第二单元铁、铜的获取及应用
第一课时 从自然界获取铁和铜
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[课标要求]
1．了解铁、铜的冶炼。
2．掌握金属冶炼的一般方法。
1．常见的铁矿有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等，常见的铜矿有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]等。
2．工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)的方法获得粗铜后经过电解精炼得到
精铜。
3．常见金属的冶炼方法：①K、Ca、Na、Mg、Al用电解法；②金属活动性顺序
中Zn～Cu用高温还原法；③Hg、Ag用热分解法；④Cu、Zn还可用湿法冶炼。
1．铁、铜的存在
铁、铜在自然界中主要以化合态的形式存在。
(1)铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)等。
(2)铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]等。
2．铁、铜的早期获取
人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。所不同的是铁单质只存在于从天而降的陨铁中，所以古代人称铁为“天石”，而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。
3．铁的冶炼
(1)设备：炼铁高炉。
(2)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。
(3)主要反应
①还原剂的生成。a.生成CO2：C＋O2高温,CO2，
b生成CO：CO2＋C高温,2CO。
②铁的生成：Fe2O3＋3CO高温,2Fe＋3CO2。
③炉渣的形成：a.CaCO3高温,CaO＋CO2，
b．CaO＋SiO2高温,CaSiO3。
[特别提醒]
使用炼铁高炉得到的是含碳2%～4.5%的生铁，生铁经过进一步冶炼，包括降碳，调硅锰，除硫、磷，得到含碳量0.03%～2%的钢。
4．炼铜
(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。
黄铜矿冰铜―→粗铜(含Ag、Au、Fe、Zn等杂质)精铜
(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．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：选A 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，在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。
2．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)生石灰的作用是________，化学方程式为__________________________________
________________________________________________________________________。
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
1．金属的冶炼
金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程。
2．金属的活泼性与金属的冶炼方法
(1)少数不活泼的金属在自然界中以单质形式存在，如金、铂等。大部分金属以化合态形式存在于自然界，金属越不活泼，从其化合物中还原出来越容易，金属越活泼从其化合物中还原出来越困难。
(2)金属活泼性与冶炼方法的关系如下：
3．高温还原法的冶炼金属的分类和优、缺点
(1)分类
(2)优、缺点
用氢气还原法冶炼金属，纯度高，但成本也高；用一氧化碳和炭还原法冶炼金属，纯度低，冶炼成本也低；用铝热法可以冶炼熔点高难冶炼的金属，成本较高。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)在自然界中金属都以化合态存在( )
(2)在金属化合物中金属元素都显正价( )
(3)金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生氧化反应( )
(4)金属的活动性越强，即金属失电子的能力越强( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√
2．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是( )
选项
冶炼原理
方法
A
2HgO2Hg＋O2↑
热分解法
B
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
电解法
C
Cu2S＋O22Cu＋SO2
热分解法
D
Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
高温还原法
解析：选C 活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用高温还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D正确。C错误，C项为火法炼铜。[三级训练·节节过关]
1．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：选C 铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O3高温,2Fe＋Al2O3；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。
2．目前工业上冶炼铝通常采用的方法是( )
A．CO或H2还原法 B．铝热反应法
C．电解法 D．热分解法
解析：选C 目前工业上冶炼金属铝采用的是电解熔融的Al2O3来得到金属铝。
3．下列反应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：选C 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。
4．冶炼金属一般有下列方法：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。
(1)对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入空格中。
火烧孔
雀石炼铜
湿法
炼铜
铝热
法炼铬
从光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)中炼镁
(2)各列举一个使用上述方法冶炼金属的例子(用化学方程式表示)。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
解析：(1)火烧孔雀石炼铜是用C还原孔雀石分解得到CuO，选①；湿法炼铜和铝热法炼铬都是利用活泼金属置换较不活泼的金属，选③；光卤石炼镁的反应为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，选④；(2)金属活动性较强的金属、活动性介于Zn～Cu之间的金属、活动性较弱的金属分别采用电解法、高温还原法、热分解法冶炼。
答案：(1)① ③ ③ ④
(2)①2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑
②3H2＋WO3W＋3H2O
③3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3
④2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
1．下列说法中，不正确的是( )
A．金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，都是被还原
D．金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱
解析：选B 由金属冶炼的方法可知，金属冶炼时，除用高温还原法外，还可用电解法、热分解法，后两种方法不用加入还原剂，B不正确。
