高考化学总复习课件人教版高中化学《金属及其化合物铁及铜的化合物》专题讲解

第三课时 铁及铜的化合物,1铁的氧化物的比较,黑色,铁红,磁性氧化铁,红棕色,2,3,难溶于水,FeO2H= Fe2H2O,Fe2O36H= 2Fe33H2O 碱性,2.铁的氢氧化物的比较,疑点警示：Fe(OH)2制备时一般需注意哪些问题？一般采用什么方法来制备？,因Fe(OH)2在空气中易氧化：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，故Fe(OH)2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟，在实验室中制取Fe(OH)2时，一定要用新制的Fe2盐(比如用Fe粉和盐酸新制取的FeCl2，或用Fe粉和稀硫酸新制取的FeSO4)和先加热驱赶O2后的NaOH溶液，且胶头滴管末端插入试管内的液面下(其他情况不允许)，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，减少Fe(OH)2与O2接触,1在含FeCl3、FeCl2、AlCl3、NaCl的溶液中，加入足量的Na2O固体，在空气中充分搅拌反应后再加入过量的稀盐酸，溶液中离子数目变化最小的是 ( ) ANa BAl3 CFe3 DFe2,答案：B,2向某晶体的水溶液中加入Fe2的溶液后，无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现血红色，那么由此得出的下列结论，错误的是 ( ) A该晶体中一定含有SCN BFe3的氧化性比溴的氧化性强 CFe2被溴氧化为Fe3 DFe2与SCN不能形成血红色的化合物,解析：溴水可将Fe2氧化成Fe3，Fe3遇SCN生成血红色溶液，由于反应2Fe2Br2=2Fe32Br，说明Br2的氧化性强于Fe3，B选项错误 答案：B,3某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50 mL b molL1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)下列说法正确的是 ( ),A若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解 B若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3 C若金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)，则b0.3 D当溶液中金属离子只有Fe3、Cu2时，则a和b的关系为：b80y,答案：AD,1“铁三角”,Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化关系及应用,2.相互转化 (1)FeFe2 条件：铁与氧化性比较弱的非金属(如S、I2)、非氧化性酸(如盐酸、稀H2SO4)、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应 实验：FeCuSO4=CuFeSO4；Fe2FeCl3=3FeCl2；Fe2H=Fe2H2.,(2)FeFe3 条件：铁与强氧化剂，如Cl2、H2O2、KMnO4(H)、HNO3、浓H2SO4在一定条件下反应都会实现这种转化 实例：2Fe3Cl2 2FeCl3,(3)Fe2Fe 条件：比较活泼的金属(如Al、Zn)、CO、H2、C等能从亚铁化合物中置换出铁来 实例：COFe OFeCO2,(4)Fe2Fe3 条件：Fe2被强氧化剂氧化为Fe3，如Cl2、Br2、H2O2、浓H2SO4、酸性高锰酸钾溶液、HNO3等 实例：2Fe2Cl2=2Fe32Cl (5)Fe3Fe 条件：可加入较强还原剂来实现，如Al、Zn、H2、CO等 实例：2AlFe2O3 2FeAl2O3,(6)Fe3Fe2 条件：Fe3与比较强的还原剂反应，如Cu、Fe、S2(或H2S)、I(或HI)等 实例：2Fe3Fe=3Fe2，2Fe3Cu=Cu22Fe2，2Fe3H2S=2Fe2S2H，2Fe32I=2Fe2I2,(2)试剂的存放 亚铁盐溶液(如FeCl2溶液)：保存时加入少量铁屑以防止Fe2被氧化，滴入少量相应的酸溶液(如盐酸)以防止Fe2水解 铁盐溶液如Fe2(SO4)3溶液：保存时加入少量相应的酸(如H2SO4)以防止Fe3水解,例题1 AI分别表示中学化学中常见的物质，它们之间相互转化关系如下图所示(有部分反应物、生成物没有列出)：,已知A、B、C、D、E、F六种物质中含有同一种元素，G为主族元素的固态氧化物 (1)写出物质的化学式： E_，F_，J_ (2)写出反应的化学方程式： _；_；_.,点拨：解答框图推断题时，要找准“突破口”，并作为切入点，然后密切联系元素化合物知识，依据各物质间的相互转化作出分析 解析：由两条线索展开分析，一是G为主族元素的固态氧化物，既溶解于碱又可电解，可推知为Al2O3；二是E和F均是与碱反应后的产物，且E可被空气中的O2氧化成F，可推知E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3.,答案：(1)Fe(OH)2 Fe(OH)3 NaAlO2 (2)Fe3O48HCl=FeCl22FeCl34H2O 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O,已知X为FeO和CuO的混合物，取两份等质量的X样品进行下列实验：,(1)写出、和步所有反应的方程式： _. (2)设从步所得固体D的质量为32 g，溶液E中只含有一种金属离子，气体F在标准状况下体积为5.6 L，试计算取用的每份X的质量和X中FeO和CuO的质量比,解析：(1)A是CuCl2、FeCl2、HCl三种物质的混合液，B能与A反应，则应是铁和铜的混合物，C为CO2，F应为H2，则D是铜，E为FeCl2和HCl的混合液,特别提示：Cu和Fe是过渡金属中的典型代表，而它们与HNO3反应的性质，则更是长期以来被命题人所青睐，常考常新，应高度重视.,1Fe3的检验 (1)加入NaOH等碱溶液，生成红褐色沉淀 Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色) (2)加入KSCN溶液，溶液变为红色 Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色),2Fe2的检验 (1)在被检验的溶液中加碱，产生白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2存在 Fe22OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,(2)在被检验的溶液中，滴加KSCN溶液，无明显现象，再通入Cl2，若变成红色溶液，证明有Fe2存在 2Fe2Cl2=2Fe32Cl Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色),例题2 要证明某溶液中不含Fe3而可能含有Fe2，进行如下实验操作时，最佳顺序为 ( ) 加入足量氯水 加入足量KMnO4溶液 加入少量NH4SCN溶液 A B C D,解析：检验Fe3存在可以利用Fe3与SCN反应溶液变红色的性质而Fe2无此性质，但需向加入NH4SCN的Fe2溶液中加入氯水，因为氯水可以将Fe2氧化成Fe3，故溶液将变红，但在考虑将Fe2氧化为Fe3时，不能使用KMnO4溶液，因为KMnO4溶液本身有颜色，影响实验效果 答案：C,根据下列框图回答问题(答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示)：,(1)写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式：_. (2)某同学取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色写出与上述变化过程相关的离子方程式： _、_. (3)写出N转化为Z的现象及化学方程式：_. (4)写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式：_.,解析：分析本题应以M为红色金属(Cu)和Y与KSCN溶液反应变红色着手从转化图中的转化关系和现象可知，E、X、Y、N、Z、K2EO4中均含有铁元素，且Y为Fe3，则Z为Fe(OH)3，N为Fe(OH)2，X为FeSO4，E为Fe.确定相关物质后，即可完成各问题,答案：(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O (2)4Fe2O24H=4Fe32H2O 2Fe32I=2Fe2I2 (3)白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后变为红褐色，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 (4)10KOH3Cl22Fe(OH)3=2K2FeO46KCl8H2O,1铜 (1)物理性质：铜是一种红色金属，质软，具有良好的延展性、导电性和导热性 (2)化学性质 在潮湿的空气里易被锈蚀，其反应的化学方程式为： 2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3.,加热或点燃条件下与非金属反应，如O2、Cl2、S等，其反应的化学方程式为：,和氧化性酸(浓H2SO4、稀HNO3、浓HNO3)反应，化学方程式分别为： Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,2氧化铜 (1)物理性质：黑色固体，难溶于水 (2)化学性质 表现碱性氧化物的性质，能与酸(如盐酸)反应， CuO2HCl=CuCl2H2O. 被H2、C等还原剂还原，H2CuO CuH2O.,3氧化亚铜 (1)物理性质：红色粉末，不溶于水 (2)化学性质 能在酸性条件下发生铜元素的歧化反应： Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O 能被H2、C等还原： Cu2OH2 2CuH2O.,4氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色固体，不溶于水 (2)化学性质 属于二元弱碱，与酸发生中和反应例如： Cu(OH)22HCl=CuCl22H2O. 不稳定，受热易分解：Cu(OH)2 CuOH2O. 具有弱氧化性，新制的Cu(OH)2悬浊液能与含醛基的物质作用而产生红色的Cu2O沉淀,5硫酸铜 (1)物理性质：白色粉末，易溶于水 (2)化学性质 具有较强的吸水性，常作干燥剂，吸收水分生成CuSO45H2O(俗称蓝矾或胆矾) 化学方程式为：CuSO45H2O=CuSO45H2O 能与BaCl2溶液反应，化学方程式为BaCl2CuSO4=CuCl2BaSO4. 与NaOH溶液反应，化学方程式为CuSO42NaOH=Na2SO4Cu(OH)2.,例题3 电子工业使用的印刷线路板，是在附有铜膜的塑料板上涂上涂料以保护所需的线路，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(CuSO45H2O)，常用如下步骤：,向废液中加过量的铁屑，搅拌，静置；滤出的固体物质加到稀硫酸中搅拌；将滤出的固体物质加热煅烧；把煅烧物质放在硫酸中溶解；调节溶液的pH到3.44，使Fe(OH)3沉淀完全、过滤；浓缩滤液，析出晶体；将过滤得到的晶体溶液，再结晶,请回答下列问题： (1)腐蚀线路板上发生反应的离子方程式是 ( ) ACu2Fe=CuFe2 BCu22Fe3=Cu2Fe2 CCu2Fe3=Cu22Fe2 DCu2Fe3=Cu22Fe (2)上述第步操作所得煅烧产物成分是 ( ) ACuO BCuO和FeO CFe2O3 DCuO和Fe2O3,(3)上述第步操作中，用浓缩滤液而不用蒸干溶液的主要原因是 ( ) A蒸干所得到的物质不是CuSO45H2O晶体 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)2 D温度升高CuSO4分解,解析：第步中，Fe跟Cu2反应，溶液中留下FeCl2，得到的固体物质是Cu和Fe. 