《创新方案》2013-2014学年高中化学苏教版必修一同步课堂名师章节精讲：专题3 第二单元 铁、铜的获取及应用（共3个课时）
文档属性
| 名称 | 《创新方案》2013-2014学年高中化学苏教版必修一同步课堂名师章节精讲：专题3 第二单元 铁、铜的获取及应用（共3个课时） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2013-11-09 20:41:23 | ||
图片预览
文档简介
第一课时 从自然界获取铁和铜
1．写出下列反应的化学方程式：
①CO还原Fe2O3：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2；
②焦炭与CuO反应：C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
2．工业上冶炼Mg、Al的反应方程式分别为：
①MgCl2Mg＋Cl2↑；
②2Al2O34Al＋3O2↑。
3．工业上冶炼Ti、Cr的反应方程式分别为：
TiCl4＋4NaTi＋4NaCl；
Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3。
一、自然界中的铁与铜
(1)游离态：
(2)化合态——矿石：
矿石 磁铁矿 赤铁矿 黄铜矿 孔雀石
主要成分 Fe3O4 Fe2O3 CuFeS2 CuCO3·Cu(OH)2
二、铁的冶炼
1．设备及原料
设备：炼铁高炉。
原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
2．主要反应的化学方程式
(1)还原剂的生成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。
(2)铁矿石的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
(3)炉渣的形成：
①CaCO3CaO＋CO2。
②CaO＋SiO2CaSiO3。
三、铜的冶炼
1．工业炼铜
工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为CuFeS2)的方法得到铜，主要过程可表示为：
黄铜矿冰铜―→粗铜―→精铜
这样得到的铜纯度最高为99.7%，通过电解精炼可得到更纯的铜(99.95%～99.98%)。
2．生物炼铜(矿堆浸铜法)
(1)原理：CuSCuSO4Cu。
(2)特点：成本低、污染小、反应条件简单等。
1．工业炼铁时，焦炭的作用是什么？
答案：(1)为反应提供能量；
(2)提供反应所需的还原剂(CO)。
2．炼铁工业中，原料石灰石的作用是什么？
答案：除去矿石中的SiO2，生成炉渣。
3．从炼铁高炉中出来的铁水是纯铁吗？生铁和钢中的含碳量分别为多少？
答案：不是。生铁中的含碳量为2%～4.5%，钢中的含碳量为0.03%～2%。
4．我国古代冶金有“曾青(CuSO4)得铁化为铜”之说，你认为发生的是什么反应？
答案：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu。
金属的冶炼方法及步骤
1．金属冶炼的一般方法
(1)金属冶炼方法的选择与金属的活泼性有关。
金属的活动性顺序 K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au
金属原子失电子能力 强―→弱
金属离子得电子能力 弱―→强
主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法
还原剂或特殊措施 强大电流提供电子 H2、CO、C、Al等加热 加热 物理方法或化学方法
(2)各种冶炼方法示例。
①热分解法：对一些不活泼的金属，可以直接用加热使矿物分解的方法从其化合物中还原出来，如金属汞、银的制取。
②热还原法：在金属活动性顺序表中处于锌和铜之间的大部分金属，通常是通过在高温下用还原剂(常用还原剂有C、H2、CO和活泼金属铝等)将金属从其化合物中还原出来，这种方法叫热还原法。
③电解法：对于一些极活泼金属(如金属钠等)采用一般的还原剂很难将它们还原出来，工业上常采用电解熔融态的盐、金属氧化物等进行冶炼。
2．金属冶炼的一般步骤
(1)第一步：矿物的富集。目的是除去杂质，提高矿物中有用成分的含量。
(2)第二步：金属的冶炼。利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿物中的金属离子还原为金属单质的过程。
(3)第三步：金属的精炼。采用适当的方法提炼出纯金属。如我们可用电解的方法提炼金属铜等。
[例1] 高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是( )
A．焦炭和一氧化碳都是还原剂
B．采用富氧空气可以得到纯铁
C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2
D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿
[解析] 高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，这些反应中焦炭和一氧化碳是还原剂，A正确；采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧，B不正确；加石灰石的目的主要是为了造渣，C不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，D不正确。
[答案] A
[例2] 我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜。孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2，这种冶炼铜的方法是( )
A．焦炭还原法 B．湿法炼铜
C．铝热还原法 D．电解冶炼法
[解析] 孔雀石受热发生分解反应生成了氧化铜、CO2和H2O，生成的氧化铜被混合物中的焦炭还原而生成了铜。
[答案] A
1．工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰，通常采用的方法是( )
A．碳还原法
B．铝热法还原
C．直接加热法
D．盐的水溶液与活泼金属置换法
解析：冶炼难熔金属通常用铝热法。
答案：B
2．下列金属冶炼的反应原理，错误的是( )
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
B．MgO＋H2Mg＋H2O
C．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
D．2HgO2Hg＋O2↑
解析：金属的冶炼应该依据金属的活动性所在的范围选择适宜的方法进行冶炼。镁为活泼金属，其活动性比H2强，不能用热还原法进行冶炼，而应该用电解法进行冶炼。
答案：B
3．下列说法不正确的是( )
A．有些活泼金属如铝可作还原剂法的还原剂
B．用电解熔融的NaCl的方法来冶炼金属钠
C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝
D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
解析：铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属；金属钠用电解熔融的NaCl的方法制取；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来；回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物。
答案：C
4．回答下列关于高炉炼铁的问题：
(1)炼铁的原料有_________________________________________________。
(2)焦炭的作用有两点：一是______________，化学方程式为_______________；
二是__________，化学方程式为_____________________。
(3)铁矿石的作用是________，化学方程式(以赤铁矿为例)为_______________。
(4)石灰石的作用是________，化学方程式为________________________、____________________________。
解析：(2)焦炭的作用一是为反应提供高温条件，另一作用是生成还原剂CO。
(4)石灰石的作用是造渣材料，发生反应为：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。
答案：(1)铁矿石、焦炭、空气、石灰石 (2)燃料，提供能量 C＋O2CO2 生成还原剂 C＋CO22CO
(3)炼铁基础原料，作氧化剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(4)造渣材料 CaCO3CaO＋CO2↑
CaO＋SiO2CaSiO3
5．在化合物中，铜元素可表现为＋1价和＋2价两种不同的化合价。
(1)铜器的表面有时会生成绿色的铜锈，又叫做铜绿。用化学方法除去这些铜绿，下列试剂中可以使用的是____________(填序号)，对你选择的物质写出反应的化学方程式________________________________________________________________________。
①NaOH溶液 ②稀硫酸
③Na2CO3溶液 ④三氯化铁溶液
(2)铁和铜在地壳矿物中都以化合态存在，铜的含量远远低于铁。铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。请简要说明，那时制造钱币用的是铜而不是铁的主要原因(铜的熔点是1 183.4 ℃，铁的熔点是1 534.8 ℃)：__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)古铜钱停止使用已经很久了，有些散落到了自然界中，但现在有时还能从自然界中发现这种铜钱。请说明铜钱能够保存这么长时间的主要原因：____________________
________________________________________________________________________。
解析：稀硫酸可与铜绿反应，不与铜反应；NaOH、Na2CO3不与铜绿反应；三氯化铁能与铜反应，不与铜绿反应。
