新高一化学苏教版必修1课时作业:3.2.1 从自然界中获取铁和铜 (含解析)
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第二单元铁、铜的获取及应用第1课时从自然界中获取铁和铜[对点训练]题组一金属的冶炼原理及方法1.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。
如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后主要取决于()A.金属的导电性强弱B.金属在地壳中的含量多少C.金属的化合价高低D.金属的活动性强弱答案 D解析由于人类掌握科学知识的局限性,越活泼的金属越难以冶炼,故发现年代越晚。
2.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答案 B解析钒、铬、锰等难熔的金属通常采用铝热反应进行冶炼。
3.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.氢氧化铜答案 C解析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。
4.我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜。
孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2,这种冶炼铜的方法是()A .焦炭还原法B .湿法炼铜C .铝热还原法D .电解冶炼法答案 A 解析 CuCO 3·Cu(OH)2=====△2CuO +CO 2↑+H 2O ,生成的CuO 被焦炭还原生成Cu 。
题组二 铁、铜的冶炼5.下列情况下能通过置换反应得到铁的是( )A .铜与氯化亚铁溶液常温下混合B .一氧化碳通过灼热的三氧化二铁C .氢气通入硫酸亚铁溶液D .铝和四氧化三铁混合加热到高温答案 D6.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 ――→H 2SO 4H 2――→CuO Cu ②CuO ――→H 2SO 4CuSO 4――→Fe Cu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 .无法判断答案 C解析 方案①中,用H 2还原CuO 时,加热前要先通H 2,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H 2,直到冷却为止,以防止Cu 重新被空气中的O 2氧化,因此,要制得1 mol Cu 需要的H 2多于1 mol ,即需要的Fe 多于1 mol 。
其次单元铁、铜的猎取及应用第1课时从自然界猎取铁和铜1.我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜。
孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其冶炼方法是()A.焦炭还原法B.湿法炼铜C.铝热还原法D.电解冶炼法解析:孔雀石受热发生分解反应生成了氧化铜、CO2和H2O,生成的氧化铜被混合物中的焦炭还原而生成了铜。
答案:A2.铜在自然界存在于多种矿石中。
下列矿石的主要成分中,铜元素的质量分数最高的是()A.黄铜矿CuFeS2B.斑铜矿Cu5FeS4C.辉铜矿Cu2SD.孔雀石CuCO3·Cu(OH)2答案:C3.某磁铁矿石200 t,经分析其中含有铁元素86.9 t。
则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为()A.50%B.60%C.65%D.70%解析:依据含有铁元素86.9 t可计算含有Fe3O4 120.0 t,则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为60%。
答案:B4.联合国卫生组织经过考察和争辩,认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的抱负炊具,并向全世界推广。
其主要缘由是()A.价格廉价,不易生锈B.铁锅含有碳元素C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素D.传热慢,保温性能好答案:C5.中国现在已经有足够的钢铁产量,能够满足自身基础设施进展的需求。
下列关于铁矿石的说法不正确的是()A.铁矿石还原成铁的化学方程式:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2B.自然界中存在少量的游离态的铁C.钢铁是纯洁的铁,不含任何杂质D.磁铁矿的主要成分是Fe3O4解析:铁在自然界中以游离态的形式存在于陨铁中。
钢铁是含碳量为0.03%~2%的铁合金。
