2010届高三化学每周精析精练:铁铜及其化合物
一、选择题
1.把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中,充分反应后,溶液中大量存在的金属阳离子是 ( )
A.只有Fe2+ B.只有Fe3+
C.有Fe2+和Cu2+ D.有Fe3+和Cu2+
2.下列离子方程式书写正确的是( )
A.向溴化亚铁溶液中通入过量氯气:Fe2++2Br-+2Cl2==Fe3+ + Br2+ 4Cl-
B.三氯化铁溶液跟过量氨水反应 Fe3++3NH3?H2O == Fe(OH)3↓+3NH4+
C.硫化亚铁与盐酸反应 S2-+2H+==H2S↑
D.过量铁粉与稀HNO3反应:Fe+4H++NO3-= Fe3++NO↑+2H2O
3.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是 ( )
A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.越活泼的金属越难冶炼
4.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物,测得其中铁元素与氧元素的质量比为21:8,,则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是( )。
A.1:2:1 B. 2:1:1 C. 1:1:1 D. 1:1:3
5.某铁的“氧化物”样品,用5mol/L的盐酸140mL恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56L氯气,使其中Fe2+全部转化为Fe3+。该样品可能的化学式是 ( )
A. Fe2O3 B. Fe3O4 C. Fe4O5 D. Fe5O7
6.在下列所指的各溶液中,分别滴加NH4SCN溶液后,溶液不呈血红色的是 ( )。
A.加入足量镁粉的Fe2(SO4)3溶液
B.加入过量铁粉的稀硝酸溶液
C.铁丝在足量的氯气中燃烧后,所得产物的溶液
D.长期暴露在空气中的绿矾溶液
7.下列实验中,溶液颜色有明显变化的是 ( )
A.少量明矾溶液加入到过量NaOH溶液中
B.往FeCl3溶液中滴入KI溶液,再滴入淀粉溶液
C.少量Na2O2固体加入到过量NaHSO4溶液中
D.往酸性高锰酸钾溶液中滴入少量Fe2(SO4)3稀溶液
8.某同学如图所示装置进行实验,出现小气球鼓起来的现象,则使用的固体和液体试剂可能是 ( )
A.二氧化锰和浓盐酸 B.铁与浓硫酸
C.铜与浓硫酸 D.过氧化钠和水
9.铁和铁合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是 ( )
A.不锈钢是铁合金,只含金属元素
B.一定条件下,铁粉可与水蒸气反应
C.铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应
D.在空气中,铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
10.用即热饭盒盛装食物,可以得到热烘烘的饭菜。原因是即热饭盒的底部装入混有镁、铁粉末的高密度聚乙烯,进行简单的操作后水和镁就会发生剧烈的化学反应,放出热量便可使食物变热,其中铁可能是 ( )
A.一种反应物 B.催化剂 C.起导热作用 D.增大镁与水分子的接触机会
11.当向蓝色的CuSO4溶液中逐滴加入氨水时,观察到首先生成蓝色沉淀,而后沉淀又逐渐溶解成为深蓝色的溶液,向深蓝色溶液中通入SO2气体,又生成了白色沉淀:将白色沉淀加入稀硫酸中,又生成了红色粉末状固体和SO2气体,同时溶液呈蓝色,根据上述实验现象分析推测,下列描述正确的有 ( )
A.Cu2+和Ag+相似,能与NH3结合生成铜氨络离子
B.白色沉淀为+2价铜的某种亚硫酸盐,溶于H2SO4发生复分解反应
C.白色沉淀为+1价铜的某种亚硫酸盐,在酸性条件下,只发生了氧化反应
D.反应过程中消耗的SO2与生成的SO2的物质的量相等
12.某学生设计了如图的方法对A盐进行鉴定:21世纪教育网
由此分析,下列结论中,正确的是 ( )
A.A中一定有Fe3+ B.B为AgI沉淀
C.C中一定有Fe3+ D.A一定为FeBr2溶液
13.在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100mL 2mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448mL气体(S.P.T),此时溶液中无Fe3+。则下列判断正确的是 ( )
A.混合物中三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1:1:3
B.反应后所得溶液中的Fe2+和Cl–的物质的量之比为1:3
C.混合物中,FeO的物质的量无法确定,但Fe比Fe2O3的物质的量多
D.混合物中,Fe2O3的物质的量无法确定,但Fe比FeO的物质的量多
14.一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250 ml 2 mol/L硝酸溶液中,反应完全后,生成1.12 L NO(标况),再向反应后的溶液中加入1mol/LNaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加入的NaOH溶液体积最少是( )
A、450 ml B、500 ml C、400 ml D、不能确定
15.将8gFe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中,再投入7g铁粉收集到1.68LH2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为 ( )。
A.1.5mol/L B.0.5mol/L
C.2mol/L D.1.2mol/L
16.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶,再加入下列固体粉末:①FeCl2; ②Fe2O3; ③Na; ④Ca(NO3)2。铜粉可溶解的是( )21世纪教育网
A.①② B.②④ C.②③ D.①④
17.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量浓度之比为:4:2:1,现加入适量的铁粉,使溶液中的三种离子的物质的量浓度之比为:1:3:9,则投入的铁粉与原溶液中Cu2+的物质的量之比为( )
A.5:4 B.4:5 C.3:5 D.5:6
18.氯化铜(CuCl2·2H2O)中含FeCl2杂质。为制得纯净氯化铜晶体,首先将其制成水溶液,然后按下面所示操作步骤进行提纯.
↓蒸发结晶
CuCl2·2H2O(纯)
氧化剂x与物质Y的化学式分别是(已知完全成氢氧化物所需pH值:Fe3+为3.7,Cu2+为6.4,Fe2+为9.6。) ( )
A.H2O2、CuO B.KMnO4、Na2O C.NaClO、Cu(OH)2 D.K2Cr2O7、NaOH
19.a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后,得到a g铜,则参与反应的CuSO4与
H2SO4的物质的量之比为 ( )
A.1 :7 B.7 :1 C.7 :8 D.8 :7
20.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为:2Fe+2H2O+O2 2Fe2++4OH-。
以下说法正确的是 ( )
A.负极发生的反应为:Fe-2e- Fe2+
B.正极发生的反应为:2H2O+O2+2e- 4OH-
C.原电池是将电能转变为化学能的装置
D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
21.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 ( )
A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B.当镀锡铁制品的镀层破损时,镶层仍能对铁制品起保护作用
C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
22.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是 ( )21世纪教育网
A. 锡青铜的熔点比纯铜高
B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用
C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程
23.下列有关金属及其合金的说法不正确的是 ( )
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹
D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用
24.钢铁生锈过程发生如下反应:
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;
②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是 ( )
A.反应①、②中电子转移数目相等
B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
二、填空题
25.Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。现有浓硫酸、浓硝
酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH试纸,简述如何用简便的实验方法来检验CuO经
氢气还原所得红色产物中是否含有碱性氧化物Cu2O。
26.mg 铁粉与一定量的HNO3在一定条件下充分反应,将生成的气体与标准状况nL氧气混合,恰好能被水完全吸收,m和n的关系是什么?