答案：(1)② Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O
(2)铜比铁活泼性弱，容易冶炼；铜比铁熔点低，容易铸造
(3)铜化学性质不活泼，耐腐蚀
1．常见的铁矿、铜矿有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、黄铜矿(CuFeS2)等。
2．工业冶铁原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。
主要反应有：
①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO。
②还原铁矿石：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
③矿渣的生成：
CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。
3．工业上主要采用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．(2011·上海高考)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是( )
A．铁 B．氮
C．氧 D．碳
解析：高炉炼铁过程中，碳与氧气反应生成二氧化碳，碳元素被氧化，二氧化碳在高温下与碳反应生成一氧化碳，二氧化碳中的碳元素被还原。
答案：D
2．用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO制单质铜，有人设计了以下两种方案：
①FeH2Cu
②CuOCuSO4Cu
若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量为( )
A．一样多 B．①多
C．②多 D．无法判断
解析：铁的量一定，转移的电子数一定。由于氢气还原氧化铜的实验中开始需消耗氢气排净装置中的空气，实验结束后铜粉需在氢气氛围下冷却，所以能够用于还原氧化铜的氢气量较少，根据电子守恒原理可知，①制得铜较少。
答案：C
3．下列能通过置换反应生成铁的是( )
①Zn＋FeCl2(溶液) ②Na＋FeSO4(溶液) ③Fe2O3＋CO(高温) ④Fe3O4＋H2(高温) ⑤Al＋Fe2O3(引燃)
A．①③④⑤ B．①②③
C．①④⑤ D．①②③④⑤
解析：②中钠先与水反应生成NaOH，再与FeSO4发生复分解反应，并不能置换出铁；③该反应虽然生成铁，但不是置换反应，其余皆符合题意。
答案：C
4．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气或一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是( )
A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用②
C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④
解析：对(Ⅰ)～(Ⅳ)发生的化学反应分别是：
(Ⅰ)：Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2
C＋2CuO2Cu＋CO2符合①；
(Ⅱ)：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，符合③；
(Ⅲ)：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr，符合③；
(Ⅳ)：先从光卤石中提取MgCl2，再电解：
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2，符合④。
答案：B
5．用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60.0 g沉淀，则该氧化物是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．CuO D．Cu2O
解析：n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.6 mol，
则氧化物中氧元素也为0.6 mol，
m(O)＝0.6 mol×16 g·mol－1＝9.6 g。
金属的质量为32 g－9.6 g＝22.4 g，假设为Fe元素，
n(Fe)∶n(O)＝∶0.6 mol＝2∶3；
假设为Cu元素，
n(Cu)∶n(O)＝∶0.6 mol＝7∶12。
答案：B
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(7分)已知Al、Cu、Hg三种金属分别用如下方法冶炼：
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，H2＋CuOCu＋H2O,2HgO2Hg＋O2↑。
(1)分析以上信息，可总结出金属的冶炼方法与其金属性强弱之间的关系是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)利用(1)中的结论，并结合题目信息，写出工业上用CaCl2冶炼金属钙的化学方程式：________________________________________________________________。
(3)在某些特殊环境下，往往用铝热反应来冶炼一些难熔金属，请写出据此法用MnO2冶炼金属锰的化学方程式：____________________________________________。
解析：(1)金属的冶炼方法与金属在自然界中的存在状态、金属活泼性有关。一般来说，非常活泼的金属一般采用电解法冶炼(如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等活泼的金属一般用热还原法冶炼(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不活泼的金属一般用热分解法冶炼(如Hg、Ag等)。
(2)Ca是非常活泼的金属，工业上用电解熔融CaCl2的方法冶炼。
(3)金属铝和MnO2发生置换反应生成单质锰和氧化铝。
答案：(1)非常活泼的金属一般采用电解法冶炼，中等活泼的金属一般采用热还原法冶炼，不活泼的金属一般采用热分解法冶炼
(2)CaCl2(熔融)Ca＋Cl2↑
(3)4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn
7．(10分)铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：
(1)写出磁铁矿主要成分的化学式：____________。
(2)写出磁铁矿被还原成单质铁的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________。
(4)写出CaCO3所参与有关反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：磁铁矿主要成分为Fe3O4，铁元素在矿石中以化合态形式存在。高炉炼铁就是用还原剂将铁矿石中的Fe还原出来的过程。
答案：(1)Fe3O4 (2)Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
(3)C＋O2CO2，CO2＋C2CO
(4)CaCO3CaO＋CO2↑，
CaO＋SiO2CaSiO3
8．(13分)钢铁工业对促进经济和社会的发展具有重要的意义，现代炼铁的主要方法是高炉炼铁。其设备如图所示：炼铁的炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)由高炉的顶部投入，原料在下降过程中与高炉气气流在炉身部分发生作用。请回答下列问题：
(1)焦炭在炼铁的过程中所起的作用是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)采用炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，其目的是____________
________________________________________________________________________。
(3)写出以赤铁矿为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应__________________。
(4)高炉气中含有的主要气态污染物是________________________________，
若直接排放将污染空气，因此应回收利用，请写出该污染物的一种用途________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)焦炭在炼铁的过程中既作为能源提供反应所需要的能量，同时生成CO作为还原剂，还原出铁矿石中的Fe；
(2)采用炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，主要是采用逆流操作，不仅利于矿石与还原性气体充分接触，还增加了接触时间，利于反应；
(3)炼铁高炉中发生的主要反应就是还原剂的生成及生成铁的反应；
(4)高炉气的主要成分有：CO、CO2等，其主要气态污染物是有毒的CO；回收利用CO，可用作燃料或作还原剂等。
答案：(1)既提供热量，又产生还原剂CO
(2)采用逆流接触操作，使矿石与还原性气体充分接触、反应
(3)C＋O2CO2，CO2＋C2CO，
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(4)CO 作燃料(或还原剂)
第二课时 铁、铜及其化合物的应用
1．铁丝在氧气中燃烧的现象为：剧烈燃烧，火星四射，产物为黑色固体Fe3O4(填化学式)。
2．钢铁生锈的条件是：与O2、H2O同时接触，铁锈主要成分为Fe2O3。
3．Fe、Cu同时加入稀H2SO4中，只发生反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。Fe与CuSO4溶液的反应方程式是：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。由以上两反应可得Fe、Cu两金属的活动性顺序为：Fe>Cu。
一、铁及其化合物的性质和应用
1．铁的性质
(1)物理性质：
银白色金属，热和电的良导体。
(2)化学性质：
①与O2反应：3Fe＋2O2Fe3O4。
