中学化学竞赛试题及答案铁铜混合反应Word文档格式.docx
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AFeBCuCFe和CuD无法判断
.在Fe2(SO4)3溶液中,加入agCu,完全溶解后,再加入bgFe,充分反应后得到cg残留固体,且a>c。
则下列说法正确的是
A残留固体全部是铜B残留固体是铁,溶液中一定不含Cu2+
C残留固体为铁和铜的混合物D最后得到的溶液中可能含有Fe3+
.在FeCl3和CuCl2的混和溶液中,加入过量的还原铁粉,完全反应后,剩余固体物质的质量与所加还原铁粉的质量相等,则混和溶液中FeCl3和CuCl2物质的量之比为
A2︰7B7︰2C1︰2D2︰1
.向Fe2(SO4)3、CuCl2混和溶液中投入足量的铁粉充分反应后,得到的固体经过滤、干燥、称重,知所得固体的质量与加入的铁粉的质量相等,则原溶液中[SO42-]与[Cl-]之比是
A3︰2B1︰7C2︰7D3︰14
.在2LFe2(SO4)3和CuSO4组成的混和液中,加入30g纯铁粉,最后得到2L0.25mol/L的FeSO4溶液及20g固体混和物,则原混和物中Fe2(SO4)3的物质的量浓度为
A0.1mol/LB0.01mol/LC0.05mol/LD0.5mol/L
.Fe3+的氧化性强于Cu2+,但弱于Ag+,在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01mol的混合液中加入Fe粉0.01mol,经充分搅拌后产生的变化是
AFe溶解,但没有其他金属生成
BFe溶解,析出了0.01molAg,且溶液中不会再有Fe3+,共含0.02molFe2+
C只析出0.01molAg,而没有其他反应发生
DFe溶解,析出了0.01molAg和0.005molCu
.由三种黑色粉末组成的混和物,加入100mL14mol/L的某酸中,加热反应后酸无剩余,得到蓝绿色溶液和两种气体。
在所得溶液中加入0.15mol还原铁粉恰好充分反应,溶液变为浅绿色,生成6.4g红色沉淀。
将生成的两种气体通过饱和的NaHCO3溶液仍然收集到两种气体。
此黑色粉未的组成为
A物质的量:
FeS︰CuO︰Fe=1︰1︰1
B物质的量:
C︰CuO︰Fe=3︰2︰2
C质量:
MnO2︰CuO︰C=5.5︰8︰12
D质量:
Fe︰C︰CuO=7︰5︰3
电子工业使用的印刷线路板,是在敷有铜膜的塑料板上以涂料保护所需的线路,然后用FeCl3溶液与未受保护的铜膜反应去掉铜,腐蚀后的废液中含有大量的Cu2+。
为了回收这一部分Cu2+并制成硫酸铜晶体(CuSO4·
5H2O),常用如下步骤:
①向废液中加过量的铁屑,搅拌,静置;
②滤出固体物质;
③将滤出的固体物质加热煅烧;
④把煅烧后的物质放在硫酸中溶解;
⑤调节溶液的pH到3.4~4,使Fe(OH)3沉淀完全、过滤;
⑥浓缩洗液,析出晶体;
⑦将过滤得到的晶体溶解,再结晶。
根据以上叙述回答下面3题。
.上述第③步操作所得煅烧产物的成分是
ACuOBCuO和FeOCFe2O3DCuO和Fe2O3
.上述第⑤步操作中,调节溶液的pH宜加入的物质是
A氧化铜粉末BNaOH溶液C稀氨水DNa2CO3
.上述第⑥步操作中,用浓缩滤液而不用蒸干溶液的主要原因是
A蒸干所得到的物质可能含有无水硫酸铜B温度升高,CuSO4溶解度增大
C温度升高,Cu2+水解完全,得到Cu(OH)2D温度升高,CuSO4分解
.试设计一个方案,再用廉价的原料和每种原料只用一次的条件下,分三步从含有Fe3+、Cu2+、Cl―和NO3―的废液中,把Fe3+转化为绿矾回收;
把Cu2+转化为Cu回收。
各步反应应加入的原料依次是;
各步反应的离子方程式是:
①;
②;
③。
.现有废液,其中含有CuCl2、FeCl2、HCl。
某课外活动小组计划用它得到纯净的FeCl2晶体。
为此,设计如下实验方案:
序号
A
B
C
D
E
仪
