2024-2025學(xué)年高中化學(xué)專題3從礦物到基礎(chǔ)材料2-1從自然界中獲取鐵和銅課時作業(yè)含解析蘇教版必修1

PAGEPAGE7課時作業(yè)20從自然界中獲得鐵和銅時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。下圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年頭，之所以有先后，主要取決于(D)A．金屬的導(dǎo)電性強(qiáng)弱B．金屬的化合價凹凸C．金屬在地殼中的含量多少D．金屬的活動性大小解析：人類發(fā)展歷史上，先后經(jīng)驗了青銅器時代、鐵器時代，現(xiàn)在鋁也得到了廣泛的應(yīng)用。由于科技漸漸進(jìn)步，活潑金屬越來越易制備，因此金屬的開發(fā)依次主要是由金屬的活動性大小確定的。2．明代《天工開物》中有關(guān)“火法”冶煉鋅的工藝記載：“每爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)……然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅……冷定毀罐取出，每十耗其二，即倭鉛也?！?爐甘石的主要成分為碳酸鋅)下列說法不正確的是(D)A．該冶煉鋅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)B．煤炭中起作用的主要成分是CC．冶煉Zn的反應(yīng)方程式為ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up15(高溫))Zn＋3CO↑D．倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物解析：碳酸鋅與碳在高溫下反應(yīng)生成鋅和一氧化碳，化學(xué)方程式為ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up15(高溫))Zn＋3CO↑，故該冶煉鋅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，A、C項不符合題意；煤炭中起作用的主要成分是C，作還原劑，B項不符合題意；依據(jù)題意和反應(yīng)方程式可知，倭鉛是指金屬鋅，D項符合題意。3．下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯誤的是(B)A．2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up15(通電))2Na＋Cl2↑B．MgO＋H2eq\o(=,\s\up15(△))Mg＋H2OC．Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up15(高溫))3Fe＋4CO2D．2HgOeq\o(=,\s\up15(△))2Hg＋O2↑解析：鎂是活潑性強(qiáng)的金屬元素，其冶煉只能用電解法。4．下列關(guān)于銅的冶煉的說法，正確的是(C)A．工業(yè)上采納高溫冶煉黃銅礦得到的銅，含銅量99.7%以上B．銅的冶煉原理與鋁的冶煉原理是相同的C．生物煉銅具有成本低、污染小、反應(yīng)條件簡潔等優(yōu)點D．采納高溫冶煉黃銅礦得到的銅，含有銀、金、鐵、鋅等雜質(zhì)，沒有碳、硫雜質(zhì)解析：工業(yè)上采納高溫冶煉黃銅礦(主要成分是CuFeS2)的方法得到的銅，含銅量為99.5%～99.7%，A項錯誤；銅的冶煉是利用熱還原法，而鋁的冶煉是利用電解法，原理不同，B項錯誤；生物煉銅具有成本低、污染小、反應(yīng)條件簡潔等優(yōu)點，C項正確；高溫冶煉黃銅礦得到的銅單質(zhì)中除含有金屬雜質(zhì)外，還含有碳、硫等非金屬單質(zhì)，D項錯誤。5．下列狀況下，能通過置換反應(yīng)得到鐵的是(D)A．銅與氯化亞鐵溶液常溫下混合B．一氧化碳通過灼熱的三氧化二鐵C．氫氣通入硫酸亞鐵溶液D．鋁和氧化鐵混合加熱到高溫解析：銅與氯化亞鐵溶液不發(fā)生反應(yīng)，A不正確；一氧化碳通過灼熱的三氧化二鐵發(fā)生反應(yīng)：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋3CO2，可以得到鐵，但此反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)，B不正確；氫氣通入硫酸亞鐵溶液不反應(yīng)，C不正確；鋁和氧化鐵混合加熱到高溫，發(fā)生反應(yīng)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up15(高溫))Al2O3＋2Fe，此反應(yīng)為置換反應(yīng)且可以得到鐵，D正確。6．已知一些金屬單質(zhì)的發(fā)覺與其金屬活動性存在著某種必定的聯(lián)系，你認(rèn)為可能發(fā)生在鐵器時代之前的是(B)①金屬鋁的冶煉②青銅器時代③金銀的運用④戴維發(fā)覺金屬鈉⑤15世紀(jì)中國運用鋅鑄幣A．②③⑤ B．②③C．①②③ D．①④⑤解析：金屬越不活潑，越簡潔制取，則運用的時間相對越早。依據(jù)金屬活動性依次表，可知不如鐵活潑的金屬有銅、銀、金，故選B。7．