高考化学大一轮复习 专题三 常见金属及其化合物 课时3 铁铜的获取及应用课件

2018备考最新考纲 1.了解Fe、Cu及其重要化合物的制备备方法，掌握其主要性质质 及其应应用。2.了解常见见金属的活动顺动顺 序。3.了解合金的概念及 其重要应应用。 课时3 铁、铜的获取及应用 1铁元素的存在形式 考点一 铁及其重要化合物的性质 (考点层次B共研、理解、整合) 2铁的性质 (1)物理性质 颜色、 状态 导电、导热性 、延展性 特性地壳含量 _ 固体 _被磁铁吸引占第_位 银白色 良好 四 (2)化学性质 铁单质性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为2价和 3价。 与非金属单质反应： Fe与S反应：_。 与酸的反应： a与非氧化性酸反应的离子方程式： _。 b与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸_，与 稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产 生。 Fe2H=Fe2H2 钝化 与某些盐盐溶液的反应应： a与CuSO4溶液反应应的离子方程式： _。 b与FeCl3溶液反应应的离子方程式： _。 FeCu2=Fe2Cu Fe2Fe3=3Fe2 3铁的常见化合物 (1)铁的氧化物 化学式FeOFe2O3Fe3O4 俗名 铁红磁性氧化铁 颜色状态_色粉末_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_ 与H反应 的离子 方程式 _ Fe3O48H =Fe2 2Fe34H2O 黑 红棕 2 3 2、3 FeO2H =Fe2 H2O Fe2O36H =2Fe3 3H2O (2)铁的氢氧化物 化学式Fe(OH)2Fe(OH)3 色态_ _ 与盐酸 反应_ Fe(OH)33H=Fe3 3H2O 受热 分解 _ 制法 可溶性亚铁盐与碱反应： _ 可溶性铁盐与碱反应： _ 二者的 关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3 ，现象是白色沉淀迅速变成_色，最后变成 _色，化学方程式为 _ 白色固体 红红褐色固体 Fe(OH)22H =Fe22H2O Fe22OH=Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)3 灰绿 红褐 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 上述转化关系中标号反应的离子方程式为 _， _， _。 2Fe2Cl2=2Fe32Cl 2Fe3Fe=3Fe2 2Fe3Cu=2Fe2Cu2 1.（SJ必修1P778改编）要证明某溶液中不含Fe3而可能含 Fe2，进行如下实验操作时，最佳顺序是（ ） 加足量氯氯水 加足量KMnO4溶液 加少量KSCN溶液 A. B. C. D. 答案 C 2(RJ必修1P639改编)下列离子方程式正确的是( ) A铁与盐酸反应：2Fe6H=2Fe33H2 B氯化亚铁溶液中通入氯气：Fe2Cl2=Fe32Cl C氯化铁与过量氨水反应：Fe33OH=Fe(OH)3 D氯化铁溶液中加入铁粉：2Fe3Fe=3Fe2 答案 D 3(溯源题)(2016课标全国，28)某班同学用如下实验探究 Fe2、Fe3的性质。回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的 是_。 (2)甲组同学取2 mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴 KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液 与氯水反应的离子方程式为_ _。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴 氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是 _ _。 答案 (1) 防止Fe2氧化 (2) 2Fe2Cl2=2Fe32Cl (3) 隔绝空气(排除氧气对实验的影响) 探源：本高考题组源于SJ必修1 P75“活动动与探究”及其拓 展，考查查了Fe3、Fe2的有关转转化及其性质质。 题组一 铁及其化合物的性质 1基础知识判断，正确的打“”，错误的打“ ” (1)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两 种酸均发生置换反应( ) (2)足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3( ) (3)Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出( ) (4)在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液，会有CO2产生，但无 Fe(OH)3沉淀生成( ) 拓展性题组 答案 A 3某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的 是( ) A将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性 B将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体 C在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO46H2O晶 体 D将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3的氧化性强于Cu2 解析 由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成 Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，故A方案不可行； 将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，无法得到 Fe(OH)3胶体，B项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干 FeSO4溶液，一方面氧气可将FeSO4氧化，另一方面会得到 不含结晶水的化合物，故C项方案不可行；将铜粉加入 FeCl3溶液中，发生反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2， 该反应说明Fe3的氧化性强于Cu2，故D项方案可行。 