1、1第二单元 铁、铜的获取及应用教师备用题库1.向含 a mol NH4Fe(SO4)2和 a mol NH4HSO4的溶液中逐滴加入含 b mol Ba(OH)2的溶液,下列说法正确的是( )A.NH4Fe(SO4)2是复盐,属于一种特殊的混合物B.当 b0.5a 时,发生的离子反应为 Ba2+S +2H+2OH- BaSO4+2H 2OO2-4C.当 0.5a铜,铁离子首先氧化金属铁,当 a2b 时,铁离子不足,发生的离子反应为 2Fe3+Fe3Fe2+,A正确;当 2ba4b 时,铁离子全部参与反应, 因此反应中转移电子的物质的量 n(e-)为 a mol,即为 2b moln(e -)4
2、b mol,B正确;当 2a=5b时,铁全部反应,铜部分反应,发生的总离子反应为10Fe3+4Fe+Cu 14Fe2+Cu2+,C正确;当 2ba4b时,铁全部反应 ,铜部分反应,与铁反应的铁离子是 2b mol,则与铜反应的铁离子的物质的量为(a-2b) mol,所以生成铜离子的物质的量为(0.5a-b) mol,因此反应后的溶液中 n(Fe2+)n(Cu 2+)=2(a+b)(a-2b),D 错误。3.某矿石 X主要含 CuO和 Cu2(OH)2CO3,以及少量 Fe2O3、FeO 和 SiO2。按如下流程可制得 Cu3N和 Fe2O3。2下列说法不正确的是( )A.每生成 1 mol C
3、u3N,转移 6 mol电子B.滤液 G可以并入滤液 E加以利用C.加入 NH4HCO3溶液,需控制温度,以抑制 NH4HCO3分解D.由 FeCO3转化为 Fe2O3的操作包括洗涤、干燥、空气中煅烧答案 A 矿石 X中的 SiO2不溶于酸,酸浸后过滤,滤渣 A为 SiO2,滤液 B中含有 Cu2+、Fe 2+、Fe 3+,加物质 C过滤,滤渣 D最终转化为 Cu3N,滤液 E最终转化为 Fe2O3,所以滤液 E中含有 Fe2+,滤渣 D为 Cu和多余的 Fe,物质 C为铁粉,滤渣 D加酸溶解,过滤,滤液 G为含 Fe2+的溶液,滤渣 F为 Cu;滤液 E中含有Fe2+,Fe2+与 NH4HC
4、O3反应生成 FeCO3,FeCO3在空气中煅烧得到 Fe2O3。A 项,Cu 转化为 Cu3N,则每生成 1 mol Cu3N,转移 3 mol电子,故 A错误;由分析可知,滤液 G为含 Fe2+的溶液,滤液 E中也含有 Fe2+,所以滤液 G可以并入滤液 E加以利用,故 B正确;温度太高,会促进 NH4HCO3分解,所以需控制温度以抑制NH4HCO3分解,故 C正确;通过过滤把 FeCO3从溶液中分离出来,需要洗涤、干燥,然后在空气中煅烧得到Fe2O3,故 D正确。4.某化学兴趣小组对氧化铁和铜的混合物进行如下实验:(1)试剂 X是淀粉水解的最终产物,写出加热反应后的实验现象 1: 。 (
5、2)写出反应 a的化学方程式: 。 (3)写出检验溶液 B中阳离子的实验步骤、现象及结论: 。答案 (1)产生砖红色沉淀 (2)Cu+2H 2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H 2O (3)取溶液 B少量于试管中,先加入 KSCN溶液不显血红色,再通入 Cl2或滴加新制的氯水,溶液变红,证明溶液 B中含有 Fe2+解析 Fe 2O3和 Cu的混合物中加足量稀硫酸,发生如下反应:Fe 2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O,Cu+Fe2(SO4)3 CuSO4+2FeSO4。固体 A是 Cu,故溶液 A中一定含 CuSO4和 FeSO4,不含 Fe2(SO4)3。溶液 A中加入过
6、量铁粉,发生反应:Fe+CuSO 4 FeSO4+Cu,Fe+H2SO4 FeSO4+H2,故溶液 B为 FeSO4溶液。(1)淀粉水解3的最终产物为葡萄糖,溶液 C中含有 CuSO4,加入过量 NaOH溶液后生成 Cu(OH)2,与葡萄糖共热,有砖红色的 Cu2O沉淀生成。(2)固体 A是 Cu,与浓硫酸反应的化学方程式为 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H 2O。(3)溶液 B中的阳离子是 Fe2+。5.有一种埋在地下的矿物 X(仅含四种元素),挖出后在空气中容易发黄,现探究其组成和性质,设计并完成如下实验:请回答:(1)X的化学式为 ,挖出后在空气中容易发黄的原因 。 (
7、2)写出溶液 A分两等份,一份滴加 KSCN溶液无明显现象,滴加双氧水后溶液呈血红色的两个离子方程式: , 。 答案 (1)Fe 2(OH)2CO3或 Fe(OH)2FeCO3 Fe 2+被空气中的氧气氧化为 Fe3+(2)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O Fe 3+3SCN- Fe(SCN)3解析 (1)矿物 X分解生成的水的质量为 1.8 g,物质的量是 0.1 mol;由图中信息可知,无色无味气体是CO2,物质的量是 0.1 mol;黑色固体用稀硫酸溶解后得到的溶液 A分为两等份,滴加 KSCN溶液没有明显现象,然后滴加双氧水变为血红色,则溶液 A中含有亚铁离子;另一份加入
8、足量的氢氧化钠溶液得到沉淀,经过滤、洗涤并在空气中充分灼烧后得到 8.0 g固体,该固体是氧化铁,物质的量是 0.05 mol,其中铁元素的物质的量是 0.1 mol,则黑色固体中亚铁离子的物质的量是 0.2 mol,所以氧化亚铁的物质的量为 0.2 mol,n(O)=20.6 g-(0.1 mol12 g/mol+0.2 mol56 g/mol+0.2 mol1 g/mol)16 g/mol=0.5 mol,X中相当于含有 0.1 mol氢氧化亚铁和 0.1 mol碳酸亚铁,所以 X的化学式为 Fe2(OH)2CO3或 Fe(OH)2FeCO3;X挖出后在空气中容易发黄的原因是 Fe2+被空
9、气中的氧气氧化为 Fe3+。(2)滴加双氧水后的两个离子方程式分别是 2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O、Fe 3+3SCN- Fe(SCN)3。6.某废液中含有金属离子 Fe3+、Cu 2+、Ag +,某研究小组设计的处理方案如下(所加试剂均稍过量):请回答:4(1)沉淀 1的成分是 (用元素符号表示),沉淀 2的化学式为 。 (2)步骤发生反应的离子方程式为 。 答案 (1)Ag、Cu、Fe Fe(OH) 3(2)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O解析 (1)废液中含有金属离子 Fe3+、Cu 2+、Ag +,加入过量铁屑,发生的反应为Fe+2Ag+ Fe2+2Ag、Fe+2Fe 3+ 3Fe2+、Fe+Cu 2+ Fe2+Cu,所以沉淀 1的成分为 Ag、Cu、Fe;向含Fe2+的溶液中加入 H2O2,发生氧化还原反应生成 Fe3+,加入 NaOH生成 Fe(OH)3红褐色沉淀,则沉淀 2为Fe(OH)3。(2)Fe2+具有还原性,H 2O2具有氧化性,两种物质发生氧化还原反应生成 Fe3+和 H2O,反应的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O。
