2020版高三化学总复习专题4第3讲铁、铜的获取及应用课件苏教版.pptx

第3讲 铁、铜的获取及应用,-2-,考纲要求:1.了解常见金属的活动顺序。 2.了解铁及其化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。 3.了解铜及其化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。 4.了解合金的概念及其重要应用。,-3-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,导学诱思 (1)铁有+2、+3价两种价态,单质铁与 (填下列编号,下同)反应时只生成+3价铁;与 反应时生成+2价铁;与 反应时既生成+2价铁也生成+3价铁。 所选试剂:Cl2 O2 H2O S 盐酸 稀硝酸(足量) 稀硫酸 CuSO4溶液 FeCl3溶液 (2)氧化亚铁与稀硫酸反应生成 (填含铁物质的化学式,下同),然后加入过量氨水,生成白色沉淀 ,过滤,在空气中白色沉淀生成红褐色沉淀 ,加热得到红棕色 。,FeSO4,Fe(OH)2,Fe(OH)3,Fe2O3,铁及其化合物的性质,-4-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 1.铁 (1)与非金属反应。 与O2:常温下Fe易生锈,铁锈的主要成分为 ;点燃条件下反应的化学方程式为 。 与S反应的化学方程式为 。 与Cl2反应的化学方程式为 。 (2)与H2O反应。,Fe2O3,Fe3O4+4H2,-5-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)与酸反应。 与非氧化性酸(如稀硫酸)反应。 反应的化学方程式为 。 与氧化性酸反应。 与过量稀硝酸反应的化学方程式为 。 与少量稀硝酸反应的化学方程式为 3Fe+8HNO3(稀) 3Fe(NO3)2+4H2O+2NO。 常温下遇浓硫酸、浓硝酸发生 。 (4)与盐溶液反应。 与CuSO4溶液反应的化学方程式为 。 与FeCl3溶液反应的化学方程式为 。,钝化,-6-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.铁的氧化物,黑,红棕,黑,-7-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-8-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.铁的氢氧化物,Fe(OH)2,Fe(OH)3,白色固体,红褐色固体,-9-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-10-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,注意:在判断铁的化合物与酸反应时,要注意铁及其化合物的价态,利用铁的价态及与其反应的化合物的氧化性或还原性判断发生反应的类型是属于复分解反应还是氧化还原反应。,白色,灰绿,红褐,-11-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 铁的性质及用途 例1下列叙述正确的是 。 铁在过量氧气中燃烧生成Fe2O3 铁在常温下与浓硝酸反应比稀硝酸反应剧烈 过量的铁与稀硝酸反应生成Fe3+ 分别加入浓硝酸来比较Fe和Cu的金属活动性 将铁粉加入FeCl3、CuCl2混合溶液中,充分反应后剩余的固体中必有铁 过量的Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同 向FeCl3溶液中加入还原铁粉,铁粉溶解,溶液颜色由黄色变为浅绿色 生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加,答案,解析,-12-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 铁及其化合物的性质 例2通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是( ),答案,解析,-13-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度三 铁及其化合物的定量计算 例3已知Fe5O7可以看作Fe2O3和Fe3O4的混合物。现有Fe、Fe5O7的混合物共0.1 mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到0.01 mol H2,且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显血红色,则原混合物中铁的物质的量为 ( ) A.0.05 mol B.0.06 mol C.0.07 mol D.0.08 mol,答案,解析,-14-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,跟踪训练 1.建筑用的红砖和青砖,其颜色是由其中含有的不同价态的铁的氧化物所致。我国古代砖瓦建筑能够保持到现在的,几乎无一例外的是由青砖建成。有人提出以下可能的原因,你认为有道理的是( ) 青砖中含的是FeO 青砖中含的是Fe3O4 Fe2O3遇长期酸雨侵蚀会风化溶解使砖瓦强度降低 Fe3O4性质稳定 FeO性质稳定 A. B. C. D.,答案,解析,-15-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是( ) A.FeO B.Fe2O3 C.FeSO4 D.Fe3O4,答案,解析,-16-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.将a g铁和氧化铁的混合物加入800 mL pH=1的盐酸中充分反应后,固体无剩余,盐酸全部消耗,放出气体0.224 L(标准状况下)。则下列判断中正确的是( ) A.原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)=21 B.向溶液中滴入无色的KSCN溶液,显血红色 C.无法计算出原混合物的质量 D.此时溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为31,答案,解析,-17-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.下列中学常见实验现象或表述正确的是( ) A.过量的铁投入一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液显血红色 B.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁 C.