高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)規(guī)范練11 鐵、銅的獲取及應(yīng)用（含解析）蘇教版-蘇教版高三化學(xué)試題

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1、課時(shí)規(guī)范練11　鐵、銅的獲取及應(yīng)用 (時(shí)間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求) 1.下列敘述正確的是(　　)。 A.用錫焊接的鐵質(zhì)器件,焊接處易生銹 B.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液顏色變成棕黃色,說(shuō)明氯水中含有HClO C.向飽和FeCl3溶液中滴加過(guò)量氨水,可制取Fe(OH)3膠體 D.將鈍化后的鋁條放入CuSO4溶液中無(wú)現(xiàn)象,說(shuō)明鋁的金屬性弱于銅 答案:A 解析:錫、鐵和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池,鐵作負(fù)極而易被腐蝕,所以用錫焊接的鐵質(zhì)器件,焊接處易生銹,A正確;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液顏

2、色變成棕黃色,可以是氯水中的Cl2氧化了Fe2+,B錯(cuò)誤;Fe(OH)3膠體的制備:將飽和氯化鐵溶液逐滴滴加到沸水中至得到紅褐色液體,即為Fe(OH)3膠體,C錯(cuò)誤;將鈍化后的鋁條放入CuSO4溶液中無(wú)現(xiàn)象,是因?yàn)殇X條表面的氧化鋁不與硫酸銅反應(yīng),不能說(shuō)明鋁的金屬性弱于銅,D錯(cuò)誤。 2.某學(xué)生鑒定甲鹽的流程如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(　　)。 A.如果甲中含有S2-,則乙是S沉淀 B.如果乙是AgBr沉淀,那么甲一定是FeBr3 C.丙中肯定含有Fe3+,所以甲是FeBr2 D.甲中含有鐵元素,可能顯示+2價(jià)或+3價(jià) 答案:D 解析:由丙中加入KSCN溶液后溶液變?yōu)檠t色,可知

3、丙中含F(xiàn)e3+,酸性AgNO3溶液中NO3-有氧化性,則甲中應(yīng)含有Fe3+或Fe2+,由于S2-既能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng),也能與Fe2+反應(yīng)生成沉淀,因此甲中不可能含有S2-,則淺黃色沉淀(乙)應(yīng)是AgBr,說(shuō)明甲中含有Br-,故甲為FeBr2或FeBr3,A、B、C三項(xiàng)均錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 3.下列有關(guān)Fe2(SO4)3溶液的敘述正確的是(　　)。 A.該溶液中,K+、Fe2+、I-、Br-可以大量共存 B.用該溶液溶解一定量銅粉,向所得溶液中再加入鐵粉,若溶液中有Cu2+,則一定沒(méi)有固體析出 C.將該溶液蒸干,得到的固體中混有氫氧化鐵 D.100 mL 0.1 mol·L-1

4、該溶液和足量的Zn充分反應(yīng),生成1.12 g Fe 答案:D 解析:Fe3+與I-會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe2(SO4)3溶液溶解Cu時(shí)發(fā)生反應(yīng):Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4,此時(shí)若Fe2(SO4)3恰好完全反應(yīng),再向溶液中加入鐵粉,則發(fā)生反應(yīng):Fe+CuSO4FeSO4+Cu,可析出固體Cu,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe2(SO4)3是強(qiáng)酸弱堿鹽,水解產(chǎn)生氫氧化鐵和硫酸,由于硫酸沒(méi)有揮發(fā)性,二者會(huì)再發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鐵,故將該溶液蒸干,得到的固體中不會(huì)是氫氧化鐵,而是硫酸鐵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;100mL0.1mol·L-1該溶液含有溶質(zhì)0.01mol,和足量的Zn充分反