27.孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿,它们的化学组成可表示为:xCuCO3·yCu(OH)2(x、y为正整数且x≤2,y≤2)
(1)孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时,孔雀石消耗的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4:1;石青则为3:1,请推算它们的化学组成。
孔雀石__________________________;石青__________________________;
(2)现有孔雀石和石青混合样品,取两份等质量的样品,在一份中加入过量盐酸,生成CO2 3.36 L(标准状况下);加热另一份样品使其完全分解,得到CuO 20 g,试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比 。
28.试样x由氧化亚铁和氧化铜组成.取质量相等的两份试样,按下图所示进行实验.
(1)请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式.
(2)若全部的溶液y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物的质量是m,则每份试样x中氧化铜的质量为 (用m表示).
29.氯化铜(CuCl2·2H2O)中含FeCl2杂质.为制得纯净氯化铜晶体,首先将其制成水溶液,然后按下面所示操作步骤进行提纯.21世纪教育网
↓蒸发结晶
CuCl2·2H2O(纯)
(1)加入氧化剂X的目的是
(2)下列氧化剂中最适合本实验的是
A.H2O2 B.KMnO4 C.NaClO D.K2Cr2O7
(3)物质Y和沉淀Z的化学式分别是 和 .
(已知完全成氢氧化物所需PH值:Fe3+为3.7,Cu2+为6.4,Fe2+为9.6.)
30.如图,盛有足量水的水槽里放两个烧杯,小烧杯里放有少量铜片和过量浓硝酸,小烧杯外面倒扣一个大烧杯,请回答:
(1)铜与浓硝酸反应的化学方程式:_______________________;
(2)实验中观察到的主要现象是:
①_______________________________ ;
②_______________________________ ;
③_______________________________ ;
④_______________________________ 。
(3)用该装置做铜与浓硝酸反应实验的优点:______________ ;
(4)大烧杯内最终所得气体产物的化学式: ;若要验证此气体产物,最简便的方法:_________________________________________ 。
31.铜是重要的工业原材料,现有Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,某研究性学习小组为了探究其组成情况,向混合物中加入10mL 6mol·L-1HNO3溶液刚好使其溶解,同时收集到224mLNO气体(标准状况)。请回答下列问题:
(1)写出Cu2O跟稀硝酸反应的化学反应方程式__________ __ 。(不必配平)
(2)产物中硝酸铜的物质的量______________mol;
(3)如混合物中含0.01molCu,则其中Cu2O、CuO的物质的量分别是________mol、__________mol
(4)如混合物中Cu的物质的量为x,求x的取值范围________________。
32.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂
等。21世纪教育网
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应 负投反应 。
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol·L-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤 。
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
Fe2+
Cu2+
1.9
7.0
4.7
3.2
9.0
6.7
提供的药品:Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu
(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式
劣质不锈钢腐蚀的实验现象
33.已知某混合金属粉末中,除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。
仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙;1mol·L-1硫酸、2mol·L-2硝酸、2mol·NaOH溶液、20%KSCN溶液。
完成以下实验探究过程:
(1)提出假设:
假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有 元素;
假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有 元素;
假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素;
(2)设计实验方案基于假设3,设计出实验方案(不要在答题卡上作答)。
(3)实验过程
根据(2)的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。
【提示】Ⅰ.在答题卡上按以下方式作答,注意前后内容对应;
Ⅱ.注意文字简洁,确保不超过答题卡空间。
34. 钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。21世纪教育网
(1)炼铁高炉分为五部分,铁矿石与高温煤气主要在 部分发生反应,在 部分开始生成铁和炉渣。
(2)炼钢时,除磷的化学方程式为 ;
加入硅、锰和铝的目的是 。
(3)不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹 (填“前”或“后”)加入,原因是 。
(4)炼铁和炼钢生产中,尾气均含有的主要污染物是 。
从环保和经济角度考虑,上述尾气经处理可用作 。
35.由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样进行下列实验(部分产物略去):
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填化学式)________________。
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是_____________________________。
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量的水,则Z中两种气体的化学式是______。
(3)向Y中通入过量的Cl2,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)________________。
(4)取Y中的溶液,调节pH约为7,加入淀粉KI和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI-时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是_______________。
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应,若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中物质用化学式表示)_________________。
36.铜在自然界存在于多种矿石中,如:21世纪教育网
矿石名称
黄铜矿
斑铜矿
辉铜矿
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu2S
CuCO3·Cu(OH)2
请回答下列问题:
(1)上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是
。
