高考化学一轮复习 第3章 第3讲 铁、铜及其重要化合物课件.ppt

必考部分 第三章 金属及其化合物 导航高考 考点突破 单元综合测试 随堂演练 自我诊断 课时作业 1 了解fe及其化合物的主要性质与应用 2 以fe2 fe3 的相互转化为例 理解变价金属元素的氧化还原性 3 了解cu及其化合物的主要性质与应用 4 初步了解合金的概念及其重要应用 5 了解金属的通性 金属冶炼的一般原理 初步了解金属的回收和资源保护 考纲解读 1 本讲内容重点考查 1 铁及其化合物的主要性质 2 fe fe2 fe3 间的转化 3 fe2 fe3 的检验 以选择和填空 实验题的形式呈现 选择题和填空题一般较易 实验题中等难度 有时稍难 4 合金的物理性质与组成合金成分的物理性质比较 5 常见金属活动性顺序的应用 6 铜及其重要化合物的主要性质 以选择题和推断题为主 试题中等难度 考向分析 2 考查fe3 时常与氧化还原反应联系 还常以实验题的形式考查fe2 fe3 的性质 3 化工工艺流程题是考查铜及其化合物的热点题型 考点图析 一 铁的主要化学性质 基础知识梳理 思考1 利用fe为变价金属 如何说明氧化性cl2 s 二 铁的几种氧化物比较 思考2 fe3o4中 2价与 3价的fe的物质的量比是多少 fe3o4与足量hno3反应能生成2种盐吗 为什么 三 铁的氢氧化物 思考3 实验室制备fe oh 2成功的关键是什么 五 铜1 原子结构 原子序数为29 位于元素周期表中第 周期 第 族 最外层有1个电子 常见化合价有 价 2 物理性质 纯铜呈 色 属有色金属 导电导热性 延展性良好 焰色反应呈绿色 3 化学性质 铜是一种较不活泼的金属 位于金属活动性顺序表中氢原子之后 1 与o2的反应在空气中或o2中加热表面变黑 利用此反应可除去混在h2 co中的少量o2 2 与o2 co2 h2o的作用在潮湿的空气中铜可生成铜绿 3 与其他非金属的反应cu在cl2中燃烧生成棕黄色烟 在硫蒸气里燃烧生成黑色固体 4 与酸的反应 与稀盐酸 稀h2so4不反应 与浓h2so4反应 与硝酸反应 5 与盐溶液反应 cu 2ag cu2 2agcu 2fe3 cu2 2fe2 2 cu oh 2 1 难溶性碱 可与酸反应 2 受热易分解 3 有弱氧化性 新制的cu oh 2悬浊液能氧化醛基化合物 本身被还原为cu2o 常用于醛基化合物的检验 4 制备 可溶性铜盐与强碱反应 蓝色絮状沉淀 七 合金1 概念由两种或两种以上的 熔合而成的具有 特性的物质 2 性能 1 多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点都 2 合金的硬度比它的各成分的金属的硬度都 3 常见的合金有 等 八 常见的金属材料 2 常见的黑色材料 3 有色金属材料 1 我国最早使用的合金是 常见的铜合金有 和 2 铝合金的常见种类有硅铝合金 镁铝合金和硬铝 其密度 强度 可塑性 具有一定的 性 常用于建筑 运输及电子行业 答案 一 fe2o3 xh2ofe3o4fecl3fesfe2 fe3 no cufe2 fe2 fe3o4思考1 cl2能把fe氧化为 3价 而s只能把fe氧化为 2价 说明氧化性cl2 s 二 2 2 3 3feo 2h fe2 h2ofe3o4 8h 2fe3 fe2 4h2ofe2o3 6h 2fe3 3h2o思考2 1 2 不能生成2种盐 因为hno3能氧化fe2 只能生成fe3 的盐 1 下列关于铁的叙述正确的是 铁能被磁铁吸引 但纯铁易锈蚀 在人体的血红蛋白中含有铁元素 铁位于元素周期表中第四周期第 b族 铁能在氧气中剧烈燃烧 但不能在水蒸气中燃烧 铁与硝酸反应的产物仅是fe no3 3 不能通过化合反应制得fecl2和fe oh 3 自主检查 a b c d 答案 b 2 下列说法正确的是 a fe与过量稀h2so4反应可以生成fe2 so4 3b cu与fecl3溶液反应可以说明cu比fe活泼c feo与所有酸反应都生成亚铁盐d 