5、應(yīng),根據(jù)電子守恒及元素守恒可知反應(yīng)產(chǎn)生0.02molFe,其質(zhì)量是1.12g,D項(xiàng)正確。 4.(2019河南輝縣一中高三月考)常溫下向100 mL FeCl3溶液中通入0.224 L H2S,生成單質(zhì)硫,再加入過(guò)量鐵粉,反應(yīng)停止后溶液中含有0.06 mol陽(yáng)離子。設(shè)溶液反應(yīng)前后體積不變,則原FeCl3溶液的物質(zhì)的量濃度是(　　)。 A.0.2 mol·L-1 B.0.3 mol·L-1 C.0.4 mol·L-1 D.0.6 mol·L-1 答案:C 解析:該反應(yīng)過(guò)程為:氯化鐵和硫化氫反應(yīng)生成氯化亞鐵、HCl和S,生成的HCl再與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵,所以最終溶液中的溶質(zhì)是氯化亞鐵,根

6、據(jù)氯原子守恒計(jì)算氯化鐵的物質(zhì)的量濃度,2n(FeCl3)=3n(FeCl2),n(FeCl3)=23n(FeCl2)=0.06mol×23=0.04mol,則原氯化鐵溶液的濃度為c(FeCl3)=0.04mol0.1L=0.4mol·L-1。 5.(2019廣西柳州模擬)以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl3·6H2O)的工藝流程如圖所示: 下列說(shuō)法不正確的是(　　)。 A.酸溶過(guò)程使用的酸也可以是硝酸,且過(guò)量 B.為了防止污染,焙燒過(guò)程中產(chǎn)生的SO2要回收利用 C.通氯氣的目的是氧化Fe2+ D.由FeCl3·6H2O制取無(wú)水FeCl3需要在氯化氫的氣

7、流中加熱 答案:A 解析:若用硝酸酸溶,則會(huì)引入雜質(zhì)NO3-,A項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤;SO2是一種大氣污染物,應(yīng)回收利用,B項(xiàng)說(shuō)法正確;通入Cl2的目的是將Fe2+全部氧化為Fe3+,C項(xiàng)說(shuō)法正確;為了防止Fe3+水解,由FeCl3·6H2O制取無(wú)水FeCl3時(shí)需要在HCl的氣流中加熱,D項(xiàng)說(shuō)法正確。 6.在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3和AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol鐵粉,充分?jǐn)嚢韬箬F完全反應(yīng),且溶液中不存在Fe3+,同時(shí)又析出0.1 mol Ag。則下列結(jié)論中不正確的是(　　)。 A.反應(yīng)后溶液中Cu2+與Fe2+的物質(zhì)的量之比為1∶2

8、B.氧化性:Ag+>Cu2+>Fe3+>Zn2+ C.含F(xiàn)e3+的溶液可腐蝕銅板 D.1 mol Fe可還原2 mol Fe3+ 答案:B 解析:根據(jù)陽(yáng)離子的氧化性強(qiáng)弱,鐵先還原Ag+,然后還原Fe3+。根據(jù)題意0.1molFe恰好能還原0.1molAg+和0.1molFe3+,所以反應(yīng)后溶液中n(Cu2+)∶n(Fe2+)=1∶2,A項(xiàng)正確;根據(jù)金屬活動(dòng)性順序可知氧化性:Zn2+

9、Fe+2Fe3+3Fe2+,可知1molFe可還原2molFe3+,D項(xiàng)正確。 7.(2019浙江溫州期末)某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ag+三種金屬離子,甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的方案對(duì)廢液進(jìn)行處理,以回收金屬,保護(hù)環(huán)境。據(jù)此分析,下列說(shuō)法正確的是(　　)。 A.沉淀A中含有2種金屬單質(zhì) B.可用KSCN溶液來(lái)檢驗(yàn)溶液B中所含的金屬離子 C.溶液A若只經(jīng)過(guò)操作③最終將無(wú)法得到沉淀C D.操作①②③中都需要用到玻璃棒、漏斗 答案:B 解析:廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ag+三種金屬離子,加入過(guò)量的鐵粉后,Fe3+被還原為Fe2+,Cu2+被還原成金屬銅,A

