2022-2023年高中化學(xué) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第二單元 鐵、銅的獲取及應(yīng)用 第1課時(shí) 從自然界獲取鐵和銅課時(shí)作業(yè) 蘇教版必修1

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1、2022-2023年高中化學(xué) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第二單元 鐵、銅的獲取及應(yīng)用 第1課時(shí) 從自然界獲取鐵和銅課時(shí)作業(yè) 蘇教版必修1 [基礎(chǔ)鞏固] .下列有關(guān)鐵的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．生鐵是含碳、硫、磷等多種雜質(zhì)的鐵合金 B．鐵可以在氧氣中燃燒 C．鐵跟鹽酸反應(yīng)生成FeCl3和H2 D．高爐煉鐵時(shí)，石灰石的主要作用是除去SiO2 解析：選C。生鐵和鋼都是鐵、碳的合金，只是生鐵含碳量比鋼高，且其他雜質(zhì)含量多，A正確；鐵能在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，B正確；鐵與鹽酸反應(yīng)生成Fe2＋，C錯(cuò)誤；高爐煉鐵時(shí)加入石灰石的目的是除去鐵礦石中混入的脈石(主要成分SiO2)

2、，生成CaSiO3礦渣，D正確。 已知一些金屬單質(zhì)的發(fā)現(xiàn)與其金屬活動(dòng)性存在著某種必然的聯(lián)系，你認(rèn)為可能發(fā)生在鐵器時(shí)代之前的是(　　) ①金屬鋁的冶煉　②青銅器時(shí)代?、劢疸y的使用　④戴維發(fā)現(xiàn)金屬鈉?、?5世紀(jì)中國(guó)使用鋅鑄幣 A．②③⑤　　　　　　　　　 B．②③ C．①②③ D．①④⑤ 解析：選B。金屬越不活潑，越容易制取，則使用的時(shí)間相對(duì)越早。根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表可知不如鐵活潑的金屬有銅、銀、金，故選B。 .下列金屬不適宜用熱還原法來(lái)冶煉的是(　　) A．鐵 B．銅 C．鈉 D．鉛 解析：選C。金屬Na是很活潑的金屬，應(yīng)該用電解法制取。 .將鐵片分別放入下列溶液

3、中充分反應(yīng)，反應(yīng)后溶液的質(zhì)量比反應(yīng)前減輕的是(　　) A．CuSO4 B．H2SO4 C．HCl D．FeSO4 解析：選A。鐵與FeSO4不反應(yīng)，D錯(cuò)誤；由Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可以看出，每生成2 g H2，有56 g鐵進(jìn)入溶液，溶液的質(zhì)量增加54 g，B、C錯(cuò)誤；由Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu可以看出，每析出64 g銅溶解56 g鐵，溶液的質(zhì)量則減小了(64 g－56 g)＝8 g。 .我國(guó)古代曾用火燒孔雀石和焦炭混合物的方法煉銅?？兹甘闹饕煞质荂uCO3·Cu(OH)2，這種冶煉銅的方法是(　　)

4、A．焦炭還原法 B．濕法煉銅 C．鋁熱還原法 D．電解冶煉法 解析：選A?？兹甘軣岚l(fā)生分解反應(yīng)生成了氧化銅、CO2和H2O，生成的氧化銅被混合物中的焦炭還原而生成了銅。 .有關(guān)高爐煉鐵的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．高爐煉鐵的主要原理是鐵礦石跟焦炭反應(yīng)，還原出鐵 B．石灰石作為熔劑，與礦石反應(yīng)，生成爐渣 C．鐵礦石里含有的錳、硅、硫、磷等元素，大部分經(jīng)反應(yīng)進(jìn)入爐渣，小部分熔合在鐵水中 D．高爐煤氣的主要成分是氮?dú)?、二氧化碳和一氧化? 解析：選A。高爐煉鐵時(shí)，與鐵礦石反應(yīng)還原出鐵的是一氧化碳，而不是焦炭。 .用H2作還原劑和用金屬作還原劑相比，所得金屬純度的說(shuō)法正確的

