时间:2019-05-30 03:22:28
1、选择题 在含有Cu(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入铁粉，经反应未见气体放出，析出3.2 g铜时，溶解的铁粉的质量是（?）
A．5.6 g
B．2.8 g
C．14 g
D．8.4 g
参考答案：D
本题解析：因氧化性Ag+＞Fe3+＞Cu2+,有3.2 g Cu析出，则Ag+、Fe3+被完全还原。
2Ag+? +? Fe====Fe2++2Ag
0.1 mol 0.05 mol
2Fe3+? +? Fe====3Fe2+
0.1 mol 0.05 mol
Cu2++Fe====Fe2++Cu
0.05 mol? 0.05 mol
故溶解的Fe粉的质量为m（Fe）="0.05" mol×3×56 g·mol-1="8.4" g。
本题难度：简单
2、填空题 某实验小组用工业废弃固体（主要成分为Cu2S和Fe2O3）制备有关物质，整个流程如下图所示。请回答：
（1）气体a的化学式为?。
（2）溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C，写出该反应的离子方程式?。
（3）制备硫酸铜溶液。常温下，O2、铜粉和稀硫酸三者在一起，几乎不反应，当加入溶液D后，随即生成硫酸铜。经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用。
A.第一步反应的离子方程式为：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，则第二步反应的郭子方程式为?。
B.⑦操作中，配制Fe2(SO4)3溶液时应注意?。
（4）操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液。加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀（离子浓度小于10－5mol/L），然后再过滤，浓缩、结晶等，则pH至少调节为_____。
已知：Ksp[Cu(OH)2]≈1×10－22，Ksp[Fe(OH)2] ≈1×10－16，Ksp[Fe(OH)3] ≈1×10－38
（5）科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水。
A.一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O，通入2mol水蒸气，发生如下反应：
2H2O(g)＝2H2(g)＋O2(g)?△H＝＋484kJ/mol
20min末测得n(O2)＝0.16mol，则这段时间的反应速率υ(H2)＝_________；该温度下，此反应的平衡常数表达式K＝___________________。
B.已知：2Cu2O(s)＋O2(g)＝4CuO(s)?△H＝－292kJ/mol
2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)?△H＝－221kJ/mol
请写出炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式_________________。
参考答案：（除去注明外，每空2分，共14分）（1）SO2(1分)
（2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O或4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O
（3）2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋；向配制溶液中加入少量的硫酸防止水解或将Fe2(SO4)3溶解在稀硫酸中，再加水稀释 （4）3 （5）0.008mol/(L·min)（单位占1分）；
（1分）；
2CuO(s)＋C(s)＝CO(g)＋Cu2O(s)?△H＝＋35.5 kJ/mol
本题解析：（1）Cu2S灼烧生成SO2和铜，反应的化学方程式是Cu2S＋O2
2Cu＋SO2↑，因此气体a是SO2。
（2）固体A是氧化铁和铜的混合物，加入稀硫酸固体溶解生成硫酸铁，进而硫酸铁又溶解铜，所以溶液A是硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜以及硫酸的混合液。加入过量的铁粉后生成硫酸亚铁和铜，所以固体B是铜和铁的混合物，溶液B是硫酸亚铁。要得到硫酸铁晶体，则需要将硫酸亚铁氧化生成硫酸铁，因此氧化剂X可以是双氧水或氧气，有关的离子方程式是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O或4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O。
（3）由于铁离子具有氧化性，能把铜氧化生成铜离子，而铁离子又被还原生成亚铁离子，因此第二步反应的离子方程式是2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋；由于铁离子易水解生成氢氧化铁，所以配制硫酸铁溶液时，要防止铁离子水解，因此正确的操作应该是向配制溶液中加入少量的硫酸防止水解或将Fe2(SO4)3溶解在稀硫酸中，再加水稀释。