(2)工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是 。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 ;处理该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1种酸和1种盐的名称 。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理: 。
(5)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 (填字母)。
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
可用稀盐酸除铜器表面的铜绿
Ⅰ对;Ⅱ对;有
B
铜表面易形成致密的氧化膜
铜容器可以盛放浓硫酸
Ⅰ对;Ⅱ对;有
C
铁比铜活泼
铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈
Ⅰ对;Ⅱ对;有
D
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化
硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂
Ⅰ错;Ⅱ对;无
37. 黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫及铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为21世纪教育网
8CuFeS2+21O2 8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是 (填元素符号)。
(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是 (填代号)。
a.高空排放 b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3 d.用浓硫酸吸收
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性,可将I-氧化为I2:
S2O+2I- 2SO+I2
通过改变反应途径,Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程: 、 (不必配平)。
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
据以上信息回答下列问题:
a.除去Al3+的离子方程式是 。
b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂:稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 酸性KMnO4溶液 NaOH溶液
碘水
所选试剂为 。
证明炉渣中含有FeO的实验现象为 。
38.某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。21世纪教育网
填写下面空白。
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是① 、② 、③ 、④ 、⑤ ;
(2)写出①处发生反应的离子方程式 ;写出③处发生反应的化学方程式 ;
(3)铁红的化学式为 ;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:铁红 ;氧化铜 。
39.为测试一铁片中铁元素的含量,某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次平行实验测定结果的平均值):
方案一:将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,测得生成氢气的体积为580 mL(标准状况);
方案二:将 g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,将反应后得到的溶液用0.02000 mol·L-1
的KMnO4溶液滴定,达到终点时消耗了25.00 mL KMnO4溶液。
请回答下列问题:
(1)配平下面的化学方程式(将有关的化学计量数填入答题卡的横线上):
□KMnO4+□FeSO4+□H2SO4=□Fe2(SO4)3+□MnSO4+□K2SO4+□H2O
(2)在滴定实验中不能选择 式滴定管,理由是 ;
(3)根据方案一和方案二测定的结果计算,铁片中铁的质量分数依次为 和
;(铁的相对原子质量以55.9计)
(4)若排除实验仪器和操作的影响因素,试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。
①方案一 (填“准确”“不准确”“不一定准确”),理由是 ;
②方案二 (填“准确”“不准确”“不一定准确”),理由是 。
40.三草酸合铁酸钾晶体K3 [Fe(C2O4 )3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草
酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实
验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂:浓硫酸、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH、3% H2O2 、0.1mol·L-1KI、0.1 mol·L-1CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C),观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊,B中有红色固体生成,则气体产物是 。
(2)该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是 ,现象是 。
(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设
假设1: ; 假设2: ;假设3: 。
②设计实验方案证明你的假设
实验步骤
预期现象与结论
步骤1:
步骤2:
步骤3:
……
③实验过程21世纪教育网
根据②中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。21世纪教育网
41.以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略);
I 从废液中提纯并结晶处FeSO4·7H2O。
II将溶液与稍过量的溶液混合,得到含的浊液
IV 将浊液过滤,用90°C热水洗涤沉淀,干燥后得到固体
V煅烧,得到固体
已知:在热水中分解
I中,加足量的铁屑出去废液中的,该反应的离子方程式是
II中,需加一定量硫酸,运用化学平衡原理简述硫酸的作用
III中,生成的离子方程式是 。若浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是 。
IV中,通过检验来判断沉淀是否洗涤干净。检验操作是是 。
已知煅烧的化学方程式是,现煅烧464.0kg的,得到316.8kg产品,若产品中杂质只有,则该产品中的质量是 kg(摩尔质量/g·;)
42.二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题:
沉淀物
Al(OH)?3
Fe(OH)?3
Fe(OH)?2
Mn(OH)?2
Cu(OH)?2
pH
5.2
3.2
9.7
10.4
6.7
沉淀物
Zn(OH)?2
CuS
ZnS
MnS
FeS
pH
8.0
≥-0.42
≥2.5
≥7
≥7
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 。
(2)滤渣A的主要成分为 。
(3)加入MnS的目的是除去 杂质。
(4)碱性锌锰干电池中,MnO2参与的电极反应方程式为 。
(5)从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有 (写出两种)。
43.碱式碳酸铜可表示为:xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。
