铁铜化合物.doc

铁、铜及其化合物的应用 学习内容要点记录1、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属单质的时间顺序是 （ ）A.铜铁铝钛 B.铁铜铝钛 C.铁铜钛铝 D.铜铁钛铝2、高炉炼铁生产中，下列各说法正确的是 （ ）A.焦炭和一氧化碳都是还原剂B.高炉炼铁可以得到纯铁C.加石灰石的目的主要是为了得到CO2D.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿一、铁、铜的存在1、自然界中单质铁来自于陨石，故有“天石”之说。铜在地球上有少量单质存在。2、铁、铜在自然界中主要以化合态的形式存在。常见的铁矿有磁铁矿（主要成分为Fe3O4）、赤铁矿（主要成分为Fe2O3），常见的铜矿有黄铜矿（主要成分为CuFeS2）、孔雀石主要成分为CuCO3Cu(OH)2等。二、铁和铜的冶炼1、炼铁（1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。（2）设备：炼铁高炉。（3）反应原理：利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主要是CO）将铁矿石中的铁还原出来。炼铁的主要反应：提供热量的化学方程式：C + O2 CO2 产生还原剂的化学方程式：C + CO22CO还原铁矿石的化学方程式：Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2 造渣（除脉石的化学方程式：CaO + SiO2CaSiO3 (4)产物：上述方法冶炼得到的铁是含碳2%4.5%的生铁。将生铁进一步炼制，就可以得到用途更广泛的钢（含碳0.03%2%）。-例1、自然界中存在的元素大多以化合态存在，而我们在生产和生活中需要许多单质。试想，如果把某元素由化合态变为游离态，则它 （ ）A.被氧化 B.被还原 C.有可能被氧化，也有可能被还原 D.由高价态变为0价-1、下列矿石的主要成分与化学式不符的是 （ ）A.赤铁矿（Fe2O3） B.磁铁矿（Fe3O4）C.黄铜矿（CuZnS2） D.孔雀石Cu(OH)2CuCO3-1、下列金属元素在自然界中主要以单质形式存在的是 （ ）A.铝 B.铁 C.金 D.铜三、炼铜工业上采用高温冶炼黄铜矿（CuFeS2）的方法获得铜。这样得到的铜纯度为99.5%99.7%，通过电解精炼可得到更纯的铜（99.95%99.98%）达到电气工业生产用铜的要求。另外还有：湿法冶铜、生物炼铜。-例2、在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化请填写以下空白:(1)孔雀石的主要成份是CuCO3Cu(OH)2(碱式碳酸铜)受热易分解。上图中的F是 。(2)写出明矾溶液与过量的NaOH溶液反应的离子方程式 (3)图中所得G和D都为固体混合后在高温下可发生反应写出该反应化学方程式 (4)每生成1mol D同时生成mol E-2、古代的“药金”外观与金相似，常被误认为是金子，冶炼方法如下，将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、木炭混合加热到800得到金光闪闪的“药金”。（1）“药金”的主要成分是 。（2）有关冶炼“药金”的化学方程式是 。-2、铜在自然界多以+1价矿石存在，因在固态特别是高温下+1价铜的化合物比+2价稳定。以辉铜矿（Cu2S）为原料炼铜的方法之一是：将矿石在高温症通空气焙烧，生成两种氧化物。将焙烧过的矿石加上比它质量约少一半的未经焙烧过的矿石，混合后隔绝空气再进行高温煅烧，结果得到金属铜和一种具有刺激气味的气体。写出这两个反应的化学方程式： 。 。-四、冶炼金属的方法由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此必须采用不同的冶炼方法。（1）热分解法：适用于冶炼金属活动性较差的金属，如汞、银。2HgO2Hg + O22AgO2Ag + O2(2)热还原法：用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适用于金属活动性介于ZnCu之间的大多数金属的冶炼。如：Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2 2CuO + C2Cu + CO22Al + Cr2O32Cr + Al2O3 WO3 + 3H2W + 3H2O (3)电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属，一般是在金属活动顺序表中排在铝前面的金属。如：2Al2O32Al + 3O2MgCl2Mg + Cl2-例3、冶炼金属有下列方法：焦炭法；水煤气（或H2、CO）法；活泼金属置换法；电解法。相应的冶炼方法古代有火烧孔雀石；湿法炼铜；现代有铝热法炼铁；从氯化镁中炼镁。以下对它们的冶炼方法分析中，错误的是 （ ）A. B. C. D.-3、下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是 （ ）A.加热氧化铝 B.