工業(yè)上由含釩、鉻和錳的礦物冶煉難熔的金屬釩、鉻和錳，通常采納的方法是(B)A．碳還原法B．鋁熱法還原C．干脆加熱法D．鹽的水溶液與活潑金屬置換法解析：冶煉難熔金屬通常采納鋁熱法。8．用肯定量的鐵與足量的稀硫酸及足量的CuO制單質(zhì)銅，有人設(shè)計了以下兩種方案：①Feeq\o(→,\s\up15(H2SO4))H2eq\o(→,\s\up15(CuO))Cu②CuOeq\o(→,\s\up15(H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up15(Fe))Cu若按試驗原則進(jìn)行操作，則兩者制得單質(zhì)銅的量為(C)A．一樣多 B．①多C．②多 D．無法推斷解析：鐵的量肯定，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)肯定。由于氫氣還原氧化銅的試驗中起先需消耗氫氣排凈裝置中的空氣，試驗結(jié)束后銅粉需在氫氣氛圍下冷卻，所以能夠用于還原氧化銅的氫氣量較少，依據(jù)電子守恒原理可知，方案①制得的銅較少。9．已知X為FeO和CuO的混合物，取兩份等質(zhì)量的X樣品進(jìn)行下列試驗：設(shè)第③步所得固體D的質(zhì)量為32g，溶液E中只含有一種金屬離子，氣體F在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5.6L，則X中FeO與CuO的物質(zhì)的量之比為(C)A．41 B．12C．21 D．11解析：X為FeO和CuO的混合物，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，A中含HCl、FeCl2、CuCl2，B中含F(xiàn)e、Cu，C為CO2；B與A反應(yīng)生成的F為H2；還原性Fe>Cu，氧化性Cu2＋>H＋，則Fe與A中Cu2＋反應(yīng)，溶液E中只含一種金屬離子，且溶液E呈酸性，則D為Cu，溶液E中溶質(zhì)沒有CuCl2，由題意可知一份X中含Cu元素的質(zhì)量為32g÷2＝16g，則每份中CuO的物質(zhì)的量為：n(CuO)＝n(Cu)＝eq\f(16g,64g/mol)＝0.25mol；由Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu知與Cu2＋反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量為eq\f(16g,64g/mol)＝0.25mol，與HCl反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量為eq\f(5.6L,22.4L/mol)＝0.25mol，所以一份X中含鐵元素的物質(zhì)的量為0.50mol，則n(FeO)＝0.50mol，X中FeO與CuO的物質(zhì)的量之比為0.50mol0.25mol＝21。10．煉鐵選用的鐵礦石通常不僅要求含鐵量高，而且要“有害元素”少，下列鐵礦石你認(rèn)為不相宜煉鐵的是(D)A．磁鐵礦(Fe3O4)72.4%B．赤鐵礦(Fe2O3)70%C．菱鐵礦(FeCO3)48.3%D．黃鐵礦(FeS2)46.7%解析：黃鐵礦中含鐵量低，且冶煉時會生成SO2，污染大氣。11．試驗室欲使1.6g氧化鐵完全還原，事先應(yīng)打算的CO在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為(C)A．672mLB．336mLC．大于672mLD．小于336mL解析：反應(yīng)前要通CO將裝置中的空氣排出，反應(yīng)后還要通CO直至鐵冷卻。所以事先打算的CO應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反應(yīng)所需的CO。12．將氫氣通過10g氧化銅粉末加熱片刻，冷卻后剩余固體的質(zhì)量為8.4g，那么下列計算正確的是(C)A．有1.6g水生成B．有8.4g銅生成C．有80%的氧化銅被還原D．試驗過程中所消耗的氫氣為0.2g解析：CuO＋H2eq\o(=,\s\up15(高溫))H2O＋CuΔm80186416m(CuO)m(H2O)m(Cu)10g－8.4gm(CuO)＝8gm(H2O)＝1.8gm(Cu)＝6.4g試驗過程中所消耗的氫氣大于0.2g。二、非選擇題(共52分)13．(9分)甲圖是一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的裝置示意圖，乙圖是高爐煉鐵示意圖。請回答下列問題：(1)寫出甲圖中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋3CO2。(2)甲圖中尾氣處理的方法是將尾氣在空氣中點燃。(3)乙圖中高爐煉鐵時焦炭的作用是①產(chǎn)生熱量(或提高爐溫)；②生成還原劑一氧化碳。(4)圖中生鐵出口低于爐渣出口的緣由是鐵水的密度大于液態(tài)爐渣的密度。解析：(1)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)CO還原氧化鐵生成鐵，這是工業(yè)上煉鐵的原理。(2)未反應(yīng)的CO可通過在空氣中點燃除去。(3)焦炭燃燒時可為煉鐵供應(yīng)能量，在高溫下C和CO2反應(yīng)生成的CO是煉鐵的還原劑。