10、g+被還原生成銀,所以在操作①得到的沉淀中含有金屬銅、銀和過(guò)量的鐵,A項(xiàng)錯(cuò)誤;溶液中滴入KSCN溶液后變紅,說(shuō)明該溶液中含有Fe3+,檢驗(yàn)溶液B中含有的金屬陽(yáng)離子常用的試劑是KSCN溶液,B項(xiàng)正確;溶液A含F(xiàn)e2+,加入堿生成氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵易被氧化生成氫氧化鐵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;操作②加入過(guò)氧化氫,為亞鐵離子的氧化過(guò)程,不需要漏斗,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.硫酸銅是一種重要的化工原料,其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(　　)。 A.相對(duì)于途徑①,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想 B.Y可以是葡萄糖溶液 C.硫酸銅在1 100 ℃分解所得氣體X可能是二氧化硫和三氧化硫的混合氣體

11、 D.將硫酸銅溶液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶可制得膽礬晶體 答案:C 解析:途徑①:銅和濃硫酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化硫污染空氣,途徑②的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)污染,體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想,A項(xiàng)正確;葡萄糖中有醛基,在堿性條件下能將氫氧化銅還原為氧化亞銅,B項(xiàng)正確;硫酸銅受熱分解生成氧化亞銅與混合氣體,若氣體中只有二氧化硫和三氧化硫,則銅元素和硫元素化合價(jià)均降低,沒(méi)有元素化合價(jià)升高,C項(xiàng)錯(cuò)誤;將硫酸銅溶液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾洗滌可以制得膽礬晶體,D項(xiàng)正確。 9.碳酸銅和堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]均可溶于鹽酸轉(zhuǎn)化為氯化銅,在高溫下這兩種化合物均能分解生成氧化銅。溶解28.4 g碳酸銅和堿式碳酸銅的混合物,恰好

12、消耗1.0 mol·L-1鹽酸500 mL。灼燒等量的上述混合物,得到的氧化銅質(zhì)量是(　　)。 A.15 g B.30 g C.20 g D.35 g 答案:C 解析:碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸,轉(zhuǎn)化為氯化銅,消耗1.0mol·L-1鹽酸500mL,鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量為0.5mol,則CuCl2為0.25mol,根據(jù)Cu元素質(zhì)量守恒,則可知原混合物中含有0.25molCu,灼燒等質(zhì)量的碳酸銅和堿式碳酸銅的混合物,得到氧化銅的物質(zhì)的量為0.25mol,則其質(zhì)量為0.25mol×80g·mol-1=20g。 10.A由Al2O3、Fe3O4、Al、Cu中的某幾種粉末混合而成,設(shè)計(jì)成

13、分分析方案如下: 下列分析不正確的是(　　)。 A.當(dāng)m1>m2時(shí),溶液a中陰離子只有一種 B.生成藍(lán)色溶液的離子方程式為Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+ C.要確定混合物中是否含Al,可取A加入適量稀鹽酸 D.當(dāng)m2-m3=2.96 g,Fe3O4的質(zhì)量至少為2.32 g 答案:A 解析:當(dāng)m1>m2時(shí),說(shuō)明至少有Al2O3、Al兩者中的一種,且生成了偏鋁酸鈉溶液,由于加入了過(guò)量的氫氧化鈉溶液,陰離子除AlO2-外還有OH-,A項(xiàng)不正確;Fe3O4與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氯化亞鐵,三價(jià)鐵離子有強(qiáng)氧化性,發(fā)生反應(yīng)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,B項(xiàng)正確;金屬氧化物與酸

14、反應(yīng)生成鹽和水,銅與鹽酸不反應(yīng),故可取A加入適量稀鹽酸,如果有氣體產(chǎn)生,證明混合物中含有鋁,C項(xiàng)正確;導(dǎo)致固體質(zhì)量改變的原因有金屬氧化物的溶解和Fe3+與銅單質(zhì)之間的氧化還原反應(yīng),由Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+可得如下關(guān)系式Fe3O4~2Fe3+~Cu,也就是減少的固體中四氧化三鐵和銅的物質(zhì)的量之比為1∶1,Fe3O4的摩爾質(zhì)量為232g·mol-1,Cu的摩爾質(zhì)量為64g·mol-1,由二者摩爾質(zhì)量之和可知溶解的2.96g固體中有Fe3O4和Cu各0.01mol,即Fe3O4的質(zhì)量至少為2.32g,D項(xiàng)正確。 二、非選擇題(本題共3個(gè)小題,共30分) 11.(10分)銅是生活中常