加热碳酸钙 C.电解熔融氯化钠 D.氯化钠与铝高温共热-3、下列冶炼金属的反应，一定是置换反应的是 （ ）A.热分解法 B.用H2作还原剂的热还原法C.电解法 D.用CO作还原剂的热还原法 学习内容要点记录1、下列物质不能利用金属与非金属直接反应制得的是 （ ）A.CuCl2 B.FeCl2 C.CuS D.Na2S 2、要证明某溶液中不含Fe3+而含有Fe2+，需要进行的实验操作及最佳顺序是（ ）加入足量氯水；加入足量碘水；加入少量KSCN溶液。A. B. C. D.一、铁、铜的物理性质1、铁是银白色金属，可以被磁铁吸引。而铜是紫红色金属。2、铁和铜都有良好的导电性和导热性，且铜的导电性和导热性都比铁强。3、铁和铜的密度分别为：7.8gcm-3、8.96gcm-3。 熔点分别为：1535、1084。 沸点分别为：3000、2567二、铁、铜的化学性质 1、铁和铜的化学性质比较 铁 铜与非金属反应2Fe+3Cl22FeCl33Fe+2O2Fe3O4Cu+Cl2CuCl2Cu+O2 2CuO与盐酸反应Fe+2HCl=FeCl2+H2 不反应 与盐溶液反应 Fe+CuSO4=CuSO4+FeCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag与水反应 3Fe + 4H2O(蒸气) Fe3O4 +4H2 不反应与浓硝酸浓硫酸反应 常温钝化，加热反应。Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2+ 2H2O 铁是较活泼的金属，常显+2、+3价，且通常Fe3+比Fe2+稳定。铜常显+1、+2价，+2价化合物稳定。-例1、将Fe片分别放入下列溶液中，一段时间后，溶液颜色无改变的是 （ ）A.CuSO4 B.HNO3（浓） C.H2SO4 D.Fe2(SO4)31、铁片投入下列溶液后，金属片质量减小，但无气体放出的是 （ ）A.冷浓HNO3 B.Cu(NO3)2 溶液 C.稀HNO3 D.Fe(NO3)3溶液-1、下列有关纯铁的描述正确的是 （ ）A.熔点比生铁的低 B.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C.在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀 D.在冷的浓硫酸中可钝化-例2、制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”：发生的反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是 （ ）A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无-2、用一定量的铁和足量的稀硫酸及足量的CuO制取单质铜，有人设计了以下两种方案：若要制取相同质量的铜，并按照实验原则进行操作，则两者消耗的单质铁的量为（ ）A.一样多 B. 多 C. 多 D.无法判断-2、铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显变化，但加入某盐一段时间后，发现铜粉质量减少，溶液呈蓝色，该盐可能是 （ ）AFeCl3 BNa2CO3CKNO3 DFeSO4-三、Fe、Fe2、Fe3的相互转化（一）“铁三角”关系（二）具体方程式：-例3、下列各物质的转化关系如下图所示，其中A是一种高熔点固体，D是一种棕红色固体。 回答下列问题： (1)C的化学式为 ；J的化学式为 。 (2)写出由A生成H的离子反应方程式： 。(3写出由F生成G的离子方程式(或化学方程式)： 。-BADEFBCA3、下图中所涉及的A、B、C、D、E和F等都是中学化学教材中常见的物质。反应是置换反应，反应均在高温下进行。A在常温下为液态，C有磁性，F既能溶于NaOH又能溶于HCl。A的电子式 写出反应的化学方程式 写出E与强碱液反应的离子方程式 C、E的混合物在工业上用于钢轨焊接，写出反应的化学方程式： -3、在由FeCl3和FeCl2组成的混合液中加入铁粉和铜粉，用玻璃棒搅拌使之充分反应.若不考虑阴离子，根据下列情况回答：(1)若最终余下铁粉和铜粉，则溶液中没有 离子，只有 离子。(2)若只剩余铜粉，则溶液中没有 离子，而有 离子，还可能有 离子.(3)若铁粉和铜粉均全部溶解，则溶液中一定还有 离子，可能还有 离子 。-例4、将8g Fe2O3投入到150mL某浓度的稀H2SO4中，再投入7g铁粉，共收集到1.68L H2（标准状况），同时Fe和Fe2O3均无剩余。为了中和过量的H2SO4，且使溶液中的铁元素完全沉淀，共消耗4molL-1的NaOH溶液150mL，则原H2SO4溶液的物质的量浓度为 （ ）A.1.5 molL-1 B.0.5 molL-1 C.2 molL-1 D.1.2 molL-1-4、向混有Fe2O3的铁屑中加入足量的稀硫酸直到固体物质完全溶解，如果得到溶液中不含Fe3+离子，且产生的Fe2+离子与H2的物质的量之比为31，则原混合物中Fe2O3 与Fe的物质的量之比为 （ ）A.11 B.25 C.41 D.45-4、将Cu片放入0.1 molL-1FeCl3 溶液中，反应一段时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3+)c(Fe2+)=23，则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为 （ ）A.32 B.35 C.43 D.34-四、Fe2+和Fe3+的检验1、Fe3+的检验有以下几种方法，其中最常用的是方法。