銅、鐵是人類使用最早、應用廣泛的金屬。(一)對古代製品的認識青銅鑄件、絲綢織品、陶瓷器皿是我國古代勞動*創造...
問題詳情:
銅、鐵是人類使用最早、應用廣泛的金屬。
(一)對古代製品的認識
青銅鑄件、絲綢織品、陶瓷器皿是我國古代勞動*創造的輝煌成就.
上述製品不涉及到的材料是 (選填序號)。
A、金屬材料 B、無機非金屬材料 C、複合材料
(2)如圖1為出土文物古代青銅鑄件“馬踏飛燕”。該文物能儲存至今的原因可能是
(選填序號)。
A、銅的活潑*弱 B、銅不會生鏽 C、深埋於地下,隔絕空氣
(二)鐵、銅的冶煉
我國古代曾用孔雀石鍊銅,涉及主要反應的化學方程式: ,__________________________。
鐵、銅礦石有赤鐵礦(Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS2)等.CuFeS2為二硫化亞鐵銅,其中S元素的化合價為 。
(1)工業鍊鐵大多采用赤鐵礦、磁鐵礦.以磁鐵礦為原料鍊鐵反應的化學方程式為 ____________。鍊鐵不採用黃鐵礦、黃銅礦,可能的原因是:
①黃鐵礦、黃銅礦含鐵量相對低;②______________。
(2)以黃銅礦為原料,採用生物鍊銅是現代鍊銅的新工藝,原理為:
4CuFeS2+17O2+2H2SO44CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。
向上述反應後的溶液中加入Fe粉,得到FeSO4溶液和Cu。
①發生主要反應的化學方程式:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4, 。
②FeSO4溶液經蒸發濃縮、 、過濾等*作得到FeSO4•7H2O晶體。
(三)黃銅礦中鐵、銅含量的測定
在科研人員指導下,興趣小組稱取25.00g黃銅礦(含少量Fe2O3和其它不含金屬元素的雜質)模擬生物鍊銅,使其全部轉化為CuSO4、Fe2(SO4)3溶液.向溶液中加入過量NaOH溶液得到Cu(OH)2、Fe(OH)3固體。
1.*NaOH溶液過量的方法:靜置,向上層清液中滴加 溶液,無現象。
2.用圖2裝置對固體進行熱分解實驗。
【資料】
①在68℃時,Cu(OH)2分解為CuO;在500℃時,Fe(OH)3分解為Fe2O3。
②在1400℃時,CuO分解為Cu2O和O2,Fe2O3分解為複雜的鐵的氧化物和O2。
(1)裝配好實驗裝置後,先要 。
(2)停止加熱後仍需繼續通N2,可防止倒吸和 。
(3)控制不同的溫度對A中固體加熱,測得裝置B和C中銅網的質量變化如表:
溫度/℃ | 室溫 | 100 | 550 | 1400 |
B裝置/g | 200.00 | 201.80 | 205.04 | 205.04 |
C中銅網/g | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 101.28 |
①此黃銅礦中銅、鐵元素的質量分數:ω(Cu)%= ;ω(Fe)%= 。
②複雜的鐵的氧化物化學式為 。
【回答】
【解析】(一)(1)青銅是合金,屬於金屬材料;絲綢屬於天然材料;陶瓷屬於無機非金屬材料;
(2)銅的活動*弱,且深埋於地下隔絕了空氣,所以青銅器不易生鏽;
(二)1、鹼式碳*銅受熱分解生成氧化銅、二氧化碳和水,反應的化學方程式為:Cu2(OH)2CO3H2O+CO2↑+2CuO;
CuFeS2為二硫化亞鐵銅,其中銅元素顯+2價,鐵元素顯+2價,設硫元素的化合價為x,則(+2)+(+2)+2x=0,x=﹣2;
(1)工業上用CO和磁鐵礦鍊鐵,主要是利用CO的還原*,在高溫下和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳,反應的化學方程式為Fe3O4+4CO3Fe+4CO2.黃鐵礦、黃銅礦含鐵量低,含有對環境有害的元素硫,並且在冶煉過程中會產生有毒氣體二氧化硫,汙染環境,因此黃鐵礦、黃銅礦不宜鍊鐵;
(2)①加入的鐵粉能與硫*銅反應生成銅和硫*亞鐵;
②FeSO4溶液經蒸發濃縮、降溫結晶、過濾等*作得到FeSO4•7H2O晶體;
(三)1、可以向上層清液中滴加*氧化*溶液,若產生沉澱則*氧化*的量不足,若沒有沉澱產生則*氧化*已經過量;
(1)對於有氣體生成的反應,在實驗前,一定要檢查裝置的氣密*;(2)為了使得生成水蒸氣、氧氣被完全吸收,所以停止加熱後仍需繼續通N2;
(3)①設其中銅元素的質量為x.*氧化銅受熱會分解為氧化銅和水,方程式為Cu(OH)2CuO+H2O,從室溫加熱到100℃時,裝置B中增重的質量為*氧化銅分解生成水的質量;由題幹資訊可知,經過一系列化學反應時,物質的關係是:
Cu~CuFeS2~CuSO4~Cu(OH)2~H2O
64 18
x (201.80-200.00)g
x=6.4g
則此黃銅礦中銅元素的質量分數:ω(Cu)%=;
設其中鐵元素的質量為y,*氧化鐵受熱會分解為氧化鐵和水,化學方程式為2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,從100℃加熱到550℃時,裝置B中增重的質量為*氧化鐵分解生成水的質量;由題幹資訊可知,經過一系列化學反應時,物質的關係是:
2Fe~2CuFeS2~Fe2(SO4)3~Fe(OH)3~3H2O
112 54
y (205.04-201.80) g
y=6.72g
則此黃銅礦中鐵元素的質量分數:ω(Fe)%=
②氧化銅受熱分解的方程式為:4CuOCu2O+O2↑
設氧化銅分解生成氧氣的質量為z,則
4Cu~4CuO~2Cu2O~O2
256 32
6.4g z
z=0.8g
因為裝置C增重的質量為氧化銅、氧化鐵分解產生氧氣的總質量,所以氧化鐵分解生成氧氣的質量為:=0.48g
氧化鐵的質量為:6.72g÷=9.6g
生成的複雜鐵的氧化物中含氧元素的質量為:9.6g﹣0.48g﹣6.72g=2.4g
複雜的鐵的氧化物中鐵原子與氧原子的個數比為:: =4:5
則複雜的鐵的氧化物化學式為:Fe4O5。
【*】(一)(1)C (2)AC
(二)1、Cu2(OH)2CO3H2O+CO2↑+2CuO 2、﹣2
(1)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 冶煉過程中會產生有毒氣體二氧化硫,汙染環境
(2)①Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 ②降溫結晶
(三) 2.(1)檢查裝置的氣密* (2)使生成的氣體全部被B和C裝置吸收
(3)①25.60% 26.88% ②Fe4O5
知識點:金屬及金屬材料單元測試
題型:實驗題
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