2．下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是( )
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
B．Al2O3＋3C2Al＋3CO↑
C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
D．2Ag2O4Ag＋O2↑
解析：选B 目前金属铝的制备方法是电解氧化铝，其他选项中所涉及的内容均符合理论和生产实际。
3．铝能用于冶炼金属铁、钒、铬、锰等，其原因是铝具有( )
A．两性
B．导电性好
C．熔点低
D．还原性强，且反应放出大量热
解析：选D 铝能用于冶炼金属铁、钒、铬、锰等，其原因一是铝比铁、钒、铬、锰等活泼，铝能把其置换出来；二是反应放出大量的热使反应得以进行，D正确。
4．下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
B．TiCl4＋4NaTi＋4NaCl
C．Al2O3＋3H22Al＋3H2O
D．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
解析：选C 工业上用电解Al2O3的方法制取单质Al。
5．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于( )
A．金属的导电性强弱
B．金属在地壳中的含量多少
C．金属的化合价高低
D．金属的活动性强弱
解析：选D 人类对材料的使用经历了一个由易到难，由简单到复杂的过程，所以金属活动性较差、容易冶炼的金属最先被人发现和利用。
6．用H2、C、CO分别与等质量的氧化铁在高温下反应，使氧化铁中的铁全部还原出来，消耗H2、C、CO的质量比为( )
A．1∶1∶1 B．1∶3∶14
C．1∶6∶14 D．2∶1∶2
解析：选B 由3H2～Fe2O3，C～Fe2O3,3CO～Fe2O3可知，相同的质量的氧化铁需要的还原剂的质量比为：
(3×2)∶∶(3×28)＝1∶3∶14。
7．工业上，常用Mg还原法制取金属Ti，反应原理如下：2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti。下列说法正确的是( )
①该反应属于置换反应；②该反应属于氧化还原反应；
③该反应表明Mg比Ti活泼；④Ti被誉为“21世纪的金属”，在航天工业上有广泛用途。
A．只有①② B．只有③④
C．只有①②③ D．全部
解析：选D 由单质Mg从化合物TiCl4中置换出金属Ti，化合价发生变化，故①②正确；在反应中Mg作还原剂，Ti是还原产物，故Mg的还原性比Ti强，③正确；④Ti为性能优良的金属，广泛应用于航天工业，④正确。
8．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：选B 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。
9．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂；②利用铝热反应原理还原；③电解法；④分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属：_________________________________________。
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属：____________________________________。
(3)Hg、Ag等不活泼金属：_____________________________________________。
(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属：_______________________________________。
解析：活泼的金属，如Na、Mg、Al用电解法冶炼，不活泼的金属，如Hg、Ag用热分解法冶炼，中等活泼的金属，如Fe、Zn、Cu用高温还原法冶炼，难熔金属如V、Cr、Mn、W等用铝热反应冶炼。
答案：(1)① (2)③ (3)④ (4)②
10．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)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)写出CaCO3所参与有关反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：赤铁矿主要成分为Fe2O3，磁铁矿主要成分为Fe3O4，铁元素在这两种矿石中均以化合态形式存在。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)C＋O2CO2，CO2＋C2CO
(3)CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3
1．下列关于钙、钾、铜的冶炼方法正确的是( )
A．电解法、热分解法、热还原法
B．电解法、电解法、高温还原法
C．高温还原法、热分解法、高温还原法
D．电解法、电解法、热分解法
解析：选B 钙、钾是活泼的金属，应采用电解的方法冶炼，铜是中等活泼金属，采用高温还原方法来冶炼。
2．下列有关金属冶炼说法不正确的是( )
A．电解饱和NaCl溶液制备Na
B．电解熔融的MgCl2制备Mg
C．CO还原赤铁矿(Fe2O3)可用于炼铁
D．Fe和CuSO4溶液的反应可用于湿法炼铜
解析：选A A项，电解饱和氯化钠溶液得到氢气、氯气、氢氧化钠，不能得到Na单质，错误；B项，电解熔融的氯化镁可以制取Mg，正确；C项，CO具有还原性，可以还原金属氧化物为金属单质，正确；D项，Fe与硫酸铜发生置换反应得到Cu单质，被称为湿法炼铜，正确。
3．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：选B 冶炼难熔金属通常用铝热法。
4．在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是( )
A．Na，Mg，Al B．Na，K，Zn，Fe
C．Zn，Fe，Cu，Ag D．Mg，Al，Zn，Fe
解析：选A A项，Na、Mg、Al都是活泼的金属，应该用电解的方法冶炼而不能用还原剂还原，正确；B项，Na、K用电解法冶炼，而Zn、Fe用高温还原法冶炼，错误；C项，Zn、Fe用高温还原法冶炼，而Cu、Ag用热分解的方法冶炼，错误；D项，Mg、Al用电解法冶炼，而Zn、Fe用高温还原法冶炼，错误。
5．下列有关金属的工业制法中，正确的是( )
A．炼铜：用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)直接电解精炼得到纯度为99.9%的铜
B．制铝：工业上电解熔融氯化铝来制备铝
C．制钠：电解饱和NaCl溶液
D．炼铁：用CO在高温下还原铁矿石中的铁
解析：选D 电解精炼铜时用粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜作电解液进行电解，A项错误；工业上电解熔融的氧化铝制备铝，B项错误；制取钠时电解的是熔融的氯化钠，C项错误，D项正确。
6．在熔融状态下，Na与KCl存在可逆反应：Na＋KCl??NaCl＋K，通过调整温度，可利用金属Na来制取K。
物质
K
Na
KCl
NaCl
熔点/℃
63.6
97.8
770
801
沸点/℃
774
883
1 500
1 413
根据上表的熔点和沸点，确定由Na与KCl反应制取K的合适温度为( )
A．770 ℃ B．801 ℃
C．850 ℃ D．770～801 ℃
解析：选C K、Na的活泼性相近，要从上述可逆的置换反应中制取K，主要是利用K的沸点比Na的低而控制温度使K汽化。其余三种物质均为液体，便于生成的K蒸气不断逸出，使反应向生成K的方向进行而制得K。在801～883 ℃合理。
7．用铝热法还原下列化合物，若获得金属各1 mol，消耗铝最少的是( )
A．MnO2 B．Cr2O3
C．WO3 D．CuO
解析：选D 得到1 mol金属时转移电子的物质的量越少，则消耗Al越少，从而可知，金属的化合价越低，被还原时，需要的电子越少，消耗的铝越少。
