2019-2020年高中化学 课时分层作业18 铁、铜的获取及应用（含解析）苏教版必修1

课时分层作业(十八)(建议用时：45分钟)[合格基础练]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．生物炼铜是利用某些具有特殊本领的微生物帮助我们从矿石中提取铜，这些“吃岩石的细菌”能利用空气中的氧气将不溶性的CuS转化为可溶性的铜的化合物，这种可溶性的铜化合物是()A．碳酸铜B．硝酸铜C．硫酸铜D．氢氧化铜C[此题考查了正在迅速发展的生物炼铜技术。生物炼铜是一项成本低、污染小、反应简单、前景广阔的新兴炼铜技术，其利用“吃岩石的细菌”将不溶性的硫化铜转化为可溶性硫酸铜，而使铜的冶炼变得简单。]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B[钒、铬、锰等难熔的金属通常采用铝热反应进行冶炼。]4．能使铁溶解，且无沉淀生成的溶液是()A．AgNO3溶液B．FeCl3溶液C．CuSO4溶液D．FeSO4溶液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。]5．能与Fe3＋反应，且能证明Fe3＋具有氧化性的是()①SCN－②Fe③Fe2＋④Cu⑤Zn⑥OH－A．①②③B．②④⑤C．①③⑥D．①②⑤B[Fe3＋表现氧化性的反应是与还原剂反应如Fe、Cu、Zn等。]6．用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO反应制单质铜，有人设计了以下两种方案：①Fe――――→H2SO4H2――→CuOCu②CuO――――→H2SO4CuSO4――→FeCu若按实验原理进行操作，则两者制得单质铜的量()A．一样多B．①多C．②多D．无法判断C[方案①中，用H2还原CuO时，加热前要先通H2，以排除装置中的空气，以防加热时爆炸，实验结束后需继续通一会儿H2，直到冷却为止，以防止Cu重新被空气中的O2氧化，因此，要制得1molCu需要的H2多于1mol，即需要的Fe多于1mol。故等量的Fe按方案②制得Cu的量多。]7．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是()A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化B．湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应C．用磁铁矿炼铁的反应中，1molFe3O4被CO还原成Fe，转移9mol电子D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化C[用磁铁矿炼铁的化学方程式为Fe3O4＋4CO=====高温3Fe＋4CO2，当1molFe3O4被还原时，转移8mol电子。]8．用足量的CO还原32.0g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60g沉淀，则该氧化物是()A．FeOB．Fe2O3C．CuOD．Cu2OB[n(CaCO3)＝60g100g·mol－1＝0.6mol，由于1molCO与氧化物反应后变成1molCO2，夺取了氧化物中的1molO，故可知32.0g氧化物中含氧原子0.6mol，氧元素的质量为9.6g，则氧化物中金属元素的质量为22.4g，两元素质量比为22.4g9.6g＝73，故B正确。]9．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，当再滴加几滴新制氯水后，混合液变成血红色，则下列结论中正确的是()A．该溶液中一定含有KSCNB．氧化性：Fe3＋＞Cl2C．Fe2＋与SCN－不能形成血红色物质D．Fe2＋被氯水还原为Fe3＋C[与Fe3＋形成血红色溶液的只有SCN－，因此该溶液中一定含有SCN－，但不一定是KSCN，也可能是NH4SCN，A项错误；根据反应Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，由于氧化剂的氧化性＞氧化产物的氧化性，所以氧化性：Cl2＞Fe3＋，B项错误；D项错在“还原”，应该是Fe2＋被氯水氧化为Fe3＋。]10．将1.12g铁粉加入25mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，不显血红色C．Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为6∶1D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5C[n(Fe)＝0.02mol，n(FeCl3)＝0.05mol，由2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，Fe3＋过量0.01mol，铁粉全部溶解，反应生成0.06molFe2＋，Fe3＋的特征反应之一是遇KSCN溶液变血红色；氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。]11．下面是关于炼铁基本原理的探究式课堂教学中解决问题阶段，甲同学设计的实验装置如图所示。(1)点燃酒精灯A、B的先后顺序为：先________后________(填字母代号)。(2)硬质试管中发生反应的化学方程式为_______________。洗气瓶中的实验现象为________________。酒精灯B的作用为________________。(3)乙同学质疑：CO能否使澄清石灰水变浑浊？为此，他设计在CO通入Fe2O3之前，应先通入澄清石灰水，以排除CO与澄清石灰水反应。试对本次改进做出评价，你认为乙的设计________(填“必要”或“不必要”)。[解析]在加热前要通CO排空气，防止发生爆炸事故，考虑CO有毒，要进行尾气处理。