1、计算题  录像用的高性能磁粉，主要材料之一是由三种元素组成的化学式为CoxFe(3-x)O(3+x)的化合物。已知氧为-2价，钴(Co)和铁可能呈现+2价或+3价，且上述化合物中，每种元素只有一种化合价。则x值为______，铁的化合价______，钴的化合价________。

参考答案：1? +3价? +2价

本题解析：假设Co为+3价，则铁为+2价。则有3x+2(3-x)-2(3+x)=0（化合价代数和为零）,解x=0（无Co）,不合理。?（据此即可判断应该是Co为+2价，铁为+3价，2x+3(3-x)-2(3+x)=0，解得x=1）；当然，如果开始假设? Co为+2价，则铁为+3价，则可直接得出结果。

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＋O22Cu＋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、实验题  氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂。
I．实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物。现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹、酒精灯已省略)。按要求回答下列问题：

（1）按气流方向连接各仪器接口顺序是：a??、???、???、 ???
（2）写出加热时硬质试管中发生化学反应的方程式是?。
（3）反应后，盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用，若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中正极反应式是?．
II．将上述实验制得的固体产物按如下流程操作，试回答下列问题：

（1）检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是?；
（2）某同学用实验制得的CuCl2·2H2O晶体配制0．1 mol·L-1的CuCl2溶液，在称量出CuCl2·2H2O晶体后，溶解该晶体的具体操作为 ??
（3）溶液l可加试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的(填序号)?
a．NaOH? b．NH3·H2O? C．CuO? d．CuSO4? e．Cu2(OH)2CO3
（4）反应②是向溶液2中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式：? .

参考答案：Ⅰ：（1）d e j h f g b（3分）（2）Cu+Cl2CuCl2，（2分）2Fe+3Cl22FeCl3（2分）（3）ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-（2分）（2分）Ⅱ：（1）KSCN溶液；（2分）（2）将称量的晶体置于烧杯中，加入适量的稀盐酸和蒸馏水，用玻璃棒搅拌（3分）（3）c、e（2分）（4）2Cu2+＋2Cl-＋SO2＋2H2O2CuCl↓＋4H+＋SO42-（3分）

本题解析：
试题解析：（1）制得的氯气先通过饱和食盐水除去氯化氢气体，再通过浓硫酸除水，然后再通入粗铜中，最后进行尾气处理。（2）在硬质试管中铜和铁都与氯气反应；（3）根据题目信息可知，电池反应应该为铁和次氯酸钠反应，故正极为次氯酸根得电子生成氯离子。Ⅱ：（1）固体1中加入盐酸反应后溶液中含有铁离子、铜离子和亚铁离子，加入试剂目的是把亚铁离子氧化成铁离子，调节pH使铁离子水解生成沉淀而除去，故溶液2中的杂质离子为铁离子，加入KSCN溶液检验；（2）溶解氯化铜时要加入盐酸抑制铜离子的水解；（3）加入的试剂X能与氢离子反应调节pH而又不能引入新的杂质，故选择c和e；（4）根据已知信息铜离子和二氧化硫反应生成CuCl，铜离子发生还原反应，二氧化硫被氧化成硫酸根离子，再依据离子方程式中的电荷守恒和原子守恒得离子方程式。

本题难度：困难

4、选择题  下列物质不能由铜单质与其它物质发生化合反应得到的是（?）
A．CuO
B．CuS
C．Cu2S
D．CuCl2

参考答案：B

本题解析：略

本题难度：简单

5、填空题  （12分）利用染化厂的废料铁泥（主要成分是Fe2O3、FeO和铁）制备可用于隐形飞机涂层的纳米四氧化三铁的生产流程为：

请回答：
（1）过程①主要反应的离子方程式为?。
（2）已知氢氧化亚铁的Ksp=4.87×10-17，氢氧化铁的Ksp=2.6×10-39。
当溶液中某离子浓度不高于1×10-5 mol·L-1时，可以认为该离子已经完全沉淀。通过计算所得数据说明过程②调节pH=9的原因是?。
（3）物质D的主要产物中铁、氢、氧三种元素的质量比为56∶1∶32，则过程③主要反应的化学方程式为?。
（4）已知Fe2+在弱碱性溶液中还原性较强，图11是研究过程④的实验所得，则该反应所需的时间控制在?小时左右，较为适宜。

（5）某工厂处理废铁泥（测得铁元素含量为16.8 %）的能力为10吨/小时，生产纳米四氧化三铁的产量为4.64吨/小时。如不考虑过程④以后生产中Fe2+的氧化，则该工厂每小时消耗铁粉的质量为?千克。

参考答案：（1）2Fe3+ + Fe ＝ 3Fe2+?（2分）?（2）当pH=9时，c(Fe2+)＝4.87×10-7mol·L—1 （2分）
（3）2Fe(OH)2 +H2O2＝2FeO(OH)+2H2O（物质D写成Fe(OH)O或FeHO2、FeO2H均可以）（2分）?（4）0.16（2分）?（5）560（4分）

本题解析：（1）滤液A中含有铁离子，所以方程式为2Fe3+ + Fe ＝ 3Fe2+。
（2）根据氢氧化亚铁的溶度积常数可知，当pH＝9时，c(Fe2+)＝4.87×10-7mol·L—1，此时已经完全沉淀。
（3）铁、氢、氧三种元素的质量比为56∶1∶32，则原子个数之比时1︰1︰2，即化学式为FeO(OH)，所以反应式是2Fe(OH)2 +H2O2＝2FeO(OH)+2H2O。
（4）根据图11可知，当溶液显弱碱性时，对应的时间大约是0.16h。
（5）4.64吨四氧化三铁中铁的质量是＝3.36吨，其中相当于氧化铁的质量是2.24吨，另外的铁来自于亚铁离子。10吨铁泥中铁的质量是16.8 %×10＝1.68吨，所以需要铁粉的质量是2.24吨－1.68吨＝0.56吨。

本题难度：一般