5、是(　　) A．用H2的高 B．用金屬的高 C．二者相同 D．無(wú)法比較 解析：選A。H2作還原劑被氧化，產(chǎn)物H2O在高溫下?lián)]發(fā)出去，得到的金屬較純。 .在高溫下用一氧化碳還原m g四氧化三鐵得到n g鐵。已知氧的相對(duì)原子質(zhì)量為16，則鐵的相對(duì)原子質(zhì)量為(　　) A. B. C. D. 解析：選B。由鐵元素守恒知m g Fe3O4中含有n g Fe；設(shè)鐵的相對(duì)原子質(zhì)量為x，則＝，所以x＝。 .用鋁熱反應(yīng)還原下列氧化物制得金屬1 mol，消耗鋁最少的是(　　) A．MnO2 B．WO3 C．Cr2O3 D．Co3O4 解析：選D。鋁熱反應(yīng)中，金屬氧化物

6、作氧化劑，鋁作還原劑。制取金屬各1 mol，在氧化物中化合價(jià)愈高，變?yōu)閱钨|(zhì)時(shí)得電子數(shù)愈多，消耗鋁愈多。以上金屬氧化物中金屬的化合價(jià)分別是＋4、＋6、＋3、＋8/3。 .顆粒大小達(dá)到納米級(jí)的單質(zhì)鐵具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性，俗稱“納米鐵”。 (1)在高溫條件下，用H2與FeCl2反應(yīng)，可生成“納米鐵”和一種溶于水顯強(qiáng)酸性的氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 (2)“納米鐵”在空氣中受撞擊時(shí)會(huì)燃燒，其反應(yīng)與鐵在純氧中燃燒相同，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____

7、___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)請(qǐng)你預(yù)測(cè)“納米鐵”的其他化學(xué)性質(zhì)，用化學(xué)反應(yīng)方程式表示：________________________________________________________________________ ___________________________________________________

8、_____________________。 解析：(1)根據(jù)信息推測(cè)H2與FeCl2反應(yīng)生成Fe和HCl氣體。(2)鐵與氧氣反應(yīng)生成Fe3O4。(3)鐵可與鹽溶液、酸、非金屬單質(zhì)等反應(yīng)。 答案：(1)H2＋FeCl2Fe＋2HCl　(2)3Fe＋2O2Fe3O4　(3)Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，F(xiàn)e＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，2Fe＋3Cl22FeCl3，2Fe＋3Br2===2FeBr3等 .在一定條件下可實(shí)現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化： (1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(堿式碳酸銅)，受熱易分解，上圖中的F是________。 (2)

9、寫出明礬溶液與過(guò)量的NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。 (3)圖中所得G和D都是固體，混合后在高溫下可發(fā)生反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 (4)每生成1 mol D，同時(shí)生成________mol E。 解析：明礬與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)得到A，A為NaAlO2；孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]加熱分解

10、(CuO、CO2、H2O)得F，F(xiàn)應(yīng)為CO2(G為CuO)；A與F反應(yīng)得沉淀Al(OH)3；Al(OH)3受熱分解得B為Al2O3；Al2O3電解得E(O2)、D(Al，因D為固體)。 答案：(1)CO2　(2)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O　(3)2Al＋3CuO3Cu＋Al2O3　(4)0.75 [能力提升] .Ti因?yàn)榫哂猩衿娴墓δ埽絹?lái)越引起人們的注意。常溫下鈦不與非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng)。紅熱時(shí)，卻可與常見(jiàn)的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。鈦是航空、軍工、電力等方面的必需原料。地殼中含鈦礦石之一稱金紅石(TiO2)。目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是： 第一步：將金紅石、炭粉混合，在高溫條件下通入氯

11、氣制得TiCl4和一種可燃性氣體。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 該反應(yīng)的還原劑是____________________。 第二步：在氬氣的氣氛中，用過(guò)量的鎂在加熱條件下與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦。 (1)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 (2)簡(jiǎn)述從上述所得產(chǎn)物中獲取金屬鈦的步驟：______________

12、__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：化學(xué)方程式的書寫可直接根據(jù)題中所給出的條件和反應(yīng)物、生成物來(lái)寫。提取金屬鈦時(shí)，結(jié)合題目所給信息，常溫下鈦不與強(qiáng)酸反應(yīng)，但鎂能溶解，從而選擇鹽酸提純。 答案：TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO　C (1)TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2 (2)加入足量鹽酸，除去過(guò)量金屬鎂，過(guò)濾，并用蒸餾水洗滌固體得金屬鈦