8．赤铜矿的主要成分是氧化亚铜(Cu2O)，辉铜矿的主要成分是硫化亚铜(Cu2S)，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有如下反应：Cu2S＋2Cu2O6Cu＋SO2↑。下列对于该反应的说法中，正确的是( )
①该反应中的氧化剂只有Cu2O ②Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂 ③Cu既是氧化产物又是还原产物
④氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶6
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
解析：选D 该反应中，Cu2S既是氧化剂又是还原剂，Cu2O是氧化剂；Cu是还原产物，SO2是氧化产物。
9．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，可总结出金属冶炼方法与金属活动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，请据此法写出用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，活泼的金属采用电解法冶炼(如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等活泼的金属用高温还原法冶炼(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不活泼的金属用热分解法冶炼(如Hg、Ag等)。
(2)Ca是活泼的金属，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)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高温还原法冶炼，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
10．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)
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第二课时 铁、铜及其化合物的应用
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[课标要求]
1．认识铁、铜的物理性质和化学性质。
2．掌握铁、铜化合物的重要性质。
3．掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法及Fe2＋与Fe3＋的相互转化。
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，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＋。
5．在溶液中，Fe3＋呈棕黄色、Fe2＋呈浅绿色、Fe(SCN)3呈血红色、Cu2＋呈蓝色。
1．铁的性质
(1)物理性质
色泽
导电性
导热性
延展性
特性
银白色，有
金属光泽
良好
良好
良好
能被磁铁吸引
(2)化学性质
①与非金属的反应：
与O2反应 3Fe＋2O2Fe3O4(火星四射，生成黑色固体)；
与Cl2反应2Fe＋3Cl22FeCl3(剧烈燃烧，生成红棕色烟)。
②与酸反应，与盐酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
常温下，Fe遇浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。
③与盐溶液反应，与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
2．铜的性质
(1)物理性质
颜色：紫红色；导电性、导热性和延展性：良好。
(2)化学性质
①与非金属反应：
与O2反应：2Cu＋O2高温,2CuO；
与Cl2反应：Cu＋Cl2点燃,CuCl2。(剧烈燃烧，生成棕黄色烟)
②与盐溶液反应：
与AgNO3溶液反应的离子方程式为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。
3．Fe3＋、Fe2＋的检验
(1)检验方法
(2)Fe3＋与KSCN反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
[特别提醒]
(1)Fe3＋与SCN－反应时，生成红色溶液，而不是红色沉淀。
(2)当溶液中Fe2＋和Fe3＋共存时，Fe3＋的存在对Fe2＋的检验造成干扰。
1．向未知溶液中加入氯水，再加入KSCN溶液，溶液变红色，能否证明溶液中含有Fe2＋？
提示：不能；若溶液中含有Fe3＋，即使不含Fe2＋，加入KSCN溶液，溶液也会变红色。利用KSCN溶液检验Fe2＋时，必须首先证明原溶液中不含Fe3＋。
2．如何证明含有Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋？
提示：由于溶液中含有Fe3＋，利用NaOH溶液或KSCN溶液都无法证明溶液中是否含有Fe2＋；可以利用Fe2＋的还原性，向溶液中加入酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去证明溶液中含有Fe2＋。
1．Fe3＋的检验方法
2．Fe2＋的检验方法
[特别提醒]
Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，其中Fe(OH)2为白色，Fe(OH)3为红褐色，转化过程中出现灰绿色。
1．将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3
解析：选A 根据题意可知溶液中含有Fe2＋，只有FeO溶于稀盐酸产生Fe2＋，A项符合题意。
2．欲证明某溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋，进行如下实验操作时最佳顺序为( )
①加入少量氯水 ②加入少量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
解析：选C Fe3＋与KSCN溶液反应变红色，Fe2＋与KSCN溶液不反应，但加入氧化剂后Fe2＋被氧化成Fe3＋，遇KSCN变红色。所以，应先加入KSCN溶液，如果溶液不变色，再加入氯水，溶液变成红色，则可证明溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋。
1．Fe2＋和Fe3＋的转化
(1)Fe2＋和Fe3＋的转化
①Fe2＋―→Fe3＋
向FeCl2溶液中加入氯水，反应的离子方程式为
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
②Fe3＋―→Fe2＋
向FeCl3溶液中加入铁粉，反应的离子方程式为
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
③结论：Fe2＋Fe3＋
(2)转化的应用
①在配制含Fe2＋的溶液时，向溶液中加入少量铁粉，目的是使被氧气氧化形成的Fe3＋还原为Fe2＋。
②为除去废水中的Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液的pH使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀析出。
③在制作印刷电路板中发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。
2．铜盐
(1)物理性质
硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐可溶于水；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其难溶于水。
(2)化学性质
铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。
(3)铜的化合物的颜色
①CuO：黑色 ②Cu(OH)2：蓝色
③CuSO4：白色 ④CuSO4·5H2O：蓝色
3．铁、铜化合物的应用
(1)铁是维持生命活动不可缺少的微量元素。
(2)氧化铁用作颜料，FeCl3、FeSO4用作净水剂，Fe3O4作磁性材料。
(3)铜盐可杀菌、消毒。
[特别提醒]
