132铁铜的获取及应用文档格式.docx
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3.某溶液中加入过量氨水或过量NaOH溶液均有沉淀产生,若加入铁粉或铜粉,溶液质量增加,则该溶液可能含有下列离子中的( )
A.Cu2+B.Fe3+
C.Mg2+D.Ca2+
[解析]加入氨水生成沉淀:
Fe3++3NH3·
H2O===Fe(OH)3↓+3NH
加入Fe、Cu粉溶液质量增加:
Fe+2Fe3+===3Fe2+
Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+
[答案]B
4.把铁片分别放入下列物质的溶液中,充分反应后,溶液质量比反应前减轻的是( )
A.CuSO4B.Fe2(SO4)3
C.HClD.FeSO4
[解析]本题考查了铁的化学性质及溶液质量变化的原因。
铁可与CuSO4、Fe2(SO4)3、HCl溶液反应,而不与FeSO4反应。
由反应方程式:
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,Fe+Fe2(SO4)3===3FeSO4,Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,可推知溶液质量减轻的为A。
[答案]A
5.在托盘天平的两盘中各放入同浓度同体积的足量稀硫酸,分别加入0.1mol两种金属,反应后需在游码中拨动0.2g后,天平才能恢复平衡。
两金属是( )
A.镁和铝B.铁和铝
C.镁和钠D.铁和铜
[解析]根据题意,托盘天平两边溶液的增重相差0.2g才能满足条件。
当0.1mol金属与足量稀H2SO4作用后,溶液的增重分别如下:
Mg:
0.1mol×
24g·
mol-1-0.1mol×
2g·
mol-1=2.2g
Al:
27g·
mol-1-
mol×
mol-1=2.4g
Fe:
56g·
mol-1=5.4g
Na:
23g·
Cu:
不与稀H2SO4反应,故增重6.4g。
故满足条件的金属组合为Mg和Al或Na和Al。
6.硫酸亚铁铵是一种重要的化工原料。
以下各组溶液中加入(NH4)2Fe(SO4)2·
6H2O晶体后,离子没有明显减少的是( )
A.Na+、H+、Cl+、NO
B.K+、Ba2+、OH-、I-
C.Na+、Mg2+、Cl-、SO
D.K+、S2-、Br-、ClO-
[解析]A中有H+和NO
,相当于有HNO3.HNO3可氧化Fe2+;
B中的Ba2+与SO
、OH-与NH
能反应;
D中的S2-与Fe2+能生成沉淀,ClO-有强氧化性,能氧化Fe2+。
7.下列有关钠、铁、铝性质的说法中不正确的是( )
A.在地壳中的含量:
Al>
Fe>
Na
B.均能与盐酸反应,生成物中金属价态数值:
C.钠、铝均能从FeCl3溶液中置换出铁
D.钠、铝均能与NaOH溶液反应,但参加反应的物质种类前者少于后者
[解析]Na不能从盐溶液中置换出金属单质
8.刚好能溶解1g铝的稀硝酸,最多能溶解铁的质量是(还原产物相同)( )
A.1gB.56/27g
C.28/27gD.28/9g
[解析]最多能溶解铁的质量,必须考虑多余的铁能与Fe3+继续反应,或Fe3+还能继续溶解铁。
用电子守恒解题:
2×
n(Fe)=3×
n(Al),n(Fe)=1.5n(Al),m(Fe)=1.5×
×
56=28/9g。
[答案]D
9.ag铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后,得到ag铜,则参与反应的H2SO4与CuSO4的物质的量之比为( )
A.1:
7B.7:
1
C.7:
8D.8:
7
[解析]Fe粉首先与H2SO4反应,然后再与CuSO4反应,与CuSO4反应的铁粉的物质的量为n(Cu)=a/64mol=n(CuSO4),与H2SO4反应的铁粉的物质的量为(a/56-a/64)=n(H2SO4),则n(H2SO4):
n(CuSO4)=(a/56-a/64):
a/64=1:
7。
10.(2012·
云南曲靖二模)部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g,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+、H+
B.样品中Fe元素的质量为2.24g
C.样品中CuO的质量为4.0g
D.V=896mL
[解析]根据题意,3.2g滤渣一定是铜,而铜与Fe3+不共存,则A项错误;
最后的3.2g固体为Fe2O3,其中Fe元素的质量为2.24g,B正确;
样品中Cu元素和O元素共5.76g-2.24g=3.52g,则C项错误;
2.24gFe元素不可能全是单质,故生成的氢气的体积小于896mL,D错误。
二、非选择题
11.(2012·
山东青岛模拟)铁元素是地壳中最丰富的元素之一,在金属中仅次于铝,铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。
请回答下列问题:
(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,其原理是Fe3O4+4CO
3Fe+4CO2,若有1molFe3O4参加反应,转移电子的物质的量是________mol。
(2)与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是____________。
(3)某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接,在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应)。
①各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A→
______→________→________→D。
②装置C的作用是____________________。
③反应开始后,B中硬质玻璃管内的现象为_____________;
可以检验生成物中含有Fe3+的试剂是________(填写试剂名称)。
[解析]
(1)Fe3O4中铁元素的化合价为+8/3,故有1molFe3O4参加反应,转移电子的物质的量是8mol。
(3)2Fe+3Cl2
2FeCl3要考虑到氯气的纯度、尾气处理等问题。
[答案]
(1)8
(2)因酸性废液中,H+会抑制Fe3+的水解,无法得到Fe(OH)3胶体,故不能吸附悬浮物
(3)①E C B ②干燥Cl2 ③产生棕色的烟 硫氰化钾
12.铜是重要的金属材料。
(1)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜,该反应中氧化剂为________。
电解粗铜制取精铜,电解时,阳极材料是________,电解液中必须含有的阳离子是________。
(2)在100mL18mol·
L-1浓硫酸中加入过量的铜片,加热使之充分反应,反应中被还原的H2SO4<
________mol。
(3)电子工业曾用30%的FeCl3溶液腐蚀覆盖铜箔的绝缘板制印刷电路板,为了从使用过的废腐蚀液中回收铜,并重新得到FeCl3溶液,设计如下实验流程。
