2021届广西高考化学课时规范练11 铁、铜的获取及应用

课时规范练11 铁、铜的获取及应用

(时间:45分钟 满分:100分)

课时规范练第22页 一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分,每小题只有一个选项符合题目要求)

1.下列叙述正确的是( )。

A.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈

B.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO C.向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水,可制取Fe(OH)3胶体

D.将钝化后的铝条放入CuSO4溶液中无现象,说明铝的金属性弱于铜 答案:A 解析:锡、铁和电解质溶液构成原电池,铁作负极而易被腐蚀,所以用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈,A正确;向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,可以是氯水中的Cl2氧化了Fe2+,B错误;Fe(OH)3胶体的制备:将饱和氯化铁溶液逐滴滴加到沸水中至得到红褐色液体,即为Fe(OH)3胶体,C错误;将钝化后的铝条放入CuSO4溶液中无现象,是因为铝条表面的氧化铝不与硫酸铜反应,不能说明铝的金属性弱于铜,D错误。

2.某学生鉴定甲盐的流程如图所示,下列说法正确的是( )。

A.如果甲中含有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.甲中含有铁元素,可能显示+2价或+3价 答案:D 解析:由丙中加入KSCN溶液后溶液变为血红色,可知丙中含Fe3+,酸性AgNO3溶液中NO-3有氧化性,

则甲中应含有Fe3+或Fe2+,由于S2-既能与Fe3+发生氧化还原反应,也能与Fe2+反应生成沉淀,因此甲中不可能含有S2-,则浅黄色沉淀(乙)应是AgBr,说明甲中含有Br-,故甲为FeBr2或FeBr3,A、B、C三项均错误,D项正确。

3.下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是( )。 A.该溶液中,K+、Fe2+、I-、Br-可以大量共存

B.用该溶液溶解一定量铜粉,向所得溶液中再加入铁粉,若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出 C.将该溶液蒸干,得到的固体中混有氢氧化铁 D.100 mL 0.1 mol·L-1该溶液和足量的Zn充分反应,生成1.12 g Fe 答案:D 解析:Fe3+与I-会发生氧化还原反应,不能大量共存,A项错误;Fe2(SO4)3溶液溶解Cu时发生反应:Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4,此时若Fe2(SO4)3恰好完全反应,再向溶液中加入铁粉,则发生反应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu,可析出固体Cu,B项错误;Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐,水解产生氢氧化铁和硫酸,由于硫酸没有挥发性,二者会再发生反应生成硫酸铁,故将该溶液蒸干,得到的固体中不会是氢氧化铁,而是硫酸铁,C项错误;100 mL 0.1 mol·L-1该溶液含有溶质0.01 mol,和足量的Zn充分反应,根据电子守恒及元素守恒可知反应产生0.02 mol Fe,其质量是1.12 g,D项正确。

4.(2019河南辉县一中高三月考)常温下向100 mL FeCl3溶液中通入0.224 L H2S,生成单质硫,再加入过量铁粉,反应停止后溶液中含有0.06 mol阳离子。设溶液反应前后体积不变,则原FeCl3溶液的物质的量浓度是( )。 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:该反应过程为:氯化铁和硫化氢反应生成氯化亚铁、HCl和S,生成的HCl再与铁反应生成氯化亚铁,所以最终溶液中的溶质是氯化亚铁,根据氯原子守恒计算氯化铁的物质的量浓

S2-,则乙是

度,2n(FeCl3)=3n(FeCl2),n(FeCl3)=n(FeCl2)=0.06 mol×=0.04 mol,则原氯化铁溶液的浓度为c(FeCl3)=

5.(2019广西柳州模拟)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如图所示:

0.04mol

=0.4 mol·L-1。 0.1 L2323下列说法不正确的是( )。

A.酸溶过程使用的酸也可以是硝酸,且过量

B.为了防止污染,焙烧过程中产生的SO2要回收利用 C.通氯气的目的是氧化Fe2+ D.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3需要在氯化氢的气流中加热 答案:A 解析:若用硝酸酸溶,则会引入杂质NO-3,A项说法错误;SO2是一种大气污染物,应回收利用,B项说法