(1)现采用氢气还原法,请回答如下问题:21世纪教育网
①写出xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O与氢气反应的化学方程式 ;
②试验装置用下列所有仪器连接而成,按氢气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号):
(a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)
③称取23.9g某碱式碳酸铜样品,充分反应后得到12.7g残留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水。该样品的结晶水质量为 g,化学式为 ;
(2)某同学以氮气代替氢气,并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成,你认为是否可行?请说明理由。 。
三、计算题
44.将6g纯铁粉加入200mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中充分反应后得到200mL0.5mol/L的FeSO4溶液和5.2g固体,求:
(1)反应后生成铜多少克?
(2)加入铁粉前Fe2(SO4)3物质的量浓度。
45.金属铜能被FeCl3的浓溶液腐蚀,其化学反应是:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2。
现将有铜的印刷线路板浸入120mLFeCl3的浓溶液中,有9.6gCu被腐蚀掉。取出印刷线路板,向溶液中加入8.4g铁粉,经充分反应,溶液中还存在4.8g不溶物。则:
(1)溶液中存在那些离子?
(2)离子的浓度各是多少?(设溶液体积不变)
46.向含有0.8mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4g的铁粉.假设反应分为两个阶段.第一阶段为:Fe+HNO3Fe(NO3)3+NO↑+H2O
(1)写出这两个阶段反应的离子方程式.
(2)求这两个阶段反应中,加入铁粉的物质的量和溶液中铁元素存在的形式.
(3)在图中画出溶液中Fe2+、离子的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图像(纵坐标是溶液中离子的物质的量).
21世纪教育网
参考答案:
1.答案:A
解析:浓硝酸具有强氧化性,热的浓硝酸可将Fe和Cu分别氧化成Fe3+和Cu2+,过量的铁又与Fe2+和Cu2+反应生成Fe2+和Cu,所以充分后,溶液中大量存在的金属阳离子为Fe2+,故选A。
2.答案: B
解析: Cl2与FeBr2溶液反应,由于还原性Fe2+>Br-,Cl2应先氧化Fe2+,待Fe2+被氧化完全后再氧化Br-。当Cl2少量时,离子方程式为:Cl2 +2Fe2+ ==2Fe3+ +2 Cl-,当过量时:离子方程式为:3 Cl2 +2Fe2++4Br-== 2Fe3+ +6Cl-+2Br2, 所以A错。铁与稀HNO3反应,当Fe少量时,离子方程式为: Fe+4H++NO3-== Fe3++NO↑+2H2O;当Fe过量时,离子方程式为: 3Fe+8H++2NO3-== 3Fe2++2NO↑+4H2O,所以D错。C项FeS为难溶物,不能拆开写成离子形式。
3.答案:B 21世纪教育网
解析:由于氯化铝是共价化合物,工业上通过电解熔融的氧化铝来制取金属铝。
4.答案:CD
解析:用平均组成法来求解。在混合物中Fe原子和氧原子物质的量之比为(21/56):(8/16)=3:4,则混合物的平均组成为Fe3O4,在三种组合中Fe3O4则不必多考虑,应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4,所以在混合物中它们的物质的量之比必需是1:1.故答案应选C、D。
5.答案:D
解析:利用正、负电荷相等列方程可快速解题。
设铁的氧化物中含O2-为xmol,则其化学式为FexOy,由O2-个数守恒有:
2yH++ FexOy = yH2O+ xFe+(2y/x)
2ymol ymol
0.7mol amol
2y:y=0.7:a a=0.35(mol)
设FexOy中含Fe2+bmol,则:
2Fe2++ Cl2 = Fe3++ 2Cl-
2mol 22.4L
bmol 0.56L
2:b=22.4:0.56 b=0.05(mol)
设样品FexOy中含Fe3+为cmol,则由电荷守恒可得:
(2×0.05mol)×3cmol=2×0.35mol
解之得c=0.2mol
故样品FexOy中:x:y=(0.05+0.02):0.35=5:7
即样品“氧化铁”化学式为:Fe5O7。
6.答案:A、B。
解析:实验室鉴定Fe3+的方法是利用KSCN溶液,它们相遇会呈血红色,若利用NH4SCN溶液,实质是一样的:
Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+
Fe3+可以结合1~6个SCN-,产物皆为血红色。
A.足量的镁粉可以使Fe3+转化为Fe2+或Fe,因为反应后不再有Fe3+,所以加入SCN-后,不会出现血红色。
B.过量的铁与稀硝酸进行如下反应:
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+H2O 2Fe3++Fe=3Fe2+
因为反应后无Fe3+,所以加入SCN-后,也不会出现血红色。
C.Fe在Cl2中燃烧的产物是FeCl3,它的水溶液中存在着大量的Fe3+,所以加入SCN-后,会出现血红色。
D.FeSO4溶液中的Fe2+因暴露在空气中会被空气中的氧气氧化成Fe3+:
4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O
所以加入SCN-后,会出现血红色。
7.答案:B
解析:在A选项中,反应前后,溶液都为无色。在B选项中,向棕黄色的FeCl3溶液中滴加无色的KI溶液,由于Fe3+能将无色的I-氧化成褐色的I2,再加淀粉后,溶液变蓝。在C选项中,NaHSO4溶液无色,与Na2O2固体反应(实质是其中的水)后,生成NaOH,所以溶液前后均无色。在D选项中,两者不反应,所以除稀释外就没有明显的颜色的改变。
8.答案:D 21世纪教育网
解析:选项A二氧化锰和浓盐酸要在加热时才能反应;选项B在常温下铁被浓硫酸钝化;选项C铜与浓硫酸要在加热时才能反应。
9.答案:A
解析:本题考查了常见金属铁及其合金,金属腐蚀的有关知识。铁是一种较活波的金属单质,在高温的条件下可以与水蒸气反应,A为正确选项,不锈钢是由普通钢中加入铬、镍等多种元素炼成的钢材,里面含有C元素,B是错项。C项铁在氢的前面,能与盐酸反应,铁合金主要成分是铁,能与盐酸反应,是错项,很多同学误选这项,只看了前面的内容,后面不看。金属的腐蚀与金属的活波性有关,越活波,越易被腐蚀,因此D为错项。
10.答案:B
解析:通常情况下镁与水的反应程度很小,与冷水几乎不反应,只与热水才能发生反应,但当有铁粉存在时,可以与水发生剧烈的化学反应,这说明铁粉的存在加快了镁与水的反应速率,所以铁可能是催化剂,选择B。
11.答案:A
解析:蓝色沉淀溶于氨水生成深蓝色的溶液,为Cu(NH3)42+;白色沉淀加入稀硫酸中,又生成了红色粉末状固体和SO2气体,故发生了氧化还原反应;SO2还要中和过量的氨水,故消耗的SO2与生成的SO2的物质的量不可能相等。
12.答案:C
解析:A中加入酸化的AgNO3,H+和NO3(组成硝酸,有强氧化性,不能确定 A中一定有Fe3+,也可能是Fe2+。
13.答案:C
解析:混合物恰好完全溶解,且无Fe3+,故溶液中溶质为FeCl2。n(HCl)=0.2mol,n(H2)=0.02mol,n(Fe2+)=0.1mol,由反应2Fe3++Fe 3Fe2+知Fe比Fe2O3的物质的量多,但FeO的物质的量无法确定。
14.答案:A
解析:本题涉及到的反应较多,况且铁最终是以Fe (OH)3还是 Fe (OH)2形式沉淀,难以确定;硝酸是否过量也不能确定,看来计算很困难。但若从NaOH考虑,加入的NaOH恰好使铁元素沉淀,溶液为硝酸钠溶液。不难得出:
n(NaoH)=n(NO3-)=n(HNO3)-n(NO)= 0.25LΧ2 mol/L—0.5 mol=0.45mol
V(NaoH)=0.45L=450 ml
15.答案:C
解析:粗看题目,这是一利用关系式进行多步计算的题目,操作起来相当繁琐,但如能仔细阅读题目,挖掘出隐蔽条件,不难发现,反应后只有Na2SO4存在于溶液中,且反应过程中SO42-并无损耗,根据Na+守恒,非常易求得SO42-即原硫酸的物质的量浓度为:2mol/L,故选C。
