届人教版 铁铜的获取及应用 单元测试浙江专用.docx

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届人教版铁铜的获取及应用单元测试浙江专用

必考强化

1．（2014·浙江7月学考）铁元素是维持生命活动不可缺少的微量元素之一。

铁的元素符号是（　　）

A．MgB．CaC．FeD．Zn

解析　铁的元素符号是Fe，C项正确。

答案　C

2．（2015·浙江9月选考测试）下列有关Fe、Cu及其化合物的说法中，不正确的是（　　）

A．Fe、Cu元素在自然界中主要以化合态形式存在

B．CO在高温下能将Fe2O3还原为Fe

C．Fe与盐酸、Fe与Cl2发生反应均生成FeCl2

D．制作印刷电路板时，可用FeCl3溶液腐蚀Cu

解析　在自然界中，Fe元素主要以铁矿石形式、Cu元素主要以铜矿石形式存在，A项正确；工业炼铁原理就是在高温下用CO把Fe2O3还原为Fe，B项正确；Fe与Cl2发生反应生成FeCl3，C项错误；工业用FeCl3溶液腐蚀Cu来制作印刷电路板，D项正确。

答案　C

3．（2016·浙江省宁波市九所重点校高一期末）下列物质不能通过化合反应制得的是（　　）

A．FeCl2B．Mg3N2C．Fe（OH）3D．BaSO4

解析　A项，Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁，为化合反应，故A不选；B项，Mg与氮气反应生成氮化镁，为化合反应，故B不选；C项，氢氧化亚铁、氧气、水反应生成氢氧化铁，为化合反应，故C不选；D项，硫酸钡可利用复分解反应得到，不能利用化合反应生成硫酸钡，故D选。

答案　D

4．（2016·浙江省师大附中高一期末）下列有关铜的说法中，不正确的是（　　）

A．铜是一种紫红色金属

B．铜是热和电的良导体

C．铜在自然界中主要以单质的形式存在

D．铜是人类使用最早、应用最广泛的金属之一

解析　铜是一种紫红色金属，是热和电的良导体，自然界中主要以化合态的形式存在，存在少量的天然铜，是人类使用最早、应用最广泛的金属之一，故C项错误。

答案　C

5．（2015·浙江宁波效实中学高二期中）下列说法正确的是（　　）

A．高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是焦炭

B．炼铁时，加入石灰石的作用是促进氧化铁的还原

C．我国最先应用的金属是铜

D．用于电气工业的纯铜是由黄铜矿冶炼直接得到的

解析　A项，还原剂是CO不是焦炭。

B项，石灰石作熔剂，形成炉渣；D项，直接得到的是粗铜。

答案　C

6．（2016·浙江附中高二月考）下列有关高炉炼铁的说法正确的是（　　）

A．焦炭和一氧化碳都作还原剂

B．用足量的焦炭可以得到纯铁

C．加石灰石的目的主要是为了提供更多的CO2

D．用铝代替焦炭作还原剂可以节约资金

解析　根据高炉炼铁的反应C＋O2

CO2、CO2＋C

2CO、Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2可知，C和CO都是还原剂，A正确；高炉炼铁得到的是含碳为2%～4.5%的生铁，B错误；CaCO3是造渣剂，目的是除去铁矿石中的SiO2杂质，防止影响生铁的品质，C错误；铝热反应虽然也可以制备铁，但是铝的价格远远高于焦炭，所以不可能节约资金，D错误。

答案　A

7．（2014·浙江1月学考）已知：

Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O，3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。

为检验某金属铜粉末样品中是否含有Cu2O，某同学设计了如下方案，其中不合理的是（　　）

A．将足量CO通过灼热样品，冷却后称量，若固体质量减小，则含有Cu2O

B．将干燥的H2通过灼热样品，再通过无水硫酸铜，若无水硫酸铜变蓝，则含有Cu2O

C．取少量样品，加入稀硝酸，充分振荡后若观察到溶液呈蓝色，则含有Cu2O

D．取少量样品，加入稀硫酸，充分振荡后若观察到溶液呈蓝色，则含有Cu2O

解析　CO通过灼热Cu2O生成Cu，质量减小，A项正确；H2通过灼热Cu2O生成Cu和H2O，水蒸气通过无水硫酸铜，生成硫酸铜晶体变蓝，B项正确；样品中加入稀硝酸，充分振荡后若观察到溶液呈蓝色，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜，不可确定是否含有Cu2O，C项错误；据题给信息知，Cu2O与稀硫酸反应生成硫酸铜和铜，溶液呈蓝色，D项正确。

