时间:2020-07-07 22:55:21
1、填空题 （14分）利用废铁丝、硫酸铜废液（含硫酸亚铁）和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下：
试回答下列问题：
（1）铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，可能发生反应的离子方程式有?。
（2）为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同时，还通入O2。通入O2的目的是（用化学反应方程式表示）?。
在实验室中，常将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图所示）。
（3）写出烧瓶中发生反应的离子方程式为?
（4）广口瓶的作用是?
（5）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下
设计：将3.2 g铜丝放到45 mL 1.5 mol·L－1的稀硫酸中，控温在50 ℃。加入18 mL 10%的H2O2，反应0.5h后，升温到60 ℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O 10.5 g。请回答：
①加热时温度不宜过高的原因是?；
②本实验CuSO4·5H2O的产率为?。
参考答案：⑴? Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O，2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑；
⑵ 2Cu＋O2＋2H2SO4＝2CuSO4＋2H2O 或2Cu＋O2＝2CuO，CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O ；
⑶ 3Cu＋8H＋＋3NO3－?＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O ；
⑷ 安全瓶 ；⑸? ①防止双氧水分解 ；②84％ 。
本题解析：（1）铁丝表面有铁锈。投入稀H2SO4中发生反应的两种方程式为：Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O；2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋；Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑；（2）为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同时，还通入O2。通入O2的目的是使Cu变为氧化铜，与酸反应得到CuSO4.反应的方程式为：2Cu＋O2＋2H2SO4＝2CuSO4＋2H2O 或2Cu＋O2＝2CuO，CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O ；（3）在烧瓶中Cu与稀硝酸发生反应的离子方程式为：3Cu＋8H＋＋3NO3－?＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O ；（4）广口瓶的作用是安全瓶，防止倒吸现象的发生；（5）①加热时温度不宜过高是由于在反应的过程中使用了H2O2，而H2O2受热容易分解，使用温度不宜过高。②n(Cu)=" 3.2" g÷64g/mol=0.05mol,n(H2SO4)=" 0.045" L×1.5 mol/L=" 0.0675" mol硫酸过量，所以产生的CuSO4按照Cu来计算，理论产量：0.05mol×250g/mol=12.5g。因此CuSO4·5H2O的产率为(10.5 g÷12.5g)×100％=84％。
本题难度：一般
2、选择题 将铜片投入到稀硫酸中，铜片不溶，再加入下列试剂后，可使铜片溶解的是(? )
A．稀盐酸
B．硫酸钠晶体
C．硝酸钠晶体
D．氯化铁晶体
参考答案：CD
本题解析：稀盐酸不能溶解铜，硫酸钠也不能溶解铜。在酸性溶液中，硝酸盐具有强氧化性，能把铜氧化，而硝酸则被还原生成NO，C正确。氯化铁中的铁离子能把铜氧化生成铜离子和亚铁离子，D正确。所以答案选CD。
本题难度：一般
3、计算题 （9分）有一铝粉和Fe3O4粉末组成的铝热剂，在隔绝空气的条件下加热使之充分反应。将反应后所得混合物研细，并分成均匀的两等份，在一份中加足量的氢氧化钠溶液，另一份中加入足量的盐酸，反应后，前者消耗m mol NaOH，放出气体0.336 L；后者消耗n mol HCl，放出气体V L，若将等质量的铝热剂直接与足量稀硫酸作用，可得3.36 L气体（上述气体体积均已换算成标准状况）。试求铝热剂中Al的质量分数。
参考答案：28.0%
本题解析：（1）铝热剂直接与H2SO4作用时产生气体的反应如下：
2Al?＋? 3 H2SO4?＝? Al2(SO4)3?＋? 3 H2↑
54.0 g? 67.2 L
m(Al)? 3.36 L
列式可解得：m(Al)＝2.70 g
铝热反应后的混合物遇NaOH能放出H2，表明铝热反应Al剩余，则：
2Al ＋ 2NaOH ＋ 6H2O?＝? 2Na [Al(HO)4] ＋ 3 H2↑
54.0 g? 67.2 L
m(Al)? 0.336 L
列式可求得：m余(Al)＝0.540 g
铝热剂中Fe3O4的质量可求：
3 Fe3O4?＋? 8 Al 
?4 Al2O3?＋? 9 Fe
696 g? 216 g
m(Fe3O4)? 2.70g－0.540g
列式可求得：m(Fe3O4)＝6.96 g
则：w(Al)＝
×100%＝28.0%
本题难度：简单
4、选择题 某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A．1∶1∶1
B．1∶3∶1
C．3∶3∶8
D．1∶1∶4
参考答案：D
本题解析：解答本题应注意以下三点：(1)Fe与Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3反应的先后顺序；(2)横、纵坐标及曲线各折点表示的意义；(3)HNO3反应生成的Fe3＋和溶液中的原有Fe3＋均与Fe发生反应。
本题难度：一般
5、选择题 下列物质的名称和化学式不相符的是
A．赤铁矿（Fe2O3）
B．硫铁矿（FeS2）
C．铁红（Fe2O3）
D．磁铁矿（FeO）
参考答案：D
本题解析：略
本题难度：简单