16.答案:B
解析: 加入Fe2O3反应生成Fe3+能氧化铜,加入Ca(NO3)2后等于铜和硝酸反应而消耗。
17.答案: D21世纪教育网
解析: 溶液中还存在Fe3+,说明溶液中Cu2+没有反应,加入的铁全部反应,将粒子比例调整为:12:6:3和2:6:18,若溶液中由6molCu2+,就有10molFe3+发生反应,消耗5mol铁。
18.答案:A
解析:由于Fe2+沉淀为Fe(OH)2的pH值与Cu2+沉淀为Cu(OH)2的pH较大,而与Fe3+沉淀为Fe(OH)3的pH相差较大,所以可以通过先将Fe2+氧化为Fe3+,再调节溶液的pH使铁以Fe(OH)3沉淀形式而被除去。为了使加入的氧化剂不带入新的杂质,显然用H2O2最好。出于同样的考虑,加入y调节溶液pH值时,应选用能与H+反应,而溶解度较小的物质如CuO为好,CuO稍多不会带入新杂质也不会使pH值升高太多而使Cu2+沉淀。
19.答案:B
解析:根据题意可以知道,铁粉完全反应且反应前后固体的质量不变,因此设参加反应的CuSO4与H2SO4的物质的量分别为x和y,则:
Fe + CuSO4 = FeSO4+Cu △m
1mol 56g
x 56 x g·mol-1
Fe + H2SO4 = FeSO4+H2↑ △m
1mol 8g
y 8 y g·mol-1
因反应前后固体的质量没有发生变化,因此第一个反应质量的减小等于第二个反应质量的增加,即56x g·mol-1=8 y g·mol-1,所以。
20.答案:A
解析:钢铁在潮湿的环境中发生吸氧腐蚀,负极反应为:Fe-2e- Fe2+,正极反应为:
2H2O+O2+4e- 4OH-,在空气与水交界处溶液中的氧气不断溶解,因此在空气与水
交界处钢铁更容易腐蚀。
21.答案:AC
解析:银器在空气中久置会被O2所氧化变黑,为化学腐蚀,A正确。当镀层破损时,Sn-Fe可形成原电池,不再起到保护作用,B错。与Zn块形成原电池,Zn作负极(阳极),从而保护Fe正极(阴极),所以C正确;外加电流保护法应该与直流电源的负极相连,故D错。
22.答案:BC21世纪教育网
解析:锡青铜属于合金根据合金的特性,熔点比任何一种纯金属的低判断A错;由于锡比铜活泼,故在发生电化学腐蚀时,锡失电子保护铜,B正确;潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率,C正确;电化学腐蚀过程实质是有电子的转移,属于化学反应过程,D错。
23.答案:B
解析:生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次降低,故B项错。
24.答案:A
解析:①②反应中消耗O2的量相等,两个反应也仅有O2作为氧化剂,故转移电子数是相等的,A项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变,故不作氧化剂,B项错;铜和钢构成原电池,腐蚀速度加快,C项错;钢铁是铁和碳的混合物,在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀,故D项错。
25.答案:取少量待检样品放入稀硫酸 ,振荡,若溶液变为蓝色,说明样品中有Cu2O,若溶液不变色,说明产物中无Cu2O。
解析:由题给信息可知,Cu2O是碱性氧化物,可溶于酸溶液:Cu2O+2H+=2Cu++H2O;而Cu+在酸溶液中不稳定,自身歧化成Cu2+和Cu。2Cu+=Cu2++Cu。题给试剂中,浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液均显酸性,且都能与Cu反应生成Cu2+,如果选用这些试剂,它们和样品反应后的溶液都呈蓝色(Cu2+),但分不清是与Cu还是与Cu2O反应产生的Cu2+,故无法确证样品中是否含有Cu2O。根据以上分析,选用的试剂必须符合两个条件,一是呈酸性,二是不能与Cu反应。在题给试剂中只有稀硫酸符合。
26.答案:O.2m≤n≤O.3m
解析:此题看起来,涉及的化学反应相当复杂,因HNO3的浓度和用量不同,生成Fe(NO3)3还是Fe(NO3)2不能确定,HNO3的还原产物是NO还是NO2也不能确定。所以消耗的氧气也无从下手求出.但是从始态和终态来看,HNO3的还原产物与氧气混合后,最终还是生成HNO3,这样消耗的氧气相当于把mg铁粉氧化成+2价或+3价化合物,用极端思考法很容易求出。
假设HNO3为稀的,铁与HNO3反应后的价态是+2,
则有: 3 Fe +8 HNO3= 3 Fe(NO3)2 + 2 NO↑+ 4 H2O (1)
4NO +3O2 +2H2O=4HNO3 (2)
(1)×2 +(2)得:2Fe + O2 +4HNO3= 2Fe(NO3)2 +2H2O
可改写为 : 2Fe + O2 +4HNO3 = 2FeO + 4HNO3
即: 2Fe + O2 =2FeO
同理可得 : 4Fe +3O2=2Fe2O3 问题便得以解决
即 :当铁被氧化为+2价时,由电子得失守衡得:
m/56×2=n/22.4×4 n=O.2m
当铁被氧化为=+3价时,由电子得失守衡得:
m/56×3=n/22.4×4 n=O.3m
则m与n的关系是:O.2m≤n≤O.3m
27.答案:(1)CuCO3?Cu(OH)2;CuCO3?Cu(OH)2 (2) 1:1
解析:(1)设孔雀石的化学式为xCuCO3?yCu(OH)2
则依题意 = =
孔雀石的化学式为 CuCO3?Cu(OH)2
又设石青的化学式为 xCuCO3?yCu(OH)2
则依题意 = = 石青的化学式为 CuCO3?Cu(OH)2
(2)设该样品中孔雀石物质的量分数为x,则石青为 1- x
= =
孔雀石与石青物质的量之比为1:1。
28.答案:(1)Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2H+=Fe2+H2↑21世纪教育网
(2) m
解析:本题第一问比较简单.发生的反应为:Fe+Cu2+=Fe2++Cu,Fe+2H+=Fe2++H2↑
第二问是考查思维的严密性和敏捷性.由题意,反应后溶液中不含Cu2+,所以两份试样中的铜元素全部转化为单质铜,而溶液是强酸性,则固体物中无Fe,所以m为铜的质量.故一份试样中氧化铜的质量为×MCuO=m=m.
29.答案:(1)使溶液A中的Fe2+氧化成Fe3+; (2)A (3)Y:CuO或Cu(OH)2 Z:Fe(OH)3
解析:解答本题的关键是理解题中提供的一条中学未曾接触的信息的含意.由于Fe2+沉淀为Fe(OH)2的PH值与Cu2+沉淀为Cu(OH)2的PH较大,而与Fe3+沉淀为Fe(OH)3的PH相差较大,所以可以通过先将Fe2+氧化为Fe3+,再调节溶液的PH使铁以Fe(OH)3沉淀形式而被除去.为了使加入的氧化剂不带入新的杂质,显然用H2O2最好.出于同样的考虑,加入y调节溶液PH值时,应选用能与H+反应,而溶解度较小的物质如CuO为好,CuO稍多不会带入新杂质也不会使PH值升高太多而使Cu2+沉淀.
30.答案:(1)Cu+4HNO3 ==Cu(NO3 )2 +2NO↑+2H2O
(2)①铜片表面产生气泡; ②小烧杯中溶液逐渐变成蓝色;③大烧杯中有红棕色气体生成,气体颜色又逐渐褪去;④大烧杯内液面上升,水槽中液面下降。
(3)体系封闭,无氮氧化合物逸出,不污染环境。
(4)NO;轻轻掀起倒扣的大烧杯,放入适量空气,若有红棕色气体生成,最终气体为NO。 解析:分析实验现象要从导致产生实验现象的物质开始分析,如从小烧杯发生的反应到产生气体颜色的变化,再到烧杯内液面高度的改变,逐一分析,才能做到全面分析。
31.答案:(1)Cu2O+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+H2O 21世纪教育网
(2)0.025
(3)0.005 0.005
(4)0.005<x<0.015
解析:(1)Cu2O跟稀硝酸反应的化学反应方程式为:
Cu2O+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+H2O
(2)发生氧化还原反应当硝酸的物质的量与NO的物质的量相等,即:
0.224L/22.4L·mol-1=0.01 mol,溶液中NO3-的物质的量为:
0.010L×6mol·L-1-0.01 mol=0.05mol,则硝酸铜的物质的量为:
1/2×0.05mol=0.025mol
(3)根据铜元素守恒和电子守恒得:
n(Cu)+ n(CuO) + 2n(Cu2O)=0.025 mol (铜元素守恒)…①