证明fecl2溶液中含有fecl3可以用kscn溶液证明 答案 d 3 钛和钛的合金被誉为 21世纪最有发展前景的金属材料 它们具有很多优良的性能 如熔点高 密度小 可塑性好 易于加工 尤其是钛合金与人体器官具有很好的 生物相容性 根据它们的主要性能 下列用途不符合实际的是 a 用于做保险丝b 用于制造航天飞机c 用于制造人造骨d 用于家庭装修 做钛合金装饰门 答案 a 4 工业生产中常将两种或多种金属 或金属与非金属 在同一容器中加热使其熔合 冷凝后得到具有金属特性的熔合物 合金 这是制取合金的常用方法之一 根据下表数据判断 不宜用上述方法制取合金的是 a fe cu合金b cu al合金c al na合金d cu na合金 答案 d 答案 c 1 铁三角 的转化关系 考点一 铁及其盐的转化及鉴别 1 fe fe2 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 都可实现这种转化 例如 fe cuso4 cu feso4 2 fe2 fe 比较活泼的金属 如al zn 能从亚铁盐溶液中置换出铁 例如 fecl2 zn zncl2 fe 5 fe2 fe3 亚铁盐与强氧化剂反应 例如2fecl2 cl2 2fecl3 6 fe3 fe2 铁盐溶液与比较强的还原剂反应 例如 fe 2fecl3 3fecl2 2fecl3 2nai 2fecl2 i2 2nacl 2 fe2 fe3 的鉴别 1 直接观察法fe2 溶液呈浅绿色 fe3 溶液呈棕黄色 2 加kscn法 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 3 铁与硝酸的反应 1 铁与浓硝酸在常温下钝化 在加热时剧烈反应 2 铁与稀硝酸反应hno3过量时 fe 4hno3 fe no3 3 no 2h2o fe过量时 3fe 8hno3 3fe no3 2 2no 4h2o 铁与稀硝酸反应有关量的问题 可用数轴表示为 例1 在fecl3 cucl2的混合溶液中加入铁粉 充分反应后仍有固体存在 则下列判断不正确的是 a 加入kscn溶液一定不变红色b 溶液中一定含fe2 c 溶液中一定含cu2 d 剩余固体中一定含cu 答案 c 解析 铁粉与fecl3 cucl2的反应依次为 2fe3 fe 3fe2 cu2 fe fe2 cu充分反应后的固体可能为cu或fe和cu的混合物 又由于2fe3 cu 2fe2 cu2 所以无论反应后的固体为cu还是fe和cu的混合物 fe3 一定不存在 a项对 由上分析知b d均对 若反应后固体为cu和fe的混合物 溶液一定无cu2 c错 方法技巧 在解决与铁有关的问题时 要熟记有关铁的特征性质 例如 fe2 的颜色为浅绿色 fe3 的颜色为棕黄色 fe oh 3为红褐色 fe3 与scn 反应使溶液显红色的特性 fe2 与oh 反应时沉淀颜色的特征变化等 1 2013 青岛质检 在浅绿色的fe no3 2溶液中逐滴加入稀盐酸时 溶液颜色变化应是 a 颜色变浅b 逐渐变深绿c 没有改变d 变棕黄色 答案 d 变式训练 2 下列离子的检验方法合理的是 a 向某溶液中滴入kscn溶液呈红色 说明不含fe2 b 向某溶液中通入cl2 然后再加入kscn溶液变红色 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 c 解析 a项加入kscn呈红色 说明含fe3 无法判断是否含fe2 b项通入cl2后加kscn呈红色 说明含fe3 但cl2有氧化性 无法判断原来是fe2 还是fe3 c项加入naoh生成红褐色沉淀 说明含有fe3 d项加入naoh生成白色沉淀后变为红褐色 说明含有fe2 但由于红褐色的掩盖 无法说明是否有mg2 1 铜的重要性质 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 2cu o2 h2o co2 cu2 oh 2co3 考点二 