【新教材】高考化學(xué)配套作業(yè)：專題3 第2單元 鐵、銅的獲取及應(yīng)用 含解析

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1、新教材適用·高考化學(xué) 課時提升作業(yè)(九) (45分鐘　100分) 一、選擇題(本題包括10小題,每小題6分,共60分) 1.下列有關(guān)鋼材在空氣中生銹的說法正確的是(　　) A.紅色鐵銹的主要成分是Fe(OH)3 B.鋼材在空氣中的反應(yīng)只有氧化、還原及化合反應(yīng) C.鋼材在空氣中的腐蝕主要為電化學(xué)腐蝕,其負(fù)極的反應(yīng)為:Fe-3e-====Fe3+ D.太陽、風(fēng)雨、濕度對鋼材的腐蝕有較大影響 2.下列化工生產(chǎn)原理錯誤的是(　　) ①可以電解熔融的氯化鈉來制取金屬鈉?、诳梢詫⑩c加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂?、塾秒娊夥ㄒ睙掍X時,原料是氯化鋁　④煉鐵時高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的,故無需

2、加熱 A.②③　　 B.①③　　 C.①②③　　 D.②③④ 3.在下列有FeCl3溶液參加的反應(yīng)中,與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是(　　) ①FeCl3與Cu反應(yīng)?、贔eCl3與H2S反應(yīng)?、跢eCl3與KI反應(yīng)?、蹻eCl3滴入沸水中　⑤FeCl3與NaHCO3反應(yīng)?、轋eCl3溶液中滴入石蕊試液 A.③④⑤⑥ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.①②③ 4.(2013·麗水模擬)X、Y、Z、W均為中學(xué)化學(xué)中常見物質(zhì),一定條件下它們之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他產(chǎn)物已略去)。下列說法不正確的是(　　) A.若W是強(qiáng)氧化性的單質(zhì),則X可能是金屬鋁 B.若W是氫氧化鈉,

3、則X水溶液為酸性 C.若W是單質(zhì)鐵,則Z溶液可能是FeCl2溶液 D.若W是氧氣,則X、Z的相對分子質(zhì)量可能相差48 5.下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有+3價鐵生成的是(　　) ①過量的Fe與Cl2反應(yīng); ②Fe與過量稀硫酸反應(yīng)后,再向其中加KNO3; ③Fe(NO3)2溶液中加少量鹽酸; ④Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中。 A.只有①② B.只有②③ C.只有①②③ D.全部 6.下列關(guān)于紙色譜法分離Fe3+和Cu2+操作正確的是(　　) A.裁濾紙時應(yīng)垂直纖維方向裁開 B.點(diǎn)樣時,為保證實(shí)驗(yàn)效果斑點(diǎn)要盡量大 C.展開時,用流動相溶劑剛好淹過色斑進(jìn)行展開

4、D.當(dāng)流動相溶劑上升至濾紙上沿時,取出晾干觀察 7.某溶液中含有的溶質(zhì)是FeBr2、FeI2,若向該溶液中通入一定量的氯氣,再向反應(yīng)后的溶液中滴加少量的KSCN溶液,結(jié)果溶液變?yōu)榧t色,則下列敘述中正確的是 (　　) ①原溶液中Br-一定被氧化 ②通入氯氣后原溶液中的Fe2+一定被氧化 ③不能確定通入氯氣后的溶液中是否存在Fe2+ ④若取少量所得溶液,加入CCl4,靜置,向上層溶液中加入足量的AgNO3溶液,只產(chǎn)生白色沉淀,說明原溶液中Fe2+、Br-均被完全氧化 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④ 8.某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3

5、)2、HNO3,向其中逐漸加入鐵粉,溶液中Fe2+的濃度與加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物質(zhì)的量濃度之比為(　　) A.1∶1∶1 B.1∶3∶1 C.3∶3∶8 D.1∶1∶4 9.已知酸性條件下有反應(yīng):2Cu+====Cu2++Cu。氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)由于反應(yīng)溫度不同,可能產(chǎn)生Cu或Cu2O,兩者都是紅色固體。某同學(xué)對某次氫氣還原氧化銅的紅色固體產(chǎn)物做了如下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象列表如下: 加入試劑 稀硫酸 濃硫酸并加熱 稀硝酸 濃硝酸 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 紅色固體 不反應(yīng) 無色氣體 無色氣體