2n(Cu)+2n(Cu2O)=3n(NO) (电子守恒) …②
联立①、②两式,代入数据解得n(Cu2O)=n(CuO)=0.005 mol
(4)由②式得n(Cu)< 3/2n(NO)=0.015;
②式-①式得n(Cu)-n(CuO)=3n(NO)-0.025=0.005
n(Cu)> 0.005
故0.005< n(Cu)< 0.015
32.答案:(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(2)
正极反应:Fe3++e-=Fe2+(或2Fe3++2e-=2Fe2+)
负极反应:Cu=2Cu2++2e-(或Cu-2e-=Cu2+)
(3)①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+;②加入CuO调节溶液的pH至3.2~4.7;③过滤(除去Fe(OH)3)
(4)CuO+H2SO4=CuSO4+H2O CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
不锈钢表面有紫红色物质生成
解析:(1)Fe3+具有强氧化性,可以把一些金属单质如铁、铜等氧化成相应的离子,Fe3+腐蚀铜制电路板利用的就是这个原理,反应的离子方程式是:2Fe3+ + Cu====2Fe2+ + Cu2+。
(2)由反应2Fe3+ + Cu====2Fe2+ + Cu2+可以判断出铜化合价升高,发生氧化反应,铜做负极,铁元素化合价降低,Fe3+ 发生还原反应,正极可以选用石墨棒,电解质溶液可以选用氯化铁溶液。回忆并仿照教材上的铜锌原电池装置,可以画出此原电池的装置图,装置图见答案。发生的电极反应为:
正极反应:Fe3++e-=Fe2+(或2Fe3++2e-=2Fe2+)
负极反应:Cu=2Cu2++2e-(或Cu-2e-=Cu2+)。
(3)除杂时,要把杂质全部除去,又不能引入新的杂质。根据题给信息可知:Fe3+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是1.9~3.2,Fe2+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是7.0~9.0,Cu2+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是4.7~6.7。当pH为3.2时Fe3+完全沉淀,此时Cu2+不会沉淀,要使Fe2+完全沉淀需要使溶液的pH为9.0,此时Cu2+已经完全沉淀。因此,若要除去CuCl2溶液中的Fe3+、Fe2+,需要将Fe2+全部转化为Fe3+,采取的措施是向溶液中同入过量的氯气;为了不引入其它杂质,可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH范围在3.2~4.7之间,此时Fe3+完全沉淀;最后过滤,即可得到纯净的氯化铜溶液。实验步骤见答案。
(4)不锈钢在某些盐溶液中比在酸溶液中腐蚀明显,说明这些盐溶液中的金属阳离子的氧化性比H+的氧化性强,即这些金属在金属活动性顺序位于氢的后面。要设计实验验证劣质不锈钢易被腐蚀,需要有容易与铁反应的盐,根据提供的药品可知这种盐是硫酸铜,制取硫酸铜的最佳方案是用氧化铜与稀硫酸反应制取,这种方法比浓硫酸与铜反应节省硫酸,并且不产生污染环境的SO2 。实验步骤是:①用适量水将浓硫酸稀释制取稀硫酸,②用氧化铜与稀硫酸反应制取硫酸铜,③将不锈钢加入硫酸铜溶液中观察现象。有关化学方程式和实验现象见答案。
33.答案:(1)Cu;Fe(顺序可交换)21世纪教育网
(3)①用药匙取少许样品,加入试管A中,再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中,充分反应后,静置,弃去上层清液,剩余固体备用 样品部分溶解,并有气体放出②往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸,充分反应后,静置。取上层清液于试管B中,剩余固体备用 固体部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色,可能含铁③往试管B中加入少许稀硝酸,再滴加KSCN溶液 溶液先变黄色,加KSCN后显血红色,结合②可知,一定含铁④往②剩余固体中加入稀硝酸,再滴加NaOH溶液 固体溶解,有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色,溶液显蓝色,加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生,一定含铜。
解析:考查学生对元素化合物性质的掌握,考查学生对物质进行检验的实验技能和对实验室
常用仪器的主要用途和使用方法的了解,考查学生设计实验方案的能力和对常见物质进行分
离、提纯和检验的能力,考查学生运用相关知识进行分析综合的方法以及运用正确的化学术
语与文字等表达分析 解决问题的过程,并做出合理解释的能力。本题考查学生对元素化合
物性质的掌握,考查学生对物质进行检验的实验技能和对实验室常用仪器的主要用途和使用
方法的了解,考查学生设计实验方案的能力和对常见物质进行分离、提纯和检验的能力,考
查学生运用相关知识进行分析综合的方法以及运用正确的化学术语与文字等表达分析 解决
问题的过程,并做出合理解释的能力。相对其它题目而言,本题文字量较大,要求学生能理
顺思路,准确描述。基本反应过程如下:加过量NaOH溶液溶解铝,过滤,加稀硫酸溶解
铁,过滤,分别加硝酸氧化硫酸亚铁和固体铜。
34.答案:(1)炉身 炉腰
(2)2P+5FeO+3CaO Ca3(PO4)2+5Fe 脱氧和调整钢的成分
(3)后 避免Cr被氧化(或“氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去”)
(4)CO 燃料(或还原剂)
解析:(1)高炉炼铁,铁矿石的主要反应是在炉身部分发生,在炉腰处生成生铁和炉渣。
(2)除钢中的磷的化学方程式为2P+5FeO+3CaO Ca3(PO4)2+5Fe,加入硅、锰和铝的目的是脱去氧和调整钢中的成分。
(3)为了防止Cr元素被高温下的氧氧化,应在氧吹后加入。21世纪教育网
(4)炼铁时用到C作燃料生成CO作还原剂,炼钢时钢中本身含有C,因此都有CO产生,而CO是有毒气体,对环境有污染,同时CO可以燃烧生成CO2。
35.答案:(1)Al (2)①C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O ②NO CO2
(3)Cu2+ Fe3+ H+
(4)2Fe2++3H2O2+4I(2Fe(OH)3↓+2I2
(5)CuO、C;CuO、C、Fe2O3
解析:根据题给物质,包括Fe2O3,Fe,CuO,C,Al,根据(1)中现象,可知不含Al,Y
为亚铁盐溶液,固体为Cu和Fe;Z为一种气体时,浓酸为硫酸,其:C+2H2SO4(浓) CO2↑
+2SO2↑+2H2O,通过碳酸氢钠后,气体只有CO2, 若是两种气体时,浓酸为硝酸,C+
4HNO3CO2↑+4NO2↑+2H2O,通过水后,气体为CO2和NO;向Y中通入过量氯气,
生成的FeCl3逐渐与铁粉和铜粉反应生成CuCl2和FeCl3,溶液阳离子为Cu2+,Fe3+和H+;
氯化亚铁溶液中加淀粉碘化钾和H2O2时,其反应为:2Fe2++3H2O2+4I(2Fe(OH)3↓+2I2;
原样品中加足量稀硫酸,Y溶液中不出现红色固体,则原样品中不存在铁和铝,故其可能组
合为:CuO和C或CuO、C和Fe2O3
36.答案:(1)Cu2S
(2)Cu2S和Cu2O
(3)形成酸雨,会对植物和建筑物等造成严重危害 硫酸、硫酸钠
(4)以硫酸铜→硫酸溶液为电解液。电解时,粗铜(阳极)中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液,不如铜活泼的金属沉入电解槽形成“阳极泥”;溶液中的Cu2+得到电子沉积在纯铜(阴极)上
(5)AD
解析:(1)根据矿石的主要成分分析可知:每1 mol Cu中含有的其他元素的质量Cu2S中最小,因此Cu2S中铜的质量分数最高。
(2)根据反应方程式:
可知Cu2O和Cu2S都作氧化剂。21世纪教育网
(3)SO2排放到大气中会造成酸雨,处理该尾气可得到有价值的化学品:H2SO4或Na2SO4。
(4)粗铜的精炼中,应将粗铜与电源的正极相连作阳极,而将纯铜与电源的负极相连作阴极,用铜盐CuSO4、CuCl2等盐溶液作电解质溶液。