(4)因為鐵水的密度大于液態(tài)爐渣的密度，所以生鐵出口低于爐渣出口，從而可以將鐵水和液態(tài)爐渣分別。14．(13分)在肯定條件下可實現(xiàn)下圖所示物質(zhì)之間的改變：請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(堿式碳酸銅)，受熱易分解，上圖中的F是CO2；(2)寫出明礬溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O；(3)圖中所得G和D都為固體，混合后在高溫下可發(fā)生反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CuO＋2Aleq\o(=,\s\up15(高溫))3Cu＋Al2O3；(4)每生成1molD同時生成eq\f(3,4)molE。解析：明礬與過量NaOH溶液反應(yīng)的實質(zhì)是Al3＋與OH－的反應(yīng)，離子方程式為：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。CuCO3·Cu(OH)2eq\o(=,\s\up15(△))2CuO＋CO2↑＋H2O，其中G為固體，即G為CuO，F(xiàn)為CO2，在前一個反應(yīng)的產(chǎn)物中，只有NaAlO2溶液能與CO2反應(yīng)，故A應(yīng)為NaAlO2，NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3，產(chǎn)物中的沉淀是Al(OH)3，Al(OH)3受熱分解得Al2O3和H2O，即B為Al2O3,2Al2O3eq\o(=,\s\up15(通電))4Al＋3O2↑，又知D為固體，故D為Al，E為O2，每生成1molAl同時生成eq\f(3,4)molO2。在高溫下，G和D反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CuO＋2Aleq\o(=,\s\up15(高溫))3Cu＋Al2O3。15．(12分)某探討小組利用下圖裝置探究溫度對CO還原Fe2O3的影響(固定裝置略)。已知：Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。Fe3＋遇KSCN溶液，溶液變成紅色。(1)MgCO3的分解產(chǎn)物為MgO、CO2。(2)裝置C的作用是除去CO2，處理尾氣的方法為點燃(或其他合理答案)。(3)將探討小組分為兩組，按題圖裝置進(jìn)行對比試驗，甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對裝置D加熱，反應(yīng)產(chǎn)物均為黑色粉末(純凈物)，兩組分別用產(chǎn)物進(jìn)行以下試驗。步驟操作甲組現(xiàn)象乙組現(xiàn)象1取黑色粉末加入稀鹽酸溶解，無氣泡溶解，有氣泡2取步驟1中溶液，滴加K3[Fe(CN6)]溶液藍(lán)色沉淀藍(lán)色沉淀3取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液變紅無現(xiàn)象4向步驟3溶液中滴加新制氯水紅色褪去先變紅，后褪色①乙組得到的黑色粉末是Fe。②甲組步驟1中反應(yīng)的離子方程式為Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。③乙組步驟4中，溶液變紅的緣由為Fe2＋被氧化成Fe3＋，F(xiàn)e3＋遇SCN－顯紅色；溶液褪色可能的緣由及其驗證方法為SCN－被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色，則假設(shè)成立(或其他合理答案)。④從試驗平安考慮，圖中裝置還可實行的改進(jìn)措施是在裝置B、C之間添加防倒吸裝置(或其他合理答案)。解析：(1)MgCO3分解生成對應(yīng)的金屬氧化物MgO和CO2。(2)CO2經(jīng)過裝置B被轉(zhuǎn)化為CO，未轉(zhuǎn)化的CO2被裝置C中的NaOH溶液汲取，CO被干燥后用來還原裝置D中的Fe2O3，F(xiàn)可檢驗D中CO2的生成，尾氣中含有的CO可點燃處理或用氣球收集。(3)①CO還原Fe2O3后得到的黑色粉末可能是FeO、Fe3O4或鐵粉，由題意可推知甲組得到的是Fe3O4，乙組得到的是鐵；②Fe3O4與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2、FeCl3和H2O；③含F(xiàn)e3＋的溶液遇SCN－顯紅色，滴加新制氯水后，氯水中的Cl2可能氧化SCN－，使溶液紅色褪去；④CO2在裝置C中汲取過快可能會發(fā)生倒吸致使B裝置中玻璃管炸裂，所以應(yīng)在B、C之間連接一個防倒吸裝置。16．(18分)如下圖是用一氧化碳還原氧化銅的試驗裝置，回答下列問題。(1)有下列試驗步驟：①加熱；②通入一氧化碳。請用上述試驗步驟的標(biāo)號填空，試驗起先時，應(yīng)先②，然后①。(2)試驗進(jìn)行一段時間后，A裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象為黑色粉末變?yōu)榧t色，說明有銅生成，B裝置中出現(xiàn)的