正确;通入Cl2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+,C项说法正确;为了防止Fe3+水解,由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3时需要在HCl的气流中加热,D项说法正确。

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铁粉,充分搅拌后铁完全反应,且溶液中不存在Fe3+,同时又析出0.1 mol Ag。则下列结论中不正确的是( )。 A.反应后溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为1∶2 B.氧化性:Ag+>Cu2+>Fe3+>Zn2+ C.含Fe3+的溶液可腐蚀铜板 D.1 mol Fe可还原2 mol Fe3+ 答案:B 解析:根据阳离子的氧化性强弱,铁先还原Ag+,然后还原Fe3+。根据题意0.1 mol Fe恰好能还原0.1 mol Ag+和0.1 mol Fe3+,所以反应后溶液中n(Cu2+)∶n(Fe2+)=1∶2,A项正确;根据金属活动性顺序可知氧化性:Zn2+

7.(2019浙江温州期末)某化学实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Ag+三种金属离子,甲同学设计了如下图所示的方案对废液进行处理,以回收金属,保护环境。据此分析,下列说法正确的是( )。

A.沉淀A中含有2种金属单质

B.可用KSCN溶液来检验溶液B中所含的金属离子 C.溶液A若只经过操作③最终将无法得到沉淀C D.操作①②③中都需要用到玻璃棒、漏斗 答案:B 解析:废液中含有Fe3+、Cu2+、Ag+三种金属离子,加入过量的铁粉后,Fe3+被还原为Fe2+,Cu2+被还原成金属铜,Ag+被还原生成银,所以在操作①得到的沉淀中含有金属铜、银和过量的铁,A项错误;溶液中滴入KSCN溶液后变红,说明该溶液中含有Fe3+,检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是KSCN溶液,B项正确;溶液A含Fe2+,加入碱生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁易被氧化生成氢氧化铁,C项错误;操作②加入过氧化氢,为亚铁离子的氧化过程,不需要漏斗,D项错误。

8.硫酸铜是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是( )。

A.相对于途径①,途径②更好地体现了绿色化学思想 B.Y可以是葡萄糖溶液

C.硫酸铜在1 100 ℃分解所得气体X可能是二氧化硫和三氧化硫的混合气体 D.将硫酸铜溶液蒸发浓缩,冷却结晶可制得胆矾晶体 答案:C 解析:途径①:铜和浓硫酸反应会生成二氧化硫污染空气,途径②的优点是无污染,体现了绿色化学思想,A项正确;葡萄糖中有醛基,在碱性条件下能将氢氧化铜还原为氧化亚铜,B项正确;硫酸铜受热分解生成氧化亚铜与混合气体,若气体中只有二氧化硫和三氧化硫,则铜元素和硫元素化合价均降低,没有元素化合价升高,C项错误;将硫酸铜溶液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤可以制得胆矾晶体,D项正确。

9.碳酸铜和碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]均可溶于盐酸转化为氯化铜,在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4 g碳酸铜和碱式碳酸铜的混合物,恰好消耗1.0 mol·L-1盐酸500 mL。灼烧等量的上述混合物,得到的氧化铜质量是( )。 A.15 g B.30 g C.20 g D.35 g 答案:C 解析:碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜,消耗1.0 mol·L-1盐酸500 mL,盐酸中溶质的物质的量为0.5 mol,则CuCl2为0.25 mol,根据Cu元素质量守恒,则可知原混合物中含有0.25 mol Cu,灼烧等质量的碳酸铜和碱式碳酸铜的混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25 mol,则其质量为0.25 mol×80 g·mol-1=20 g。

10.A由Al2O3、Fe3O4、Al、Cu中的某几种粉末混合而成,设计成分分析方案如下:

下列分析不正确的是( )。

A.当m1>m2时,溶液a中阴离子只有一种 B.生成蓝色溶液的离子方程式为Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+ C.要确定混合物中是否含Al,可取A加入适量稀盐酸 D.当m2-m3=2.96 g,Fe3O4的质量至少为2.32 g 答案:A 解析:当m1>m2时,说明至少有Al2O3、Al两者中的一种,且生成了偏铝酸钠溶液,由于加入了过量的