15、見(jiàn)的金屬,請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)Cu不活潑,通常情況下不與稀硫酸反應(yīng),但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后,溶液很快變藍(lán)。試寫出該反應(yīng)的離子方程式:?　 。? (2)將硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液混合,會(huì)析出Cu2(OH)2CO3綠色固體,試寫出該反應(yīng)的離子方程式: 　 。? (3)火法煉銅的原理:Cu2S+O22Cu+SO2,在該反應(yīng)中每生成1 mol Cu,轉(zhuǎn)移　　　　mol電子。? (4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說(shuō)法正確的是　　　　(填字母)。? A.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng) B.溶液中Cu

16、2+向陰極移動(dòng) C.電解過(guò)程中,陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化相等 D.利用陽(yáng)極泥可回收Al、Zn等金屬 (5)據(jù)報(bào)道,有一種細(xì)菌在有氧氣存在的酸性溶液中,可將黃銅礦CuFeS2氧化成硫酸鹽:4CuFeS2+2H2SO4+17O24CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。利用反應(yīng)后的溶液,按如下流程可制備膽礬(CuSO4·5H2O): ①檢驗(yàn)溶液B中Fe3+是否被除盡的實(shí)驗(yàn)方法是??　 。? ②在實(shí)驗(yàn)室中,設(shè)計(jì)兩個(gè)原理不同的方案,從溶液B中提煉金屬銅(要求:一種方案只用一個(gè)反應(yīng)來(lái)完成)。寫出兩種方案中涉及的化學(xué)方程式。 方案一:　 ;? 方案二:　 。? 答案:

17、(1)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O (2)2Cu2++2CO32-+H2OCu2(OH)2CO3↓+CO2↑ (3)3　(4)AB (5)①取少量溶液B于試管中,加入幾滴KSCN溶液,若溶液無(wú)明顯現(xiàn)象,則說(shuō)明Fe3+已被除盡?、贑uSO4+FeCu+FeSO4　2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑(合理答案均可) 解析:(1)酸性條件下,H2O2將銅氧化:Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O。(2)由題給信息可知反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++2CO32-+H2OCu2(OH)2CO3↓+CO2↑。(3)根據(jù)題給方程式可知,生成2molCu時(shí),轉(zhuǎn)移6mol電

18、子,則生成1molCu時(shí),轉(zhuǎn)移3mol電子。(4)粗銅接電源的正極,作陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng),A正確;溶液中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),B正確;電解過(guò)程中,陽(yáng)極是鋁、鋅、銅放電,Ag、Pt、Au等形成陽(yáng)極泥,而陰極始終是Cu2+得電子生成單質(zhì)銅,所以陰極和陽(yáng)極質(zhì)量變化不一定相等,C錯(cuò)誤;陽(yáng)極泥是比銅活動(dòng)性差的Ag、Pt、Au沉積在陽(yáng)極形成的,D錯(cuò)誤。(5)①驗(yàn)證Fe3+最好用KSCN溶液。②由硫酸銅得到銅,可以通過(guò)置換反應(yīng),也可以通過(guò)電解。 12.(10分)鐵、銅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣?，F(xiàn)有含氯化亞鐵雜質(zhì)的氯化銅晶體(CuCl2·2H2O),為制取純凈的CuCl2·2H2O,首先將其制成水溶液,然后按

19、下圖步驟進(jìn)行提純: Cu2+、Fe3+和Fe2+的氫氧化物開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH見(jiàn)下表: Fe3+ Fe2+ Cu2+ 氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH 1.9 7.0 4.7 氫氧化物完全沉淀時(shí)的pH 3.2 9.0 6.7 請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)最適合作氧化劑X的是　　　　　。? A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4 (2)加入的物質(zhì)Y是　　　　　。? A.CuO B.NaOH C.Cu2(OH)2CO3 D.NH3 (3)由溶液Ⅲ獲得CuCl2·2H2O,需要經(jīng)過(guò)　　　　　、　　　　　　、過(guò)濾等操作。? (4