[答案](1)BA(2)3CO＋Fe2O3=====△2Fe＋3CO2澄清石灰水变浑浊点燃CO，防止CO污染环境(3)不必要[等级过关练]12．某同学设计下列方法对A盐的水溶液进行鉴定：由此得出的结论中，不正确的是()A．滤液C中有Fe3＋B．A一定为FeCl2C．D溶液中存在Fe(SCN)3D．B为AgClB[B为白色沉淀可知B为AgCl，D为血红色溶液，可知C中含Fe3＋，D为Fe(SCN)3，A也可能是FeCl3。]13．由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能为()A．1∶2∶1B．1∶2∶3C．1∶3∶1D．1∶1∶3D[由铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，求得铁元素与氧元素的物质的量之比为3∶4，所以Fe3O4的量多少不影响混合物中的铁元素与氧元素的质量比。Fe3O4可拆为FeO·Fe2O3，故只要FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1即可。]14．(1)某化学兴趣小组利用下列试剂，铁粉、锌粉、0.1mol·L－1FeCl3溶液、0.1mol·L－1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。①用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。②设计实验方案，完成下列表格。探究内容实验方案实验现象探究Fe3＋具有氧化性取少量0.1mol·L－1FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液加入铁粉后，溶液颜色变为________。加入KSCN溶液后，溶液________③该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为_____________________________________________________。(2)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO－4、H2O和一种未知离子X，已知MnO－4在反应中得到电子，则X离子是________，该反应的离子方程式是______________________。(3)有一铁的氧化物样品，用5mol·L－1的盐酸140mL恰好完全溶解，所得溶液还能与通入的0.56L氯气(标准状况)反应，使Fe2＋全部转化为Fe3＋，则此氧化物为________。[解析](1)①在反应中Fe2＋作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。②向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变血红。③向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。(2)已知MnO－4得电子，故MnO－4是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋。即X为Fe2＋。该反应中反应物为MnO－4、Fe2＋和H＋，生成物为Mn2＋、Fe3＋和H2O，n(MnO－4)∶n(Fe2＋)＝1∶5。(3)n(Cl)＝5mol·L－1×0.14L＋2×0.56L22.4L·mol－1＝0.75mol；n(H)＝5mol·L－1×0.14L＝0.7mol，反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O，反应后溶液成分为FeCl3，所以nFenO＝13nCl12nH＝13×0.75mol12×0.7mol＝57，即该氧化物的化学式为Fe5O7。[答案](1)①2FeCl2＋Cl2===2FeCl3②浅绿色不变色③Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe(2)①Fe2＋②MnO－4＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O(3)Fe5O715．钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取TiO2的流程如下：(1)步骤①加Fe的目的是_____________________________________________________；步骤②冷却的目的是_____________________________________________________。(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是________。(3)由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤为TiO2―→TiCl4――→Mg800℃，ArTi反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是__________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)由框图所示流程分析可知，要将TiO2＋与Fe3＋、Fe2＋分离，需要先加入铁粉将Fe3＋还原为Fe2＋，趁热过滤除去残渣，再将滤液冷却使FeSO4·7H2O析出。(2)制备TiO2过程中的副产物FeSO4·7H2O在工农业生产和日常生活中有较多的应用。(3)因为在高温下，Mg(Ti)会与空气中的O2(或CO2、N2)发生反应，所以用Mg还原TiCl4时要在惰性气氛(Ar)中进行。[答案](1)将Fe3＋还原为Fe2＋析出(或分离、或得到)FeSO4·7H2O(2)FeSO4·7H2O(3)防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)反应