13、 . (Ⅰ)根據(jù)CO還原鐵的氧化物的實(shí)驗(yàn)裝置圖(如圖所示)，回答下列問(wèn)題： (1)如何判斷硬質(zhì)玻璃管中Fe2O3已開(kāi)始反應(yīng)？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在A處點(diǎn)燃尾氣，可觀察到什么現(xiàn)象？為什么要點(diǎn)燃？___________________________________________________________

14、_____________。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)注意的操作是________。(填序號(hào)) ①先停止通入CO。②先熄滅酒精燈，并繼續(xù)通入CO。③熄滅酒精燈，同時(shí)停止通入CO。④先熄滅酒精燈，繼續(xù)通入CO至被還原的鐵粉冷卻，并點(diǎn)燃排出的CO氣體。 (Ⅱ)堿式碳酸銅可表示為xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O，測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種。 (1)現(xiàn)采用氫氣還原法，回答如下問(wèn)題： ①寫出xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________

15、____； ②實(shí)驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號(hào))： (a)→(　)(　)→(　)(　)→(　)(　)→(　)(　)→(　)(　)→(l)； ③稱取24.0 g某堿式碳酸銅樣品，充分反應(yīng)后得到12.8 g殘留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為_(kāi)_______g，化學(xué)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)某同學(xué)以氮?dú)獯鏆錃?，并用上述全部或部分儀器來(lái)測(cè)定堿式碳酸銅的組成，你認(rèn)為是否可行？請(qǐng)說(shuō)明理

16、由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(Ⅰ)CO還原Fe2O3實(shí)驗(yàn)與H2還原CuO實(shí)驗(yàn)的原理、操作都很相似。可結(jié)合初中H2還原CuO的知識(shí)和鐵的氧化物的性質(zhì)解決第一問(wèn)；從A口出來(lái)的尾氣主要為CO，CO有毒，最好的辦法就是將其點(diǎn)燃以防止污染空氣。(Ⅱ)(1)①堿式碳酸銅與氫氣的反應(yīng)，從“采用氫氣還原法”這一信息可知，是H2作還原劑

17、，則起氧化作用的必是＋2價(jià)的銅，進(jìn)而用化合價(jià)升降法即可配平。寫產(chǎn)物時(shí)，可理解為CuCO3→CuO＋CO2，Cu(OH)2→CuO＋H2O，CuO再與氫氣反應(yīng)。②若不看下一步③中實(shí)驗(yàn)要取得的數(shù)據(jù)，就不知道實(shí)驗(yàn)的目的，是很難正確組裝的。從③知，要測(cè)定CO2和H2O的質(zhì)量。吸收CO2必須用堿石灰(選用bc，干燥管的用途很明顯是放在最后)，吸收H2O只能用濃硫酸。因此，加熱裝置前的除雜(HCl氣體)和干燥只能用水(kj)和濃硫酸。注意：干燥管的作用是防止空氣中的CO2和H2O進(jìn)入U(xiǎn)形管。③產(chǎn)物中n(Cu)∶n(CO2)∶n(H2O)＝∶∶＝0.2 mol∶0.1 mol∶0.4 mol；n(CuCO3

18、)＝n(CO2)＝0.1 mol(即CuCO3的質(zhì)量為12.4 g)；n[Cu(OH)2]＝0.2 mol－0.1 mol＝0.1 mol[即Cu(OH)2的質(zhì)量為9.8 g]；所以m(結(jié)晶水)＝24.0 g－12.4 g－9.8 g＝1.8 g(即樣品中水為0.1 mol)。進(jìn)而可得堿式碳酸銅的化學(xué)式。 答案：(Ⅰ)(1)當(dāng)硬質(zhì)玻璃管中紅色物質(zhì)開(kāi)始變黑，B中澄清石灰水開(kāi)始變渾濁時(shí)，說(shuō)明Fe2O3已開(kāi)始發(fā)生反應(yīng) (2)可見(jiàn)淺藍(lán)色的火焰；因?yàn)镃O有毒，為防止CO污染空氣，必須點(diǎn)燃或用其他方法處理未反應(yīng)的CO (3)④ (Ⅱ)(1)①xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2(x＋y)Cu＋xCO2＋(x＋2y＋z)H2O?、?a)→k j→g f(或h i)→d e(或e d)→h i(或g f)→b c(或c b)→(l) ③1.8　CuCO3·Cu(OH)2·H2O (2)可行，根據(jù)反應(yīng)xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O(x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O的質(zhì)量(或其中任意三個(gè)量)，即可計(jì)算出其組成