向溶液中加入几滴无色的KSCN溶液，溶液显红色。离子方程式：Fe3+ + 3SCN-=Fe(SCN)3向溶液中加入NaOH溶液，有红褐色沉淀产生。离子方程式：Fe3+ + 3OH-=Fe(OH)3溶液呈黄色或棕黄色一般认为溶液中含有Fe3+。2、Fe2+的检验有以下几种方法向溶液中加入几滴无色KSCN溶液，溶液无明显现象，再滴入几滴新制的氯水后溶液变为红色。（2Fe2+ + Cl2=2Fe3+ + 2Cl-）向溶液中加入NaOH溶液，有白色沉淀产生，在空气中立即转化为灰绿色，最终变为红褐色。反应方程式或离子方程式如下：Fe2+ + OH-=Fe(OH)2；Fe(OH)2 + O2 + 2H2O=4Fe(OH)3溶液为浅绿色一般认为溶液中含有Fe2+。-例5、在允许加热的条件下，只用一种试剂可以鉴别硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钠、氯化铝、氯化铵五种溶液，这种试剂是 （ ）A.硝酸银溶液 B.氯化钡溶液 C.氨水 D.氢氧化钠溶液5、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，由此得出下列的结论错误的是 （ ）A该晶体中一定含有SCNBFe3+的氧化性比Br2的氧化性强CFe2+被Br2氧化为Fe3+ DFe2+ 与SCN不能形成血红色的化合物-5、将Na2O2投入FeCl2溶液中, 可观察到的现象是 （ ） A生成白色沉淀B生成红褐色沉淀 C有气泡产生 D无变化氢氧化钙，化学式Ca(OH)2俗称熟石灰,石灰水, 或消石灰，白色固体，微溶于水，其水溶液常称为石灰水(量大时形成石灰乳或石灰浆)，呈碱性。石灰乳一般是在氧化钙中加水生成的，CaO + H2O = Ca(OH)2 此反应为放热反应。因为氢氧化钙溶解度不是很大，所以往往生成的是氢氧化钙的悬浊液（即水溶液中还存在着没有溶解的氢氧化钙），这就是石灰乳答案：课前自测：1、BC提示：金属与非金属化合时，非金属的氧化性强，则金属显最高价态，如：Cl2 ，非金属的氧化性弱，则金属显低价，如：S、I2 。B项铁与氯气反应生成FeCl3 ；C项铜与硫反应生成Cu2S。2、D 提示：先加KSCN溶液，溶液不变色，说明无Fe3+，接着加入足量氯水，溶液变红色，说明原溶液中有Fe2+，被氯水氧化成Fe3+，遇到KSCN溶液而显红色。1、D 提示：A项铁被浓HNO3钝化；B项Fe +Cu2+=Fe2+ + Cu，金属质量增加；C项Fe溶解在稀HNO3中，金属质量减轻，但有气体NO生成；D项发生 Fe + 2Fe3+=3Fe2+反应，铁溶解，质量减轻，无气体放出。2、B 提示：中H2与CuO反应时，必有与CuO接触不着的而用量增多。3、(1).w.w. 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 3Fe3O4+8Al4Al2O3+9Fe4、B 提示：由题意知有如下几个反应发生，设产生H2的物质的量为x mol，则Fe2+离子的物质的量为3x mol Fe + 2H+=Fe2+ + H2；Fe2O3 + 3H2SO4=Fe2(SO4)3 + 3H2O；2Fe3+ + Fe=3Fe2+ x x x 3x-x=2x由此可得Fe2O3的物质的量为，Fe的物质的量为。故答案B正确。5、B 提示：含Fe2+的溶液中滴入溴水，发生反应：2Fe2+ + Br2=2Fe3+ + 2Br-，说明C正确；生成Fe3+后溶液出现血红色，说明原溶液中一定含有SCN-，A正确；由反应2Fe2+ + Br2=2Fe3+ + 2Br-知Br2的氧化性比Fe3+强，B错；溶液中加入Fe2+的溶液后，无明显变化，而原溶液中含有SCN-，说明Fe2+与SCN-不形成血红色的化合物，D正确。1、D 提示：生铁是铁与碳的合金，由于合金的熔点低于组成成分任一物质的熔点，A不正确；生铁与盐酸反应时，铁、碳在盐酸中形成无数微小的原电池，使反应速率比纯铁要快，B不正确；同样道理，生铁在潮湿空气中铁、碳形成原电池发生电化学腐蚀速率远比纯铁要快，C不正确；金属铁、铝在常温下皆在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化。2、AC 提示：铜与稀硫酸不反应，但Cu可被Fe3+、HNO3等氧化生成Cu2+。A项加入溶液产生Fe3+；B、D项产生不了能与铜反应的成分，铜不溶解；C项溶于水产生NO3- ，原溶液是硫酸溶液，有H+存在，H+与NO3-组成HNO3，而使铜溶解。3、(1)Fe3+、Cu2+；Fe2+ (2)Fe3+；Fe2+；Cu2+ (3)Fe2+、Cu2+；Fe3+4、D 提示：Fe3+具有较强氧化性，可以与Cu反应：2Fe3+ + Cu=2Fe2+ + Cu2+，由反应得n(Fe