12 g铁粉加入25 mL 2 molL1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()。A铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl基本保持不变B往溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液变红色CFe2和Fe3物质的量之比为51D氧化产物和还原产物的物质的量之比为256取少量
3、MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3的混合粉末，加入过量盐酸，充分反应后过滤，得到沉淀X和滤液Y。下列叙述正确的是()。A上述四种氧化物对应的水化物中，Al(OH)3酸性最强B向沉淀X中逐滴加入硝酸，沉淀慢慢溶解C溶液Y中的阳离子主要是Mg2、Al3、Fe3、HD溶液Y中加入过量氨水，所得沉淀为Fe(OH)3和Mg(OH)27Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是()。A三者对应的氧化物均为碱性氧化物B三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液蒸干的方法D电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极依次析出Cu、Fe
4、、Al8X、Y、Z、W均为中学化学的常见物质，一定条件下它们之间有如下转化关系(其他产物已略去)。下列说法不正确的是()。A若W是单质铁，则Z溶液可能是FeCl2溶液B若W是氢氧化钠，则X与Z可反应生成YC若X是金属镁，则W可能是强氧化性的单质D若X是氧气，则X、Z的相对分子质量可能相差49某CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL，已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解)，且SO的物质的量浓度为6 molL1，则此溶液最多可溶解铁粉的质量为()。A5.6 g B11.2 g C22.4 g D33.6 g10在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入下列固体粉末：FeCl
5、2Fe2O3ZnKNO3，铜粉可溶解的是()。A B C D11将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200 mL pH1的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3、Al3刚好完全沉淀，用去NaOH溶液100 mL，则NaOH溶液的浓度为()。A0.1 molL1 B0.2 molL1C0.4 molL1 D0.8 molL112某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50mLbmolL1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是()。A若金属Cu有剩余，在溶液中再滴入稀硫酸后，金属不能溶
6、解B若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3C若金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)，则b0.3D当溶液中金属离子只有Fe3、Cu2时，则a与b的关系为：b80y(1a/3)二、非选择题(本题共4个小题，共52分)13(2012海南卷)(12分)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；：向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。已知：KspFe(OH)34.01038，回答下列问题：(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为_；(2)过程加入铁屑的主要作用是_，分离得到固体的主要
7、成分是_，从固体中分离出铜需采用的方法是_；(3)过程中发生反应的化学方程式为_；(4)过程中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为_。(列式计算)14(12分)下图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。已知：反应CGBH能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2EI2FD，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_，它的空间结构是_；(3)1.6 g G溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需的铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)；(4)C