②与Cl2反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。
③与酸反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
④与CuSO4溶液反应：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu。
2．Fe3＋的检验
(1)试剂：KSCN溶液。
(2)现象：溶液变成血红色。
(3)离子方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
3．Fe2＋与Fe3＋的相互转化
(1)Fe2＋―→Fe3＋：
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(溶液由浅绿色变为棕黄色)。
(2)Fe3＋―→Fe2＋：
2FeCl3＋Fe===3FeCl2；
2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
(3)为了除去废水中的Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋转化为Fe3＋，再调节溶液的pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀析出。
4．应用
(1)维持生命活动不可缺少的微量元素。
(2)氧化铁用作颜料，FeCl3、Fe2(SO4)3用作净水剂，Fe3O4作磁性材料。
二、铜及其化合物的性质和应用
1．铜的物理性质
紫红色金属，优良的导电性、导热性、延展性。
2．化学性质
3．应用
(1)铜用于制作导线、电器仪表等。
(2)铜盐可杀菌。
1．如何区分极稀的FeCl3溶液和NaCl溶液？
答案：加入KSCN溶液，显血红色的是FeCl3溶液，无明显现象的是NaCl溶液。
2．久置的FeSO4溶液为什么略显黄色？如何避免此类现象发生？
答案：Fe2＋被O2氧化成Fe3＋；可在FeSO4溶液中加入少量铁粉。
3．向FeCl3和CuCl2的混合溶液中，加少许铁粉，能置换出铜吗？
答案：不一定，Fe3＋的氧化性比Cu2＋的氧化性强，Fe3＋先与铁反应。
4．铁在化学反应中，常显＋2、＋3价，什么情况下只能生成＋2价的铁？
答案：与稀硫酸、盐酸及某些不活泼金属的盐溶液发生置换反应时只生成＋2价铁。
5．如何除去Cu粉中混入的Fe粉？
答案：将混合物加入足量的稀盐酸中，充分反应后过滤、洗涤、干燥即得Cu粉。
Fe3＋和Fe2＋的检验
1．根据溶液颜色
Fe2＋的溶液呈浅绿色、Fe3＋的溶液呈棕黄色。
2．利用显色反应
3．利用氢氧化物沉淀的颜色
[例1] 要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时最佳顺序为
( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液
③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
[解析] 加入KSCN溶液不变血红色，证明无Fe3＋，再加氯水，如有Fe2＋，则可被氧化为Fe3＋，而使溶液变为血红色。
[答案] C
溶液中，Fe3＋与SCN－反应产生红色溶液而不是红色沉淀。
Fe、Fe2＋和Fe3＋之间的相互转化及应用
1．“铁三角”是指Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的三角关系
(1)Fe遇强氧化剂被氧化成Fe3＋。
(2)Fe遇弱氧化剂被氧化成Fe2＋。
(3)Fe只有还原性；Fe3＋具有较强氧化性；Fe2＋既有氧化性又有还原性，以还原性为主。
(4)常见氧化剂的氧化性强弱顺序为：
Cl2>Br2>Fe3＋>I2>S
Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋
2．“铁三角”的应用
(1)判断离子共存。
①Fe3＋与I－、S2－、HS－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2＋与S2－、ClO－、MnO、酸性溶液中的NO等离子因发生复分解反应或氧化还原反应而不能大量共存。
(2)除杂或净化。
主要物质 杂质 除杂试剂和方法
Fe3＋ Fe2＋ 加入H2O2
Fe2＋ Fe3＋ 加入过量Fe粉，过滤
Fe2＋ Cu2＋ 加入过量Fe粉，过滤
[例2] Ⅰ.把氯化亚铁水溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，而不引进金属离子或其他原溶液中不含有的阴离子，所用的两种方法的离子方程式分别为：
(1)________________________________________________________________________；
(2)________________________________________________________________________。
Ⅱ.在装有固体A的试管中加入无色溶液B，此时A未溶解，但加入一定量的水，A即逐渐溶解，并有气体生成，溶液变为浅绿色，将空气通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深，请填写下列空白：
(1)B的化学式是___________________________________________________。
(2)A加水后才溶解，其理由是_____________________________________。
[解析] Ⅰ.把氯化亚铁水溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，而不引进金属离子或其他原溶液中不含有的阴离子，必须找特定的氧化剂，如Cl2、H2O2、O3、O2等。
Ⅱ.根据溶液变为浅绿色，推测为Fe2＋，原固体A为Fe，加入无色溶液B，此时A未溶解。但加入一定量的水，A即逐渐溶解，并有气体生成，推测无色溶液B为浓硫酸，使Fe钝化，稀硫酸使Fe溶解，将空气通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深，是由于Fe2＋被氧化成Fe3＋。
[答案] Ⅰ.(1)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
Ⅱ.(1)H2SO4 (2)浓硫酸使Fe钝化，稀硫酸使Fe溶解
H2O2在工业生产或化学实验中常作为绿色氧化剂，它作为氧化剂其还原产物为水，多余的H2O2很易分解生成氧气和水。
1．(对应考点一)检验实验室配制的FeCl2溶液是否氧化变质，应选用的最适宜的试剂是
( )
A．稀硝酸 B．KSCN溶液
C．溴水 D．酸性KMnO4溶液
解析：FeCl2氧化变质时，Fe2＋被氧化成Fe3＋，要检验FeCl2溶液是否含有Fe3＋，可向其中加入少量KSCN溶液，若溶液变为血红色，表明FeCl2已变质，若溶液不变血红色，表明没有变质。
答案：B
2．(对应考点一)[双选题]证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是( )
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色
D．只需滴加KSCN溶液
解析：如果直接加KSCN溶液，不变红色，只能证明不含有Fe3＋，不能证明含有Fe2＋；先加氯水，再加KSCN溶液后显红色，只能证明加氯水后溶液中含有Fe3＋，至于加氯水前是否有Fe3＋是无法确定的，所以A、D都不正确；先滴加KSCN溶液，不显红色，证明不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，证明加氯水前含有Fe2＋，所以B正确；滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色，这是Fe2＋的特征反应现象，也能证明加之前不含有Fe3＋，所以C也正确。
答案：BC
3．(对应考点二)下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应
②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有③ B．只有①③
C．只有①②③ D．全部
解析：①中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋。③在溶液中Fe2＋被Cl2氧化生成Fe3＋。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
答案：B
4．(对应考点二)向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量铜粉，反应结束后，溶液中大量存在的金属离子是( )
A．Fe3＋、Fe2＋ B．Fe2＋、Cu2＋
C．Cu2＋、Fe3＋ D．Cu＋、Cu2＋
解析：当向FeCl3溶液中加入过量铜粉时，将发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，因铜粉过量，故溶液中Fe3＋不可能剩余，B项正确。
答案：B
5．(探究题)将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中各存在哪些金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有________。
(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有________。
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有________，可能有________。
(4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有________。
解析：本题属于物质共存问题，解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有：
①Fe＋2FeCl3===3FeCl2
②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2
③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3＋、Cu2＋。
(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2＋、Fe3＋、Cu。