（4）溶液E是硫酸铜和硫酸亚铁的混合液，根据溶度积常数可知，要得到硫酸铜溶液，需要除去亚铁离子。由于氢氧化亚铁的溶度积常数大于氢氧化铜的，但氢氧化铁的溶度积常数小于氢氧化铜的，所以应该加入氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子。根据氢氧化铁的溶度积常数可知，要调节pH至铁元素全部沉淀（离子浓度小于10－5mol/L），溶液中的OH－应该为
＝10－11mol/L，所以pH至少调节为3。
（5）20min末测得n(O2)＝0.16mol，则根据方程式可知，生成氢气是0.16mol×2＝0.32mol，其浓度是0.32mol÷2L＝0.16mol/L，因此氢气的反应速率υ(H2)＝0.16mol/L÷20min＝0.008mol/(L·min)。化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此根据方程式可知该温度下，此反应的平衡常数表达式K＝；根据反应①：2Cu2O(s)＋O2(g)＝4CuO(s)?△H＝－292kJ/mol和反应②：2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)?△H＝－221kJ/mol并依据盖斯定律可知，（②－①）÷2即得到反应2CuO(s)＋C(s)＝CO(g)＋Cu2O(s)，所以该反应的反应热△H＝（－221kJ/mol＋292kJ/mol）÷2＝＋35.5 kJ/mol。
本题难度：困难
3、选择题 据报道，纳米Fe3 O4晶体材料可以作为核磁共振造影增强剂 ，用于疾病的诊断和作为药物载体用于疾病的治疗。其制备过程如图所示、下列叙述不合理的是 
A．Fe3O4可以表示为 FeO·Fe2O3，属于混合物
B．反应③的化学方程式是：6FeOOH + CO ==2Fe3O4+3H2O+CO2
C．纳米四氧化三铁分散在适当分散剂中，形成的分散系可能有丁达尔现象
D．在反应②环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解
参考答案：A
本题解析：略
本题难度：一般
4、选择题 常温下，将1.92g铜加入到100mlH2SO4和HNO3的混合液中，Cu全部溶解，放出无色气体，再向溶液中加入足量铁粉，充分反应，此时收集到气体为448ml（标准状况）的氢气。下列有关结论不正确的是（?）
A．溶解的铁粉为2.8g
B．原溶液中C（SO42-）=0.5mol/L
C．原混合溶液中C（H+）=1.2mol/L
D．原溶液中n（NO3-）=0.08mol
参考答案：D
本题解析：铜的物质的量为0.03mol，氢气的物质的量为0.02mol；发生的反应依次分别为：
3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
0.03? 0.08? 0.02? 0.03
Fe?＋?Cu2＋=Cu＋Fe2＋
0.03? 0.03
Fe?＋?2H＋= Fe2＋＋H2
0.02? 0.04?0.02
可知，原溶液中NO3－的物质的量为0.02mol，H＋的物质的量为0.12mol，即可求出SO42—的物质的量为0.05mol
共溶解的铁粉的物质的量为0.05mol，质量为2.8g
故答案为D
本题难度：简单
5、填空题 以黄铜矿（主要成分为CuFeS2，含少量杂质SiO2等）为原料进行炼铜，同时得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O）。其主要流程如下：
已知：① 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O
②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表
| 沉淀物 | Cu（OH）2 | Fe（OH）3 | Fe（OH）2 |
| 开始沉淀pH | 4．7 | 2．7 | 7．6 |
| 完全沉淀pH | 6．7 | 3．7 | 9．6 |
参考答案：（1）Fe（或铁）?稀硫酸
（2）冷却结晶?过滤（洗涤干燥）
（3）3．7～4．7
（4）Fe+2Fe3+=3Fe2+
本题解析：以黄铜矿为原料进行炼铜，同时得到副产品绿矾的主要流程如下：反应Ⅰ是将CuFeS2转化为CuSO4和Fe2（SO4）3，并过滤除去SiO2。反应Ⅱ是通过水解反应分离CuSO4和Fe2（SO4）3，根据表中给出的数据可知，Fe3+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是2．7～3．7，Cu2+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是4．7～6．7，要想将溶液中的Fe3+完全沉淀且Cu2+不能沉淀，需要调节溶液的pH为3．7～4．7；为了不引入新杂质，可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH至3．7～4．7，此时Fe3+完全沉淀；最后过滤，即可得到纯净的CuSO4溶液和Fe（OH）3沉淀。由实验目的知，反应Ⅲ是将CuSO4转化为Cu，所以加入的试剂a是过量的Fe，反应后过滤得到FeSO4溶液和Fe、Cu混合物。反应Ⅳ是从Fe、Cu混合物中得到Cu，所以加入的试剂b是稀硫酸。反应Ⅴ是将Fe2（SO4）3转化为FeSO4溶液，发生反应的离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+。操作X是从FeSO4溶液中得到绿矾，操作方法为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
本题难度：一般