答案:C6.下列说法中正确的是()A.高炉炼铁用于还原氧化铁的还原剂是焦炭B.炼铁时,加入石灰石的作用是促进氧化铁的还原C.用于电气工业的铜是由黄铜矿冶炼后再经电解精炼而得到的D.工业上用氢气或一氧化碳还原氧化铜而猎取铜解析:高炉炼铁生产中用于还原氧化铁的还原剂是焦炭与氧气反应生成的一氧化碳;石灰石的作用是除去铁矿石中的二氧化硅;电气工业用的铜的纯度很高,工业上由黄铜矿冶炼得到粗铜,再经电解精炼可使纯度达到电气工业上的要求。
高中化学学习材料鼎尚图文收集整理第二单元第一课时从自然界中获取铁和铜一、选择题1.铁的冶炼在我国具有悠久的历史,最早约在( )A.夏朝 B.商朝 C.春秋战国 D.西汉【答案】 C2.用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。
下列不易区别其真伪的方法( ) A.测定密度 B.放入硝酸中C.放入盐酸中 D.观察外观【解析】外观无法辨别假金元宝的真伪,其他方法可以区别。
【答案】 D3.联合国卫生组织经过考察和研究,认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具,并向全世界推广。
其主要原因是( )A.价格便宜,不易生锈 B.铁锅含有碳元素C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素 D.传热慢,保温性能好【答案】 C4.某磁铁矿石200 t,经分析其中含有铁元素86.9 t。
则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为( ) A.50% B.60% C.65% D.70%【解析】依据铁元素86.9 t可计算该含有Fe3O4 120.0 t,则磁铁矿的质量分数为60% 【答案】 B5 向某CuSO4溶液中加入某浓度的NaOH溶液,形成沉淀,滤出沉淀后,滤液中经检验无Cu2+,SO42-的物质的量浓度为反应前的1/3,且c(Na+)=2c(SO42-)。
假设所得溶液的体积与原硫酸铜溶液的体积相同,则沉淀的化学式为( )A.Cu(OH)2 B.CuSO4·Cu(OH)2 C.2CuSO4·Cu(OH)2 D.CuSO4·2Cu(OH)2【答案】 C6. 两种金属粉末的混合物15 g ,投入足量的稀盐酸中,得到 5.6 L 氢气(标准状况),这种混合物可能是( )A .镁和铁B .镁和铝C .铁和锌D .镁和铜【解析】利用平均值法则,要产生5.6 L 的H 2需要镁6 g 、铝6.75 g 、铁7 g 、锌16.25 g ,所以混合物中必含有锌。
【答案】 CD7.冶炼金属有下列方法:①焦炭法,②水煤气(或H 2、CO)法,③活泼金属置换法,④电解 法。
第二单元铁、铜的获取及应用第|一课时从自然界获取铁和铜1.以下物质在冶炼金属的过程中,需参加复原剂的是( )2O32O3解析:在金属活动性顺序表中处于锌和铜之间的大局部金属,采用热复原法制取,需参加复原剂 .答案:C2.以下情况中,能通过置换反响得到铁的是( )解析:一种单质与一种化合物反响生成另一种单质和另一种化合物的反响叫做置换反响 . 答案:D3.用H2作复原剂和用金属作复原剂相比,所得金属的纯度的说法正确的选项是( )2解析:H2是气体,易别离,所得金属的纯度高 .答案:A4.实验室欲使1.6 g氧化铁完全复原,事先应准备的CO在标准状况下的体积( )A.等于672 mLB.等于336 mLC.大于672 mLD.小于336 mL解析:反响前要通CO将装置中的空气排出,反响后还要通CO直至||铁冷却 .所以事先准备的CO应远远大于反响所需的CO .答案:C5.在高温下用一氧化碳复原m g四氧化三铁得到n g铁 .氧的相对原子质量为16,那么铁的相对原子质量为( )A. B.C. D.解析:该题考查相对原子质量的计算,答题时运用反响方程式中量的关系求解 .答案:B6.成语是我国文化的珍贵遗产 .以下有关金属的成语中,不符合科学原理的是( )解析:百炼成钢主要介绍生铁炼钢的过程 .火树银花中的火树指焰火,焰火中含有各种金属元素,燃烧时显示各种颜色,化学上称为焰色反响 .C项违背了元素守恒 .D是湿法炼铜的原理 .答案:C7.冶炼金属常用以下几种方法:①以C或CO、H2作复原剂复原;②电解法;③热分解法;④铝热反响 .现有以下金属:Al、Mg、Cu、Hg,试标明适宜的冶炼方法 .Al;Mg;Cu;Hg .解析:MgCl2(熔融)Mg +Cl2↑;2Al2O3(熔融)4Al +3O2↑;CuO +CO Cu +CO2;2HgO2Hg +O2↑ .答案:②②①③8.课题式课堂教学是研究性学习的一种方式,其根本教学模式为:提出课题确定研究方案解决问题总结和评价以下列图所示是关于 "一氧化碳的化学性质〞的课题式课堂教学中,解决问题阶段甲同学设计的证明CO具有复原性的实验装置 .(1)点燃酒精灯A、B的先后顺序为:先点燃后点燃 .(2)硬质玻璃管中发生反响的化学方程式为 .(3)洗气试管中的实验现象为 .(4)酒精灯B的作用为 .(5)乙同学提出甲同学装置太复杂,可将酒精灯合二为一,去掉B,而将尾气导气管出口旋转到A有火焰上即可 .乙同学的设计是否合理?