铜及其化合物的性质 2 铜的化合物的性质 1 含铜元素的化合物的颜色 cuso4 5h2o 蓝矾 胆矾 蓝色 cuso4 粉末 白色 cuo 黑色 cu2o 砖红色 cu2 oh 2co3 孔雀绿 绿色 cu oh 2 蓝色 2 含铜化合物的化学性质 cuo属于碱性氧化物 能和酸 如盐酸 反应 化学方程式 cuo 2hcl cucl2 h2o cu oh 2a 氢氧化铜属于二元弱碱 能和酸 如盐酸 反应 化学方程式 cu oh 2 2hcl cucl2 2h2o 例2 铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中 常见的铜矿石有 黄铜矿 cufes2 斑铜矿 cu5fes4 辉铜矿 cu2s 孔雀石 cuco3 cu oh 2 下列说法不正确的是 a 可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿b 硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂c 工业上常采用电解法制取粗铜d 在上述几种含铜化合物中 铜的质量百分含量最高的是cu2s 解析 铜绿的主要成分为cu2 oh 2co3 能与稀盐酸反应 故a正确 硫酸铜属于重金属盐 能使蛋白质变性 故可用作游泳池的消毒剂 故b正确 工业上常用热还原法制取粗铜 然后通过电解的方法制取精铜 故c错误 比较这几种含铜化合物的化学式可知cu2s中铜的质量分数最高 故d正确 答案 c 3 已知酸性条件下有如下反应 2cu cu2 cu 由于反应温度不同 用氢气还原氧化铜时 可能产生cu或cu2o 两者都是红色固体 一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证 实验操作和实验现象记录如下 变式训练 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是 a cub cu2oc 一定有cu 可能有cu2od 一定有cu2o 可能有cu 答案 d 解析 本题考查铜及其化合物的主要性质 若产物只有cu 与稀h2so4作用不会得到蓝色溶液 若只有cu2o符合各实验现象 若cu2o中含有cu也符合各现象 4 2013 九江质检 在agno3和cu no3 2的混合溶液中 加入一定量的铁粉 充分反应后 有少量金属析出 过滤 向滤液中滴加盐酸 有白色沉淀生成 该沉淀不溶于稀硝酸 则析出的金属是 a cu和agb agc cud cu和fe 答案 b 解析 由于氧化性ag cu2 则fe先与ag 反应 完全消耗掉ag 后才会与cu2 反应 而题中说明fe与ag 反应后ag 还剩余 加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀agcl生成 则cu2 一定未与fe反应 只发生2ag fe 2ag fe2 1 金属活动性顺序和相应的性质 考点三 金属活动性顺序及其应用 2 主要应用 1 判断常见不同金属及其离子的性质强弱问题 如还原性 zn fe 氧化性 zn2 fe2 2 确定常见金属的冶炼方法 金属越活泼越难冶炼 例3 x y z m n代表五种金属 有以下化学反应 水溶液中 x y2 x2 y z 2h2o 冷 z oh 2 h2 m n为电极与n盐溶液组成原电池 发生的电极反应为 m 2e m2 y可以溶于稀硫酸中 m不被稀硫酸氧化 则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是 a m n y x zb n m x y zc n m y x zd x z n m y 答案 c 解析 由 知x活泼性大于y 且x y都不与水反应 由 知z为很活泼的金属 由 及原电池原理知活泼性m n 由 知活泼性y m 综合上述结论可知活泼性z x y m n 故选c 规律方法 元素的金属性强弱的判断 1 与水或酸反应置换出氢的难易程度 