8、与过量NaOH溶液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_。15(16分)向含有0.8 mol HNO3的稀硝酸中慢慢加入22.4 g的铁粉，假设反应分为两个阶段，第一阶段为：FeHNO3(稀)Fe(NO3)3NOH2O。(1)写出这两个阶段发生反应的离子方程式第一阶段：_。第二阶段：_。(2)正确表达这两个阶段反应中，加入铁粉的物质的量与溶液中铁元素存在形式的关系。_。(3)在图中画出溶液中Fe2、Fe3、NO的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图像(横坐标为加入铁粉的物质的量，纵坐标是溶液中离子的物质的量)。16(12分)埋
9、藏在地下的青铜器锈蚀过程可以表示为CuCuClCu2OX，X由两种物质X1和X2组成，且都由四种元素组成，定性实验表明：X1热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊，而X2热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊，但两者均有水珠产生。为了定量测定X1和X2组成，某兴趣小组用如图实验装置对X1和X2分别做热分解实验(夹持装置已省去)，实验结束后，硬质玻璃管内均残留黑色固体，分别称重，装置B和C中的质量均增加。试回答下列问题：(1)青铜器出土后防止青铜器继续锈蚀的关键是_。(2)利用上述装置进行热分解实验时，对判断A装置中反应是否完全进行带来困难，为解决此问题，要对B装置进行改装。B应改为内装有_(填试剂名称)
10、的洗气瓶，判断反应完全的现象为_。用经改装的装置，某同学进行正确操作，最终得出的测定结果仍有误差，原因是_(回答一点即可)。(3)在实验装置和实验操作正确的前提下，重做X1的热分解实验，测得装置B和C中质量增重之比m(B)m(C)911，_(填“能”或“否”)求出X1的化学式，若能求出X1的化学式，则化学式为_(或不能求出X1的化学式，此空不填)。(4)若测得X2中铜元素的质量分数为59.5%(铜元素的相对原子质量为63.5)，则X2的化学式为_。X2热分解的化学方程式为_。参考答案 1B解析：通常情况下Cu表面生成铜绿(碱式碳酸铜)，该物质非常疏松；Al易氧化生成致密的Al2O3薄膜，防止内
11、部Al继续氧化。2B解析：铁在氧气中燃烧生成Fe3O4，A错；Fe3具有氧化性，可将Cu氧化成Cu2，本身被还原为Fe2，B正确；Fe与HNO3(稀)反应生成NO，且生成Fe3，C错；Cl2具有强氧化性，可将Fe2、Br分别氧化成Fe3、Br2，但Cl2少量时，只与还原性较强的Fe2反应。3C解析：设每份铁铝合金样品中含铁、铝的物质的量分别为x、y，则由FeH2、AlH2、Al H2三个关系式得知(x)y32，解得xy34。4A解析：某晶体的溶液中没有与Fe2发生反应的离子，当加入溴水后，Fe2一定被氧化成Fe3，此时溶液出现红色，说明原晶体是含有SCN的盐，很明显判断出B、C、D均正确，在B
12、r2与Fe2反应中，Fe3是氧化产物，Br2是氧化剂，所以Br2的氧化性应比Fe3氧化性强。5B解析：n(Fe)1.12 g/56 gmol10.02 mol，n(Fe3)0.025 L2 molL10.05 mol，由反应2Fe3Fe=3Fe2可知Fe3过量，加入KSCN显红色；溶液中n(Fe2)3n(Fe)0.06 mol，溶液中n(Fe3)0.05 mol2n(Fe)0.01 mol，即Fe2和Fe3的物质的量之比为61；氧化产物与还原产物的物质的量之比为12。6C解析：MgO2HCl=MgCl2H2O，Al2O36HCl=2AlCl33H2O，Fe2O36HCl=2FeCl33H2O，
13、SiO2不与HCl反应，SiO2也不与HNO3反应，B错误；溶液X中阳离子有Mg2、Al3、Fe3、H，C正确；加入NH3H2O时，生成Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，D错误。7C解析：A项中Al2O3是两性氧化物；B项中Cu在空气中会生成铜绿；D项中阴极不会析出Al。而C项中若将溶液蒸干阴离子的水解会被促进，最终得到氢氧化物。8C解析：若W为Fe，此时X为Cl2、Y为FeCl3、Z为FeCl2，符合转化关系；若W为NaOH，此时若X为AlCl3，Y为Al(OH)3，Z为NaAlO2，符合转化关系；若X为Mg，W为强氧化剂，图示表示Mg被连续氧化，因Mg在化合物中无多种价态
14、，故错误；若X为O2，此时W为C(碳)，Y为CO2，Z为CO时符合要求。9C解析：设阳离子浓度为x，则根据电荷守恒：2x3xx26 molL1，求得x2 molL1，其中能与Fe反应的物质为H、Cu2、Fe3，2Fe3Fe=3Fe2，2HFe=Fe2H2，Cu2Fe=Fe2Cu，所以溶解Fe的物质的量2 molL10.1 L0.4 mol，m(Fe)0.4 mol56 gmol122.4 g。10B解析：FeCl2既不能与稀硫酸反应，也不能与Cu粉反应；Fe2O3能溶于H2SO4生成Fe3，Fe3能与Cu发生反应：2Fe3Cu=2Fe2Cu2，Cu溶解；Zn能与H2SO4发生反应，生成ZnSO