20、)測(cè)定溶液Ⅰ中Fe2+的濃度,可用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,取用KMnO4溶液應(yīng)使用　　　　　(填“酸式”或“堿式”)滴定管,反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? 答案:(1)C (2)AC (3)蒸發(fā)濃縮　冷卻結(jié)晶 (4)酸式　MnO4-+8H++5Fe2+Mn2++5Fe3++4H2O 解析:(1)用氧化劑X把亞鐵離子氧化為鐵離子,四組物質(zhì)均可作氧化劑,但過(guò)氧化氫作氧化劑時(shí),無(wú)新的雜質(zhì)引入;而其他3種作氧化劑,都會(huì)產(chǎn)生新的雜質(zhì),所以選C。 (2)加入物質(zhì)Y的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH使鐵離子形成Fe(OH)3沉淀,加入氫氧化鈉或氨氣,也能使鐵離子沉淀,但引入

21、了鈉離子或銨根離子雜質(zhì),所以應(yīng)選擇CuO或Cu2(OH)2CO3,答案選A、C。 (3)溶液Ⅲ為氯化銅溶液,要得到氯化銅晶體,需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等步驟。 (4)高錳酸鉀的氧化性較強(qiáng),易腐蝕堿式滴定管上的膠管,所以選擇酸式滴定管盛放高錳酸鉀溶液;高錳酸根離子氧化亞鐵離子為鐵離子,本身被還原為錳離子,離子方程式是MnO4-+8H++5Fe2+Mn2++5Fe3++4H2O。 13.(2019全國(guó)Ⅰ)(10分)硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源,變廢為寶,在實(shí)驗(yàn)室中探究采用廢鐵屑來(lái)制備硫酸鐵銨,具體流程如下: 回答下列問(wèn)題:

22、 (1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污,方法是　　　　　　　　。? (2)步驟②需要加熱的目的是　　　　　,溫度保持80~95 ℃,采用的合適加熱方式是　　　　　。鐵屑中含有少量硫化物,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要凈化處理,合適的裝置為　　　　　(填標(biāo)號(hào))。? (3)步驟③中選用足量的H2O2,理由是?　 。? 分批加入H2O2,同時(shí)為了　　　　　　　　　　,溶液要保持pH小于0.5。? (4)步驟⑤的具體實(shí)驗(yàn)操作有?　 　　　,經(jīng)干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。? (5)采用熱重分析法測(cè)定硫酸鐵銨晶體樣品所含結(jié)晶水?dāng)?shù),將樣品加熱到150 ℃時(shí)失掉1.5個(gè)結(jié)晶水,失重5.6%。硫酸鐵銨

23、晶體的化學(xué)式為?　　　　　 。? 答案:(1)堿煮水洗 (2)加快反應(yīng)　熱水浴　C (3)將Fe2+全部氧化為Fe3+;不引入雜質(zhì)　抑制Fe3+水解 (4)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾(洗滌) (5)NH4Fe(SO4)2·12H2O 解析:(1)油污在堿性溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成可溶于水的物質(zhì),因此可使用堿煮水洗的方法去除廢鐵屑表面的油污。 (2)加熱可以增大溶解速率;溫度低于100℃,因此可用水浴加熱;硫化氫可與堿反應(yīng),因此可用堿溶液來(lái)吸收,為了防止倒吸,應(yīng)選用的裝置為C。 (3)為了將Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,應(yīng)先用足量的H2O2;生成的Fe3+能發(fā)生水解反應(yīng),H2O2與Fe2+反應(yīng)消耗H+,為了抑制Fe3+發(fā)生水解反應(yīng),應(yīng)保持溶液的pH小于0.5。 (4)由溶液得到晶體的操作為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾(洗滌)。 (5)設(shè)硫酸鐵銨晶體的物質(zhì)的量為1mol,則失去水的物質(zhì)的量為1.5mol,質(zhì)量為27g,由此可知,硫酸鐵銨晶體的相對(duì)分子質(zhì)量為270.056≈482,NH4Fe(SO4)2的相對(duì)分子質(zhì)量為266,482-26618=12,所以硫酸鐵銨晶體的化學(xué)式為NH4Fe(SO4)2·12H2O。