简述理由(从A、B使用的一致性角度考虑) .(6)丙同学认为甲装置有待优化,如尾气可先储存在瓶内,然后再处理 .以下列图所示是他设计的贮气瓶,尾气应从(填 "a〞或 "b〞)管通入 .(7)丁同学质疑:CO能否使澄清石灰水变浑浊?因此,其设计在CO通入CuO之前,应先通入澄清石灰水,以比较排除CO与澄清石灰水反响.你认为丁的设计(填 "必要〞或 "不必要〞) .解析:点燃酒精灯的先后顺序涉及实验的平安性问题,必须先将系统内的空气排尽,才能点燃,否那么会引起 (爆|炸 ) .CO与CuO反响的产物是Cu与CO2,CO2可与澄清石灰水反响使之变浑浊 .答案:(1)B A(2)CuO +CO Cu +CO2(3)澄清石灰水变浑浊(4)点燃未参加反响的CO,防止CO污染空气(5)不合理,因为该实验应先通CO气体,后加热CuO,不能同时进行(6)b(7)不必要9.碱式碳酸铜可表示为x CuCO3·y Cu(OH)2·z H2O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种 .(1)现采用氢气复原法,请答复如下问题:①写出x CuCO3·y Cu(OH)2·z H2O与氢气反响的化学方程式:;②实验装置用以下列图所示所有仪器连接而成,按氢气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号):(a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)③称取23.9 g某碱式碳酸铜样品,充分反响后得到12.7 g 残留物,生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水 .该样品的结晶水质量为 g,化学式为 .(2)某同学以氮气代替氢气,并用上述全部或局部仪器来测定碱式碳酸铜的组成,你认为是否可行?请说明理由 . .解析:(1)①碱式碳酸铜与氢气的反响,从 "采用氢气复原法〞这一信息可知,是H2作复原剂,那么起氧化作用的必是 +2价的铜,进而用化合价升降法即可配平 .写产物时,可理解为CuCO3CuO +CO2,Cu(OH)2CuO +H2O,CuO再与氢气反响 .②假设不看下一步③中实验要取得的数据,就不知道实验的目的,是很难正确组装的 .从③知,要取得产物CO2和H2O的质量,吸收CO2必须用碱石灰(选用bc,枯燥管的用途很明显是放在最||后),吸收H2O只能用浓硫酸 .因此,加热装置前的除杂(HCl气体)和枯燥只能用水(kj)和浓硫酸 .注意:枯燥管的作用是防止空气中的CO2和H2O进入U形管 .③产物中n(Cu)∶n(CO2)∶n(H2O) = mol∶ mol∶ mol =0.2 mol∶0.1 mol∶0.4 mol,n(CuCO3) =n(CO2) =0.1 mol(即CuCO3为12.35 g),n[Cu(OH)2] =0.2 mol -0.1 mol =0.1 mol[即Cu(OH)2为9.75 g]所以m(结晶水) =23.9 g-12.35 g-9.75 g =1.8 g(即样品中水为0.1 mol)进而可得碱式碳酸铜的化学式 .答案:(1)①x CuCO3·y Cu(OH)2·z H2O +(x +y)H2(x +y)Cu +x CO2 +(x +2y +z)H2O②(a)→kj→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→(l)CuCO3·Cu(OH)2·H2O(2)可行 .根据反响x CuCO3·y Cu(OH)2·z H2O(x +y)CuO +x CO2↑ +(y +z)H2O↑,依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O的质量(或其中任意3个量),即可计算出其组成。
课时达标训练(十九) 从自然界获取铁和铜1.下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是( )A .2NaCl(熔融)=====通电2Na +Cl 2↑B .Al 2O 3+3C=====2 125℃2Al +3CO ↑C .Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2D .2Ag 2O=====△4Ag +O 2↑2.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。
下列关于金属的一些说法不正确的是( )A .合金的性质与其组成金属的性质不完全相同B .工业上金属Mg 、Al 都是用电解熔融氯化物制得的C .金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D .越活泼的金属越难冶炼3.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。