(5)铜绿的成分为Cu2(OH)2CO3,能与盐酸发生反应而除去,而Cu和盐酸不反应,A正确;铜在常温下和浓H2SO4不反应,因此B中前后无因果关系,B错误;在潮湿的空气中铁和铜形成原电池,铁作负极,铜作正极,铁易生锈,因此C也不正确;CuSO4·5H2O晶体转化为CuSO4白色粉末是化学变化,CuSO4为重金属盐,可以使蛋白质变性,因此可以作为消毒剂,因此D正确。
37.答案:(1)Cu、O (2)b、c (3)2Fe3++2I- 2Fe2++I2
S2O+2Fe2+ 2SO+2Fe3+(离子方程式不配平不扣分)
(4)a.Al3++4OH- AlO+2H2O[或Al3++4OH- Al(OH)]
b.稀硫酸、酸性KMnO4溶液
稀硫酸浸取炉渣所得溶液使酸性KMnO4溶液褪色
解析:(2)SO2是大气污染物,应回收利用。
(3)因为Fe3+有氧化性,与I-发生氧化还原反应2Fe3++2I- I2+2Fe2+,生成的Fe2+具有一定的还原性,又可与S2O发生反应S2O+2Fe2+ 2SO+2Fe3+。
(4)因为Al(OH)3具有两性,可以溶解在NaOH溶液中,反应式为:Al3++4OH- AlO+2H2O。
因为Fe2+有还原性,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此可以用稀硫酸溶解炉渣后再在所得溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,观察现象即可确定其中含有FeO。
38.答案:(1)①铁屑 ②稀硫酸 ③稀硝酸 ④氢氧化钠 ⑤氢氧化钠
(2)Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe3++Fe=3Fe2+
Cu2++Fe=Cu+Fe2+ 2Au3++3Fe=2Au+3Fe2+
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)Fe2O3 用作红色涂料 用作制造铜盐的原料
解析:首先用过量铁屑将H+、Fe3+、Cu2+、Au3+等离子还原成H2、Fe2+、Cu、Au,发生4个
反应,E中应为Fe2+,因为后面生成铁红,故⑤为碱液氢氧化钠,试剂②是将过量铁屑溶解,
试剂③是将Cu、Au分离应为稀硝酸,从C中的Cu2+到氧化铜,也应为碱液氢氧化钠。
39.答案:(1)2 10 8 5 2 1 821世纪教育网
(2)碱 KMnO4是强氧化剂,它会腐蚀乳胶管
(3)
(4)
①不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属,会导致结果偏高;铁片中存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物,会导致结果偏低;如果上述情况均不存在,则结果准确
②不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属,生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化,会导致结果偏高;如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物,生成的Fe3+离子在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化,会导致结果偏低;如果上述情况均不存在,则结果准确
注:本小题属于开放性试题,若考生回答“准确”或“不准确”且理由合理,可酌性给分。例如:考生回答
方案一准确,因为铁片中不存在能与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属,也不存在铁的氧化物
方案一不准确,如果铁片中存在与稀硫酸反应生成氢气的其他金属,会导致结果偏高;如果存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物,会导致结果偏低
方案二准确,铁片溶于稀硫酸后,除Fe2+外,其他可能存在的金属离子在酸性溶液中均不能被高锰酸钾氧化,也不存在氧化铁
方案二不准确,如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属,生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化,会导致结果偏高;如果存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物,千百万的Fe3+离子在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化,会导致结果偏低
解析:(1)Mn:+7→+2,改变数为5,Fe:+2→+3,改变数为2,根据化合价升降的总
数相等,所以在Fe2(SO4)3前配5,MnSO4强配2,然后在根据方程式两边的原子个数相等配
平其它元素的原子。配平后的化学方程式为:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===5Fe2(SO4)3+
2MnSO4+K2SO4+8H2O。
(2)不能选用碱式滴定管,因为碱式滴定管的下端有一段橡皮管,以被酸性的kmno4氧化而被腐蚀。
(3)由电子守恒得:方法一:×2=×2,m(Fe)=1.45g,Fe的质量分数为:×100%。方法二:×1=0.02000mol·L-1×0.025L×5,m(Fe)=0.140g,×100%=×100%。
(4)①不一定准确。如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属,会导致结果偏高;铁片中存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物,会导致结果偏低;如果上述情况均不存在,则结果准确。
②不一定准确。如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属,生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化,会导致结果偏高;如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物,生成的Fe3+离子在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化,会导致结果偏低;如果上述情况均不存在,则结果准确
40.答案:(1)CO2、CO 21世纪教育网
(2)焰色反应 透过蓝色钴玻璃,观察到紫色的火焰
(3)①FeO FeO、Fe Fe
②
实验步骤
预期现象与结论
步骤1:取适量固体产物与试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不容固体与溶液,用蒸馏水充分洗涤不溶固体
固体产物部分溶解
步骤2:向试管中加入适量硫酸铜溶液,再加入少量不溶固体,充分振荡
若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化,则假设2成立。
若蓝色溶液颜色明显改变,且有暗红色固体生成,则证明有铁单质存在
步骤3:继续步骤2中的(2),进行固液分离,用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体与试管中,滴加过量HCl,静置,取上层清液,滴加适量H2O2 ,充分振荡后滴加KSCN
结合步骤2中的(2):
若溶液基本无色,则假设(1)成立
若溶液呈血红色,则假设(3)成立
③步骤1:将固体产物加入1.0 mol·L-1盐酸中 观察有无气体 若有气泡产生、说明固体产物中含有单质铁,反之,则不含单质铁
步骤2:将固体产物加入足量的0.1 mol·L-1CuSO4中充分反应后过滤、洗涤后,将沉淀物溶于1.0 mol·L-1盐酸,再加入20% KSCN,最后加入3% H2O2,若最终溶液显红色,说明固体产物中含有FeO,若不出现红色、说明不含有FeO
解析:(1)将产生的气体产物依次通过澄清石灰水,石灰水变混浊,说明产生的气体中含有CO2,然后再通过灼热氧化铜、澄清石灰水,观察到有红色固体生成,澄清石灰水都变浑浊,气体中含有CO;
(2)碱金属元素的检验一般采用焰色反应;21世纪教育网
(3)依据信息:固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3,可推测铁元素只能以亚铁及铁单质的形式存在;在设计实验时,应注意Fe与FeO的性质的不同点。