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液23滴即可 D.FeO投入稀硫酸和稀硝酸中均得到浅绿色溶液,答案,解析,-18-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,5.若下图所示实验均进行合理的操作。则 (1)中观察到的现象为 ;写出相关的化学方程式或离子方程式: 。 (2)中加入苯的作用是 。 (3)若要较长时间看到白色的Fe(OH)2沉淀,所示装置的操作为 。,答案,解析,-19-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,Fe2+、Fe3+的性质及检验 导学诱思 (1)怎样除去FeCl2溶液中混有的FeCl3? 。 (2)怎样除去FeCl3溶液中混有的FeCl2? 。 (3)证明某溶液含有Fe3+的实验方法是 。,答案: (1)加入过量铁粉充分反应后,过滤 (2)通入适量氯气 (3)取少量溶液于试管中,加入KSCN溶液,如果溶液显血红色,则说明溶液中含有Fe3+,-20-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 1.Fe2+、Fe3+的相互转化 写出上述转化的离子方程式: ; ; ; 。 2.Fe2+、Fe3+的检验 向含有Fe3+的盐溶液中滴加 溶液,溶液显 色。,KSCN,血红,-21-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 Fe2+与Fe3+的相互转化 例1用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( ) A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+ B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+ C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出 D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出,答案,解析,-22-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 复习此部分知识一定要从氧化还原反应的角度分析,如Fe3+具有氧化性,与Fe、Cu、S2-、H2S、SO2、I-等还原剂反应; Fe2+具有还原性,与Cl2、HClO、HNO3、 、H2O2等氧化剂反应。,-23-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 Fe2+与Fe3+混合物的提纯 例2下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( ),答案,解析,-24-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 常见的有关铁的化合物的除杂,-25-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度三 Fe2+、Fe3+的鉴别及有关Fe2+、Fe3+的离子共存问题 例3某溶液中可能存在Fe3+、Fe2+、I-、 六种离子中的几种。现进行下列实验: 取少量溶液滴加KSCN溶液,溶液呈血红色; 另取少量原溶液滴加盐酸,溶液的棕黄色加深。 据此可以推断,该溶液中肯定不存在的离子是( ),答案,解析,-26-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 (1)Fe2+、Fe3+的检验方法很多,但不外乎两点:显色反应(含Fe3+的溶液中加入KSCN溶液,溶液显血红色);氧化还原反应,如:Fe3+使淀粉碘化钾试纸变蓝、Fe2+使酸性高锰酸钾溶液褪色等。 注意:Fe3+的检验方法很多,但在没有特殊要求的条件下,最好选择KSCN溶液,此法最灵敏; 检验Fe2+的最好方法:加KSCN溶液(无明显现象),然后加氯水(溶液变血红色); 检验Fe3+中是否还有Fe2+的最好方法:加酸性高锰酸钾溶液(观察溶液是否褪色)。 (2)有关Fe2+、Fe3+的离子共存常常从氧化还原反应的角度出题,如 Fe3+与S2-、I-、 不能大量共存。,-27-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度四 Fe2+、Fe3+的水解 例4(1)实验室怎样保存硫酸亚铁溶液? 。 (2)加热蒸干氯化铁溶液最终得到的物质的化学式为 。,答案,解析,-28-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度五 铁及其化合物的综合利用 例5某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了下图的工艺流程,利用常见的稀硫酸、稀硝酸、烧碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。,-29-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,填写下面空白。 (1)图中标号处需加入的相应物质分别是: 、 、 、 、 。 (2)写出处发生反应的离子方程式: ;写出处发生反应的化学方程式: 。 (3)铁红的化学式为 ;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:铁红 ;氧化铜 。,答案,解析,-30-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,互动探究(1)上述流程中,需要几次过滤? (2)由F到铁红发生反应的化学方程式有哪些?如果制取F,并能观察到F的真正颜色,应该采取哪些措施?,-31-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,跟踪训练 1.下列离子的检验方法合理的是( ) A.向某溶液中滴入KSCN溶液,溶液呈血红色,说明不含Fe2+ B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液,溶液变为血红色,说明原溶液中含有Fe2+ C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+,答案,解析,-32-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.浓度均为1 molL-1的FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液100 mL,向该溶液中加入5.6 g铁粉,待反应完毕。