下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于( )A .金属的导电性强弱B .金属在地壳中的含量多少C .金属的化合价高低D .金属的活动性强弱4.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5.冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或氢气或一氧化碳)法;③活泼金属置换法;④电解法。
四种方法在工业上均有应用。
古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜;(Ⅱ)湿法炼铜;现代有()铝热法炼铬;(Ⅳ)从光卤石中炼镁。
对它们的冶炼方法的分析不正确的是( )A .(Ⅰ)用①B .(Ⅱ)用②C .()用③D .(Ⅳ)用④6.[双选]赤铜 矿的主要成分是氧化亚铜(Cu 2O),辉铜矿的主要成分是硫化亚铜(Cu 2S),将赤铜矿与辉铜矿混合加热有如下反应:Cu 2S +2Cu 2O=====△6Cu +SO 2↑。
下列对于该反应的说法中,正确的是( )A .该反应中的氧化剂只有Cu 2OB .Cu 2S 在反应中既是氧化剂又是还原剂C .Cu 既是氧化产物又是还原产物D .氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶67.冶炼金属常用以下几种方法:①以C 、CO 或H 2作还原剂;②利用铝热反应原理还原;③电解法;④热分解法。
第二单元| 铁、铜的获取及应用第一课时从自然界获取铁和铜—————————————————————————————————————[课标要求]1.了解铁、铜的冶炼。
2.掌握金属冶炼的一般方法。
1.常见的铁矿有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等,常见的铜矿有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]等。
2.工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)的方法获得粗铜后经过电解精炼得到精铜。
3.常见金属的冶炼方法:①K、Ca、Na、Mg、Al用电解法;②金属活动性顺序中Zn~Cu用高温还原法;③Hg、Ag用热分解法;④Cu、Zn还可用湿法冶炼。
铁、铜的冶炼1.铁、铜的存在铁、铜在自然界中主要以化合态的形式存在。
(1)铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)等。
(2)铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]等。
2.铁、铜的早期获取人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。
所不同的是铁单质只存在于从天而降的陨铁中,所以古代人称铁为“天石”,而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。
3.铁的冶炼(1)设备:炼铁高炉。
(2)原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。
(3)主要反应①还原剂的生成。
a.生成CO2:C+O2高温,CO2,b生成CO:CO2+C高温,2CO。
②铁的生成:Fe2O3+3CO高温,2Fe+3CO2。
③炉渣的形成:a.CaCO3高温,CaO+CO2,b .CaO +SiO 2高温,CaSiO 3。
[特别提醒]使用炼铁高炉得到的是含碳2%~4.5%的生铁,生铁经过进一步冶炼,包括降碳,调硅锰,除硫、磷,得到含碳量0.03%~2%的钢。
4.炼铜(1)工业炼铜:工业上采用高温冶炼黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)的方法得到铜。
黄铜矿――→还原剂高温冰铜―→粗铜(含Ag 、Au 、Fe 、Zn 等杂质)――→电解精炼精铜 (2)生物炼铜(矿堆浸铜法)①原理:CuS ――→细菌O 2CuSO 4――→Fe Cu 。
第二课时铁、铜及其化合物的应用基础稳固1.以下相关铁及其化合物的相关说法中正确的选项是()A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁在氧气中焚烧的反响产物为Fe2O3C.除掉FeCl2溶液中的FeCl3杂质能够向溶液中加铁粉,而后过滤D.Fe3+与SCN-产生血红色积淀分析:赤铁矿的主要成分是Fe2O3,铁在氧气中焚烧的反响产物为Fe3O4,铁离子遇KSCN溶液变血红色,但没有积淀产生。
答案:C2.以下物质中能经过化合反响制取的是()①Fe3O4②Fe(OH)3③FeCl2④FeCl3A.①④B.①②④C.①③④D.①②③④分析:题给四种物质均可经过化合反响制取,相关反响为①3Fe+2O2Fe3O4;②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;③2FeCl3+Fe3FeCl2;④2Fe+3Cl22FeCl3。
