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文档简介

专题3.15 铁、铜方面试题的解题方法与技巧铁及其化合物因为性质的复杂多变而成为高考命题的热点。题型以笔答题为主,在选择题中也有涉及,试题以化工生产为背景,以丰富的流程分析和物质转化为特征,考查学生分析问题和解决问题的能力。铜及其化合物的知识以及金属材料的应用,在新课标高考中的地位在逐步得到加强,属于新出现的高考热点。预计2019年仍以实际情景为依托,以元素化合物知识为载体,融元素化合物、化学基本理论、化学实验、化学计算、图像分析等知识于一体,既考查考生对知识的整合能力,又考查新课标的三种能力,并提高从化学视角分析和解决实际问题的能力。题型有选择题和填空题;以选择题形式考查Fe、Cu单质及其化合物的性质和应用,在卷中与化学反应原理结合考查综合推断,实验探究和无机化工流程图,以填空题形式考查。一、铁及其化合物1、氧化物氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价233、2稳定性不稳定稳定稳定与H反应FeO2HFe2H2OFe2O36H2Fe33H2OFe3O48HFe22Fe34H2O2、氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O二者的关系在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应的化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3。注意:Fe(OH)3作为一种碱能与酸反应生成盐和水,但Fe3有较强的氧化性,若酸为还原性酸(如H2S、HI)则再发生氧化还原反应,故与HCl反应只是中和反应,而与HI反应的化学方程式如下:2Fe(OH)36HI2FeI2I26H2O。 除杂方法(括号内为杂质):Fe2(Fe3):加过量铁粉过滤;FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2;FeCl2(CuCl2):加过量铁粉过滤;Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2):加过量强碱溶液过滤;(2)盐溶液的保存:亚铁盐、铁盐的存放方法:亚铁盐溶液加入少量铁屑以防止Fe2被氧化。铁盐溶液加入少量相应的酸溶液以防止Fe3水解(3)物质制备:制备无水氯化铁:在HCl气流中加热浓缩氯化铁溶液;制备氢氧化铁胶体:向沸水中加入饱和氯化铁溶液并煮沸至变为红褐色为止。4、Fe2和Fe3检验:(1)直接观察颜色:Fe2溶液呈浅绿色,Fe3溶液呈棕黄色。 (2)利用显色反应(形成络离子)(3)利用Fe(OH)3沉淀的颜色:(4)利用Fe3的氧化性(5)利用Fe2的还原性5、分析铁与稀HNO3反应的关键:一是明确哪种物质过量,二是根据两种物质的量分析讨论判断,根据反应方程式:HNO3过量:Fe4HNO3Fe(NO3)3NO2H2O,Fe过量时:Fe2Fe(NO3)33Fe(NO3)2,两者相加得总方程式:3Fe8HNO33Fe(NO3)22NO4H2O,可以用数轴表示:。6、离子守恒法在解有关离子反应计算题时的应用技巧:在离子反应中,元素的种类不变,同种元素对应离子反应前后的物质的量守恒;在复杂离子反应或多步离子反应中,运用离子守恒的思路,选取具有守恒特征的某一离子,找出其在始态和终态物质中的等量关系,即可迅速求解。二、铜及其化合物1、铜:(1)物理性质:铜是紫红色金属,具有良好的导电性、导热性和延展性。(2)化学性质:与非金属反应:例如2CuO22CuO、2CuSCu2S、CuCl2CuCl2。氧化性酸的反应:例如Cu2H2SO4(浓)CuSO42H2OSO2、Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22H2O2NO2、3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)24H2O2NO。与盐溶液的反应:2FeCl3CuCuCl22FeCl2、Cu2AgNO3Cu(NO3)22Ag。在空气中生成铜绿:2CuCO2O2H2OCu2(OH)2CO3。2、氧化铜:(1)物理性质:黑色粉末状固体,不溶于水。(2)化学性质: 【详解】C. 由上述分析可以知道,第组实验剩余金属为Fe和Cu,参加反应金属为1.68g,其物质的量为0.03mol,由Fe+2Fe3+=3Fe2+,可以知道溶液中n(Fe2+)=0.09mol,故c(Fe2+)=1.8mol/L,故C错误;D. 第组实验中溶解金属为:3.6g-1.92g=1.68g,混合物中Fe恰好完全反应、Cu不反应,剩余1.92g为Cu,合金中Fe与Cu的质量之比为:1.68g:1.92g=7:8,则二者的物质的量之比为:=1:1,故D正确;本题答案为C。【例3】周辉清波杂志卷十二:信州铅山,胆水自山下注,势若瀑布,用以浸铜,铸冶是赖。虽干溢系夫旱涝,大抵盛于春夏,微于秋冬。古传一人至水滨,遗匙钥,翌旦得之,已成铜矣。这里的胆水是指胆矾水,下列有关判断不正确的是A胆矾也叫蓝矾,化学式为CuSO4.5H2OB硫酸铜是电解质,在水溶液中电离出Cu2+和SO42-C“遗匙钥已成铜矣”所涉及反应的离子方程式为Fe+ Cu2+= Fe2+ CuD向CuSO4溶液中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液过程中,溶液导电性不变【答案】D【解析】【详解】1下列叙述错误的是A用过滤法无法除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3BFeCl3、Na2O2、Cu2S均可由相应单质直接化合生成C从分类的角度看,混合物、分散系、胶体的从属关系如图所示:D硫酸厂附近的雨水样品在空气中放置2小时后,测得pH变小,因为样品吸收了空气中的CO2【答案】D【解析】【分析】根据胶体的性质与分类、酸雨的性质分析。 5下列应用不涉及氧化还原反应的是( )A铝热法冶炼难熔金属BFeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作CNa2O2用作呼吸面具的供氧剂D实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3【答案】D【解析】【详解】6下列说法正确的是( )AMg和Al都可以用电解法冶炼得到BNa2O和Na2O2与CO2反应产物相同CMgO和Al2O3均只能与酸反应,不能与碱反应D根据丁达尔现象可以将分散系分为溶液、胶体和浊液【答案】A【解析】【详解】A.常见金属的冶炼方法为电解法、热还原法、热分解法等,其中钠镁铝都为活泼金属,用电解法,故正确;B.过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠,二者产物不同,故错误;C.氧化铝能和酸反应也能和强碱反应,故错误;D.根据分散质粒子直径大小将分散系分为溶液、胶体和浊液,故错误。故选A。7下列除去杂质的方法不正确的是A镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3C用新制的生石灰,通过加热蒸馏,以除去乙醇中的少量水D铜中混有铁粉:加过量硫酸铜溶液后过滤【答案】B【解析】【详解】8化学与生活密切相关,下列有关物质与用途的因果关系错误的是AFe(OH)3胶体具有较强的吸附性,所以可用于制备红色颜料铁红BNaClO溶液具有强氧化性,所以可用于生活环境的消毒CNH4Cl溶液呈酸性,所以可用于除去钢板上的铁锈DKMnO4溶液可以氧化乙烯,所以可用浸泡过KMnO4溶液的硅藻土作水果保鲜剂【答案】A【解析】【详解】A.Fe(OH)3胶体具有较强的吸附性,可用Fe(OH)3胶体净水,而利用Fe(OH)3分解生成Fe2O3,制备红色颜料铁红,故A错误;B.NaClO中Cl元素化合价为+1价,具有强氧化性,所以 NaClO溶液具有强氧化性,所以可用于生活环境的消毒,故B正确; 【详解】(4)将Cl2和SO2等体积混合后,二者发生氧化还原

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