答案 D 题组二 氢氧化亚铁的制备 4下列各图示中，不能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是 ( ) 解析 因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的 Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因 此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧 气或空气。A、B原理相同，都是先用氢气将装置中的空气 排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；C的原理为 铁作阳极产生Fe2，与电解水产生的OH结合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；D由于带 入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时 间看到白色沉淀。 答案 D 5用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3的 FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 _。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。 (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的 NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。 这样操作的理由是_。 解析 (1)Fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2易 被空气中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2被氧化。 (2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶 解的O2较少。 答案 (1)稀硫酸、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2 沉淀接触O2 【练后归纳】 防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。 (2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶 液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等 。 (4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 (5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产 生的Fe2与OH反应制取。 题组三 Fe2和Fe3的转化与检验 6下列试剂中，不能使Fe2转化为Fe3的是( ) 氯气； NaCl溶液； 酸性KMnO4溶液； 稀硝酸； 盐酸 ； NaNO3溶液 A B C D 解析 Cl2、KMnO4、稀HNO3都有强氧化性，能将Fe2氧 化成Fe3，而NaCl溶液、盐盐酸、NaNO3溶液不能将Fe2氧 化成Fe3。 答案 D 7(2016 深圳调研)将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应 ，下列对反应情况设想的评价正确的是( ) 选项反应情况设想评价 A当铁、铜均不剩余时，溶液中 一定有Fe2、Cu2，一定无 Fe3 正确，Fe3和Fe、Cu均可 反应 B当铁、铜均有剩余时，溶液中 一定有Fe2、Cu2，无Fe3 正确，Fe和Cu与Fe3都反 应，故有Fe2和Cu2，无 Fe3 C当铜有剩余，铁无剩余时，溶 液中一定只有Fe2，无Cu2 正确，Cu有剩余，故无Cu2 D当铁有剩余，铜无剩余时，溶 液中一定有Fe2、Cu2 不正确，不可能有Fe剩余 而无Cu剩余，因为Fe比Cu 优先与Fe3反应 解析 当铁、铜的量比较少时溶液中可能有Fe3存在，A 项错误；当铁过量时，铜不与Fe3反应，无Cu2生成，此 时溶液中不存在Cu2和Fe3，B项错误；铜有剩余则溶液 中一定无Fe3，可能有Cu2，C项错误；铁比铜活泼，不 可能铁剩余而铜无剩余，D项正确。 答案 D 1铜的性质 (1)物理性质：铜是_色金属，具有良好的_性 、_性和延展性。 (2)化学性质 考点二 铜及其化合物 (考点层次A自学、识记、辨析) 紫红 导电 导热 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： _ _ 2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3 2氧化铜和氧化亚铜 名称氧化铜氧化亚铜 颜色黑色砖红色 与酸反应 (H) _ Cu2O2H=Cu2 CuH 2O 与H2反应 _ 转化关系 _ CuO2H= Cu2H2O 3 氢氧化铜 (1)物理性质：_色_溶于水的固体。 (2)化学性质及应用 蓝 不 4CuSO45H2O CuSO4 5H2O为_晶体，俗称_。无 水CuSO4为_粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4 5H2O)， 可作为水的检验依据。 蓝色 蓝矾、胆矾 白色 常见铜及其化合物的颜色 物质颜色物质颜色 Cu紫红色CuSO4白色 CuO黑色CuSO45H2O蓝色 Cu2O砖红色Cu2(OH)2CO3绿色 Cu2S黑色Cu(OH)2蓝色 1(RJ必修1P686改编)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货 币。