高考化学一轮总复习 第四单元 第3讲 铁、铜及其化合物课件.ppt

第3节 铁 铜及其化合物 1 了解铁 铜及其重要化合物的主要性质及其应用 2 以fe2 fe3 的相互转化为例 理解变价金属元素的氧 化还原反应 3 能鉴别溶液中的fe2 fe3 回归教材 一 铁 第四 1 元素周期表中的位置 铁位于 周期第 族 是过渡金属元素的代表 其化合物及其水溶液往往带有颜色 2 物理性质 银白 高 好 熔沸点 有较 的导电 导热性 能被磁铁吸引 也能被磁化 还原铁粉为黑色粉末 纯净的铁是光亮的 色金属 密度为7 86g cm 3 3 化学性质 铁元素性质活泼 有较强的还原性 主要化合价为 2和 3 1 与非金属单质的反应 fe2o3 与o2的反应 常温 铁被腐蚀生成铁锈 其主要成分为 点燃 与cl2的反应 与s的反应 2 与水的反应 常温下铁与水不反应 在高温条件下与水蒸气反应 3fe 4h2o g fe3o4 4h2 3 与酸的反应 与非氧化性酸反应的离子方程式 与氧化性酸 钝化 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 4 与某些盐溶液的反应 与cuso4溶液反应的离子方程式 与fecl3溶液反应的离子方程式 fe 2h fe2 h2 fe 2fe3 3fe2 fe cu2 fe2 cu 二 铁的氧化物 2 2 3 3 铁元素的主要化合价为 2价和 3价 通常可以形成三种氧化物 氧化铁 fe2o3 氧化亚铁 feo 四氧化三铁 fe3o4 三种氧化物性质的比较如下表 不稳定 续表 feo 2h fe2 h2o fe2o3 6h 2fe3 3h2o 3feo 10hno3 3fe no3 3 no 5h2o fe2o3 6hno3 2fe no3 3 3h2o fe2o3 6h 2i 2fe2 i2 3h2o 三 铁的氢氧化物 白 不 红褐 不 fe oh 2 2h fe2 2h2o 3fe oh 2 10hno3 3fe no3 3 no 8h2o 4fe oh 2 2h2o o2 4fe oh 3 fe oh 3 3h fe3 3h2o 2fe oh 3 fe2o3 3h2o 四 铜及其化合物 1 铜 紫红 热 电 黑 cuo cucl2 1 物理性质 色固体 具有良好的延展性 导 性和导 性 2 化学性质 cucl2 fecl2 与非金属反应 在加热条件下 与o2反应生成 色的 与cl2反应生成 与盐溶液的反应 与agno3 hg no3 2发生置换反应 与fecl3反应生成 和 与稀硝酸 浓硝酸 浓硫酸反应生成cu2 和no no2 so2等 黑色 红色 2 氧化铜和氧化亚铜 cuo 2h cu2 h2o cuo h2cu h2o cu2o h22cu h2o 3 氢氧化铜 1 物理性质 色 溶于水的固体 2 化学性质 cu oh 2属于 碱 能与 反 应生成盐和水 蓝 不 弱 酸 4 铜盐 cuso4 5h2o为蓝色晶体 俗称蓝矾 胆矾 无水cuso4为白色粉末 遇水变蓝色 生成cuso4 5h2o 可作为水的检验试剂 自主测评 1 下列物质反应后一定有 3价铁生成的是 过量的fe与cl2反应 fe与过量稀硫酸反应后 再向其中加入kno3 fe和fe2o3的混合物溶于盐酸中 a c b d 全部 硫酸反应生成feso4 当溶液中有h 存在时 no3会将fe2 解析 cl2具有强氧化性 能将fe氧化成 3价 过量的fe与fecl3固体不反应 故 中一定有 3价铁生成 fe与稀 氧化生成fe3 故 中有 3价铁生成 fe和fe2o3的混合物溶于盐酸中时 若铁粉很多 则过量的铁粉与生成的fecl3发生反应生成fecl2 而使溶液中无fe3 故 中不一定有 3价铁生成 答案 c 列说法不正确的是 2 2015年湖南怀化质检 粗制的cuso4 5h2o晶体中含有少量碱至溶液ph 4 即可以除去铁离子而不损失硫酸铜 下 a 溶解cuso4 5h2o晶体时要加入少量稀h2so4b 加入h2o2 除fe2 的离子方程式 2fe2 h2o2 4oh 2fe oh 3c 由于cuso4的催化作用 会使部分h2o2分解而损失d 调溶液ph 4的依据是当ph 4时fe oh 3沉淀完全 而cu oh 2还未开始沉淀 fe2 提纯时 为了除去fe2 常加入少量h2o2 然后再加入 解析 硫酸铜溶解后电离出的铜离子会发生水解生成氢氧化铜和硫酸 所以溶解时加入少量的稀硫酸可抑制铜离子的水解 a项正确 因为氧化亚铁离子时 溶液为酸性 在酸性条件下 