1、铁、铜的获取及应用 金属矿物的开发和利用一、选择题1下列关于铁及其化合物的说法中，不正确的是()A金属铁可以被磁铁吸引B铁元素有可变化合价C铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2D常温下铁片遇浓硫酸会发生钝化答案：C2(2019金华十校第一次联考)下列说法中不正确的是()A氟化银可用于人工降雨B从海水中获取食盐不需要化学变化CFeCl3溶液可用于制作印刷电路板D绿矾可用来生产铁系列净水剂解析：选A。碘化银可用于人工降雨，故A错误；海水蒸发可获得食盐，故B正确；FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，可用于制作印刷电路板，故C正确；绿矾是硫酸亚铁，可用来生产铁系列净水剂，故D正确。3(2019浙江“
2、超级全能生”选考科目联考)已知酸性条件下有如下反应：2Cu=Cu2Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体和蓝色溶液无色气体无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()ACuBCu2OC一定有Cu，可能有Cu2OD一定有Cu2O，可能有Cu解析：选D。本题考查铜及其化合物的主要性质。若产物只有Cu，与稀H2SO4作用不会得到蓝色溶液；若只有Cu2O符合各实验现象，若Cu2O
3、中含有Cu也符合各现象。4(2019浙江91联盟联考)下列叙述正确的是()A铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食品的器皿B盛放NaOH溶液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞C只用KSCN溶液就可检验FeCl3溶液中的少量Fe2D普通玻璃的组成可用Na2OCaO6SiO2表示，是纯净物解析：选B。A项中Cu的化学性质不活泼；C项中只用KSCN溶液不能检验Fe2；D项中普通玻璃是混合物。5(2019金华一中高一期末)下列说法不正确的是()A通过加热分解HgO可制得单质HgB炼铁时，还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来C活泼金属Na、Al的冶炼都是通过电解其氯化物水溶液制得的D沙里淘金是利用金和沙子的密度不同，从而
4、将金粒分离出来解析：选C。C项，活泼金属Na、Al的冶炼分别通过电解熔融的氯化钠和氧化铝制得的。6将某CuO和铜粉的混合物样品加入到混有H2SO4的Fe2(SO4)3溶液中，样品完全溶解时，溶液中Fe3、Fe2、Cu2、H四种离子物质的量之比为1431(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。若测得反应后溶液的pH1，则原溶液中H2SO4的物质的量浓度(molL1)为()A0.50B0.15C0.10D0.05解析：选B。溶液的pH1，则氢离子浓度为c(H)0.1 molL1，则反应后的溶液中c(Fe3)c(H)0.1 molL1，c(Fe2)4c(H)0.4 molL1，c(Cu2)3c(H)0.
5、3 molL1，根据电荷守恒可得：3c(Fe3)c(H)2c(Fe2)2c(Cu2)2c(SO)c(OH)，由于氢氧根离子浓度很小，可以忽略不计，所以溶液中硫酸根离子浓度为c(SO)3c(Fe3)c(H)2c(Fe2)2c(Cu2)(0.1 molL130.4 molL120.1 molL110.3 molL12)0.9 molL1，根据铁元素守恒，总的铁离子的物质的量浓度为0.1 molL10.4 molL10.5 molL1，则原硫酸铁中硫酸根离子的浓度为0.5 molL13/20.75 molL1，硫酸的物质的量浓度为0.9 molL10.75 molL10.15 molL1。7(201
6、9金华东阳二中选考模拟)如图所示的实验，发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色。若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeSO4溶液，溶液呈血红色。判断下列说法中不正确的是()A该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质B该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2C酸性FeSO4溶液中加入双氧水的离子反应为2Fe2H2O22H=2Fe32H2OD将烧杯中溶液换成KI淀粉溶液也能验证生成物具有还原性解析：选D。由酸性KMnO4溶液褪色说明H2燃烧生成了还原性的物质；烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeSO4溶液，溶液呈血红色，说明生成了具有氧化性的物质，故A、B正确；D项，换成KI溶
7、液，只能体现I的还原性，故不能证明生成物具有还原性，只能证明生成物具有氧化性。8部分氧化的Fe与Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是()A滤液A中的阳离子为Fe2、Fe3、HB样品中Fe元素的质量为2.24 gC样品中CuO的质量为4.0 gDV896解析：选B。根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与Fe3不共存，则A项错误；最后的3.2 g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24 g，则B项正确；样品中Cu元素和O元素共5.76 g2.24 g3.52 g，则C项错误；2.24 g Fe元素不可能全是单质，故生成的氢气的体积小于89
8、6 mL，则D项错误。9在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间关系如图所示，则该溶液中Fe(NO3)3与Cu(NO3)2的物质的量浓度之比为()A31B12C21D11解析：选C。注意纵坐标是 c(Fe2)。由化学方程式：2Fe3Fe=3Fe2、FeCu2=Fe2Cu，结合图像可知，c(Fe2)的大小在03变化快，3是拐点，此前发生2Fe3Fe=3Fe2，在34范围内变化时发生FeCu2=Fe2Cu。设溶液的体积为V L，由化学方程式2Fe3Fe=3Fe2可得，n(Fe3)n(Fe2)V L3 molL12V mol，由化
9、学方程式FeCu2=Fe2Cu可得，n(Cu2)n(Fe2)V L(43) molL1V mol，故c(Fe3)c(Cu2)n(Fe3)n(Cu2)21。10(2019绍兴一中高一期中)将三种黑色粉末组成的混合物加入到足量的某热浓酸中，充分反应后得到蓝绿色溶液和两种气体，将从蓝绿色溶液中分离得到的盐与0.15 mol还原铁粉恰好反应完全，可得浅绿色溶液和6.4 g红色沉淀；将上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中，仍然收集到两种气体，据此推断黑色粉末可能为()A物质的量 FeSCuOFe111B物质的量 CCuOFe322C质量 MnO2CuOC5.5812D质量 FeCCuO753