铁的不同价态之间的转化，要通过氧化还原反应来实现，氧化剂或还原剂的强弱不同，则转化产物可能不同。
取少量FeCl3溶液于试管中，进行下列操作，观察实验现象。
[问题思考]
1．如何除去FeCl2中的Fe3＋？
提示：向溶液中加入足量铁粉，充分反应后过滤，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
2．如何除去FeCl3溶液中的Fe2＋？
提示：向溶液中通入适量Cl2，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
3．FeCl3溶液为什么能用于从废旧印刷电路板(主要含铜)中回收铜？
提示：FeCl3能与印刷电路板中的铜反应：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，再用Fe置换出铜：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
铁及其化合物的相互转化
1．Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2＋或Fe3＋。
(1)FeFe2＋
2．Fe2＋既具有还原性又具有氧化性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe。
转化
Fe2＋―→Fe3＋
Fe2＋―→Fe
试剂
强氧化剂：Cl2、Br2、H2O2、KMnO4、
HNO3、HClO等
还原剂：C、Al、Zn、CO等
实例
2Fe2＋＋Cl2===
2Fe3＋＋2Cl－
Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，FeO＋COFe＋CO2
3．Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe或Fe2＋。
转化
Fe3＋―→Fe
Fe3＋―→Fe2＋
试剂
强还原剂：C、Zn、CO等
还原剂：Fe、Cu等
实例
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
2Fe3＋＋Cu===
2Fe2＋＋Cu2＋
4．“铁三角”转化关系
(1)0价铁、＋2价铁、＋3价铁在一定条件下可相互转化，被称之为“铁三角”转化关系。
(2)“铁三角”转化关系的应用
①判断离子共存
a．Fe3＋与I－、S2－、HS－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
b．Fe2＋与S2－、ClO－、MnO、NO(H＋)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分离与提纯
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
1．向盐酸中加入铁粉，待铁粉全部溶解后，再加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色褪去的原因是( )
A．Fe有还原性
B．FeCl2中Fe2＋具有还原性
C．KMnO4具有还原性
D．盐酸有还原性
解析：选B 溶液褪色是因为Fe2＋具有还原性，KMnO4具有氧化性，KMnO4被Fe2＋还原生成无色的Mn2＋。
2．将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内，根据下述不同情况，填写金属或金属离子。
(1)充分反应后，如果Fe有剩余，则容器内不可能有________。
(2)充分反应后，如果容器内还有大量Fe3＋，则还含有________，一定没有________。
(3)充分反应后，如果容器内有较多Cu2＋和相当量的Cu，则容器内不可能有________。
解析：根据Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，若Fe有剩余，则容器中只能有Fe2＋，不可能有Fe3＋、Cu2＋；如果容器内还有大量Fe3＋，则还含有Cu2＋和Fe2＋，一定没有Fe和Cu；如果容器内有较多Cu2＋和相当量的Cu，则容器内不可能有Fe3＋和Fe。
答案：(1)Fe3＋、Cu2＋ (2)Cu2＋、Fe2＋ Fe、Cu
(3)Fe3＋、Fe
[三级训练·节节过关]
1．为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入( )
A．NaOH溶液 B．铁片
C．KSCN溶液 D．石蕊溶液
解析：选C FeCl2变质产生Fe3＋，检验Fe3＋可选用KSCN溶液。
2．在含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋的溶液中加入铁粉充分反应后，固体残渣用盐酸处理，有气体放出，则与Fe粉反应后的溶液中离子最多的是( )
A．Fe3＋ B．Fe2＋
C．Cu2＋ D．OH－
解析：选B 固体残渣用盐酸处理，有气体放出，说明有Fe粉剩余，则反应后的溶液中不可能有Fe3＋、Cu2＋存在，数目较多的离子应是Fe2＋。
3．制印刷电路时常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是( )
A．烧杯中有铜无铁 B．烧杯中有铁无铜
C．烧杯中铁、铜都有 D．烧杯中铁、铜都无
解析：选B 根据2FeCl3＋Fe===3FeCl2、2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2可知，铁、铜都和氯化铁反应，由于铁的活动性比铜强，所以，反应有先后，只有铁完全反应后，剩余的氯化铁才能与铜反应。因此，不可能出现有铁无铜的现象。
4．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：
Fe2＋Fe3＋FeO
回答下列有关问题：
(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①、④的转化，要求产物纯净，可选用________(选填字母)。
a．Cl2 b．Fe c．Cu d．KMnO4
(2)某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2＋能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：
将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在试管Ⅰ中滴入酸性高锰酸钾溶液，在试管Ⅱ中滴入KSCN溶液。
①请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：
实
验
现象
结论
试管Ⅰ
试管Ⅱ
a
褪色
不变红
b
不褪色
变红
c
褪色
变红
②能不能将KMnO4和KSCN滴入到同一试管中进行验证，为什么？试进行解释：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)Fe2＋Cl2,Fe3＋，选KMnO4则引入杂质，Fe3＋Fe,Fe2＋，选Cu则引入杂质Cu2＋。(2)①加KMnO4溶液只要褪色就说明含有Fe2＋，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3＋，所以答案很容易得出，而第②问中的原因可归结为两条，一是KMnO4溶液呈紫红色，影响观察Fe(SCN)3的红色，二是KSCN具有较强的还原性，可以被KMnO4氧化，影响Fe2＋的检验。
答案：(1)a、b
(2)①a.没有变质 B．完全变质 c．部分变质
②不能，原因是KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2＋的检验
1．将下列反应，其产物的颜色按血红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )
①金属钠在纯氧中燃烧 ②Fe2(SO4)3溶液中滴入NaOH溶液 ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水硫酸铜放入水中
A．②③①④ B．③②①④
C．③①②④ D．①②③④
解析：选B Na2O2呈淡黄色、Fe(OH)3呈红褐色、Fe(SCN)3呈血红色、CuSO4溶液呈蓝色。
2．实验室在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，常在溶液中加入少量的( )
A．锌粉 B．铁粉
C．硫酸铁 D．盐酸