不可能生成氢氧化铁沉淀 b项错误 铜离子对过氧化氢的分解具有催化作用 所以使部分过氧化氢损失 c项正确 因为该操作的目的是除去铁离子而硫酸铜不损失 所以调节溶液的ph 4时 应是氢氧化铁完全沉淀而氢氧化铜还未沉淀 d项正确 答案 b 3 下列有关fe2 so4 3溶液的叙述正确的是 a 该溶液中 k fe2 c6h5oh br 可以大量共存b 和ki溶液反应的离子方程式 fe3 2i fe2 i2 3oh fe oh 3 baso4 d 1l0 1mol l 1该溶液和足量的zn充分反应 生成11 2gfe 解析 a项三价铁具有强氧化性 苯酚具有还原性 不能共存 错误 b项电荷不守恒 错误 c项不符合配比关系 错误 d项根据守恒定律 含有fe3 的物质的量为0 2mol 故与足量zn反应后生成0 2mol铁 为11 2g 正确 答案 d 4 下列实验中 金属或固体可以完全溶解的是 a 在h2o2溶液中加入少量mno2粉末b 镀锌铁皮加入足量的naoh溶液中c 1mol铜片与含2molh2so4的浓硫酸共热d 常温下 1mol铜片投入含4molhno3的浓硝酸中解析 mno2作催化剂 反应前后保持不变 故不溶 锌 铁与naoh溶液不反应 故不能溶解 1mol铜片与含2molh2so4的浓硫酸共热理论上恰好完全反应 但随着反应的进行 硫酸变稀 反应不再进行 故铜片不能完全溶解 答案 d 5 2015年山东潍坊检测 下列与金属腐蚀有关的说法 正 确的是 a 图 中 铁钉易被腐蚀b 图 中 滴加少量kscn溶液 溶液变为血红色c 图 中 燃气灶的中心部位容易生锈 主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 d 图 中 用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐 蚀 镁块相当于原电池的正极 解析 铁钉与溶液不接触不能形成原电池 因此不易被腐蚀 a项错误 图 构成原电池 铁是负极失去电子转化为亚铁离子 因此滴加少量kscn溶液 溶液不会变为血红色 b项错误 燃气灶的中心部位容易生锈 主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 c项正确 用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀 镁块相当于原电池的负极 d项错误 答案 c 考点一 铁三角 及其应用 考向1 铁反应后元素价态的判断 例1 将铁屑溶于过量的稀盐酸后 再加入下列物质 会有 fe3 生成的是 a 硫酸 b 氯水 c 硫酸锌 d 氯化铜 答案 b 解析 fe 2hcl fecl2 h2 h2so4 znso4 cucl2均不能与fecl2反应 但氯水中的cl2能氧化fe2 生成fe3 离子方程式为2fe2 cl2 2fe3 2cl 氯气 nacl溶液 kmno4溶液 稀硝酸 盐酸 nano3溶液 a c b d 考向2fe2 与fe3 的转化及应用 例2 下列试剂中 不能使fe2 转化为fe3 的是 答案 d 方法技巧 考向3fe2 与fe3 的提纯与检验 例3 2015年四川成都模拟 某溶液中可能存在mg2 fe2 fe3 加入naoh溶液 开始时有白色絮状沉淀生成 白色沉淀迅速变成灰绿色 最后变成红褐色 下列结论正确的是 a 一定有fe2 一定没有fe3 mg2 b 一定有fe3 一定没有fe2 mg2 c 一定有fe3 可能有fe2 一定没有mg2 d 一定有fe2 可能有mg2 一定没有fe3 解析 反应开始有白色沉淀生成 说明溶液中一定不存在fe3 生成的白色沉淀迅速变成灰绿色 最后变成红褐色 说明溶液中一定存在fe2 但不能确定mg2 的存在 答案 d 2 fe3 的检验 方法一 取出少量被检验的溶液 滴加kscn溶液 溶液变红色 证明有fe3 存在 方法二 取出少量被检验的溶液 加入naoh溶液 产生红褐色沉淀 证明有fe3 存在 3 含fe2 fe3 的混合溶液中fe3 fe2 的检验 1 fe3 的检验 考向4fe2 与fe3 的离子共存 解析 a项中kno3在酸性条件下能氧化fe2 b项中clo 能氧化fe2 c项中fe3 在碱性条件下易水解 只能存在于酸性溶液中 答案 d 有固体存在 则下列判断不正确的是 考点练透 1 在fecl3 cucl2的混合溶液中加入铁粉 充分反应后仍 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 