第步中，Fe跟硫酸反应，剩余固体是单质Cu(可能含有少量Fe) 第步中，Cu煅烧转化成CuO(含有少量氧化铁等) 第步中，CuO跟硫酸反应生成CuSO4溶液含有少量Fe2(SO4)3,第步中，调节溶液的pH到3.44，溶液中的杂质Fe3转化成Fe(OH)3沉淀，过滤后除去，剩余溶液是CuSO4溶液 第步中，浓缩滤液，析出CuSO4晶体这一步操作中不能将溶液蒸干，否则一些可溶性杂质也会混入CuSO4晶体中 第步中，将过滤得到的晶体溶解，再结晶，以得到纯度较高的硫酸铜晶体 答案：(1)C (2)D (3)A,下面是制备Fe(OH)2白色沉淀的几种方案请回答下列各问题： (1)用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入_ 除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法,生成Fe(OH)2白色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_,(2)在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备 在试管里加入的试剂是_ 在试管里加入的试剂是_,为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_ 这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是_,(3)利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁 a电极的材料应为_，电极反应式为_ 电解液c可以是_(填编号) A纯水 BNaCl溶液 CNaOH溶液 DCuCl2溶液,d为苯，其作用是_，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？_. 为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是_(填编号) A改用稀H2SO4作电解液 B适当增大电源的电压 C适当减小两极间的距离 D适当降低电解液的温度,若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_ 点拨：因Fe(OH)2具有较强的还原性，易被空气中的氧气氧化，所以制取Fe(OH)2的各方案中最关键之处便是隔绝空气，避免接触O2，防止被氧化，才能得到白色的Fe(OH)2沉淀,解析：(1)Fe2易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化成的Fe3还原成Fe2.气体的溶解度随着温度升高而降低，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少,(2)两支试管，试管是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管中，所以制取FeSO4应放在试管中，而在试管中盛不含O2的NaOH溶液当Fe与稀H2SO4放入试管后，产生的H2可以从试管内短管处排出，从而排尽试管内空气再经过止水夹通入试管中，排尽试管内空气然后关闭止水夹，试管内产生的H2无法逸出，造成管内压强增大，将试管内FeSO4溶液通过长导管压入试管内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中O2的氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间,(3)电解时阳极反应Fe2e=Fe2，阴极反应2H2O2e=H22OH，或电解质溶液能直接提供OH，Fe2与OH发生反应Fe22OH=Fe(OH)2，当电解液选用NaOH溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀(大约在电解池中部)；当反接电源后，阳极反应4OH4e=2H2OO2，产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3.,答案：(1)稀H2SO4、铁屑 煮沸 避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 (2)稀H2SO4和铁屑 NaOH溶液 检验试管出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹 试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界O2不易进入 (3)Fe Fe2e=Fe2 BC 隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，排出溶解的O2 BC 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色,1(2009潍坊高三质检)下列试剂应该保存在棕色试剂瓶中的是 ( ) A碳酸氢铵 B氯化亚铁溶液 C浓硝酸 D漂白粉 解析：本题考查化学试剂的保存浓硝酸见光容易分解，应保存在棕色试剂瓶中，其他三种试剂只要密封保存即可 答案：C,2(2009广东单科高考)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面下列说法正确的是 ( ) A锡青铜的熔点比纯铜高 B在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用 C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程,解析：A项，合金的熔点低于各成分金属的熔点B项，活泼金属作负极，活泼金属易腐蚀D项，电化学腐蚀过程一定是化学反应过程 答案：BC,3(2009广东四校联考)向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现若用足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为( ) A0.24 mol B0.21 mol C0.16 mol D0.14 mol,答案：B,4下列有关实验的说法正确的是 ( ) A除去铁粉中混有的少量铝粉，可加入过量的氢氧化钠溶液，完全