(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，可能有Fe2＋。
(4)若FeCl3有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu。
答案：(1)Fe3＋、Cu2＋ (2)Fe2＋、Fe3＋、Cu
(3)Fe、Cu Fe2＋ (4)Fe、Cu
1．Fe的物理特性：能被磁铁吸引；
Cu的物理特性：颜色为紫红色。
2．铁在一定条件下可与某些非金属单质(O2、Cl2等)、酸、盐溶液等发生反应，是一种还原性较强的金属。
3．Fe3＋的溶液遇KSCN溶液变成血红色：
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
Fe2＋遇KSCN不显红色，加入氯水后显血红色。
4．Fe2＋和Fe3＋相互转化：
Fe2＋Fe3＋
如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．为除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4，最好选用( )
A．烧碱溶液 B．浓氨水
C．镁粉 D．铁粉
解析：Fe2(SO4)3和CuSO4都可以与铁粉反应生成FeSO4，而不引入新的杂质。
答案：D
2．将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加入氯水呈红色的是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3
解析：题给四种化合物都可溶于稀盐酸。滴加KSCN溶液无颜色变化，再加氯水呈红色，说明该化合物溶于盐酸后产生Fe2＋，不产生Fe3＋，只有A项符合要求，因为FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，而Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，而FeCl3、Fe2(SO4)3溶解后即可电离出Fe3＋。
答案：A
3．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁丝可在空气中燃烧生成Fe3O4
C．FeCl2可通过置换反应、化合反应或复分解反应制得
D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀
解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁丝在空气中不能燃烧；生成FeCl2的反应有：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，Fe＋2FeCl3===3FeCl2、FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O等；Fe3＋遇KSCN溶液变为血红色，但没有沉淀产生，一般可用此方法检验Fe3＋的存在。
答案：C
4．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是( )
A B C D
X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe Na2SO4溶液
Y FeCl3 CuCl2 Al Na2CO3
Z Cl2 Fe NaOH溶液 BaCl2溶液
解析：A项中Cl2能把FeCl2氧化，B项中Fe能把FeCl3还原，D项除去了CO和SO又引入了Cl－，均不合要求。
答案：C
5．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析：A项说明含Fe3＋，但不能说明是否含Fe2＋；B项说明通入Cl2后溶液中含有Fe3＋，不能说明原溶液中是否含有Fe2＋；因为Mg(OH)2为白色沉淀，Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化会掩盖其他白色沉淀的现象，所以当溶液中含有Mg2＋时，会出现同样的上述现象，故D项不能说明溶液中是否含Mg2＋，C选项正确。
答案：C
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(10分)金属单质A与盐酸反应生成浅绿色溶液B，同时放出气体C。如果在B溶液中通入氯气，则B转变成棕黄色溶液D，将溶液D分为两份，一份加入几滴硫氰化钾溶液，生成红色物质E，另一份加入A，则棕黄色溶液D重新变成浅绿色溶液B，在溶液B中滴加NaOH溶液生成白色沉淀，露置在空气中，会逐渐变成红褐色沉淀F。则各物质的化学式分别是A________，B________，
C________，D________，F________。
有关反应的离子方程式有：
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________，
③________________________________________________________________________，
④________________________________________________________________________，
⑤________________________________________________________________________。
解析：A与盐酸反应生成浅绿色溶液说明生成了Fe2＋，则A为Fe，B为FeCl2，C为H2；在B中通入Cl2，B转变为棕黄色溶液，说明生成了Fe3＋，即D为FeCl3；依次可推知E为Fe(SCN)3，F为Fe(OH)3。
答案：Fe FeCl2 H2 FeCl3 Fe(OH)3
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
7．(10分)氧化铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或两者的混合物。探究过程如下：
[查阅资料] Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。
[提出假设] 假设1：红色粉末是Fe2O3；假设2：红色粉末是Cu2O；假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。
[设计探究实验] 取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
(1)若假设1成立，则实验现象是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变血红色，则证明原固体粉末中一定不含氧化铁。你认为这种说法合理吗？________。简述你的理由：(不需写出反应的化学方程式)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变血红色，则证明原固体粉末是________________________________________________________________________，
写出发生反应的离子方程式：____________________________________________
________________________________________________________________________。
[探究延伸] 经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g(b>a)，则混合物中Cu2O的质量分数为________。
解析：(1)Fe3＋可与SCN－生成血红色溶液。
(2)不合理，若是两者的混合物，可出现同种现象，因Cu2O可与稀硫酸作用生成Cu，Cu可将Fe3＋还原为Fe2＋，Fe2＋不能与SCN－反应生成血红色溶液。
(3)结合(2)的分析可知粉末一定是两者的混合物，否则若是Fe2O3，会出现血红色现象；若是Cu2O，则一定有沉淀。
(4)加热时只发生反应：2Cu2O＋O24CuO，所以增重的质量(b－a) g为参加反应的O2的质量，依据化学反应方程式可求出a g混合物含有Cu2O的质量为9(b－a) g。
答案：(1)固体完全溶解，溶液呈血红色
(2)不合理 当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀H2SO4后产生的Fe3＋与Cu反应生成Fe2＋，滴加KSCN溶液后也不变血红色
(3)Fe2O3和Cu2O的混合物 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(4)[或%]
8．(10分)(2011·全国高考，有改动)如图中，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：
①反应C＋GB＋H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；
②I 是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2E＋I2F＋D，F中E元素的质量分数为60%。
回答问题：
(1)①中反应的化学方程式为__________________________________________；
(2)1.6 g G溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)；
(3)C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_________________________________________；
解析：根据题干信息①确定C为金属铝、A为氧气、B为铁、G为三氧化二铁；由信息②确定I为二氧化碳、D为碳、E为金属镁、F为氧化镁。
(1)铝与三氧化二铁高温条件下发生铝热反应放出大量的热用于焊接铁轨；
(2)三氧化二铁与盐酸反应生成氯化铁，铜能与三价铁离子反应得到亚铁离子和铜离子；
(3)金属铝与氢氧化钠溶液反应得到偏铝酸钠溶液和氢气，过量二氧化碳通入到偏铝酸钠溶液中，得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液。
答案：(1)2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，
