2019-2020学年高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第2单元 第1课时 从自然界获取铁和铜练习

从自然界获取铁和铜一、选择题1．下列有关铜的说法正确的是()A．铜可以用于制作首饰，是因为铜有良好的金属光泽和化学稳定性B．铜变成铜绿是物理变化C．铜可以作容器，故铜对人体无毒D．钠的金属活动性大于铜的，故可用钠与硫酸铜溶液反应制取单质铜解析：铜有良好的金属光泽，在干燥的空气中不易被腐蚀，可用于制作首饰等，A项正确；铜变成铜绿是化学变化，B项错误；铜是重金属，大量摄入时会对人体产生危害，C项错误；将钠投入CuSO4溶液中时，钠先与H2O反应生成H2和NaOH，NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2，所以不能用于制取单质铜，D项错误。答案：A2．下列关于铁的说法正确的是()A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属B．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3C．纯铁的抗蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化D．铁的化学性质比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3解析：纯Fe为银白色，A错；Fe在S蒸气中燃烧生成FeS，B错；3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2，D错。答案：C3．Fe片投入下列溶液后，铁片质量减小，但无气体产生的是()A．冷的浓硝酸B．Cu(NO3)2溶液C．稀硫酸D．Fe(NO3)3溶液解析：Fe遇冷的浓硝酸钝化，铁片增重，A错；Fe与Cu(NO3)2溶液反应：Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu，铁片质量增加，B错；Fe与稀硫酸反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，铁片质量减小，但有气体产生，C错；Fe与Fe(NO3)3溶液反应：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，铁片质量减小，无气体产生，D对。答案：D4．碳酸铜和碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4g的上述混合物，消耗1.0mol·L－1盐酸500mL。灼烧等量的上述混合物，得到的氧化铜质量是()A．15gB．20gC．30gD．35g解析：CuCO3和Cu2(OH)2CO3均溶于盐酸转化为CuCl2，根据铜元素守恒：CuO～CuCl2～2HCl80g2mol20g0.5mol答案：B5．下列关于铜的冶炼的说法正确的是()A．工业上采用高温冶炼黄铜矿得到的铜，含铜量99.7%以上B．铜的冶炼原理与铝的冶炼原理是相同的C．生物炼铜具有成本低、污染小、反应条件简单等优点D．采用高温冶炼黄铜矿得到的铜，含有银、金、铁、锌等杂质，没有碳、硫杂质解析：工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分是CuFeS2)的方法得到的铜，含铜量为99.5%～99.7%，A项错误；铜的冶炼是利用热还原法，而铝的冶炼是利用电解法，原理不同，B项错误；生物炼铜具有成本低、污染小、反应条件简单等优点，C项正确；高温冶炼黄铜矿得到的铜单质中除含有金属杂质外，还含有碳、硫等非金属杂质，D项错误。答案：C6．下列金属冶炼的反应原理，错误的是()A．电解NaCl(熔融)制得Na和Cl2B．MgO＋H2=====△Mg＋H2OC．Fe3O4＋4CO=====△3Fe＋4CO2D．2HgO=====△2Hg＋O2↑解析：金属镁是通过电解熔融氯化镁得到，方程式为MgCl2(熔融)=====通电Mg＋Cl2↑，B选项错误。答案：B7．下列各组物质均能使Fe2O3还原成单质铁的是()A．CO、O2、H2B．CO、CO2、CC．CO2、H2O、O2D．Al、C、H2解析：O2、CO2、H2O无还原性，通常用的还原剂有H2、CO、Al、C、Zn，所以选D项。答案：D8．赤铜矿的成分是Cu2O，辉铜矿的成分是Cu2S，现将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应：2Cu2O＋Cu2S=====△6Cu＋SO2↑，对于该反应，下列说法正确的是()A．该反应的氧化剂只有Cu2OB．Cu既是氧化产物，又是还原产物C．Cu2S在反应中既是氧化剂，又是还原剂D．还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶6解析：分析反应前赤铜矿和辉铜矿中各元素的化合价，铜元素为＋1价，氧、硫元素均为－2价；反应后的化合价，铜为0价，硫为＋4价，氧为－2价。根据化合价的变化情况，Cu2O是氧化剂；Cu2S既是氧化剂又是还原剂；铜单质是还原产物；二氧化硫为氧化产物，其物质的量之比为6∶1。答案：C9．铜易生锈，铜合金更易生锈，铜器上往往覆盖着一层铜绿，铜绿的主要成分是()A．CuOB．Cu(OH)2C．Cu2OD．Cu2(OH)2CO3答案：D10．铝、铁的混合物溶于足量的盐酸中，再加入过量的NaOH溶液，在空气中静置，当红褐色沉淀不再增加，将沉淀滤出并充分灼烧，得到的固体残留物恰好跟原混合物的质量相等，则此合金中铝的质量分数为()A．22.2%B．75.7%C．30.0%D．80.6%解析：根据题意，物质之间的转化如下。Al、Fe合金――→H＋盐――→过量OH－Fe（OH）3――→△Fe2O3AlO－2因合金的质量与Fe2O3质量相等，根据原子守恒，合金中铝的质量分数即为Fe2O3中氧的质量分数：w(Al)＝w(O)＝48160×100%＝30.0%。答案：C11．明代《天工开物》中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出，每十耗其二，即倭铅也。”(炉甘石的主要成分为碳酸锌)下列说法不正确的是()A．该冶炼锌的反应属于置换反应B．煤炭中起作用的主要成分是CC．冶炼Zn的反应方程式为ZnCO3＋2C=====高温Zn＋3CO↑D．倭铅是指金属锌和铅的混合物解析：碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，化学方程式为ZnCO3＋2C=====高温Zn＋3CO↑，故该冶炼锌的反应属于置换反应，A、C项不符合题意；煤炭中起作用的主要成分是C，作还原剂，B项不符合题意；根据题意和反应方程式可知，倭铅是指金属锌，D项符合题意。答案：D12．