6、 藍(lán)色溶液 紅棕色氣體 藍(lán)色溶液 由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物(　　) A.是Cu B.是Cu2O C.一定有Cu,一定有Cu2O D.一定有Cu2O,可能有Cu 10.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)測量mg銅銀合金樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù): 下列說法中不正確的是(　　) A.合金的熔點(diǎn)比其成分金屬低,通常比成分金屬具有更優(yōu)良的金屬特性 B.銅銀都能與稀硝酸反應(yīng),收集到的VL氣體全為NO C.操作Ⅰ是過濾,操作Ⅱ是洗滌,操作Ⅲ應(yīng)是烘干 D.根據(jù)反應(yīng)收集到的氣體體積可以計(jì)算銅和銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 二、非選擇題(本題包括3小題,共40分) 11.(14分)硫酸亞

7、鐵晶體(FeSO4·7H2O)在醫(yī)藥上作補(bǔ)血劑。某課外小組的同學(xué)欲測定該補(bǔ)血劑中鐵元素的含量。實(shí)驗(yàn)步驟如下: 請回答下列問題: (1)證明步驟①濾液中含有Fe2+的方法是:取樣,先滴加KSCN溶液,再滴加　　　　,該過程的現(xiàn)象為__________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)步驟②加入過量H2O2的目的是______________________________________ ___________

8、_______________________________________________________。 (3)步驟③中反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________ __________________________________________________________________。 (4)步驟④中一系列處理的操作步驟:過濾、____________、灼燒、________、稱量。 (5)若實(shí)驗(yàn)中鐵無損耗,則每片補(bǔ)血劑中含鐵元素的質(zhì)量為__________g。 12.(12分)已知A為常見的金屬單質(zhì),根據(jù)如圖所示

9、的轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問題。 (1)確定A、B、C、D、E、F的化學(xué)式: A為____________,B為____________,C為____________, D為____________,E為____________,F為____________。 (2)寫出⑧的化學(xué)方程式及④、⑤的離子方程式:__________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________

10、_______________________________________________________________________________________。 13.(14分)(能力挑戰(zhàn)題)(2013·金華模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組請你參與“研究鐵與水反應(yīng)所得固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)及再利用”實(shí)驗(yàn)探究,并共同解答下列問題: 【探究一】設(shè)計(jì)如圖所示裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)。 (1)硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。 (2)反應(yīng)前A中投放碎瓷片的目的是_______________________________

11、___。 (3)裝置E中的現(xiàn)象是______________________________________________。 【探究二】設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案確定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中黑色固體的成分。 (4)待硬質(zhì)玻璃管B冷卻后,取少許其中的固體物質(zhì)溶于_______后,將所得溶液分成兩份。 (5)一份滴加幾滴KSCN溶液。若溶液變紅色,推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分(選填序號,下同)為________;若溶液未變紅色,推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分為_________。 ①一定有Fe3O4 ②一定有Fe ③只有Fe3O4 ④只有Fe (6)另一份用_________(填儀

12、器名稱)加入________,可以證明溶液中存在Fe2+。 【探究三】設(shè)計(jì)如下流程測定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管B中固體含鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 (7)試劑b的化學(xué)式是_____________________________________________。 (8)計(jì)算反應(yīng)后B裝置中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________________________。 答案解析 1.【解析】選D。紅色鐵銹的主要成分是Fe2O3;鋼材在空氣中的反應(yīng)除氧化、還原及化合反應(yīng)外,還有Fe(OH)3的分解反應(yīng);鋼材在空氣中電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e-====Fe2+。 2.【解析】選D。鈉特別活