下列有关叙述不正确的是( ) A.反应后的溶液中含有Fe2+、Cu2+,不含Fe3+ B.反应后的溶液中含有Fe2+0.2 mol、Cu2+ 0.1 mol C.反应后的溶液中Fe2+增至0.3 mol D.反应后容器中残留有Cu 0.05 mol,答案,解析,-33-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3. 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 molL-1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 mL FeCl2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 。,-34-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(4)丙组同学取10 mL 0.1 molL-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验: 第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色; 第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀; 第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。 实验检验的离子是 (填离子符号);实验和说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 ; 生成沉淀的原因是 (用平衡移动原理解释)。,-35-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-36-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,解析: (1)Fe2+具有还原性,可被空气中的O2氧化,所以配制FeCl2溶液时加少量铁屑可防止Fe2+被氧化。 (2)Cl2可将Fe2+氧化为Fe3+,Cl2自身被还原为Cl-,反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+= 2Cl-+2Fe3+。 (3)煤油不溶于水,且其密度比水的小,可覆盖在FeCl2溶液上面以隔绝空气,防止Fe2+被氧化。,-37-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.(2018全国)K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图,回答下列问题: (1)晒制蓝图时,用K3Fe(C2O4)33H2O作感光剂,以K3Fe(CN)6溶液为显色剂,其光解反应的化学方程式为:2K3Fe(C2O4)3 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2;显色反应的化学方程式为 。,-38-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。 通入氮气的目的是 。 实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有 、 。 为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是 。 样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是: 。,-39-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。 称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀硫酸酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至终点,滴定终点的现象是 。 向上述溶液中加入适量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中,加稀硫酸酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL,该晶体中铁的质量分数的表达式为 。,-40-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,答案 (1)3FeC2O4+2K3Fe(CN)6 Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4 (2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 CO2 CO 先熄灭装置A、E处的酒精灯,冷却后停止通入氮气 取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3 (3)溶液出现粉红色且半分钟内粉红色不消失,-41-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,解析 (1)根据题目信息,三草酸合铁酸钾感光后得到FeC2O4,故以K3Fe(CN)6溶液为显色剂,发生反应的化学方程式为: 3FeC2O4+2K3Fe(CN)6= Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4。 (2)探究三草酸合铁酸钾热分解的产物,通入氮气可以起到隔绝空气,使反应产生的气体全部进入后续装置的作用。 分析装置图各部分的作用,A为热分解的反应装置,B用于检验生成的气体中是否含有CO2,C吸收生成的CO2,D为干燥装置,E、F检验生成的气体中是否含有CO。若B、F中澄清石灰水均变浑浊,E中CuO变为红色,则热分解的产物中一定含有CO2和CO。 为防止倒吸,停止实验时应先熄灭A、E处酒精灯并继续通入氮气,待反应管冷却后停止通入氮气。 检验装置A中的残留物中是否含有Fe2O3,可将残留物溶于稀硫酸,使Fe2O3转化为Fe3+,然后用KSCN溶液检验。,-42-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)用KMnO4溶液滴定三草酸合铁酸钾,滴定终点的现象是溶液出现粉红色(极稀的酸性KMnO4溶液颜色)且半分钟内粉红色不消失。,-43-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,铜及其化合物 导学诱思 铜片放在酒精灯火焰上灼烧生成黑色 (填化学式),然后放入稀硫酸中发生反应的离子方程式为 ,又变成光亮的红色,铜片质量 。