答案　C

8．（2016·浙江省镇海中学月考）下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确的是（　　）

A．CuSO4变成CuSO4·5H2O是物理变化

B．一定条件下，新制的Cu（OH）2悬浊液能与乙醛反应但不能与乙酸反应

C．CuO是黑色固体，与水反应可生成Cu（OH）2

D．Cu2O遇硝酸可能会被氧化成Cu2＋

解析　CuSO4变成CuSO4·5H2O属于化学变化，A错；Cu（OH）2是碱，能与酸反应，B错；CuO不能与水反应，C错；Cu2O中铜处于低价态，能被强氧化剂硝酸氧化。

答案　D

9．（2016·浙江省建人高复学校高三上学期第三次月考）从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：

则下列说法正确的是（　　）

A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸

B．操作I、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同

C．试剂c可以是H2O2溶液或氯气

D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2＋

解析　从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜，工业废水中加入试剂a为过量的铁，操作Ⅰ为过滤，得到滤渣Y为Fe、Cu，滤液氯化亚铁溶液，滤渣Y中加入试剂b为盐酸溶解过量的铁生成氯化亚铁溶液，铜不溶，操作Ⅱ过滤得到铜和滤液Z为氯化亚铁溶液，滤液Z和X合并加入氧化剂，氧化亚铁离子为氯化铁溶液，蒸发结晶，过滤洗涤干燥得到氯化铁晶体。

A项，由最终得到FeCl3及其流程图可知，b为盐酸，若为硫酸会引入硫酸根杂质离子，故A错误；B项，上述分析可知，操作Ⅰ、Ⅱ是过滤，操作Ⅲ是蒸发结晶，过滤，所用仪器不同，故B错误；C项，滤液X，滤液Z中均含有FeCl2，c为H2O2溶液或氯气氧化亚铁离子为铁离子，故C正确；D项，亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化，用酸性KMnO4溶液不能检验溶液W中是否还有Fe2＋，故D错误；故选C。

答案　C

10．（2016·湖州市高三一模）某矿石主要含CuO和Cu2（OH）2CO3，以及少量Fe2O3、FeO和SiO2。

按如下流程可制得Cu3N和铁红。

下列说法不正确的是（　　）

A．每生成1molCu3N，转移的电子为6mol

B．滤液G可以并入滤液E加以利用

C．加入NH4HCO3溶液需控制温度以抑制NH4HCO3分解

D．由FeCO3转化为Fe2O3的操作包括洗涤、干燥、空气中煅烧

解析　某矿石主要含CuO和Cu2（OH）2CO3，以及少量Fe2O3、FeO和SiO2，与酸反应，SiO2不反应，过滤滤渣A为是SiO2，滤液B中含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋，加C过滤，滤渣D最终转化为Cu3N，滤液最终转化为氧化铁，所以滤液E中含有Fe2＋，滤渣D为Cu和多余的Fe，C为铁粉，滤渣D加酸溶解，过滤，滤液G为Fe2＋溶液，滤渣F为Cu；滤液E中含有Fe2＋与碳酸氢铵反应生成FeCO3，FeCO3在空气中煅烧得到Fe2O3。

A项，Cu转化为Cu3N，Cu的化合价升高1价，则每生成1molCu3N，转移的电子为3mol，故A错误；B项，由分析可知，滤液G为Fe2＋溶液，滤液E中含有Fe2＋，所以滤液G可以并入滤液E加以利用，故B正确；C项，温度太高，会促进NH4HCO3分解，所以需控制温度以防止NH4HCO3分解，故C正确；D项，通过过滤把FeCO3从溶液中分离出来，需要洗涤、干燥，然后在空气中煅烧就得到Fe2O3，故D正确。

答案　A

11．（2016·绍兴一中中高二下期中）将三种黑色粉末组成的混合物加入到足量的某热浓酸中，充分反应后得到蓝绿色溶液和两种气体。

将从蓝绿色溶液中分离得到的盐与0.15mol还原铁粉恰好反应完全，可得浅绿色溶液和6.4g红色沉淀；将上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中，仍然收集到两种气体，据此推断黑色粉末可能为（　　）