故D项正确。
答案:D3.制印刷电路经常用氯化铁溶液作为“腐化液”,发生的反响为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反响结束后,以下结果不行能出现的是()A.烧杯中有铜无铁B.烧杯中有铁无铜C.烧杯中铁铜都有D.烧杯中铁铜都无分析:因为铁的活动性大于铜,所以铁先反响,铜后反响。
答案:B4.能与Fe3+反响且能证明Fe3+拥有氧化性的物质是()A.KSCNB.FeC.FeCl2D.NaOH分析:Fe3+与Fe反响时生成Fe2+,Fe3+的化合价降低,作氧化剂,表现出氧化性。
答案:B5.以下对于铁的表达不正确的选项是()A.工业上用铁槽车装运冷浓硝酸是因为铁与冷的浓硝酸不反响B.在人体的血红蛋白中含有铁元素C.铁在湿润的空气中会生锈D.铁能在氧气中强烈焚烧分析:铁会被冷的浓硝酸钝化,钝化实质上也是一种化学反响,A不正确;铁在湿润空气中简单生锈,C正确;铁能在氧气中强烈焚烧,生成Fe3O4,D正确。
答案:A6.在硫酸铁溶液中,加入ag铜完好溶解后再加入bg铁,充分反响后获得cg剩余固体,且a>c,则以下说法中正确的选项是()A.剩余固体可能为铁和铜的混淆物B.最后获得的溶液可能含有Fe3+C.剩余固体是铁,溶液中必定不含Cu2+D.剩余固体所有是铜分析:加入的ag铜粉因为发生反响2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+而所有溶解,假如这部分铜在加入bg铁后被所有复原出来,则c应与a相等;现题给条件中已知a>c,这说明加入的ag铜没有全部被复原,溶液中还有Cu2+,同时也说明加入的铁粉不足(不然ag铜将会被所有复原出来),加入的铁被氧化成Fe2+;而Fe3+因为不可以与单质铜共存,说明在溶液中已经不再存在;综上所述,说明cg剩余固体是铜,滤液中还存在Cu2+、Fe2+。
第二单元铁、铜的获取及应用第1课时从自然界获取铁和铜基础巩固1.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。
下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于()A.金属的导电性强弱B.金属在地壳中的含量多少C.金属的化合价高低D.金属的活动性强弱解析人类对材料的使用经历了一个由易到难,由简单到复杂的过程,所以金属活动性较差、容易冶炼的金属最先被人发现和利用。
答案 D2.下列关于金属的一些说法不正确的是()A.合金的性质与其组成金属的性质不完全相同B.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D.越活泼的金属越难冶炼解析合金的性质与其成分金属的性质不完全相同,如硬度、强度更大,熔点更低等,A项正确;因为AlCl3为共价化合物,熔融时不导电,冶炼铝应用电解Al2O3(熔融)的方法,B项错误;金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子,越活泼的金属,其阳离子的氧化性越弱,越难被还原,C、D项正确。
答案 B3.铜在潮湿的空气里长期放置表面会生成一层绿色的铜锈,除去铜锈最好的试剂或方法是()A.浓硝酸B.稀盐酸C.氢氧化钠溶液D.加热解析铜表面的铜锈是碱式碳酸铜,既要除去铜锈又不能使铜损失。
浓硝酸既能与碱式碳酸铜反应又能与铜反应,而稀盐酸只与碱式碳酸铜反应,与铜不反应,氢氧化钠溶液与两者都不反应,加热不能除去铜锈。
答案 B4.炼铁的原料是( )①焦炭;②生石灰;③石灰石;④空气;⑤铁矿石;⑥一氧化碳。
A .②④⑥B .①②④⑤C .①③④⑥D .①③④⑤答案 D5.生铁和足量的稀盐酸充分反应后,总会有一些残渣剩余,残渣的成分主要是( )A .铁B .氯化铁C .氯化亚铁D .炭和一些杂质 解析 生铁是铁炭合金,C 不与盐酸反应,故剩下的固体是炭。
答案 D6.用H 2、C 、CO 分别与等质量的氧化铁在高温下反应,使氧化铁中的铁全部还原出来,消耗氢气、碳、一氧化碳的质量比为( )①1∶1∶1 ②1∶3∶14 ③1∶6∶14 ④2∶1∶2A .①③B .①④C .②③D .②④解析 用H 2、C 、CO 还原等质量Fe 2O 3且产物为H 2O 、CO 、CO 2时,耗三者物质的量比为1∶1∶1,质量比为1∶6∶14;当产物为H 2O 、CO 2时,三者物质的量之比为2∶1∶2,质量比为1∶3∶14。
第一课时 从自然界获取铁和铜1.如何制取金属Na 、Mg 、Al ?写出反应的化学方程式。
提示:2NaCl =====通电2Na +Cl 2↑,MgCl 2=====通电Mg +Cl 2↑,2Al 2O 3=====通电冰晶石4Al +3O 2↑2.以Na 、Al 为还原剂可置换哪些金属?写出反应的化学方程式。
提示:Ti 、Fe ,TiCl 4+4Na700~800℃,Ti +4NaClFe 2O 3+2Al =====高温2Fe +Al 2O 33.能还原金属氧化物的常见还原剂有哪些?写出CO 分别与Fe 2O 3、CuO 反应的化学方程式。