上述流程中,所加试剂的化学式为:
X________,Y________,Z________;
第⑥步反应的离子方程式为______________________。
[解析]用30%的FeCl3溶液腐蚀覆盖铜箔的绝缘板制印刷电路板时发生反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,废液中会含有Fe2+、Cu2+、Fe3+;
加入铁粉后,2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+Cu2+===Cu+Fe2+;
滤渣中含有过量的Fe和Cu,加入盐酸,Fe+2HCl===FeCl2+H2↑;
通入Cl2后,2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
[答案]
(1)Cu2S、O2 粗铜 Cu2+
(2)0.9 (3)Fe HCl Cl2 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
能力提升
13.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中,加入100mL1mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况下)的气体。
所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现,混合物中铁元素的质量分数为( )
A.81.4%B.77.8%
C.68.6%D.无法计算
[解析]由题设条件知,最后溶液中的溶质只有FeCl2,故混合物中铁元素共为0.05mol,生成的氢气共为0.01mol,由氢原子守恒知生成的水为:
(0.1mol-0.02mol)÷
2=0.04mol,故混合物中含氧原子为0.04mol,w(Fe)=
100%=81.4%。
14.将Cu片放入0.1mol·
L-1FeCl3溶液中,反应一定时间后取出Cu片,所得溶液Q中的c(Fe3+):
c(Fe2+)=2:
3,下列有关说法中正确的是( )
A.Q中n(Cu2+):
n(Fe2+)=1:
2
B.反应中转移电子为0.04mol
C.溶液Q比原溶液增重了1.28g
D.3c(Fe3+)+2c(Fe2+)+2c(Cu2+)=0.1mol/L
[解析]由2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+直接判断出Cu2+与Fe2+的物质的量之比为12;
因FeCl3溶液的体积未知,故无法判断B、C是否正确;
由电荷守恒原理知D错。
15.将ag铁和氧化铁的混合物加入800mLpH=1的盐酸中充分反应后,盐酸全部消耗,放出标准状况下气体0.224L。
则下列判断中正确的是( )
A.原混合物中n(Fe):
n(Fe2O3)=2:
B.向溶液中滴入无色的KSCN溶液,显血红色
C.无法计算出原混合物的质量
D.此时溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为3:
[解析]因为Fe3+和H+的氧化性强弱顺序为Fe3+>
H+,所以当产生氢气时,说明Fe3+已经全部被还原为Fe2+。
根据题目给出的数据,可以计算出n(Fe)=0.02mol,n(Fe2O3)=0.01mol,故n(Fe)n(Fe2O3)=21。
16.(2012·
天津理综,9)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。
某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为____________;
得到滤渣1的主要成分为________。
(2)第②步加H2O2的作用是_________________________,
使用H2O2的优点是_______________________________;
调溶液pH的目的是使________生成沉淀。
(3)用第③步所得CuSO4·
5H2O制备无水CuSO4的方法是____________________________________________________。
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·
18H2O,探究小组设计了三种方案:
甲:
Al2(SO4)3·
18H2O
乙:
丙:
上述三种方案中,________方案不可行,原因是_____________;
从原子利用率角度考虑,________方案更合理。
(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·
5H2O(Mr=250)含量。
取ag试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用cmol·
L-1EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL。
滴定反应如下:
Cu2++H2Y2-===CuY2-+2H+
写出计算CuSO4·
5H2O质量分数的表达式w=________;
下列操作会导致CuSO4·
5H2O含量的测定结果偏高的是________。
a.未干燥锥形瓶
b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c.未除净可与EDTA的反应的干扰离子
[解析]
(1)由于加入的为稀硫酸、浓硝酸,可确定与Cu反应的为硝酸,发生的离子反应为Cu+4H++2NO
===Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO
3Cu2++2NO↑+4H2O,Au与Pt不与酸反应。
(2)分析滤液中的离子为Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+,与氧化剂H2O2反应的只有Fe2+,所以加H2O2的目的为氧化Fe2+为Fe3+,便于在调节pH时使其沉淀出来,用H2O2的优点为不引入新杂质,对环境无污染;
调节pH的目的是使Fe3+和Al3+生成沉淀。
(3)用CuSO4·
5H2O制备CuSO4,只需加热脱水即可。
(4)由滤渣2[Fe(OH)3、Al(OH)3]制取Al2(SO4)3·
18H2O,甲方案中的Fe3+未除去,所得产品中含Fe2(SO4)3,不可行。
三个方案中乙方案原子利用率更高,可获得更多的产品。
(5)未干燥的锥形瓶对滴定无影响;
滴定终点时,滴定管尖嘴部分有气泡,使消耗的标准液读数变小,结果偏低,可与EDTA标准液反应的干扰离子的存在消耗更多标准液,结果偏高。
[答案]
(1)Cu+4H++2NO
Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO
3Cu2++2NO↑+4H2O Au、Pt
(2)将Fe2+氧化为Fe3+ 不引入杂质,对环境无污染 Fe3+、Al3+
(3)加热脱水
(4)甲 所得产品中含有Fe2(SO4)3杂质 乙
(5)
100% c
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