,CuO,减小,-44-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 1.铜 (1)物理性质:紫红色,不能被磁铁吸引。 (2)化学性质:,黑,-45-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-46-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.氧化铜和氢氧化铜,CuO,Cu(OH)2,黑,蓝,Cu2+H2O,Cu+H2O,Cu+CO2,Cu2+2H2O,CuO+H2O,-47-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.铜盐 (1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜,是铜绿的成分,它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果,它受热易分解: Cu2(OH)2CO3 。 (2)无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO45H2O),可作为水的检验依据;CuSO45H2O受热易分解:CuSO45H2O ,蓝色晶体受热转化为白色粉末。 (3)铜盐溶液有毒,主要是因为铜离子能与蛋白质作用,使蛋白质变性失去生理活性,因此人们利用了它的这一性质,用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液,用来消毒。,2CuO+H2O+CO2,CuSO4+5H2O,-48-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 铜及其化合物的性质 例1下表中,对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( ),答案,解析,-49-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,互动探究怎样从硫酸铜溶液中提取胆矾(CuSO45H2O)?,答案: 加热浓缩、冷却结晶、过滤。因为CuSO45H2O受热易分解,所以不能把溶液蒸干。,-50-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 铜及其化合物的制取 例2将辉铜矿、软锰矿做如下处理,可以制得碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3:,-51-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(1)铜单质放置于潮湿空气中,容易生成碱式碳酸铜,反应的化学方程式是 。 (2)步骤中,碳酸氢铵参与反应的离子方程式为 。 (3)步骤中发生如下3个反应,已知反应()中生成的硫酸铁起催化作用。请写出反应()的化学方程式。 (),答案,解析,-52-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,1.某研究小组通过实验探究铜及其化合物的性质,操作正确且能达到实验目的的是( ) A.将铜丝插入浓硫酸中并加热,反应后再加入水,观察硫酸铜溶液的颜色 B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观察氯化铜的生成 C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水CuCl2固体 D.将表面有铜绿Cu2(OH)2CO3的铜器放入盐酸中浸泡,除去铜绿,答案,解析,-53-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g,经如下处理:,下列说法正确的是( ) A.滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+ B.样品中铁元素的质量为2.24 g C.样品中CuO的质量为4.0 g D.V=896,答案,解析,-54-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:,(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的 吸收。 a.浓硫酸 b.稀硝酸 c.NaOH溶液 d.氨水 (2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为 。,-55-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是 。 a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应 c.溶液中Cu2+向阳极移动 d.从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属 (4)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为 。,-56-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,解析 (1)气体A中的大气污染物为SO2,可以用NaOH溶液或氨水吸收。 (2)依据图示,泡铜中的Cu2O与Al高温下发生铝热反应制得铜。 (3)电解精炼铜过程中,电能转变为化学能的同时,部分电能也转化为热能,a错;电解精炼粗铜时,粗铜作阳极,与电源正极相连,发生氧化反应,b对;电解过程中Cu2+向阴极移动,c错;粗铜中Ag、Pt、Au的放电能力比铜的弱,形成阳极泥,可以回收,d对。 (4)根据总反应,O2发生还原反应,因此正极反应式为O2+4H+4e-=2H2O。,-57-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.(2018广西桂林重点中学月考)氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末,微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。如图是工业上用印刷电路的蚀刻液的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)生产CuCl的流程:,-58-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,按要求回答下列问题: (1)滤液中主要含有的金属阳离子是 (填化学符号,下同);滤渣的成分是 ,Y为 。 (2)滤液与Z反应的离子方程式为 。 (3)写出滤渣生成二氧化硫的化学方程式: 。 (4)为得到纯净的CuCl晶体,可用下列 进行洗涤。 a.纯净水 b.无水乙醇 c.稀硫酸 d.氯化铜溶液 (5)生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是 。 (6)写出产生CuCl的离子方程式: 。,-59-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(7)氯化亚铜的定量分析: 称取样品0.25 g加入含10 mL过量FeCl3溶液的250 mL锥形瓶中,不断摇动; 待样品溶解后,加50 mL水和2滴指示剂; 立即用0.10 molL-1硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点; 重复三次,消耗硫酸铈溶液的平均体积为25.00 mL。 已知:CuCl的相对分子质量为99;CuCl+FeCl3 =CuCl2+FeCl2; Fe2+Ce4+=Fe3+Ce3+。 则CuCl的纯度为 。,-60-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-61-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,解析 向滤液中(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)加入过量的铁粉,Fe3+与铁粉反应转化为Fe2+,Cu2+与铁反应生成Cu,过滤后滤渣为过量的Fe和生成的Cu,将滤渣溶于盐酸后过滤得到的滤渣为铜,滤液中加入的Z为Cl2或H2O2,将Fe2+氧化为Fe3+得到蚀刻液,然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜溶液、与氯气反应生成氯化铜,硫酸铜溶液、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜。 (1)根据上述分析,滤液中的金属离子主要是Fe2+,滤渣中含有铜和铁,加入的Y是盐酸。,-62-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(4)根据题中CuCl的溶解性信息,析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤。 (5)调节溶液的pH不能过大的原因是防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解。 (6)依据图示可知:CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反应生成H2SO4、CuCl,根据得失电子守恒和原子守恒配平:CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl+2H2SO4,反应的离子方程式为SO2+2Cu2+2Cl-+2H2O=2CuCl+ +4H+。 (7)滴定0.25 g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是25.00 mL,根据关系式CuClFe2+Ce4+,可得CuCl的纯度为,-63-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,5.实验室用铜制备CuSO4溶液有多种方案,某实验小组给出了以下三种方案:,-64-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)乙方案:将6.4 g铜丝放到90 mL 1.5 molL-1的稀硫酸中,控制温度在50 。加入40 mL 10%的H2O2溶液,反应0.5小时,升温到60 ,持续反应1小时后,经一系列操作,得CuSO45H2O 20.0 g。已知有关摩尔质量:M(Cu)=64 gmol-1,M(CuSO45H2O)=250 gmol-1 反应时温度控制在5060 ,不宜过高的原因是 ; 本实验CuSO45H2O的产率为 。,请回答有关问题: (1)甲方案: 写出该反应的离子方程式: ; 为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为n(H2SO4)n(HNO3)= 。,-65-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)丙方案:将空气或氧气直接通入铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质A调节pH至4,然后过滤、浓缩、结晶。 物质A可选用以下的 (填序号); A.CaO B.NaOH C.CuCO3 D.Cu2(OH)2CO3 E.Fe2(SO4)3 反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,FeSO4的作用是 ; (4)对比甲、乙、丙三种实验方案,丙方案的优点有(写两条): 、 。,答案,解析,-66-,分类思想认识金属及其化合物 一、金属单质 1.价态 因为金属元素在化合物中只表现正化合价,无负价,所以金属单质只具有还原性,也就是说金属单质在反应中只能失电子,不能得电子。 主族元素的金属的化合价只有一个,即最高正价,在数值上等于其族序数。,-67-,2.活动性 依据金属活动性顺序可把金属分为很活泼金属,如K、Ca、Na,均能与水剧烈反应生成氢气;排在H前面的较活泼金属,如Zn、Fe等,均能与非氧化性酸反应生成氢气;不活泼金属,如Cu、Ag等,不能与非氧化性酸反应生成氢气,只能与氧化性酸反应。 3.特殊性 (1)Al不仅与强酸反应还与强碱反应生成氢气。 (2)Fe、Al在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化。,-68-,例1用自然资源生产部分材料产品的流程示意图如下。下列有关说法正确的是( ) A.制取铝也可用电解熔融AlCl3的方法 B.由赤铁矿冶炼生铁时,发生的反应既有吸热反应又有放热反应 C.粗铜精炼时往往以粗铜作电解池的阴极 D.将MgCl2溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤,即可得到氯化镁晶体,答案,解析,-69-,二、金属的氧化物、氢氧化物及其碳酸盐 1.氢氧化物的溶解性 常见的四大强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2和Ca(OH)2,前三种易溶于水,Ca(OH)2微溶于水,其余的氢氧化物大多数不溶于水,属于弱碱Al(OH)3属于两性氢氧化物。 所以大多数可溶性的盐与Na