n(Cu)＝n(Fe2O3)＝＝0.010 mol，
铜粉的质量m(Cu)＝64 g/mol×0.010 mol＝0.64 g。
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
(注：不要求写OH－＋CO2===HCO)
1．写出下列反应的化学方程式：
①CO还原Fe2O3：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2；
②焦炭与CuO反应：C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
2．工业上冶炼Mg、Al的反应方程式分别为：
①MgCl2Mg＋Cl2↑；
②2Al2O34Al＋3O2↑。
3．工业上冶炼Ti、Cr的反应方程式分别为：
TiCl4＋4NaTi＋4NaCl；
Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3。
一、自然界中的铁与铜
(1)游离态：
(2)化合态——矿石：
矿石 磁铁矿 赤铁矿 黄铜矿 孔雀石
主要成分 Fe3O4 Fe2O3 CuFeS2 CuCO3·Cu(OH)2
二、铁的冶炼
1．设备及原料
设备：炼铁高炉。
原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
2．主要反应的化学方程式
(1)还原剂的生成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。
(2)铁矿石的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
(3)炉渣的形成：
①CaCO3CaO＋CO2。
②CaO＋SiO2CaSiO3。
三、铜的冶炼
1．工业炼铜
工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为CuFeS2)的方法得到铜，主要过程可表示为：
黄铜矿冰铜―→粗铜―→精铜
这样得到的铜纯度最高为99.7%，通过电解精炼可得到更纯的铜(99.95%～99.98%)。
2．生物炼铜(矿堆浸铜法)
(1)原理：CuSCuSO4Cu。
(2)特点：成本低、污染小、反应条件简单等。
1．工业炼铁时，焦炭的作用是什么？
答案：(1)为反应提供能量；
(2)提供反应所需的还原剂(CO)。
2．炼铁工业中，原料石灰石的作用是什么？
答案：除去矿石中的SiO2，生成炉渣。
3．从炼铁高炉中出来的铁水是纯铁吗？生铁和钢中的含碳量分别为多少？
答案：不是。生铁中的含碳量为2%～4.5%，钢中的含碳量为0.03%～2%。
4．我国古代冶金有“曾青(CuSO4)得铁化为铜”之说，你认为发生的是什么反应？
答案：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu。
金属的冶炼方法及步骤
1．金属冶炼的一般方法
(1)金属冶炼方法的选择与金属的活泼性有关。
金属的活动性顺序 K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au
金属原子失电子能力 强―→弱
金属离子得电子能力 弱―→强
主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法
还原剂或特殊措施 强大电流提供电子 H2、CO、C、Al等加热 加热 物理方法或化学方法
(2)各种冶炼方法示例。
①热分解法：对一些不活泼的金属，可以直接用加热使矿物分解的方法从其化合物中还原出来，如金属汞、银的制取。
②热还原法：在金属活动性顺序表中处于锌和铜之间的大部分金属，通常是通过在高温下用还原剂(常用还原剂有C、H2、CO和活泼金属铝等)将金属从其化合物中还原出来，这种方法叫热还原法。
③电解法：对于一些极活泼金属(如金属钠等)采用一般的还原剂很难将它们还原出来，工业上常采用电解熔融态的盐、金属氧化物等进行冶炼。
2．金属冶炼的一般步骤
(1)第一步：矿物的富集。目的是除去杂质，提高矿物中有用成分的含量。
(2)第二步：金属的冶炼。利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿物中的金属离子还原为金属单质的过程。
(3)第三步：金属的精炼。采用适当的方法提炼出纯金属。如我们可用电解的方法提炼金属铜等。
[例1] 高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是( )
A．焦炭和一氧化碳都是还原剂
B．采用富氧空气可以得到纯铁
C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2
D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿
[解析] 高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，这些反应中焦炭和一氧化碳是还原剂，A正确；采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧，B不正确；加石灰石的目的主要是为了造渣，C不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，D不正确。
[答案] A
[例2] 我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜。孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2，这种冶炼铜的方法是( )
A．焦炭还原法 B．湿法炼铜
C．铝热还原法 D．电解冶炼法
[解析] 孔雀石受热发生分解反应生成了氧化铜、CO2和H2O，生成的氧化铜被混合物中的焦炭还原而生成了铜。
[答案] A
1．工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰，通常采用的方法是( )
A．碳还原法
B．铝热法还原
C．直接加热法
D．盐的水溶液与活泼金属置换法
解析：冶炼难熔金属通常用铝热法。
答案：B
2．下列金属冶炼的反应原理，错误的是( )
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
B．MgO＋H2Mg＋H2O
C．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
D．2HgO2Hg＋O2↑
解析：金属的冶炼应该依据金属的活动性所在的范围选择适宜的方法进行冶炼。镁为活泼金属，其活动性比H2强，不能用热还原法进行冶炼，而应该用电解法进行冶炼。
答案：B
3．下列说法不正确的是( )
A．有些活泼金属如铝可作还原剂法的还原剂
B．用电解熔融的NaCl的方法来冶炼金属钠
C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝
D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
解析：铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属；金属钠用电解熔融的NaCl的方法制取；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来；回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物。
答案：C
4．回答下列关于高炉炼铁的问题：
(1)炼铁的原料有_________________________________________________。
(2)焦炭的作用有两点：一是______________，化学方程式为_______________；
二是__________，化学方程式为_____________________。
(3)铁矿石的作用是________，化学方程式(以赤铁矿为例)为_______________。
(4)石灰石的作用是________，化学方程式为________________________、____________________________。
解析：(2)焦炭的作用一是为反应提供高温条件，另一作用是生成还原剂CO。
(4)石灰石的作用是造渣材料，发生反应为：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。
答案：(1)铁矿石、焦炭、空气、石灰石 (2)燃料，提供能量 C＋O2CO2 生成还原剂 C＋CO22CO
(3)炼铁基础原料，作氧化剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(4)造渣材料 CaCO3CaO＋CO2↑
CaO＋SiO2CaSiO3
5．在化合物中，铜元素可表现为＋1价和＋2价两种不同的化合价。
(1)铜器的表面有时会生成绿色的铜锈，又叫做铜绿。用化学方法除去这些铜绿，下列试剂中可以使用的是____________(填序号)，对你选择的物质写出反应的化学方程式________________________________________________________________________。
①NaOH溶液 ②稀硫酸
③Na2CO3溶液 ④三氯化铁溶液
(2)铁和铜在地壳矿物中都以化合态存在，铜的含量远远低于铁。铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。请简要说明，那时制造钱币用的是铜而不是铁的主要原因(铜的熔点是1 183.4 ℃，铁的熔点是1 534.8 ℃)：__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)古铜钱停止使用已经很久了，有些散落到了自然界中，但现在有时还能从自然界中发现这种铜钱。请说明铜钱能够保存这么长时间的主要原因：____________________
________________________________________________________________________。
解析：稀硫酸可与铜绿反应，不与铜反应；NaOH、Na2CO3不与铜绿反应；三氯化铁能与铜反应，不与铜绿反应。
答案：(1)② Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O
(2)铜比铁活泼性弱，容易冶炼；铜比铁熔点低，容易铸造
(3)铜化学性质不活泼，耐腐蚀