解析：选B Fe2＋极易被氧化，所以应加入还原性物质，Zn、Fe都具有还原性，但Zn能将Fe2＋还原成铁单质，且生成的Zn2＋为杂质离子。
3．某溶液中，滴加KSCN溶液时无明显现象发生，再滴入少量氯水，溶液立即显血红色。则原溶液中一定含有的是( )
A．Fe2＋ B．Fe3＋
C．NH D．K＋
解析：选A 向溶液中滴加KSCN溶液时无明显现象发生，说明溶液中无Fe3＋，再滴入少量氯水，立即显血红色，说明原溶液中含Fe2＋，被氯水氧化为Fe3＋后与SCN－反应而呈血红色；溶液中是否含NH、K＋，无法确定。
4．下列氯化物既可由金属和氯气直接反应制得，也可由金属和盐酸反应制得的是( )
A．CuCl2 B．FeCl3
C．FeCl2 D．AlCl3
解析：选D 铜与盐酸不反应，铁与氯气反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，铝与氯气、盐酸反应的产物均为AlCl3。
5．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：选D Fe2(SO4)3和CuSO4都可以与铁粉反应生成FeSO4，而不引入新的杂质。
6．能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是( )
A．AgNO3溶液 B．FeCl3溶液
C．CuSO4溶液 D．FeSO4溶液
解析：选B A、C项虽能溶解铁，但同时析出的Ag和Cu会附着在铁上，D项不能使铁溶解，符合题意的是B项。
7．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：选C 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。
8．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：选C 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。
9．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的试管中加入水，此时A未溶解，但加入一定量的无色溶液B，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加入无色溶液B，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＋，而不引进其他杂质离子，可选用的氧化剂有Cl2、H2O2、O3、O2等。
Ⅱ.根据溶液变为浅绿色，推测生成了Fe2＋，原固体A为Fe，加入水，此时A未溶解。但加入一定量无色溶液B后，A即逐渐溶解，并有气体生成，推测无色溶液B为酸溶液，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(合理即可) (2)Fe与水常温下不反应，滴入硫酸后，硫酸使Fe溶解
10．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3＋存在的试剂是__________，证明Fe3＋存在的现象是______________。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：
A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①____________，②____________，③_______________________________，
④____________，⑤____________，⑥________________________________。
B．请写出相关反应的化学方程式。
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
解析：从腐蚀铜的废液中回收铜。
答案：(1)KSCN溶液 溶液变成红色
(2)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
(3)A.①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl
⑤FeCl2 ⑥Cl2
B．CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2FeCl3＋Fe===3FeCl2
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
1．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能( )
A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等
B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖则是添加了红色耐高温染料
C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu
D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3
解析：选D 黏土中含有Fe元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成氧化物，Fe元素的氧化物有3种，FeO与Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，D项正确。
2．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：选C 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。
3．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成血红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成血红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
解析：选B 溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，氧化性：Fe3＋4．铁有＋2价和＋3价两种价态，下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是( )
A．用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．氢氧化铁受热分解
解析：选D A项，Fe＋2FeCl3===3FeCl2，化合价由＋3价变为＋2价；B项，3Fe＋2O2Fe3O4，化合价由0价变为＋2价、＋3价；C项，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，化合价由＋2价变为＋3价；D项，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O，化合价没有变化。
5．将Cu片放入0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中的c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为( )
A．3∶4 B．4∶3
C．1∶2 D．5∶3
解析：选A 所得溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，即二者的物质的量之比为2∶3，由反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋可知，反应后溶液中n(Fe2＋)∶n(Cu2＋)＝2∶1，则反应后溶液中n(Cu2＋)∶n(Fe3＋)＝n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝3∶4，A项正确。
6．某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2＋、0.2 mol Fe3＋，加入0.2 mol铁粉，待Fe3＋完全被还原后，溶液中Fe2＋的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)( )