15、4，而Zn比Cu活泼，Cu与Zn2不能反应；KNO3加入稀硫酸中，形成了H、NO的强氧化性环境，能与Cu发生反应：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。11B解析：要使Fe3、Al3刚好完全沉淀，则须使加入的NaOH的物质的量与原硫酸溶液中的H的量相等。12D解析：再加入硫酸，其中的NO在酸性条件下能继续氧化剩余的金属Cu，A错；若金属全溶解，因为不知HNO3是否过量，可能存在Fe2，也可能存在Fe3，B错；HNO3的量应大于NO的量，即：0.05 Lb molL10.336 L/22.4 Lmol1，得b0.3，C错；当溶液中金属只有Fe3、Cu2时，金属全部溶解，据反应3Cu8HNO3
16、(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，知n(HNO3) n(Cu)8/34n(Fe)，即：0.05 Lb molL1 ay8/34y(1a)，得b80y(1a/3)，D对。13答案：(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)回收铜Cu和Fe加盐酸反应后过滤(3)FeCl2Ca(OH)2=Fe(OH)2CaCl2；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)c(Fe3)molL14.01011 molL1解析：(1)氯化铁溶液蚀刻铜板发生的离子方程式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2；(2)过程中加入铁屑是为了回收铜；分离得到的固体是过量
17、的铁屑和生成的铜；分离铁和铜时，可以加盐酸反应后过滤；(3)过程中，加入石灰水的反应为FeCl2Ca(OH)2=Fe(OH)2CaCl2；生成氢氧化亚铁继续被氧化：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；(4)调节溶液的pH为5，结合Kspc(Fe3)c3(OH)和c(OH)KW/c(H)，可得：c(Fe3)molL14.01011 molL1。14答案：(1)2Al Fe2O32FeAl2O3(2)C直线形(3)2Fe3Cu=2Fe2Cu2n(Fe2O3)0.01 mol，依据离子方程式，则n(Cu ) 0.01 mol，m(Cu )0.64 g(4)2Al2OH2H2O=2AlO3
18、H2AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(5)剧烈燃烧，放出热量，生成黑色固体和白色固体解析：该题有多处“题眼”。依据题目信息C、B是单质，G、H是二元化合物，CGBH反应曾应用于铁轨的焊接，知C为Al、G为Fe2O3、B为Fe、H为Al2O3；由于I是一种常见的温室气体，知其为CO2，而Mg能在CO2中燃烧，且MgO中Mg元素的质量分数为60%，知D为碳单质，A为氧气。15答案：(1)Fe4HNO=Fe3NO2H2O2Fe3Fe=3Fe2(2)加入Fe粉为00.2 mol时，存在形式为Fe3；加入铁粉为0.20.3 mol时，存在形式为Fe2和Fe3；加Fe粉为n(Fe)0.3 mol
19、时，存在形式为Fe2。(3)如图：解析：铁与稀硝酸反应：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O当时，按反应进行；当时，按反应进行；当时，则两反应都发生，且Fe和HNO3均反应完全。上述反应可以认为先发生反应，若Fe有剩余则发生2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)2。16答案：(1)与H2O和O2隔绝(2)浓硫酸洗气瓶中不再有气泡冒出实验前装置内空气中的某些成分干扰了实验或反应结束后装置内的气体没有被B和C完全吸收(3)能Cu2(OH)2CO3(4)Cu2(OH)3ClCu2(OH)3Cl2CuOH2OHCl解析：先通过定性
20、实验判断X1和X2的元素组成，加热分解均有水珠生成，说明都是碱式盐，X1受热分解产生CO2气体，说明X1中含有CO，因此X1的组成可表示为Cuz(OH)x(CO3)y，X2(由4种元素组成)受热分解无CO2气体生成，根据题中铜腐蚀过程变化示意图，可推测X2中含有的另一元素为Cl，X2的组成可表示为Cuz(OH)xCly。(3)根据m(B)m(C)911m(H2O)m(CO2)，推出n(OH)n(CO)21，根据化合价代数和等于0可得出X1的化学式为Cu2(OH)2CO3。(4)X2的组成为Cuz(OH)xCly，铜元素的质量分数的表达式为59.5%，又根据化合价代数和等于0可得2zxy，解得xy31，故X2的化学式为Cu2(OH)3Cl。结合题中性质和现象不难写出热分解的化学方程式。