1．常见的铁矿、铜矿有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、黄铜矿(CuFeS2)等。
2．工业冶铁原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。
主要反应有：
①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO。
②还原铁矿石：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
③矿渣的生成：
CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。
3．工业上主要采用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．(2011·上海高考)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是( )
A．铁 B．氮
C．氧 D．碳
解析：高炉炼铁过程中，碳与氧气反应生成二氧化碳，碳元素被氧化，二氧化碳在高温下与碳反应生成一氧化碳，二氧化碳中的碳元素被还原。
答案：D
2．用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO制单质铜，有人设计了以下两种方案：
①FeH2Cu
②CuOCuSO4Cu
若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量为( )
A．一样多 B．①多
C．②多 D．无法判断
解析：铁的量一定，转移的电子数一定。由于氢气还原氧化铜的实验中开始需消耗氢气排净装置中的空气，实验结束后铜粉需在氢气氛围下冷却，所以能够用于还原氧化铜的氢气量较少，根据电子守恒原理可知，①制得铜较少。
答案：C
3．下列能通过置换反应生成铁的是( )
①Zn＋FeCl2(溶液) ②Na＋FeSO4(溶液) ③Fe2O3＋CO(高温) ④Fe3O4＋H2(高温) ⑤Al＋Fe2O3(引燃)
A．①③④⑤ B．①②③
C．①④⑤ D．①②③④⑤
解析：②中钠先与水反应生成NaOH，再与FeSO4发生复分解反应，并不能置换出铁；③该反应虽然生成铁，但不是置换反应，其余皆符合题意。
答案：C
4．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气或一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是( )
A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用②
C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④
解析：对(Ⅰ)～(Ⅳ)发生的化学反应分别是：
(Ⅰ)：Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2
C＋2CuO2Cu＋CO2符合①；
(Ⅱ)：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，符合③；
(Ⅲ)：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr，符合③；
(Ⅳ)：先从光卤石中提取MgCl2，再电解：
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2，符合④。
答案：B
5．用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60.0 g沉淀，则该氧化物是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．CuO D．Cu2O
解析：n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.6 mol，
则氧化物中氧元素也为0.6 mol，
m(O)＝0.6 mol×16 g·mol－1＝9.6 g。
金属的质量为32 g－9.6 g＝22.4 g，假设为Fe元素，
n(Fe)∶n(O)＝∶0.6 mol＝2∶3；
假设为Cu元素，
n(Cu)∶n(O)＝∶0.6 mol＝7∶12。
答案：B
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(7分)已知Al、Cu、Hg三种金属分别用如下方法冶炼：
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，H2＋CuOCu＋H2O,2HgO2Hg＋O2↑。
(1)分析以上信息，可总结出金属的冶炼方法与其金属性强弱之间的关系是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)利用(1)中的结论，并结合题目信息，写出工业上用CaCl2冶炼金属钙的化学方程式：________________________________________________________________。
(3)在某些特殊环境下，往往用铝热反应来冶炼一些难熔金属，请写出据此法用MnO2冶炼金属锰的化学方程式：____________________________________________。
解析：(1)金属的冶炼方法与金属在自然界中的存在状态、金属活泼性有关。一般来说，非常活泼的金属一般采用电解法冶炼(如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等活泼的金属一般用热还原法冶炼(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不活泼的金属一般用热分解法冶炼(如Hg、Ag等)。
(2)Ca是非常活泼的金属，工业上用电解熔融CaCl2的方法冶炼。
(3)金属铝和MnO2发生置换反应生成单质锰和氧化铝。
答案：(1)非常活泼的金属一般采用电解法冶炼，中等活泼的金属一般采用热还原法冶炼，不活泼的金属一般采用热分解法冶炼
(2)CaCl2(熔融)Ca＋Cl2↑
(3)4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn
7．(10分)铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：
(1)写出磁铁矿主要成分的化学式：____________。
(2)写出磁铁矿被还原成单质铁的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________。
(4)写出CaCO3所参与有关反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：磁铁矿主要成分为Fe3O4，铁元素在矿石中以化合态形式存在。高炉炼铁就是用还原剂将铁矿石中的Fe还原出来的过程。
答案：(1)Fe3O4 (2)Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
(3)C＋O2CO2，CO2＋C2CO
(4)CaCO3CaO＋CO2↑，
CaO＋SiO2CaSiO3
8．(13分)钢铁工业对促进经济和社会的发展具有重要的意义，现代炼铁的主要方法是高炉炼铁。其设备如图所示：炼铁的炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)由高炉的顶部投入，原料在下降过程中与高炉气气流在炉身部分发生作用。请回答下列问题：
(1)焦炭在炼铁的过程中所起的作用是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)采用炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，其目的是____________
________________________________________________________________________。
(3)写出以赤铁矿为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应__________________。
(4)高炉气中含有的主要气态污染物是________________________________，
若直接排放将污染空气，因此应回收利用，请写出该污染物的一种用途________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)焦炭在炼铁的过程中既作为能源提供反应所需要的能量，同时生成CO作为还原剂，还原出铁矿石中的Fe；
(2)采用炉料从上部加入，热空气从下部通入的工艺，主要是采用逆流操作，不仅利于矿石与还原性气体充分接触，还增加了接触时间，利于反应；
(3)炼铁高炉中发生的主要反应就是还原剂的生成及生成铁的反应；
(4)高炉气的主要成分有：CO、CO2等，其主要气态污染物是有毒的CO；回收利用CO，可用作燃料或作还原剂等。
答案：(1)既提供热量，又产生还原剂CO
(2)采用逆流接触操作，使矿石与还原性气体充分接触、反应
(3)C＋O2CO2，CO2＋C2CO，
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(4)CO 作燃料(或还原剂)
第二课时 铁、铜及其化合物的应用
1．铁丝在氧气中燃烧的现象为：剧烈燃烧，火星四射，产物为黑色固体Fe3O4(填化学式)。
2．钢铁生锈的条件是：与O2、H2O同时接触，铁锈主要成分为Fe2O3。
3．Fe、Cu同时加入稀H2SO4中，只发生反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。Fe与CuSO4溶液的反应方程式是：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。由以上两反应可得Fe、Cu两金属的活动性顺序为：Fe>Cu。
一、铁及其化合物的性质和应用
1．铁的性质
(1)物理性质：
银白色金属，热和电的良导体。
(2)化学性质：
①与O2反应：3Fe＋2O2Fe3O4。
②与Cl2反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。
③与酸反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