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，Ba，Mg，AlB．Na，K，Zn，FeC．Zn，Fe，Cu，AgD．Mg，Al，Zn，Fe解析：因为活泼金属的阳离子氧化性很弱，一般还原剂难以将它还原为金属，所以采用电解法，不活泼金属的阳离子氧化性强，加热时可从化合物内部得电子被还原成单质，所以可用加热法。答案：A二、非选择题13．铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响，请完成(1)～(3)题：(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜]。试写出该反应的化学方程式：___________________________________。(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：_______________________________________________________________，这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：___________________________________________________________。(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜用于制造货币。(铜的熔点是1183.4℃，铁的熔点是1534.8℃)_____________________________________________________________。解析：(1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。(2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3；要除去铜器表面的铜绿，考虑选择酸，强氧化性酸能和裸露的铜继续反应，而盐酸不能和铜继续反应并且盐酸具有挥发性。有关方程式如下：Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O。(3)根据题给信息以及做货币的实际，选择铜做货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。答案：(1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O(3)选择铜做货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。14．金币、银币、铜币等金属货币在我国历史上曾发挥过重要的作用，其中的一些被收藏爱好者珍藏着，在一位收藏家的家中，陈列了很多金属货币。(1)其中有些货币表面是黑色，且有少量的绿色锈状物，则这肯定是__________币，黑色物质是__________，形成这种物质的化学方程式为____________________；绿色物质是__________，形成这种物质的化学方程式为____________________，若要除去这些物质应选用______________，发生反应的离子方程式为__________________。充分反应后，这枚金属币的真面目为__________色。(2)其中有一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是__________币，表面一直未被氧化的原因是_______________________________________________________________________________________________________________。解析：铜在铜、银、金中比较活泼，能与空气中的氧气发生反应生成氧化铜，也能与空气中的氧气、水及CO2一起发生反应而得到铜锈；氧化铜和碱式碳酸铜都可溶于强酸，所以将其放入到稀酸(如稀盐酸或稀硫酸)中即可恢复原貌；而银和金都不活泼，很难与空气中的氧气等反应，所以保持原样。答案：(1)铜氧化铜2Cu＋O2===2CuOCu2(OH)2CO32Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3稀酸CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O、Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O紫红(2)金金不活泼，不易与空气中的O2反应15．某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2＋和少量的Na＋。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜。请根据如图所示的流程图，回答下列问题：(1)物质X的化学式为__________，操作1的名称是__________。(2)工业废水中加入过量X所发生反应的离子方程式为__________，是否为氧化还原反应？__________(填“是”或“否”)，如果是氧化还原反应，则氧化剂是__________(若非氧化还原反应则说明理由)。(3)A中主要成分的化学式为__________，向A中加入过量Y发生反应的离子方程式为____________________________________________________。(4)操作3是__________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。解析：该工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2＋和少量的Na＋，要从该废水中回收FeSO4和金属铜，结合流程知，可向工业废水中加入过量的Fe粉，发生反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，则操作1为过滤，B为滤液，且B中主要含FeSO4，则A中含Cu单质及过量的Fe粉，向A中加入过量稀硫酸，发生反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，操作2为过滤，则C为Cu单质，D中主要含FeSO4，B、D的混合液中主要含FeSO4，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可得到FeSO4·7H2O。答案：(1)Fe过滤(2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu是Cu2＋(3)Fe、CuFe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(4)蒸发浓缩