2 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 3 单质的还原性或相应离子的氧化性强弱 4 相互置换反应 金属活动性顺序表 5 组成原电池的正负极 负极活泼 5 氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼 下列说法不正确的是 a 电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中 钠离子被还原 氯离子被氧化b 湿法炼铜和火法炼铜的反应中 铜元素都发生还原反应c 用磁铁矿炼铁的反应中 1molfe3o4被co还原成fe 转移9mole d 铝热法还原铁的反应中 放出的热量能使铁熔化 变式训练 答案 c 6 以下有关金属的说法正确的是 a 活泼金属在常温下可与氧气反应 不活泼金属在加热或高温条件下也可与氧气反应b 活泼金属都可以从不活泼金属的盐溶液中置换出不活泼金属c 由于铝元素和铁元素都有 3价 由2al 6hcl 2alcl3 3h2 可知 2fe 6hcl 2fecl3 3h2 d 据金属的活动性 al fe 则与相同浓度的盐酸反应时 al更剧烈 答案 d 解析 a项 金与氧气在高温条件下也不反应 b项 k ca na会先与盐溶液中的溶剂水反应 无法得到不活泼金属 c项 fe与盐酸反应只能生成fecl2 典例 某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性 请回答下列问题 1 除胶头滴管外 你认为本实验必不可缺的一种玻璃仪器是 2 请帮他们完成以上实验报告 实验目的 试剂 铁粉 fecl3溶液 fecl2溶液 氯水 锌片 铜片 易错剖析 实验记录 划斜线部分不必填写 实验结论 fe只有还原性 fe3 只有氧化性 fe2 既有氧化性 又有还原性 3 根据以上结论判断 下列物质中既有氧化性 又有还原性的有 填序号 a cl2b hclc na d f e so2f no2 问题记录 错因剖析 1 错填烧杯 烧瓶等仪器的原因是学生不知道进行性质实验时要先取样再进行实验 而且取样时要取少量 2 实验目的 出错原因 对于题干 某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性 审读不仔细 答题不规范 实验记录 出错原因 化学用语书写掌握不到位 把握不住实验目的 而仅仅依据方程式错填 zn具有还原性 不会判断氧化还原反应中的氧化剂 还原剂 而错填 fe2 具有还原性 回答实验现象不全面 将fecl3溶液的颜色错记为 红褐色 而错填 溶液由红褐色变为浅绿色 审题不仔细 3 只知道hcl中的氯元素为 1价是最低价 只有还原性没有氧化性 而没注意到hcl中的氢元素为 1价具有氧化性 所以漏选b 正确解答 1 试管 2 探究铁及其化合物的氧化性或还原性 cl2 2fe2 2cl 2fe3 fe2 具有氧化性 铁粉逐渐溶解 溶液由棕黄色变为浅绿色 在fecl3溶液中加入铜片 3 a b e f 1 下列有关金属及其化合物的说法正确的是 a 由于铝在常温下不能与氧气反应 所以铝制品具有一定的抗腐蚀性能 是一种应用广泛的金属材料b 青铜 不锈钢 硬铝都是合金c 铜表面易形成致密的氧化膜d 装修门窗使用的铝合金材料的硬度比铝小 熔点比铝低 答案 b 解析 铝在常温下能与氧气反应 并在铝的表面形成一层致密的氧化物薄膜 所以铝制品具有一定的抗腐蚀性能 a错 青铜是铜 锡 铅的合金 不锈钢是铁 碳 硅 锰等的合金 硬铝是铝 铜 镁和硅等的合金 b项正确 铜在空气中容易与co2 o2 h2o发生反应生成铜绿 cu2 oh 2co3 c错 铝合金材料的硬度比铝大 d错 2 化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用 下列认识正确的是 a 人类对金 银 铜 铁 铝的认识与其金属活动性顺序没关系b 人类解决吃 穿 