器
及
药
品
第一步:
用上图中的仪器和药品组装一套实验装置制取干燥纯净的CO,用CO还原Fe2O3粉末制取还原铁粉。
(制取CO的原理为:
H2C2O4
CO2↑+CO↑+H2O)
(1)如果所制气体流向从左向右时,上述组装的实验装置从左向右直接连接顺序(填仪器序号)是→→→→。
(2)正确的操作步骤中第一步应是:
;
最后一步应是熄灭处的酒精灯。
(3)装置B的作用是;
装置E的作用是。
第二步:
将制得的还原铁粉放入原混合溶液中,制得纯净的FeCl2溶液。
(4)必须进行的操作是。
第三步:
得到纯净的FeCl2晶体。
(5)必须进行的操作是。
.在铁与铜的混和物中,加入一定量的稀硝酸,充分反应后剩余金属m1g,再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振荡后,剩余金属m2g,m1与m2的关系是。
原因是。
.将18g铁、铜屑的混合物与氯气反应,反应物用过量NaOH溶液处理后将不溶物过滤、灼烧,得到残留物12g,试求该混合物中铁和铜的百分含量。
.在CuSO4和Fe2(SO4)3的混和液中加入一定量的铁粉,充分反应后,过滤出固体残渣比原加入铁粉多2.4g。
经检验,残渣成分都是铜,滤液里只含有0.5mol的FeSO4。
求原混和液中含Fe2(SO4)3的物质的量。
.在500mL含有Fe3+、Cu2+的溶液中投入ag铁粉,反应完全后过滤,所得固体物质经干燥后重为bg。
滤液中的金属离子用0.3mol/LOH-恰好使它们完全沉淀。
试求原溶液中Fe3+、Cu2+的物质的量的浓度。
.在500mL含有Cu2+和Fe3+的溶液中放入10g铁粉,反应完全后过滤,所得固体干燥后称得其质量为11g,滤液中的金属离子用0.3molOH-恰好完全使它们沉淀,试求原混和物中这两种离子的mol浓度。
.取胆矾和铁粉组成的混和物,放入水中充分反应后,过滤取出固体残渣,洗涤干燥,称量其质量比原混和物质量减轻36.3g;
取同质量的原混和物放入水中充分反应后再加入足量的稀硫酸,充分作用后过滤,将滤液蒸干,得到晶体,称其质量比原混和物质量增加1.35g。
求原混和物中胆矾和铁粉各多少g?
.用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路是成熟的传统工艺,化学原理为:
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
化学兴趣小组甲、乙、丙三位同学分析某上述厂家的一些数据及所得混合溶液(记为A)的组成。
各取A50.0mL进行如下探究。
结果如下:
甲:
向50.0mLA中加入足量的AgNO3溶液,析出沉淀86.1g
乙:
向50.0mLA中试探性的加入1.40g铁粉,结果全部溶解未见固体析出。
丙:
向50.0MlA中加入20.0mL稀硝酸,产生0.448LNO(标准状况)
结合三位同学实验提供的信息,请回答下列问题?
:
该厂所使用的FeCl3溶液的物质的量浓度(反应前后溶液的体积变化忽略不计)。
A中c(Cu2+)的取值范围。
若向乙同学实验后的溶液中加入足量的稀硝酸,结果生成1.12LNO(标准状况),试计算A中Cu2+的物质的量浓度。
.现将11.2g铁粉完全溶解在500mL稀硝酸中,硝酸的还原产物是NO,反应结束后,再加入6.4g铜粉,试求下列情况下硝酸物质的量的浓度:
(1)铜粉恰好完全溶解且无气体放出
(2)铜粉恰好完全溶解一半且无气体放出
.已知常温时反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+在水溶液中能发生,将22.4g由铜和三氧化二铁组成的混合粉末加入到浓度为1mol/L的硫酸中,使之发生反应。
(1)若固体恰好全部溶解,消耗硫酸的体积为V,求V的取值范围。
(2)若硫酸溶液过量,反应后溶液的体积为1L,测得此溶液中Fe2+浓度为0.1mol/L,求原混合物中含铜多少克?