10、解析：选B。6.4 g红色沉淀为Cu，其物质的量为0.1 mol，根据反应FeCu2=Fe2Cu可知，生成0.1 mol铜需要消耗0.1 mol还原铁粉，而实际上消耗了0.15 mol铁粉，则反应后的溶液中除了含有Cu2，还含有能够与铁反应的离子，结合选项可知应该为Fe3；根据反应Fe2Fe3=3Fe2可知，0.05 mol铁粉会消耗0.1 mol Fe3，所以混合物中Cu2与Fe3的物质的量之比为11；将上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中，仍然收集到两种气体，该浓酸应该为浓硝酸，生成的气体为二氧化碳和二氧化氮气体，根据分析可知，满足条件的只有B。11(2019浙江名校考前押宝)
11、CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是()A将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体B相对于途径、，途径更好地体现了绿色化学思想CCuSO4在1 100 分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体DY可能是葡萄糖解析：选C。将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体，A项正确；途径有污染性气体产生，相对于途径，途径的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少并且无污染性气体产生，途径更好地体现了绿色化学思想，B项正确；由流程图知硫酸铜分解生成了Cu2O，若X是SO2和SO3的混合气体，则铜元素、硫元素化合价均降低，无元素化合价升高，根据2C
12、uSO4Cu2OSO2SO3O2知，X可能是O2、SO2和SO3的混合气体，C项错误；葡萄糖与氢氧化铜反应会生成Cu2O，所以Y可能是葡萄糖，D项正确。二、非选择题12(2017浙江11月选考，T28)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。已知：3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)。请回答：(1)虚线框处宜选择的装置是_(填“甲”或“乙”)；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是_。(2)实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有3价的铁。判断
13、结论是否正确并说明理由：_。答案：(1)乙铜丝由黑变红(2)不正确，因为铁过量时：Fe2Fe3=3Fe213(2018浙江4月选考，T29)称取4.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物，加入50.0 mL 2.00 molL1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60 g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04 g。请计算：(1)加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量：_。(2)固体混合物中氧化铜的质量：_。解析：向4.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物中加入50.0 mL 2.00 molL1硫酸充分反应，往所得溶液中再加入铁粉，充分反应后剩余固体有两种可能：第1种为单质铜，第2种为铁和铜的混合物
14、，所得溶液中不含Fe3。根据溶液中硫酸根离子守恒，所得溶质的物质的量为50.01032.00 mol0.100 mol，而加入溶液体系中的铁元素(氧化铁、铁粉)总物质的量大于0.100 mol，故可以判断加入的铁粉有剩余，剩余固体为铁和铜的混合物，所得溶液中的溶质为硫酸亚铁。(1)根据溶液中的硫酸根离子守恒，所得溶液中溶质的物质的量为n(FeSO4)n(H2SO4)0.100 mol。(2)设固体混合物中Fe2O3为x mol，CuO为y mol，根据质量守恒得：160x80y4.00，根据整个体系中金属元素守恒得：562x64y5.60.100563.04，解得x0.010 0，y0.030
15、 0，故固体混合物中CuO的质量为2.40 g。答案：(1)0.100 mol(2)2.40 g 14(2018浙江11月选考，T29)某红色固体粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物，为探究其组成，称取m g该固体粉末样品，用足量的稀H2SO4充分反应后，称得固体质量为a g。已知：Cu2O2H=Cu2CuH2O。(1)若a_(用含m的最简式表示)，则红色固体粉末为纯净物。(2)若am，则红色固体粉末中Fe2O3的物质的量为_mol(用含m的最简式表示)。解析：固体粉末样品加入足量的稀H2SO4充分反应后，有固体剩余，所以该固体粉末中一定有Cu2O，不一定有Fe2O3。(1)若红色固体粉
16、末为纯净物，则该固体粉末中只有Cu2O。m g Cu2O的物质的量为 mol，根据离子方程式：Cu2O2H=CuCu2H2O，产生Cu的物质的量是 mol，则其质量为g。(2)固体粉末样品加入足量的稀H2SO4充分反应后，称得固体质量为a g。设原样品中Fe2O3为x mol，Cu2O为y mol，则Cu2O2H=CuCu2H2Oy moly molFe2O36H=2Fe33H2Ox mol 2x mol2Fe3Cu=2Fe2Cu22x molx mol反应后剩余的a g固体是Cu，则160x144ym64(yx)m联立解得x，y。答案：(1)(2)15(2017浙江4月选考，T27)为探究黑色固体X(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：请回答：(1)X的化学式是_。(2)固体甲与稀硫酸反应的离子方程式是_。(3)加热条件下氨气被固体X氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式：_。解析：由X隔绝空气高温加热产生的气体能使带火星的木条复燃可知X中一定含有氧元素，再由固体甲(28.8 g)稀硫酸溶液(蓝色)固体乙(12.8 g，紫红色)可知X中一定含有铜元素，甲中也含有铜和氧两种元素，最后通过给出的质量关系可推出X为CuO，甲为Cu2O。答案：(1)CuO(2)Cu2O2H=Cu2CuH2O(3)3CuO2NH33CuN23H2O- 7 -