A．0.4 mol·L－1 B．0.6 mol·L－1
C．0.8 mol·L－1 D．1.0 mol·L－1
解析：选C 由反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知铁粉过量，0.2 mol Fe3＋与过量铁粉反应生成0.3 mol Fe2＋，故反应后Fe2＋共为0.4 mol，c(Fe2＋)＝＝0.8 mol·L－1。
7．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
试剂选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
解析：选B 甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。酸性KMnO4溶液和溴水符合条件，实验现象是颜色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。
8．将适量铁粉放入FeCl3溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋浓度相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是( )
A．3∶2 B．2∶3
C．1∶2 D．1∶1
解析：选B Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋物质的量之比为2∶3。
9．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________________________________________________________________________，
⑥________________________________________________________________________。
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↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
10．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%]
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“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(十七)”
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课时跟踪检测（十七） 铁、铜及其化合物的应用
1．将下列反应，其产物的颜色按血红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )
①金属钠在纯氧中燃烧 ②Fe2(SO4)3溶液中滴入NaOH溶液 ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水硫酸铜放入水中
A．②③①④ B．③②①④
C．③①②④ D．①②③④
解析：选B Na2O2呈淡黄色、Fe(OH)3呈红褐色、Fe(SCN)3呈血红色、CuSO4溶液呈蓝色。
2．实验室在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，常在溶液中加入少量的( )
A．锌粉 B．铁粉
C．硫酸铁 D．盐酸
解析：选B Fe2＋极易被氧化，所以应加入还原性物质，Zn、Fe都具有还原性，但Zn能将Fe2＋还原成铁单质，且生成的Zn2＋为杂质离子。
3．某溶液中，滴加KSCN溶液时无明显现象发生，再滴入少量氯水，溶液立即显血红色。则原溶液中一定含有的是( )
A．Fe2＋ B．Fe3＋
C．NH D．K＋
解析：选A 向溶液中滴加KSCN溶液时无明显现象发生，说明溶液中无Fe3＋，再滴入少量氯水，立即显血红色，说明原溶液中含Fe2＋，被氯水氧化为Fe3＋后与SCN－反应而呈血红色；溶液中是否含NH、K＋，无法确定。
4．下列氯化物既可由金属和氯气直接反应制得，也可由金属和盐酸反应制得的是( )
A．CuCl2 B．FeCl3
C．FeCl2 D．AlCl3
解析：选D 铜与盐酸不反应，铁与氯气反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，铝与氯气、盐酸反应的产物均为AlCl3。
5．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：选D Fe2(SO4)3和CuSO4都可以与铁粉反应生成FeSO4，而不引入新的杂质。
6．能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是( )
A．AgNO3溶液 B．FeCl3溶液
C．CuSO4溶液 D．FeSO4溶液
解析：选B A、C项虽能溶解铁，但同时析出的Ag和Cu会附着在铁上，D项不能使铁溶解，符合题意的是B项。
7．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：选C 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。
8．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：选C 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。
9．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的试管中加入水，此时A未溶解，但加入一定量的无色溶液B，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加入无色溶液B，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＋，而不引进其他杂质离子，可选用的氧化剂有Cl2、H2O2、O3、O2等。
Ⅱ.根据溶液变为浅绿色，推测生成了Fe2＋，原固体A为Fe，加入水，此时A未溶解。但加入一定量无色溶液B后，A即逐渐溶解，并有气体生成，推测无色溶液B为酸溶液，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(合理即可) (2)Fe与水常温下不反应，滴入硫酸后，硫酸使Fe溶解
10．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3＋存在的试剂是__________，证明Fe3＋存在的现象是______________。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：
A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①____________，②____________，③_______________________________，
④____________，⑤____________，⑥________________________________。
B．请写出相关反应的化学方程式。
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
解析：从腐蚀铜的废液中回收铜。
答案：(1)KSCN溶液 溶液变成红色
(2)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
(3)A.①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl
⑤FeCl2 ⑥Cl2
B．CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2FeCl3＋Fe===3FeCl2
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
1．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能( )
A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等