.金属铜能被FeCl3的浓溶液腐蚀,其化学反应是Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2。
现将有铜的印刷线路板浸入120mL溶液中FeCl3溶液中,有9.6g铜被腐蚀掉。
取出印刷线路板,向溶液中加入8.4g铁粉,经充分反应,溶液中还存在4.8g不溶物,则
(1)溶液中存在哪些离子?
(2)这些离子的物质的量浓度是多少?
.将氧化亚铁和硝酸铜的混和物9.08g全部溶解于含有0.3molHCl的某浓度的盐酸中(此时有部分Fe2+被酸性条件下的NO3-氧化:
3FeCl2+HNO3+3HCl=3FeCl3+NO↑+2H2O),当向溶液中通入一定量的氯气时,溶液中的Fe2+刚好被完全氧化,再向溶液中加入10g过量的铁粉,充分反应后,放出标准状况下的氢气224mL,过滤,得到不溶固体6.72g,求:
(1)原混和物FeO和Cu(NO3)2的物质的量各是多少?
(2)通入的氯气在标准状况下的体积是多少?
.在500mL硫酸铜和硫酸铁的混和溶液中加入19.6g铁粉充分搅拌,完全反应后,滤出残留固体洗涤,干燥后称重为16g。
在滤液中加入5mol/L氯化钡溶液310mL,恰好使硫酸根离子完全沉淀,求原混和溶液中这两种溶质的物质量的浓度。
.把4.32gCu和CuO的混合物加到足量的浓硫酸中,加热至反应完全后,用水稀释至500mL,再向溶液中加入5.88g铁粉,充分反应后,过滤、烘干,得到固体物质3.52g(经分析3.52g为一种物质)。
求:
(1)原混合物中CuO的质量。
(2)加入铁粉前CuSO4的物质的量浓度。
(3)最后所得溶液是何溶液?
物质的量浓度为多少?
(假设体积不变)
.现有含Fe2(SO4)3、FeSO4和CuSO4的混合物样品14.48g,把它们溶于水配成溶液100mL,在其中加入Cu粉1.02g充分反应后过滤,将不溶物烘干称重质量为0.54g。
在滤液中加入大量铁粉充分反应后过滤,将不溶物反复用盐酸洗涤用清水洗净后烘干称重质量为0.96g。
试计算
(1)混合物中FeSO4的百分含量。
(2)假定两次过滤时,滤液无损失,体积仍为100mL,求滤液溶质的物质的量浓度。
.在500mL硫酸铁和硫酸铜的混和溶液中,通入硫化氢气体使之完全反应,将沉淀滤出,烘干称得其质量为22.4g。
再在滤液中加入过量的铁粉,完全反应后,滤去剩余的铁粉(H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+、H2S+Cu2+=CuS↓+2H+),将滤液蒸干得到固体0.5mol,求:
(1)原混和物中硫酸铁和硫酸铜各多少克?
(2)原溶液中SO42-、Fe3+、Cu2+等离子物质的量的浓度各是多少?
.FeCl3的浓溶液溶解铜粉的离子方程式如下:
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
现向FeCl3溶液中加入ag铜粉使之完全溶解,再向其中加入bg铁粉,经充分反应后过滤得到滤渣cg,若已知a>b>c,试推断出cg滤渣是什么物质?
由此推断出上述滤液中存在哪些阳离子?
写出简要的推断过程。
.常温时,将amolFe和amolCu投入含bmolHNO3的浓硝酸中,经一段时间后,使它们恰好完全反应,已知反应后溶液中Fe3+、Fe2+的物质的量相等,HNO3的还原产物为NO、NO2,且不考虑NO2转化为N2O4。
反应中可产生气体560mL,将该气体溶于水,充分反应后,气体体积减少224mL(气体体积均为标准状况下体积),求a、b的值。
.取不足100g可能由CuCl2、FeSO4、KHCO3、Fe2(SO4)3中几种化合物组成的混和物。
①将全部混和物溶于适量的蒸馏水中,得一澄清的溶液。
②若对所得溶液进行酸化处理,则不见明显的现象,但向酸化后的溶液中通入足量的H2S气体,则可得11.2g沉淀物。
③若不对所得的溶液进行酸化处理,而直接将100g铁棒浸入溶液经充分反应后,则经称重得知铁棒减轻至98g,同时溶液刚好变为500mL,其中Fe2+的浓度为0.9mol/L。
问原混和物中有哪几种化合物?