A．物质的量FeS∶CuO∶Fe＝1∶1∶1

B．物质的量C∶CuO∶Fe＝3∶2∶2

C．质量MnO2∶CuO∶C＝5.5∶8∶12

D．质量Fe∶C∶CuO＝7∶5∶3

解析　6.4g红色沉淀为Cu，其物质的量为：

＝0.1mol，根据反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu可知，生成0.1mol铜需要消耗0.1mol还原铁粉，而实际上消耗了0.15mol铁粉，则反应后的溶液中除了含有铜离子，还含有能够与铁反应的离子，结合选项可知应该为铁离子；根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知，0.05mol铁粉会消耗0.1mol铁离子，所以混合物中铜离子与铁离子的物质的量之比为1∶1；将上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中，仍然收集到两种气体，该浓酸应该为浓硝酸，生成的气体为二氧化碳和二氧化氮气体，因此另一种黑色粉末是碳，根据分析可知，满足条件的只有B。

答案　B

12．（2015·浙江1月学考）向炭粉、Cu和Fe2O3组成的混合粉末中加入一定量的稀硫酸，充分反应后过滤，得到溶液A，将沉淀物洗涤、干燥，得到固体B。

（1）溶液A中一定存在的金属阳离子是　　　　。

（2）关于固体B的成分，下列选项中可能的有　　　　。

A．炭粉B．炭粉和Cu

C．炭粉和Fe2O3D．Cu和Fe2O3

E．炭粉、Cu和Fe2O3

解析　

（1）当铜过量或恰好与铁离子反应时，此时溶液A中不含有Fe3＋，一定含有Fe2＋、Cu2＋；当铜不足时，铜完全反应后Fe3＋有剩余，则A溶液中含有金属离子为：

Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋，所以A溶液中一定含有的金属阳离子为：

Fe2＋、Cu2＋。

（2）A项，炭粉：

当稀硫酸足量，且铜恰好与氧化铁与稀硫酸反应生成的铁离子反应时，剩余的固体只有碳粉，故A正确；B项，炭粉和Cu：

当铜粉过量时，反应后的固体可能为碳粉和铜，故B正确；C项，炭粉和Fe2O3：

当稀硫酸不足时，铜完全反应，氧化铁部分溶解，则属于的固体为碳粉和氧化铁，故C正确；D项，Cu和Fe2O3：

剩余的固体中一定含有碳粉，故D错误；E项，炭粉、Cu和Fe2O3：

当稀硫酸不足时，碳粉、铜和氧化铁都可能有剩余，故E正确；故答案为：

ABCE。

答案　

（1）Fe2＋、Cu2＋　

（2）ABCE

13．（2016·浙江省义乌中学选模拟）孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3。

某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下（假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸）：

（1）反应①能观察到的现象是_____________________________________

_________________________________________________________________，

有关反应的化学方程式为____________________________________________

_________________________________________________________________。

（2）反应②加入的金属可能是　　　　，有关反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析　孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2（OH）2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O。

经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2＋从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe或Zn等。

答案　

（1）固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色,有气泡产生　Cu2（OH）2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O　

（2）铁粉　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu

选考提升

14．（2014·浙江理综）某研究小组为了探究一种无机矿物盐X（仅含四种元素）的组成和性质，设计并完成了如下实验：

另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40g固体1。

请回答如下问题：

（1）画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图　　　　　　，写出气体甲的电子式　　　　　　。

（2）X的化学式是　　　　，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为________________________________________________________。

（3）白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是　　　　　　　　　　　　　　　（用化学反应方程式表示）。

（4）一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式　　　　　　　　　　　　，并设计实验方案验证该反应的产物　　　　。

解析　本题可采用逆推法，无氧条件下溶液3中加入OH－产生白色沉淀2，白色沉淀2在空气中被氧化为红褐色沉淀[即Fe（OH）3]，则溶液3中含Fe2＋，则固体2可能为FeO。

溶液1中通入气体甲先生成白色沉淀，继续通气体甲白色沉淀又溶解，溶液1可能为Ca（OH）2，气体甲可能为CO2，则固体1可能为FeO和CaO的混合物，结合10.80gX分解得到6.40g固体，可推知X应为CaFe（CO3）2。