提示:C 、CO 、H 2、Al 等,Fe 2O 3+3CO =====高温2Fe +3CO 2,CuO +CO =====△Cu +CO 2↑[新知探究]探究 铁、铜在自然界中的存在形式及铁、铜矿石的成分(1)铁和铜在自然界中主要以化合态的形式存在:①常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe 3O 4)、赤铁矿(主要成分为Fe 2O 3)、黄铁矿(主要成分为Fe S 2)、菱铁矿(主要成分为FeCO 3)等。
②常见的铜矿有孔雀石[主要成分为CuCO 3·Cu(OH)2]、黄铜矿(主要成分为CuFeS 2)等。
(2)人们最早利用的单质铁和单质铜均直接来自于自然界。
所不同的是铁单质只存在于从天而降的陨铁中,所以古代人称铁为“天石”,而铜则来自于地球上自然存在的少量单质铜。
[成功体验]1.下列物质中,含铜元素的是( )A .天石B .孔雀石C .赤铁矿D .石灰石解析:选B 孔雀石的主要成分为CuCO 3·Cu(OH)2。
[新知探究]探究1 铁的冶炼需要的原料和设备(1)原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
(2)设备:炼铁高炉。
探究2 铁的冶炼过程中的主要反应,写出下列反应的化学方程式(1)还原剂的生成:C +O 2=====点燃CO 2,C +CO 2=====高温2CO ;(2)铁矿石的还原:Fe 2O 3+3CO =====高温2Fe +3CO 2;(3)炉渣的形成:CaCO 3=====高温CaO +CO 2↑,CaO +SiO 2=====高温CaSiO 3。
3.2 课时作业[对点训练]知识点1从自然界中获取铁和铜1.高炉炼铁生产中,下列说法正确的是()A.焦炭是主要还原剂B.采用富氧空气可以得到纯铁C.加石灰石的目的主要是为了得到CO2D.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿【答案】 D2.被视为现代湿法冶金先驱的反应是()A.铁与硫酸铜溶液反应B.高温下用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来C.氢气还原热的氧化铜得到铜D.高温下木炭还原氧化铜得到铜【答案】 A3.由中国社会科学院考古研究所、成都文物考古研究所、成都金沙遗址博物馆共同举办的《殷墟宝藏展览》展出了“司母辛鼎”,它是中国出土的第二大鼎。
至今为止出土的国宝级青铜器中有些看上去仍然熠熠生辉。
下列对其原因的分析中最可能的是() A.它们的表面电镀上了一层耐磨的黄金B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去C.铜属于金属活动性较弱的金属,因此不被氧化D.它们是由含有一定比例金、银、锡、锌的铜合金制成的【解析】古代没有电镀技术,有些国家级青铜器至今看上去仍然熠熠生辉,其材料应是抗腐蚀性强的铜合金。
【答案】 D4.某磁铁矿石200 t,经分析其中含有铁元素86.9 t。
则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为()A.50% B.60%C.65% D.70%【解析】依据铁元素86.9 t可计算其含有Fe3O4 120.0 t,则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为60%。
【答案】 B5.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_____________________________________________________。
第二单元铁、铜的获取及应用
第1课时从自然界中获取铁和铜
1.铁的冶炼在我国具有悠久的历史,最早约在()
A.夏朝
B.西汉
C.春秋战国
D.商朝
解析:考查化学史的相关问题。
答案:C
2.某磁铁矿石200 t,经分析其中含有铁元素86.9 t。
则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为()
A.50%
B.60%
C.65%
D.70%
解析:依据含有铁元素86.9 t可计算含有Fe3O4 120.0 t,则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为60%。
答案:B
3.联合国卫生组织经过考察和研究,认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具,并向全世界推广。
其主要原因是()
A.价格便宜,不易生锈
B.铁锅含有碳元素
C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素
D.传热慢,保温性能好
答案:C
4.(双选)中国现在已经有足够的钢铁产量,能够满足自身基础设施发展的需求。