-氢氧化钠溶液,阴离子除AlO-2外还有OH,A项不正确;Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁,三价

铁离子有强氧化性,发生反应Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,B项正确;金属氧化物与酸反应生成盐和水,铜与盐酸不反应,故可取A加入适量稀盐酸,如果有气体产生,证明混合物中含有铝,C项正确;导致固体质量改变的原因有金属氧化物的溶解和Fe3+与铜单质之间的氧化还原反应,由Cu+2Fe3+

Cu2++2Fe2+可得如下关系式Fe3O4~2Fe3+~Cu,也就是减少的固体中四氧化三铁和铜的物质的量之比为1∶1,Fe3O4的摩尔质量为232 g·mol-1,Cu的摩尔质量为64 g·mol-1,由二者摩尔质量之和可知溶解的2.96 g固体中有Fe3O4和Cu各0.01 mol,即Fe3O4的质量至少为2.32 g,D项正确。 二、非选择题(本题共3个小题,共30分) 11.(10分)铜是生活中常见的金属,请回答下列问题:

(1)Cu不活泼,通常情况下不与稀硫酸反应,但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后,溶液很快变蓝。试写出该反应的离子方程式: 。

(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体,试写出该反应的离子方程式: 。 (3)火法炼铜的原理:Cu2S+O22Cu+SO2,在该反应中每生成1 mol Cu,转移 mol电子。 (4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是 (填字母)。 A.粗铜接电源正极,发生氧化反应 B.溶液中Cu2+向阴极移动

C.电解过程中,阳极和阴极的质量变化相等 D.利用阳极泥可回收Al、Zn等金属

(5)据报道,有一种细菌在有氧气存在的酸性溶液中,可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐:4CuFeS2+2H2SO4+17O24CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。利用反应后的溶液,按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O):

①检验溶液B中 。

②在实验室中,设计两个原理不同的方案,从溶液B中提炼金属铜(要求:一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式。 方案一: ; 方案二: 。 答案:(1)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O

-(2)2Cu2++2CO2Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑ 3+H2O(3)3 (4)AB

(5)①取少量溶液B于试管中,加入几滴KSCN溶液,若溶液无明显现象,则说明Fe3+已被除尽 ②CuSO4+FeCu+FeSO4 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑(合理答案均可) 解析:(1)酸性条件下,H2O2将铜氧化:Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O。(2)由题给信息可知反应的离子

-方程式为2Cu2++2CO2Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑。(3)根据题给方程式可知,生成2 mol Cu时,转3+H2O

移6 mol电子,则生成1 mol Cu时,转移3 mol电子。(4)粗铜接电源的正极,作阳极,发生氧化反应,A正确;溶液中阳离子向阴极移动,B正确;电解过程中,阳极是铝、锌、铜放电,Ag、Pt、Au等形成阳极泥,而阴极始终是Cu2+得电子生成单质铜,所以阴极和阳极质量变化不一定相等,C错误;阳极泥是比铜活动性差的Ag、Pt、Au沉积在阳极形成的,D错误。(5)①验证Fe3+最好用KSCN溶液。②由硫酸铜得到铜,可以通过置换反应,也可以通过电解。

12.(10分)铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按下图步骤进行提纯:

Fe3+是否被除尽的实验方法是

Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的 氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物完全沉淀时的pH pH见下表: Fe2+ 7.0 9.0 4.7 6.7 Cu2+ Fe3+ 1.9 3.2 请回答下列问题。

(1)最适合作氧化剂X的是 。 A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4

(2)加入的物质Y是 。 A.CuO B.NaOH C.Cu2(OH)2CO3 D.NH3 (3)由溶液Ⅲ获得CuCl2·2H2O,需要经过 、 、过滤等操作。

(4)测定溶液Ⅰ中Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,取用KMnO4溶液应使用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管,反应的离子方程式为 。 答案:(1)C (2)AC (3)蒸发浓缩 冷却结晶

+2+

(4)酸式 MnO-Mn2++5Fe3++4H2O 4+8H+5Fe