B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖则是添加了红色耐高温染料
C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu
D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3
解析：选D 黏土中含有Fe元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成氧化物，Fe元素的氧化物有3种，FeO与Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，D项正确。
2．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：选C 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。
3．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成血红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成血红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
解析：选B 溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，氧化性：Fe3＋4．铁有＋2价和＋3价两种价态，下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是( )
A．用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．氢氧化铁受热分解
解析：选D A项，Fe＋2FeCl3===3FeCl2，化合价由＋3价变为＋2价；B项，3Fe＋2O2Fe3O4，化合价由0价变为＋2价、＋3价；C项，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，化合价由＋2价变为＋3价；D项，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O，化合价没有变化。
5．将Cu片放入0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中的c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为( )
A．3∶4 B．4∶3
C．1∶2 D．5∶3
解析：选A 所得溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，即二者的物质的量之比为2∶3，由反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋可知，反应后溶液中n(Fe2＋)∶n(Cu2＋)＝2∶1，则反应后溶液中n(Cu2＋)∶n(Fe3＋)＝n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝3∶4，A项正确。
6．某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2＋、0.2 mol Fe3＋，加入0.2 mol铁粉，待Fe3＋完全被还原后，溶液中Fe2＋的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)( )
A．0.4 mol·L－1 B．0.6 mol·L－1
C．0.8 mol·L－1 D．1.0 mol·L－1
解析：选C 由反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知铁粉过量，0.2 mol Fe3＋与过量铁粉反应生成0.3 mol Fe2＋，故反应后Fe2＋共为0.4 mol，c(Fe2＋)＝＝0.8 mol·L－1。
7．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
试剂选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
解析：选B 甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。酸性KMnO4溶液和溴水符合条件，实验现象是颜色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。
8．将适量铁粉放入FeCl3溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋浓度相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是( )
A．3∶2 B．2∶3
C．1∶2 D．1∶1
解析：选B Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋物质的量之比为2∶3。
9．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________________________________________________________________________，
⑥________________________________________________________________________。
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↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
10．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%]
课时跟踪检测（十六） 从自然界获取铁和铜
1．下列说法中，不正确的是( )
A．金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，都是被还原
D．金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱
解析：选B 由金属冶炼的方法可知，金属冶炼时，除用高温还原法外，还可用电解法、热分解法，后两种方法不用加入还原剂，B不正确。
2．下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是( )
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
B．Al2O3＋3C2Al＋3CO↑
C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
D．2Ag2O4Ag＋O2↑
解析：选B 目前金属铝的制备方法是电解氧化铝，其他选项中所涉及的内容均符合理论和生产实际。
3．铝能用于冶炼金属铁、钒、铬、锰等，其原因是铝具有( )
A．两性
B．导电性好
C．熔点低
D．还原性强，且反应放出大量热
解析：选D 铝能用于冶炼金属铁、钒、铬、锰等，其原因一是铝比铁、钒、铬、锰等活泼，铝能把其置换出来；二是反应放出大量的热使反应得以进行，D正确。
4．下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
B．TiCl4＋4NaTi＋4NaCl
C．Al2O3＋3H22Al＋3H2O
D．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
解析：选C 工业上用电解Al2O3的方法制取单质Al。
5．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于( )
A．金属的导电性强弱
B．金属在地壳中的含量多少
C．金属的化合价高低
D．金属的活动性强弱
解析：选D 人类对材料的使用经历了一个由易到难，由简单到复杂的过程，所以金属活动性较差、容易冶炼的金属最先被人发现和利用。
6．用H2、C、CO分别与等质量的氧化铁在高温下反应，使氧化铁中的铁全部还原出来，消耗H2、C、CO的质量比为( )
A．1∶1∶1 B．1∶3∶14
C．1∶6∶14 D．2∶1∶2
解析：选B 由3H2～Fe2O3，C～Fe2O3,3CO～Fe2O3可知，相同的质量的氧化铁需要的还原剂的质量比为：