13、潑,加入氯化鎂溶液時先與水反應(yīng)生成NaOH和H2,接著生成Mg(OH)2,②錯;冶煉鋁使用的是Al2O3,③錯;高爐煉鐵中所發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng),但是仍需要高溫,④錯。 3.【解析】選D。Cu、H2S、I-均能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 4.【解析】選A。W是強(qiáng)氧化性單質(zhì),X必為變價元素,A錯誤;W是氫氧化鈉,則X水溶液為酸性,B正確;W是單質(zhì)鐵,則X可能為氯氣,Y為氯化鐵,Z可能為FeCl2溶液,正確;若X為硫單質(zhì),W為氧氣,則Z為三氧化硫,X、Z的相對分子質(zhì)量可能相差48,D正確。 5.【解析】選D。Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3;Fe與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4,由于H2SO4過量

14、,再加入KNO3,體系中有HNO3存在,它會把Fe2+氧化生成Fe3+;Fe(NO3)2中加入少量鹽酸,Fe2+會被HNO3氧化;Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3,所以選D。 6.【解析】選D。裁紙時注意使濾紙纖維為豎直走向;點(diǎn)樣時,斑點(diǎn)要盡量小;流動相溶劑的液面低于色斑,當(dāng)流動相溶劑上升至濾紙條的上端(距濾紙上沿約 1 cm處)時,取出濾紙,用鉛筆在流動相溶劑前沿處畫一條線,再晾干。 7.【解析】選B。還原性I->Fe2+>Br-,往含以上三種離子的溶液中通入Cl2,能得到Fe3+,故I-一定先被氧化成I2,Fe2+被氧化成Fe3+,但Br-不一定被氧化,①錯誤,②、③正確;若取少量

15、所得的溶液,加入CCl4,靜置,向上層溶液中加入足量的AgNO3溶液,結(jié)果只產(chǎn)生白色沉淀,沒有AgBr淺黃色沉淀,說明Br-(Fe2+)已完全被氧化,④正確。 8.【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下3點(diǎn): (1)Fe與Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3反應(yīng)的先后順序; (2)橫、縱坐標(biāo)及曲線各折點(diǎn)表示的意義; (3)HNO3反應(yīng)生成的Fe3+和溶液中的原有Fe3+均與Fe發(fā)生反應(yīng)。 【解析】選D。由于先發(fā)生反應(yīng):Fe+4HNO3====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,再發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe(NO3)3====3Fe(NO3)2,最后發(fā)生反應(yīng):Fe+Cu(NO3)2====

16、Fe(NO3)2+Cu。由圖像知,1 mol Fe與HNO3發(fā)生反應(yīng),生成Fe(NO3)31 mol,需HNO34 mol;由圖像知, 1 mol Fe與Fe(NO3)3發(fā)生反應(yīng),則需Fe(NO3)32 mol,所以原溶液中含有 Fe(NO3)31 mol;由圖像知,1 mol Fe與Cu(NO3)2發(fā)生反應(yīng),則需Cu(NO3)21 mol,所以原溶液中含有Cu(NO3)21 mol,故選D項(xiàng)。 【方法技巧】鐵與硝酸的反應(yīng)規(guī)律 (1)鐵與濃硝酸在常溫下鈍化,在加熱時劇烈反應(yīng)。 (2)鐵與稀硝酸的反應(yīng): 硝酸過量時: Fe+4HNO3====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O　①

17、 Fe過量時: 3Fe+8HNO3====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O　② 鐵與稀硝酸反應(yīng)有關(guān)量的問題,可用數(shù)軸表示為: ①當(dāng)n(Fe)n(HNO3)≤14時,按反應(yīng)①進(jìn)行, 產(chǎn)物僅有Fe(NO3)3,HNO3可能有剩余。 ②當(dāng)n(Fe)n(HNO3)≥38時,按反應(yīng)②進(jìn)行, 產(chǎn)物僅有Fe(NO3)2,Fe可能有剩余。 ③當(dāng)14