41.答案:(1)Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+
(2)加入硫酸,H+浓度增大,使Fe2+ + 2H2OFe(OH)2 + 2H+的平衡向逆反应方向移动,从而抑制FeSO4的水解
(3)Fe2+ + 2HCO3- = FeCO3↓+ CO2 ↑ + H2O
4FeCO3 + 6H2O + O2 = 4Fe(OH)3 ↓+ 4CO2
(4)取少量洗涤后的滤液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净
(5)288.0
解析:本题考查化学实验基本操作、物质的制备、化学反应原理、计算等。(1)Fe3+具有氧化性,能氧化Fe生成Fe2+:2Fe3+ + Fe=3Fe2+。
(2)由于Fe2+水解,加入H2SO4可阻止其水解。
(3)Fe2+与HCO3―在溶液中发生双水解生成FeCO3:Fe2+ + 2HCO3―=FeCO3↓+ CO2↑+ H2O。FeCO3在被O2氧化最终生成Fe(OH)3而出现红褐色:4FeCO3 + O2 + H2O=Fe(OH)3 ↓+ 4CO2↑。
(4)SO42―的检验一般采用BaCl2溶液,根据溶液与BaCl2溶液反应是否有白色沉淀产生来判断溶液中是否存在SO42―。
(5)464kg FeCO3中含有Fe元素4×103mol,设产品中FeO xmol ,Fe2O3ymol,则有:x + 2y=4×103,72x + 160y=316.8×103,解得x=2.2×103mol,y=1.8×103mol,故Fe2O3的质量=1.8×103mol×160g/mol=288.0kg。
42.答案:(1)MnO2+2FeSO4+2H2SO4 MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O
(2)Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)Cu2+、Zn2+
(4)MnO2+H2O+e- MnOOH+OH-(或2MnO2+H2O+2e- Mn2O3+2OH-)
(5)锌、二氧化锰21世纪教育网
解析:(1)根据FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4,Fe2+被氧化为Fe3+,可以写其反应方程式2FeSO4+MnO2+2H2SO4 MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O。
(2)根据反应后滤液(Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+)加氨水调pH至5.4,结合题表可知滤渣A的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。
(3)根据题表可知加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu2+、Zn2+。
(4)碱性锌锰干电池中Zn作负极,则MnO2作正极得电子。其电极反应式应为MnO2+H2O+e- MnOOH+OH-或2MnO2+H2O+2e- Mn2O3+2OH-。
(5)从碱性锌锰干电池的原料可知,其废旧电池可回收利用的物质为锌和MnO2。
43.答案:(1)①xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O+(x+y)H 2 = (x+y)Cu+ xCO2+(x+2y+z)H2O
②a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l
③1.8 CuCO3·Cu(OH) 2·H2O
(2)可行 根据反应xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O=(x+y)CuO+ xCO2↑+(y+z)H2O↑,依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O质量(或其中任意三个量),即可计算出其组成。
解析:(1)本题的碱式碳酸铜与氢气反应看似一个很难的信息,其实细心一点只要把它理解为CuCO3和Cu(OH)2受热分解后产物CuO再与氢气反应,第①问题便可以解决;对于②要能分析出测定反应后CO2和H2O质量,因此对于氢气发生器后仪器的选择是除氯化氢和水蒸气,防止对后续测定影响就可以了,因为测定H2O和CO2分别用浓硫酸和碱石灰是固定的。
(2)其实在分析(1)①方程式书写时便得到了碱式碳酸铜热分解方程式: xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O=(x+y)CuO+ xCO2↑+(y+z)H2O↑,稍加分析可知,依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O质量(或其中任意三个量),即可计算出其组成。
44.答案:(1)2.56g(2)0.1mol/L
解析:发生反应的化学方程式为:
①Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 ②Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
两个反应共生成FeSO4为:0.2L×0.5mol/L=0.1mol
观察两个反应不难发现,若生成同样的FeSO4,②式消耗的铁更多。假设0.1molFeSO4全部为②式产生,则此时消耗的铁将达最大量为a。21世纪教育网
Fe ~ FeSO4
1mol 1mol
a 0.1mol
a=0.1mol,即铁为5.6g,则5.2g固体中含Cu也含剩余的Fe,设原溶液的Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量分别为x和y。
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
X x 3x y y y y
由题意得 3x+y=0.1mol
6g-56g/mol×(x+y)+64g/mol×y=5.2g
解得:x=0.02mol y=0.04mol
则生成铜:0.04mol×64g/mol=2.56g
原Fe2(SO4)3和物质的量浓度为0.02mol/0.2L=0.1mol/L
45.答案:(1)溶液中存在的离子为:Fe2+、Cu2+、Cl-。
(2)Cu2+:0.625mol/L,Fe2+:5mol/L,Cl+11.25mol/L。
解析:存在的不溶物有两种可能:一可能是铁、铜混合物,二可能只是铁。若为铁、铜混合物,则溶液中的Cu2+必然全部析出,即不溶物的质量大于9.6g,显然错误,故不溶物为Cu。
所以:(1)溶液中存在的离子为:Fe2+、Cu2+、Cl-。
(2)溶液中n(Cu2+)=(9.6g-4.8g)÷64g/mol=0.075mol
Cu2+的物质的量浓度为:0.075mol÷0.12L=0.625mol/L
设被还原的Fe3+的物质的量为x:
根据Fe3+得电子数与Fe、Cu失电子数相等,列式为:
x×1=(8.4g÷56g/mol)×2+0.075mol×2=0.45mol
溶液中n(Fe3+)=8.4g÷56g/mol+0.45mol=0.6mol
Fe2+的物质的量浓度为:0.6mol÷1.2L=5mol/L
Cl+的物质的量浓度为:0.625mol/L×2+5mol/L×2=11.25mol/L。
46.答案:(1)Fe+4H++Fe3++NO↑+2H2O
2Fe3++Fe3Fe2+.
(2)①加入Fe粉为0~0.2mol时,存在形式为Fe3+.
②加入铁粉为0.2~0.3mol时,存在形式为Fe2+和Fe3+
③加Fe粉为n(Fe)≥0.3mol时,存在形式为Fe2+.
(3)如下图.
解析:铁与稀硝酸反应规律
①Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
②3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)当≤时,按反应①进行;
当≥时,按反应②进行.
当≤≤时,则①②两反应都发生,且Fe、HNO3均反应完全.
(2)上述反应可以认为先发生反应①,若Fe有剩余则发生2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2.
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