它们的质量各为多少?
.现有CuCl2与FeCl2的混和液400mL,经测定其中c(Cl-)=amol/L,从中投入bg锌粉(过量),充分反应后过滤,所得固体残渣洗涤干燥后,质量为cg。
(1)混和液中c(Cu2+)、c(Fe2+);
(2)b的数值范围是;
(3)c的数值越大,说明混和液中CuCl2含量越;
(4)c的最大值为。
.已知亚铜离子在酸性条件下能自身氧化还原成Cu和Cu2+。
现由氧化铁和氧化亚铜组成的试样,将其等分为X和Y,进行如下的实验:
(1)写出①中发生反应的离子方程式
(2)写出②中发生反应的离子方程式
(3)原试样中氧化铁和氧化亚铜物质的量之比为
.试样X由氧化亚铁和氧化铜组成。
取质量相等的两份试样,按下图所示进行实验:
(1)请写出步骤③中所发生的全部离子方程;
(2)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样中氧化铜中的质量为多少?
(用m表示)
.已知X为FeO和CuO的混合物,取两份等质量的X样品进行了①、②、③步实验,关系如右图(其中固体D不溶于稀盐酸):
(1)写出物质D的化学式:
(2)若所得固体D的质量为32g,溶液E中只含一种金属离子,气体F在标准状况下体积为5.6L,试计算X中FeO与CuO的质量比(写出计算过程)。
.电子工业常用3mol/L的FeCl3溶液腐蚀敷有铜铂的绝缘板,制成印刷线路板。
有关反应为:
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
现将一块敷有铜铂的绝缘板投入500rnL3mol/LFeCl3溶液A中,一段时间后,将该线路板取出,向所得溶液B中加入铁粉mg,充分反应后剩余固体ng。
(1)假若铁粉不再溶解,向溶液B中加入的铁粉的质量至少应为;
(2)讨论当剩余固体的组成不同时,m和n可能的取值范围,并填入下表:
剩余固体的组成
m的取值范围
n的取值范围
只有铜
既有铁又有铜
(用含m的代数式表示)
(3)当m=60,n=50时,求溶液B中FeCl2的物质的量浓度及最后溶液中FeCl2物质的量浓度(溶液体积变化忽略不计)。
.现有铁和铜组成的合金共amol,其中铜的摩尔分数为x,研成粉未状后全部投入含bmolHNO3的稀溶液中,微热使其充分反应,且HNO3的还原产物只有NO。
试回答下列问题:
(1)用微粒符号填写下列空白(列举出全部可能出现的情况)
①
②
③
④
⑤
⑥
残留固体成份
溶液中的金属离子
(2)当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时,则b的取值范围是(用a、x表示)。
(3)当x=0.5,溶液中Fe3+和Fe2+的物质的量相等,在标准状况下共产生672mLNO气体,求a和b的值(写出计算过程)。
.向含有amolFeCl3、bmolCuCl2的溶液中投入cmolFe和dmolCu
(1)用离子方程式表示:
无论a、b、c、d取何值,一定发生的反应有,可能发生的反应是。
(2)若充分反应后,容器中有不溶物存在,请分析不溶物可能的成分及溶液的组成情况,按要求填入下表(可不填满,也可补充;
不考虑H+、OH-;
某空若无内容,请填“无”)
不溶物的成分
一定存在的离子及含量
不定不存的离子
可能存在的离子
第一种情况
第二种情况
第三种情况
(3)若反应后固体物质的质量比反应前增加,则a与b应满足的关系是。
B组
.已知在pH为4~5的环境中,Cu2+、Fe2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解。
工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80℃左右,再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO),充分搅拌使之溶解。
欲除去溶派中的杂质离子,下述方法中可行的是
A加入纯Cu将Fe2+还原为Fe
B向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀
C向溶液中迈入Cl2,再通入NH3,调节pH值为4~5
D向溶液中通入Cl2,再加入纯净的CuO粉末调节pH值为4~5
.某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO)2、HNO3,若向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉物质的量之间关系如右图所示。