从物理性质和化学性质的角度分析，铜常用于制造货 币的说法正确的是( ) A铜来源广泛，易于从自然界冶炼得到 B铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低 ，容易冶炼铸造成型 C铜的外观为紫红色，大方美观，易于被人们接受 D铜的化学性质不稳定，在空气中易转化为铜绿，铜绿 具有抗腐蚀能力，易于流通 答案 B 2(溯源题)判断下列说法的正误 (1)FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，是因为铁比铜金属性强( ) (2016全国卷理综，7B) (2)过量的铜与浓硫酸在一定条件下反应，浓硫酸不能完全 反应( ) (2016上海化学，18C) (3)氢气通过灼热的CuO粉末反应后固体物质增重( ) (2014全国新课标，9A) (4)用胆矾炼铜不涉及化学反应( ) (2015重庆理综，1A) 探源：本高考题组源于SJ必修1 P76“活动动与探究”及其拓 展。对铜对铜 及其化合物的性质进质进 行了考查查。 1判断正误，正确的打“”，错误的打“ ” (1)CuO是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2( ) (2)Cu2O遇硝酸会被氧化成Cu2( ) (3)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易 生成( ) (4)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成( ) (5)利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质，来检验水的存 在( ) (6)将铁片置于CuSO4溶液中，铁片上有红色物质析出，说 明铁比铜活泼( ) 拓展性题组 2某同学通过系列实验，探究Cu及其化合物的性质，下列操 作正确且能达到目的的是( ) A将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuS B将Cu片放入过量浓硫酸中，一段时间后加水以观察 CuSO4溶液的颜色 C向CuSO4溶液中加入NaOH溶液，过滤洗涤并收集沉淀 ，加热以制取CuO D设计CuAl浓硝酸原电池，以证明金属活动性： CuAl 解析 铜粉和硫粉反应生成Cu2S，故A项错误；Cu与浓硫 酸的反应需要加热，故B项错误；Al在浓硝酸中发生钝化， 故在CuAl浓硝酸原电池中，Cu发生氧化反应，作负极 ，不能证明金属活动性：CuAl，故D项错误。 答案 C 3工业上用黄铜矿冶炼铜并对炉渣进行综合利用的一种工艺 流程如图所示： (1)冶炼过程中得到的Cu2O和Cu的混合物称为“泡铜”， Cu2O与金属Al在高温条件下混合反应可得粗铜，反应的化 学方程式为_。粗铜精炼时应将粗铜 连接在直流电源的_极，可在_极得到纯度 较高的精铜。 (3)用炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备 Fe2O3。根据流程回答下列问题： 加入适量NaClO溶液的目的是_ ( 用离子方程式表示)。 除去Al3发生反应的离子方程式是_。 选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。 提供的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、高锰酸钾 溶液、NaOH溶液、碘水。 所选试剂是_。实验方案：_。 【思维建模】 废铜综合利用的常见流程框图模式 1合金 考点三 金属材料及金属矿物的利用 (考点层次A自学、识记、辨析) 2常见金属材料 (1)黑色金属材料钢铁。 _是用量最大，用途最广的合金。 钢 (2)有色金属材料铜和铝。 我国使用最早的合金是_，常见的铜合金有黄铜和 白铜。 铝合金。 青铜 3金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在 (2)金属冶炼的一般步骤。 (3)金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从_态还原为_态的 过程。即_。 化合 游离 Mnne=M (4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示) (5)铝热反应 实验 结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热 ，反应的化学方程式为 _ 原理 应用 制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰 、钨等； 金属焊接，如野外焊接钢轨等 1(RJ必修1P681改编)合金与纯金属制成的金属材料相比，优 点是( ) 合金的硬度一般比它的各成分金属的大 一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低 改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能 的合金 合金比纯金属的导电性更强 合金比纯金属的应用范围更广泛 A B C D 答案 A 2(LK必修1P124改编)用铝热反应还原下列物质，制得金属 各1 mol时，消耗铝最少的是( ) AMnO2 BCr2O3 CV2O5 DFe3O4 答案 D 3(溯源题)2013山东理综，28(1)由下列物质冶炼相应金属 时采用电解法的是_。 Fe2O3 NaCl Cu2S Al2O3 探源：本考题源于SJ必修1 P73“资资料卡”及其拓展，对对常 见见金属的冶炼炼方法进进行了考查查。 1基础知识判断，正确的打“”，错误的打“ ” (1)铝合金的熔点比纯铝的高( ) (2)合金材料中不可能含有非金属元素( ) (3)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金( ) (4)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属( ) (5)用金属钠能置换氯化铜溶液中的铜( ) 诊断性题组 (6)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应( ) (7)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析 出Cu、Fe、Al( ) (8)用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜( ) (9)电解氯化镁溶液制取金属镁( ) (10)用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁 的氧化物( ) 2新型C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关 于铝锂合金的说法不正确的是(