④与CuSO4溶液反应：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu。
2．Fe3＋的检验
(1)试剂：KSCN溶液。
(2)现象：溶液变成血红色。
(3)离子方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
3．Fe2＋与Fe3＋的相互转化
(1)Fe2＋―→Fe3＋：
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(溶液由浅绿色变为棕黄色)。
(2)Fe3＋―→Fe2＋：
2FeCl3＋Fe===3FeCl2；
2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
(3)为了除去废水中的Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋转化为Fe3＋，再调节溶液的pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀析出。
4．应用
(1)维持生命活动不可缺少的微量元素。
(2)氧化铁用作颜料，FeCl3、Fe2(SO4)3用作净水剂，Fe3O4作磁性材料。
二、铜及其化合物的性质和应用
1．铜的物理性质
紫红色金属，优良的导电性、导热性、延展性。
2．化学性质
3．应用
(1)铜用于制作导线、电器仪表等。
(2)铜盐可杀菌。
1．如何区分极稀的FeCl3溶液和NaCl溶液？
答案：加入KSCN溶液，显血红色的是FeCl3溶液，无明显现象的是NaCl溶液。
2．久置的FeSO4溶液为什么略显黄色？如何避免此类现象发生？
答案：Fe2＋被O2氧化成Fe3＋；可在FeSO4溶液中加入少量铁粉。
3．向FeCl3和CuCl2的混合溶液中，加少许铁粉，能置换出铜吗？
答案：不一定，Fe3＋的氧化性比Cu2＋的氧化性强，Fe3＋先与铁反应。
4．铁在化学反应中，常显＋2、＋3价，什么情况下只能生成＋2价的铁？
答案：与稀硫酸、盐酸及某些不活泼金属的盐溶液发生置换反应时只生成＋2价铁。
5．如何除去Cu粉中混入的Fe粉？
答案：将混合物加入足量的稀盐酸中，充分反应后过滤、洗涤、干燥即得Cu粉。
Fe3＋和Fe2＋的检验
1．根据溶液颜色
Fe2＋的溶液呈浅绿色、Fe3＋的溶液呈棕黄色。
2．利用显色反应
3．利用氢氧化物沉淀的颜色
[例1] 要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时最佳顺序为
( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液
③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
[解析] 加入KSCN溶液不变血红色，证明无Fe3＋，再加氯水，如有Fe2＋，则可被氧化为Fe3＋，而使溶液变为血红色。
[答案] C
溶液中，Fe3＋与SCN－反应产生红色溶液而不是红色沉淀。
Fe、Fe2＋和Fe3＋之间的相互转化及应用
1．“铁三角”是指Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的三角关系
(1)Fe遇强氧化剂被氧化成Fe3＋。
(2)Fe遇弱氧化剂被氧化成Fe2＋。
(3)Fe只有还原性；Fe3＋具有较强氧化性；Fe2＋既有氧化性又有还原性，以还原性为主。
(4)常见氧化剂的氧化性强弱顺序为：
Cl2>Br2>Fe3＋>I2>S
Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋
2．“铁三角”的应用
(1)判断离子共存。
①Fe3＋与I－、S2－、HS－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2＋与S2－、ClO－、MnO、酸性溶液中的NO等离子因发生复分解反应或氧化还原反应而不能大量共存。
(2)除杂或净化。
主要物质 杂质 除杂试剂和方法
Fe3＋ Fe2＋ 加入H2O2
Fe2＋ Fe3＋ 加入过量Fe粉，过滤
Fe2＋ Cu2＋ 加入过量Fe粉，过滤
[例2] Ⅰ.把氯化亚铁水溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，而不引进金属离子或其他原溶液中不含有的阴离子，所用的两种方法的离子方程式分别为：
(1)________________________________________________________________________；
(2)________________________________________________________________________。
Ⅱ.在装有固体A的试管中加入无色溶液B，此时A未溶解，但加入一定量的水，A即逐渐溶解，并有气体生成，溶液变为浅绿色，将空气通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深，请填写下列空白：
(1)B的化学式是___________________________________________________。
(2)A加水后才溶解，其理由是_____________________________________。
[解析] Ⅰ.把氯化亚铁水溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，而不引进金属离子或其他原溶液中不含有的阴离子，必须找特定的氧化剂，如Cl2、H2O2、O3、O2等。
Ⅱ.根据溶液变为浅绿色，推测为Fe2＋，原固体A为Fe，加入无色溶液B，此时A未溶解。但加入一定量的水，A即逐渐溶解，并有气体生成，推测无色溶液B为浓硫酸，使Fe钝化，稀硫酸使Fe溶解，将空气通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深，是由于Fe2＋被氧化成Fe3＋。
[答案] Ⅰ.(1)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
Ⅱ.(1)H2SO4 (2)浓硫酸使Fe钝化，稀硫酸使Fe溶解
H2O2在工业生产或化学实验中常作为绿色氧化剂，它作为氧化剂其还原产物为水，多余的H2O2很易分解生成氧气和水。
1．(对应考点一)检验实验室配制的FeCl2溶液是否氧化变质，应选用的最适宜的试剂是
( )
A．稀硝酸 B．KSCN溶液
C．溴水 D．酸性KMnO4溶液
解析：FeCl2氧化变质时，Fe2＋被氧化成Fe3＋，要检验FeCl2溶液是否含有Fe3＋，可向其中加入少量KSCN溶液，若溶液变为血红色，表明FeCl2已变质，若溶液不变血红色，表明没有变质。
答案：B
2．(对应考点一)[双选题]证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是( )
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色
D．只需滴加KSCN溶液
解析：如果直接加KSCN溶液，不变红色，只能证明不含有Fe3＋，不能证明含有Fe2＋；先加氯水，再加KSCN溶液后显红色，只能证明加氯水后溶液中含有Fe3＋，至于加氯水前是否有Fe3＋是无法确定的，所以A、D都不正确；先滴加KSCN溶液，不显红色，证明不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，证明加氯水前含有Fe2＋，所以B正确；滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色，这是Fe2＋的特征反应现象，也能证明加之前不含有Fe3＋，所以C也正确。
答案：BC
3．(对应考点二)下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应
②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有③ B．只有①③
C．只有①②③ D．全部
解析：①中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋。③在溶液中Fe2＋被Cl2氧化生成Fe3＋。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
答案：B
4．(对应考点二)向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量铜粉，反应结束后，溶液中大量存在的金属离子是( )
A．Fe3＋、Fe2＋ B．Fe2＋、Cu2＋
C．Cu2＋、Fe3＋ D．Cu＋、Cu2＋
解析：当向FeCl3溶液中加入过量铜粉时，将发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，因铜粉过量，故溶液中Fe3＋不可能剩余，B项正确。
答案：B
5．(探究题)将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中各存在哪些金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有________。
(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有________。
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有________，可能有________。
(4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有________。
解析：本题属于物质共存问题，解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有：
①Fe＋2FeCl3===3FeCl2
②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2
③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3＋、Cu2＋。
(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2＋、Fe3＋、Cu。
(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，可能有Fe2＋。
(4)若FeCl3有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu。