则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO)2、HNO3物质的量浓度之比为
A1︰1︰1B1︰3︰1
C3︰3︰8D1︰1︰4
.有氧化铁和氧化铜的混合物ag,加入2mol/L的硫酸溶液50mL,恰好完全溶解若将2ag这种混合物在氢气中加热并充分反应,冷却后剩余固体质量为
A0.8agB1.6agC(2a-3.2)gD(2a-1.6)g
.将一定量的Fe、Fe2O3和CuO的混合物放入体积为100mL,浓度为2.2mol·
L-1的H2SO4溶液中,充分反应后,生成气体896mL(标准状况),得到不溶固体1.28g。
过滤后,滤液中的金属离子只有Fe2+(假设滤液体积仍为100mL)。
向滤液中加入2mol·
L-1NaOH溶液至40mL时开始出现沉淀。
则未滴加NaOH溶液前滤液中FeSO4的物质的量浓度为
A2mol·
L-1B1.8mol·
L-1C1.9mol·
L-1D无法计算
.铁粉和铜粉的均匀混合物,平均分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应,在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO):
编号
稀硝酸体积/mL
100
200
300
400
剩余金属/g
18.0
9.6
NO体积/mL
2240
4480
6720
V
下列计算结果正确的是
A硝酸的浓度为4mol/LB①中溶解了5.6gFe
C②中溶解了9.6gCuD④中V=8960
.把单质Fe、Cu置于FeCl3溶液中达平衡后
(1)有Cu剩余(无Fe),则溶液中必有;
(2)有Fe剩余(无Cu),则溶液中必有;
(3)有Cu、Fe剩余,则溶液中必有;
(4)无Cu、Fe剩余,则溶液中可能有;
(5)以上四种情况都成立吗?
分别简述理由。
.工业上用氧化铜制备氯化铜时,先将粗制氧化铜粉(含有杂质Fe)用浓盐酸溶解,得到的氯化铜溶液中含有一定量的Fe2+。
金属离子
pH
开始沉淀
沉淀完全
Fe2+
7.6
Cu2+
4.4
6.4
Fe3+
2.7
3.7
(1)从表今中数据分析,不能直接用将溶液的pH调到9.6的方法除去Fe2+,其原因是。
(2)实际生产中,先用NaClO将,然后用试剂将溶液的pH调至适当范围,即可除去杂质。
(3)调节溶液pH宜选用的试剂是(填写字母)。
A氢氧化钡B碳酸镁C氧化铜D稀盐酸
.工业上制备氯化铜时,是将浓盐酸用蒸气加热至80℃左右,慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁),充分搅拌,使之溶解,反应如下:
CuO+2HCl=CuCl2+H2OFeO+2HCl=FeCl2+H2O
已知pH值>9.6时,Fe2+以Fe(OH)2的形式完全沉淀;
pH值>6.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀;
pH值在3~4时,Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀。
(1)为除去溶液中Fe2+,可采用的方法是;
(2)工业上为除去溶液中的Fe2+,常使用NaClO,当向溶液中加入NaClO后,溶液的pH值变化是;
(3)若此溶液只含Fe3+时,要调整pH值在3~4之间,此时最好向溶液中加入。
.某学生为了将含有少量杂质(铜粉)的氯化铁提纯,拟定以下实验步骤:
a.把样品加水溶解;
b.过滤,除去杂质;
c.把滤液加热蒸干,以得到氯化铁晶体。
试回答:
(1)以上设计是否科学?
请说明理由。
(2)请你设计提纯氯化铁晶体的方案。
(只要求写出提纯步骤,分六步写)
.制造印刷线路板常产生含FeCl3、FeCl2和CuCl2的废液,请你设计从其中回收硫酸铜的最佳方法,要求将Cu2+转化为金属铜,再将铜制成硫酸铜晶体。
写出实验步骤,并对你提出的方法作出评价。
(方法可行,经济合理,环保可取)
.今有由铁粉、Fe2O3粉及CuO粉末组成的混和物,跟2mol/L的H2SO4110mL完全反应后得氢气896mL(标况)。
将反应物过滤,滤渣经干燥,冷却后称量为1.28g。
滤液中的金属离子全部是Fe2+,将滤液稀释至200mL,再从中取出50mL,向其中逐滴加入1mol/L的NaOH溶液,边加边振荡,当加至20mL时溶液开始出现沉淀。
(1)原根和物中的CuO多少g?
(2)Fe2O3是多少g?
(3)稀释后的200mL滤波中Fe2+的mol浓度是多少?
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