下列关于铁矿石的说法不正确的是()
A.铁矿石还原成铁的化学方程式:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
B.自然界中没有游离态的铁
C.钢铁是纯净的铁,不含任何杂质
D.磁铁矿的主要成分是Fe3O4
解析:铁在自然界中以游离态的形式存在于陨铁中。
钢铁是含碳量为0.03%~2%的铁合金。
答案:BC
5.实验室欲使1.6 g氧化铁完全被还原,事先需准备的CO在标准状况下的体积应为()
A.336 mL
B.672 mL
C.大于672 mL
D.小于672 mL
解析:根据题意,设完全还原1.6 g氧化铁消耗标准状况下的CO气体体积为V,则Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 g3×22 400 mL
1.6 g V
V=672 mL
因为反应前后都要通入CO气体,所以实际需要的CO在标准状况下体积应大于672 mL。
答案:C
6.普通铜器时间稍久容易出现铜绿,其主要成分是Cu2(OH)2CO3。
而圆明园流失的牛首、猴首和虎首这三件1760年的铜铸国宝在250多年后看上去仍然熠熠生辉不生锈,下列对其原因的分析,最可能的是()
A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金
B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去
C.铜的金属活动性比氢小,因此不易被氧化
D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金
答案:D
7.冶炼金属有下列方法:①焦炭法,②水煤气(或H2、CO)法,③活泼金属置换法,④电解法。
相应的冶炼方法古代有(Ⅰ)火烧孔雀石,(Ⅱ)湿法炼铜,现代有(Ⅲ)铝热法炼铁焊接钢轨,(Ⅳ)从氯化镁中炼镁。
以下对它们的冶炼方法分析中,错误的是()
A.(Ⅰ)①
B.(Ⅱ)②
C.(Ⅲ)③
D.(Ⅳ)④
答案:B
8.下列物质中,不属于合金的是()
A.硬铝
B.黄铜
C.钢铁
D.水银
答案:D
9.在一定条件下可实现如图所示物质之间的转化。
请填写以下空白:
(1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜),受热易分解。
图中的F是。
(2)写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式:。
(3)图中所得G和D都为固体,混合后在高温下可发生反应,写出该反应的化学方程式:。
(4)工业上采用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜,第一步反应为2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,若1 mol O2参加反应,转移的电子数为mol。
(5)电解B时每生成1 mol D,同时生成mol E。
解析:据题给信息可以判断出A中含NaAlO2,沉淀为Al(OH)3,B为Al2O3。
F为CO2,G(固体)为CuO。
D(固体)为Al,E为O2。
CuFeS2中Cu为+2价,Fe为+2价,S为-2价,Cu2S中Cu为+1价,故反应中化合价升高的只有CuFeS2中S元素,且由-2价到+4价,由此计算转移的电子数。
答案:(1)CO2
(2)Al3++4OH-Al+2H2O
(3)3CuO+2Al3Cu+Al2O3
(4)6(5)0.75
10.课题式课堂教学是研究性学习的一种方式,其基本教学模式为:
下面是关于“一氧化碳的化学性质”的课题式课堂教学中,解决问题阶段甲同学设计的证明CO具有还原性的实验装置。
(1)点燃酒精灯A、B的先后顺序为:先点燃后点燃。
(2)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为。
(3)洗气试管中的实验现象为。
(4)酒精灯B的作用为。
(5)乙同学提出甲同学装置太复杂,可将酒精灯合二为一,去掉B,而将尾气导气管出口旋转到A 有火焰上即可。
乙同学的设计是否合理?简述理由(从A、B使用的一致性角度考虑)。
(6)丙同学认为甲装置有待优化,如尾气可先储存在瓶内,然后再处理。
右图是他设计的贮气瓶,尾气应从(填“a”或“b”)管通入。
(7)丁同学质疑:CO能否使澄清石灰水变浑浊?因此,其设计在CO通入CuO之前,应先通入澄清石灰水,以比较排除CO与澄清石灰水反应。
你认为丁的设计(填“必要”或“不必要”)。
解析:点燃酒精灯的先后顺序涉及实验的安全性问题,必须先将系统内的空气排尽,才能点燃,否则会引起爆炸。
CO与CuO反应的产物是Cu与CO2,CO2可与澄清石灰水反应使之变浑浊。
答案:(1)B A
(2)CuO+CO Cu+CO2
(3)澄清石灰水变浑浊
(4)点燃未参加反应的CO,防止CO污染空气
(5)不合理,因为该实验应先通CO气体,后加热CuO,不能同时进行
(6)b
(7)不必要。