住 行最有效的方法就是大力开发石油及其产品c 工业上可用电解熔融态的mgcl2 mgo来制备mgd 工业上可用空气 cu 稀硫酸来制备cuso4 答案 d 解析 选项a au是极不活泼金属 在自然界中有单质存在 古人不需冶炼即可获得 随着化学科学的进步 人类逐渐冶炼出cu fe al等金属 可见人类认识和获取金属与金属活动性顺序密切相关 选项b 石油是不可再生资源 总有一天 石油会消耗殆尽 它不是解决人类吃 穿 住 行最有效的方法 选项c 电解熔融mgo得不到mg 选项d 将cu在空气中充分燃烧后转化为cuo cuo与稀h2so4反应即可得到cuso4 3 合金相对纯金属制成的金属材料来说优点是 合金的硬度一般比它的各成分金属的大 一般合金的熔点比它的各成分金属的都低 改变原料的配比 改变生成合金的条件 可得到具有不同性能的合金 合金比纯金属的导电性更强 合金比纯金属的应用更广泛 a b c d 答案 a 解析 合金具有许多优良的物理 化学或机械性能 在许多方面优于各成分金属 例如 合金的硬度一般比各成分金属硬度大 多数合金的熔点比各成分金属的熔点低 故选a 4 下列有关金属材料及其合金的说法正确的是 a 所有的不锈钢与铝材都属于黑色金属b 铝合金是一种混合物 它比纯铝的熔点低c 我国在2000多年前就掌握了铁的冶炼技术 这是因为铁元素含量丰富易被发现且化学性质活泼容易冶炼d 镁铝合金在冷的浓硫酸中 钝化 因此常温下可用镁铝合金容器来盛装浓硫酸 答案 b 解析 铝是有色金属 不属于黑色金属 a项错 合金属于混合物 其熔点低于其成分金属 故b项正确 人们认识金属的先后主要与金属的活泼性和冶炼难易有关 与其含量无关 c项错 镁在常温下与浓h2so4可发生反应 d项错误 5 下列有关铁元素的叙述中正确的是 a fe oh 2易被氧化成fe oh 3 说明稳定性 fe oh 2 fe oh 3b 铁是较活泼的金属 它与卤素 x2 反应的生成物均为fex3c 氢氧化铁与氢碘酸反应 fe oh 3 3hi fei3 3h2od 铁元素位于周期表的第四周期第 b族 答案 a 解析 i2的氧化性较弱 铁与i2反应生成fei2 b错误 fe oh 3与hi发生氧化还原反应 2fe oh 3 6hi 2fei2 i2 6h2o c项错误 铁元素位于周期表的第四周期第 族 d项错误 6 在铁和铜的混合物中加入足量的稀硝酸 充分反应后 向反应混合液中加入一定量的铁粉 待反应结束后 发现混合液中有固体剩余 则下列说法正确的是 a 最后所得混合液中的溶质是fe no3 2与hno3b 最后所得混合液中的溶质一定含fe no3 2 可能含有cu no3 2 一定无hno3c 最后剩余的固体一定是铁d 最后剩余的固体中一定有铁 但不一定是有铜 答案 b 解析 由cu2 fe3 hno3的氧化性强弱可知 向该混合液中加入铁粉后 铁首先与hno3反应 最后与cu2 作用 且cu也可与hno3 fe3 发生氧化还原反应 故混合液中最后若有固体剩余 则溶液中一定无hno3 fe3 剩余的固体中一定含有铜 溶液中一定含有fe no3 2 还可能含有cu no3 2 故答案为b 7 根据下列转化关系 回答有关问题 1 淡绿色溶液d主要成分的化学式为 试剂1是 2 下列物质不能作为试剂2的是 填字母 a cl2b 新制氯水c 浓硫酸d se 硝酸 3 固体a溶于稀盐酸的化学方程式为 4 溶液c到溶液f红色加深的原因是 5 某同学在实验时向e中加入了过量的一种固体物质 发现淡黄色褪去 现对褪色原因进行探究 提出你的假设 为了对你所提出的假设进行验证 你设计的实验方案是 答案 1 fecl2kscn溶液 2 d 3 fe3o4 8hcl 2fecl3 fecl2 4h2o 4 溶液中的fe2 被氧化剂氧化成fe3 使fe3 浓度增大 从而使红色加深 5 加入还原剂将fe3 还原用胶头滴管取少量淡黄色褪去后的溶液于试管中 滴加少量kscn溶液 再加入几滴氯水 如果溶液开始不出现红色 加氯水后出现红色 则说明假设