18、色固體中不存在Cu2O,全部為Cu。 10.【解題指南】解答本題要注意以下2點(diǎn): (1)與硝酸反應(yīng)放出的氣體中可能含有NO2; (2)Wg固體應(yīng)該是干燥純凈的AgCl,由此確定三步操作。 【解析】選D。實(shí)驗(yàn)中過濾烘干得到的Wg沉淀是AgCl,根據(jù)“銀”量守恒,可確定合金中Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù),而合金與硝酸反應(yīng)生成的氣體不一定全是NO(有可能含有NO2),故用排水法收集的氣體不能用于計(jì)算Cu、Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 11.【解析】(1)證明步驟①濾液中含有Fe2+的方法是取樣,先滴加KSCN溶液,再滴加氯水(或雙氧水、稀硝酸等),若濾液由淺綠色變?yōu)榧t色,則說明濾液中含有Fe2+。 (2)由于H2

19、O2具有氧化性,加入過量H2O2的目的是將Fe2+全部氧化為Fe3+。 (3)步驟③的目的是將Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,所以步驟③需加入過量的NaOH溶液或氨水,反應(yīng)的離子方程式是:Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓[或Fe3++3NH3·H2O==== Fe(OH)3↓+3NH4+]。 (4)步驟④的目的是將產(chǎn)生的紅褐色懸濁液分離,最終得到固體Fe2O3,所以步驟④的操作步驟是過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量。 (5)由于實(shí)驗(yàn)中鐵無損耗,根據(jù)鐵元素守恒得,每片補(bǔ)血劑中m(Fe)=(2×56×a2×56+3×16)÷10 g=0.07ag。 答案:(1)氯水(或雙氧水、稀

20、硝酸等合理氧化劑)　溶液由淺綠色變?yōu)榧t色 (2)將Fe2+全部氧化為Fe3+ (3)Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓ [或Fe3++3NH3·H2O====Fe(OH)3↓+3NH4+] (4)洗滌　冷卻　(5)0.07a 【誤區(qū)警示】(1)由于審題不清,容易誤算成“10片補(bǔ)血劑中含鐵元素的質(zhì)量”; (2)在Fe3+存在的條件下,檢驗(yàn)Fe2+的存在時,就不能采取先加KSCN溶液后加氯水等試劑的方法,而應(yīng)采取加入適量酸性KMnO4溶液,若溶液由紫紅色變?yōu)樽攸S色,則含有Fe2+。 12.【解析】由F為紅褐色固體判斷F為Fe(OH)3,故金屬單質(zhì)A為Fe,黑色晶體B為Fe3O

21、4,Fe3O4與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2和FeCl3,由F逆推可知D為FeCl3,則C為FeCl2,E為Fe(OH)2。 答案:(1)Fe　Fe3O4　FeCl2　FeCl3　Fe(OH)2 Fe(OH)3 (2)4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3, 2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-, 2Fe3++Fe====3Fe2+ 13.【解析】【探究一】(1)Fe與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 (2)碎瓷片的作用是防止暴沸。 (3)裝置E中發(fā)生反應(yīng):H2+CuOCu+H2O,現(xiàn)象是:黑色固體變紅,右端管壁有水珠。

22、 【探究二】在驗(yàn)證反應(yīng)后黑色固體的成分時,檢驗(yàn)Fe3+,最佳試劑為KSCN溶液;在確定存在Fe3+時,檢驗(yàn)Fe2+,可用酸性KMnO4溶液。由于酸性KMnO4溶液與鹽酸發(fā)生反應(yīng),所以在溶解反應(yīng)后的黑色固體時,不能用鹽酸,也不能用硝酸(因?yàn)镠NO3可氧化Fe2+),可用稀硫酸。 【探究三】由“紅棕色固體”知,該物質(zhì)為Fe2O3,則FeCl3Fe(OH)3和NaCl及過量,NaOHFe(OH)3沉淀Fe2O3,所以試劑b為NaOH溶液。m(Fe2O3)=32 g,則n(Fe2O3)=0.2 mol,則n(Fe)=0.4 mol,則反應(yīng)后B裝置中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.4×5628.8×100%≈77.8%。 答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (2)防止暴沸 (3)黑色固體變紅,右端管壁有水珠 (4)稀硫酸　(5)①　② (6)膠頭滴管　酸性KMnO4溶液,溶液褪色 (7)NaOH　(8)77.8%