（2）在惰性气流中加热主要是为了防止Fe2＋被氧化。

（3）Fe（OH）2在空气中易被O2氧化为Fe（OH）3。

（4）CO2与CaO反应不是氧化还原反应，只能为CO2将FeO氧化为Fe2O3或Fe3O4。

检验Fe2O3：

将固体用稀盐酸溶解，加入KSCN溶液若显红色，表示产物中有Fe（Ⅲ）；检验CO：

将气体通过灼热CuO，黑色固体变为红色。

若CO2将FeO氧化为Fe3O4：

3FeO＋CO2===Fe3O4＋CO，则Fe3O4的检验方法为：

取样品于试管中，加硫酸溶解，分为两份，一份滴加KSCN溶液，另一份滴加KMnO4溶液，若前者溶液变红，后者溶液紫红色褪去，证明产物中有Fe3O4；CO检验方法相同。

答案　

（1）

·

·C·

·

（2）CaFe（CO3）2　CaFe（CO3）2

CaO＋FeO＋2CO2↑

（3）4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3

（4）2FeO＋CO2

Fe2O3＋CO

检测Fe2O3：

将固体用稀盐酸溶解，加入KSCN溶液若显红色，表明产物中有Fe（Ⅲ）；

检测CO：

将气体通过灼热CuO，黑色固体变为红色

15．（2016·浙江省开化学中学高三质检）铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。

（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。

实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。

交换完成后，流出溶液的OH－用0.40mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。

计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x的值：

　　　　　　　　（列出计算过程）。

（2）现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n（Fe）∶n（Cl）＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为　　　　。

在实验室中，FeCl2可用铁粉和　　　　反应制备，FeCl3可用铁粉和　　　　反应制备。

解析　解答此题的关键是明确阴离子交换柱交换出的OH－的物质的量等于Cl－的物质的量，从而求出FeClx中x的值。

（1）首先明确阳离子交换柱和阴离子交换柱的作用，根据离子等量交换，溶液中OH－的物质的量等于FeClx中Cl－的物质的量。

通过中和滴定知n（OH－）＝n（H＋）＝0.40mol·L－1×25.0×10－3L＝0.010mol，故n（Cl－）＝0.010mol。

FeClx中Fe元素的质量为0.54g－35.5g·mol－1×0.010mol＝0.185g；FeClx中Fe元素与Cl元素的物质的量之比为

∶0.010mol≈1∶3，故x＝3。

（2）设n（FeCl2）＝xmol，n（FeCl3）＝ymol，则有

＝

得x＝9y，FeCl3的物质的量分数＝

×100%＝10%。

注意制备FeCl2选用弱氧化剂，制备FeCl3选用强氧化剂。

答案　

（1）n（Cl－）＝0.0250L×0.40mol·L－1＝0.010mol，0.54g－0.010mol×35.5g·mol－1＝0.185g；n（Fe）＝0.185g/56g·mol－1≈0.0033mol，n（Fe）∶n（Cl）＝0.0033∶0.010≈1∶3，x＝3。

（2）10%　盐酸　氯气

16．（2013·广东理综）银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：

（1）电解精炼银时，阴极反应式为　　　　　　　　　　　　；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为_______________________________________________________

_______________________________________________________________。

（2）固体混合物B的组成为　　　　；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为__________________________________________________________________

________________________________________________________________。

（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：

　　　　CuO＋　　　　Al2O3

　　　　CuAlO2＋　　　　↑。

（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为　　molCuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2（SO4）3溶液　　L。

（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是　　　　、过滤、洗涤和干燥。

解析　根据电解原理、物质的性质及工艺流程、氧化还原反应、守恒计算等分析。

（1）电解精炼银时，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag。

气体变色发生的反应为2NO＋O2===2NO2。

（2）因Cu（OH）2分解温度为80℃，煮沸后Cu（OH）2

CuO＋H2O，固体B含有CuO、Al（OH）3。

若NaOH过量，则Al（OH）3会转化为NaAlO2。

（3）该反应为氧化还原反应，根据得失电子守恒、原子守恒确定缺项物质，然后配平化学方程式。

（4）生成CuAlO2的物质的量为

＝50mol,据Al元素守恒可知,至少需要Al2（SO4）3的物质的量为25mol，则需溶液体积为25L。

（5）CuSO4从饱和溶液中结晶生成CuSO4·5H2O（胆矾），由CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发结晶、过滤、洗涤和干燥。

答案　

（1）Ag＋＋e－===Ag　2NO＋O2===2NO2

（2）Al（OH）3、CuO　Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O

（3）4　2　4　O2　　（4）50　25　（5）蒸发浓缩，冷却结晶