(3×2)∶∶(3×28)＝1∶3∶14。
7．工业上，常用Mg还原法制取金属Ti，反应原理如下：2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti。下列说法正确的是( )
①该反应属于置换反应；②该反应属于氧化还原反应；
③该反应表明Mg比Ti活泼；④Ti被誉为“21世纪的金属”，在航天工业上有广泛用途。
A．只有①② B．只有③④
C．只有①②③ D．全部
解析：选D 由单质Mg从化合物TiCl4中置换出金属Ti，化合价发生变化，故①②正确；在反应中Mg作还原剂，Ti是还原产物，故Mg的还原性比Ti强，③正确；④Ti为性能优良的金属，广泛应用于航天工业，④正确。
8．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：选B 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。
9．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂；②利用铝热反应原理还原；③电解法；④分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属：_________________________________________。
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属：____________________________________。
(3)Hg、Ag等不活泼金属：_____________________________________________。
(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属：_______________________________________。
解析：活泼的金属，如Na、Mg、Al用电解法冶炼，不活泼的金属，如Hg、Ag用热分解法冶炼，中等活泼的金属，如Fe、Zn、Cu用高温还原法冶炼，难熔金属如V、Cr、Mn、W等用铝热反应冶炼。
答案：(1)① (2)③ (3)④ (4)②
10．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)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)写出CaCO3所参与有关反应的两个化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：赤铁矿主要成分为Fe2O3，磁铁矿主要成分为Fe3O4，铁元素在这两种矿石中均以化合态形式存在。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)C＋O2CO2，CO2＋C2CO
(3)CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3
1．下列关于钙、钾、铜的冶炼方法正确的是( )
A．电解法、热分解法、热还原法
B．电解法、电解法、高温还原法
C．高温还原法、热分解法、高温还原法
D．电解法、电解法、热分解法
解析：选B 钙、钾是活泼的金属，应采用电解的方法冶炼，铜是中等活泼金属，采用高温还原方法来冶炼。
2．下列有关金属冶炼说法不正确的是( )
A．电解饱和NaCl溶液制备Na
B．电解熔融的MgCl2制备Mg
C．CO还原赤铁矿(Fe2O3)可用于炼铁
D．Fe和CuSO4溶液的反应可用于湿法炼铜
解析：选A A项，电解饱和氯化钠溶液得到氢气、氯气、氢氧化钠，不能得到Na单质，错误；B项，电解熔融的氯化镁可以制取Mg，正确；C项，CO具有还原性，可以还原金属氧化物为金属单质，正确；D项，Fe与硫酸铜发生置换反应得到Cu单质，被称为湿法炼铜，正确。
3．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：选B 冶炼难熔金属通常用铝热法。
4．在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是( )
A．Na，Mg，Al B．Na，K，Zn，Fe
C．Zn，Fe，Cu，Ag D．Mg，Al，Zn，Fe
解析：选A A项，Na、Mg、Al都是活泼的金属，应该用电解的方法冶炼而不能用还原剂还原，正确；B项，Na、K用电解法冶炼，而Zn、Fe用高温还原法冶炼，错误；C项，Zn、Fe用高温还原法冶炼，而Cu、Ag用热分解的方法冶炼，错误；D项，Mg、Al用电解法冶炼，而Zn、Fe用高温还原法冶炼，错误。
5．下列有关金属的工业制法中，正确的是( )
A．炼铜：用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)直接电解精炼得到纯度为99.9%的铜
B．制铝：工业上电解熔融氯化铝来制备铝
C．制钠：电解饱和NaCl溶液
D．炼铁：用CO在高温下还原铁矿石中的铁
解析：选D 电解精炼铜时用粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜作电解液进行电解，A项错误；工业上电解熔融的氧化铝制备铝，B项错误；制取钠时电解的是熔融的氯化钠，C项错误，D项正确。
6．在熔融状态下，Na与KCl存在可逆反应：Na＋KCl??NaCl＋K，通过调整温度，可利用金属Na来制取K。
物质
K
Na
KCl
NaCl
熔点/℃
63.6
97.8
770
801
沸点/℃
774
883
1 500
1 413
根据上表的熔点和沸点，确定由Na与KCl反应制取K的合适温度为( )
A．770 ℃ B．801 ℃
C．850 ℃ D．770～801 ℃
解析：选C K、Na的活泼性相近，要从上述可逆的置换反应中制取K，主要是利用K的沸点比Na的低而控制温度使K汽化。其余三种物质均为液体，便于生成的K蒸气不断逸出，使反应向生成K的方向进行而制得K。在801～883 ℃合理。
7．用铝热法还原下列化合物，若获得金属各1 mol，消耗铝最少的是( )
A．MnO2 B．Cr2O3
C．WO3 D．CuO
解析：选D 得到1 mol金属时转移电子的物质的量越少，则消耗Al越少，从而可知，金属的化合价越低，被还原时，需要的电子越少，消耗的铝越少。
8．赤铜矿的主要成分是氧化亚铜(Cu2O)，辉铜矿的主要成分是硫化亚铜(Cu2S)，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有如下反应：Cu2S＋2Cu2O6Cu＋SO2↑。下列对于该反应的说法中，正确的是( )
①该反应中的氧化剂只有Cu2O ②Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂 ③Cu既是氧化产物又是还原产物
④氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶6
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
解析：选D 该反应中，Cu2S既是氧化剂又是还原剂，Cu2O是氧化剂；Cu是还原产物，SO2是氧化产物。
9．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，可总结出金属冶炼方法与金属活动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，请据此法写出用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，活泼的金属采用电解法冶炼(如K、Ca、Na、Mg、Al等)，中等活泼的金属用高温还原法冶炼(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等)，不活泼的金属用热分解法冶炼(如Hg、Ag等)。
(2)Ca是活泼的金属，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)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高温还原法冶炼，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
10．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)