答案：(1)Fe3＋、Cu2＋ (2)Fe2＋、Fe3＋、Cu
(3)Fe、Cu Fe2＋ (4)Fe、Cu
1．Fe的物理特性：能被磁铁吸引；
Cu的物理特性：颜色为紫红色。
2．铁在一定条件下可与某些非金属单质(O2、Cl2等)、酸、盐溶液等发生反应，是一种还原性较强的金属。
3．Fe3＋的溶液遇KSCN溶液变成血红色：
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
Fe2＋遇KSCN不显红色，加入氯水后显血红色。
4．Fe2＋和Fe3＋相互转化：
Fe2＋Fe3＋
如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．为除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4，最好选用( )
A．烧碱溶液 B．浓氨水
C．镁粉 D．铁粉
解析：Fe2(SO4)3和CuSO4都可以与铁粉反应生成FeSO4，而不引入新的杂质。
答案：D
2．将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加入氯水呈红色的是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3
解析：题给四种化合物都可溶于稀盐酸。滴加KSCN溶液无颜色变化，再加氯水呈红色，说明该化合物溶于盐酸后产生Fe2＋，不产生Fe3＋，只有A项符合要求，因为FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，而Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，而FeCl3、Fe2(SO4)3溶解后即可电离出Fe3＋。
答案：A
3．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁丝可在空气中燃烧生成Fe3O4
C．FeCl2可通过置换反应、化合反应或复分解反应制得
D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀
解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁丝在空气中不能燃烧；生成FeCl2的反应有：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，Fe＋2FeCl3===3FeCl2、FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O等；Fe3＋遇KSCN溶液变为血红色，但没有沉淀产生，一般可用此方法检验Fe3＋的存在。
答案：C
4．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是( )
A B C D
X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe Na2SO4溶液
Y FeCl3 CuCl2 Al Na2CO3
Z Cl2 Fe NaOH溶液 BaCl2溶液
解析：A项中Cl2能把FeCl2氧化，B项中Fe能把FeCl3还原，D项除去了CO和SO又引入了Cl－，均不合要求。
答案：C
5．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析：A项说明含Fe3＋，但不能说明是否含Fe2＋；B项说明通入Cl2后溶液中含有Fe3＋，不能说明原溶液中是否含有Fe2＋；因为Mg(OH)2为白色沉淀，Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化会掩盖其他白色沉淀的现象，所以当溶液中含有Mg2＋时，会出现同样的上述现象，故D项不能说明溶液中是否含Mg2＋，C选项正确。
答案：C
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(10分)金属单质A与盐酸反应生成浅绿色溶液B，同时放出气体C。如果在B溶液中通入氯气，则B转变成棕黄色溶液D，将溶液D分为两份，一份加入几滴硫氰化钾溶液，生成红色物质E，另一份加入A，则棕黄色溶液D重新变成浅绿色溶液B，在溶液B中滴加NaOH溶液生成白色沉淀，露置在空气中，会逐渐变成红褐色沉淀F。则各物质的化学式分别是A________，B________，
C________，D________，F________。
有关反应的离子方程式有：
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________，
③________________________________________________________________________，
④________________________________________________________________________，
⑤________________________________________________________________________。
解析：A与盐酸反应生成浅绿色溶液说明生成了Fe2＋，则A为Fe，B为FeCl2，C为H2；在B中通入Cl2，B转变为棕黄色溶液，说明生成了Fe3＋，即D为FeCl3；依次可推知E为Fe(SCN)3，F为Fe(OH)3。
答案：Fe FeCl2 H2 FeCl3 Fe(OH)3
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
7．(10分)氧化铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或两者的混合物。探究过程如下：
[查阅资料] Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。
[提出假设] 假设1：红色粉末是Fe2O3；假设2：红色粉末是Cu2O；假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。
[设计探究实验] 取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
(1)若假设1成立，则实验现象是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变血红色，则证明原固体粉末中一定不含氧化铁。你认为这种说法合理吗？________。简述你的理由：(不需写出反应的化学方程式)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变血红色，则证明原固体粉末是________________________________________________________________________，
写出发生反应的离子方程式：____________________________________________
________________________________________________________________________。
[探究延伸] 经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g(b>a)，则混合物中Cu2O的质量分数为________。
解析：(1)Fe3＋可与SCN－生成血红色溶液。
(2)不合理，若是两者的混合物，可出现同种现象，因Cu2O可与稀硫酸作用生成Cu，Cu可将Fe3＋还原为Fe2＋，Fe2＋不能与SCN－反应生成血红色溶液。
(3)结合(2)的分析可知粉末一定是两者的混合物，否则若是Fe2O3，会出现血红色现象；若是Cu2O，则一定有沉淀。
(4)加热时只发生反应：2Cu2O＋O24CuO，所以增重的质量(b－a) g为参加反应的O2的质量，依据化学反应方程式可求出a g混合物含有Cu2O的质量为9(b－a) g。
答案：(1)固体完全溶解，溶液呈血红色
(2)不合理 当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀H2SO4后产生的Fe3＋与Cu反应生成Fe2＋，滴加KSCN溶液后也不变血红色
(3)Fe2O3和Cu2O的混合物 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(4)[或%]
8．(10分)(2011·全国高考，有改动)如图中，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：
①反应C＋GB＋H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；
②I 是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2E＋I2F＋D，F中E元素的质量分数为60%。
回答问题：
(1)①中反应的化学方程式为__________________________________________；
(2)1.6 g G溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)；
(3)C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_________________________________________；
解析：根据题干信息①确定C为金属铝、A为氧气、B为铁、G为三氧化二铁；由信息②确定I为二氧化碳、D为碳、E为金属镁、F为氧化镁。
(1)铝与三氧化二铁高温条件下发生铝热反应放出大量的热用于焊接铁轨；
(2)三氧化二铁与盐酸反应生成氯化铁，铜能与三价铁离子反应得到亚铁离子和铜离子；
(3)金属铝与氢氧化钠溶液反应得到偏铝酸钠溶液和氢气，过量二氧化碳通入到偏铝酸钠溶液中，得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液。
答案：(1)2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，
n(Cu)＝n(Fe2O3)＝＝0.010 mol，
铜粉的质量m(Cu)＝64 g/mol×0.010 mol＝0.64 g。
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
(注：不要求写OH－＋CO2===HCO)