剩余固体中一定含铜 铁粉有剩余 也可能生成了铜 所以溶液中一定不含有fe3 解析 向fecl3 cucl2的混合溶液中加入铁粉 铁粉先与fecl3反应 然后与cucl2反应 充分反应仍有固体存在 可能 一定含有fe2 可能含有cu2 剩余的固体可能为铜 也可 能为铁和铜的混合物 答案 c a 1 1 1c 3 3 8 b 1 3 1d 1 1 4 2 某稀溶液中含有fe no3 3 cu no3 2 hno3 若向其中逐渐加入铁粉 溶液中fe2 浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示 则稀溶液中fe no3 3 cu no3 2 hno3物质的量浓度之比为 解析 据氧化性由强到弱的顺序hno3 fe3 cu2 可知随铁粉的增加 反应的方程式分别为 4hno3 稀 fe fe no3 3 no 2h2o4mol1mol1mol2fe no3 3 fe 3fe no3 22mol1mol3molcu no3 2 fe fe no3 2 cu1mol1mol1mol所以原溶液中 fe no3 3 cu no3 2 hno3的物质的量之比为 2mol 1mol 1mol 4mol 1 1 4 答案 d 3 下列实验操作和现象 结论或目的均正确的是 其溶于盐酸后产生的fe3 与fe发生反应 fe 2fe3 3fe2 加入kscn溶液也不显红色 错误 c项中no3 h 具有强氧 解析 b项中co还原fe2o3得到单质fe 即使有fe3o4 化性 而fe2 具有还原性 两者发生氧化还原反应 有fe3 生成 遇kscn溶液呈红色 无法证明样品是否变质 错误 d项中若原溶液中无fe2 存在 存在fe3 也有此现象 错误 答案 a 考点二考向1 铁的氧化物与氢氧化物组成与性质 例5 铁屑溶于过量稀硫酸 过滤后向滤液中加入过量氨水 有白色沉淀生成 过滤 在空气中加热沉淀至质量不再发 生变化为止 得到红棕色残渣 上述沉淀和残渣分别是 a fe oh 3 fe2o3c fe oh 2 fe oh 3 b fe oh 2 fe2o3d fe oh 2 fe3o4 解析 铁屑溶于过量稀h2so4 有feso4生成 再加入过量氨水 有白色的fe oh 2生成 在空气中加热时 fe oh 2被氧化成fe oh 3 最后得到的红棕色残渣是fe2o3 答案 b 的naoh溶液反应制备白色的fe oh 2沉淀 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氧气常采用 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 考向2fe oh 2的制备 例6 用不含fe3 的feso4溶液与用不含o2的蒸馏水配制 解析 1 根据feso4具有易被氧化和易水解的特点 在配制其溶液时还需加入稀h2so4防止发生水解反应 同时加入铁屑防止硫酸亚铁被氧化 2 蒸馏水中若溶有o2 则会加速fe oh 2氧化 由于氧气的溶解度随温度的升高而减小 因此可采用加热煮沸的方法除去 3 为避免生成的fe oh 2沉淀接触o2 可用长滴管吸取不含o2的naoh溶液 插入feso4溶液液面下 再挤出naoh溶液方可达到目的 答案 1 稀h2so4 铁屑 2 加热煮沸 3 避免生成的fe oh 2沉淀接触o2 方法技巧 fe oh 2的制备方法 关于fe oh 2制备的方法很多 核心问题有两点 一是溶液中溶解的氧必须除去 二是反应过程必须与o2隔绝 方法一 有机覆盖层法 将吸有naoh溶液的胶头滴管插到液面以下 并在液面上覆盖一层苯或煤油 不能用ccl4 以防止空气与fe oh 2接触发生反应 如图 所示 方法二 还原性气体保护法 用h2将装置内的空气排尽后 再将亚铁盐与naoh溶液混合 这样可长时间观察到白色沉淀 如图 所示 方法三 电解法 用铁作阳极 电解nacl 或naoh 溶液 并在液面上覆盖苯或煤油 如图 所示 考点练透 4 由feo fe2o3和fe3o4组成的混合物 测得其中铁元素与氧元素的质量比为21 8 则这种混合物中feo fe2o3 fe3o4的物质的量之比是 a 1 2 1c 1 3 1 b 2 1 1d 1 1 3 解析 混合物中 n fe n o 21g56g mol 1 8g16g mol 1 3 4 故feo与fe2o3的物质的量之比为1 1 d项符合要求 答案 d 5 由于fe oh 2极易被氧化 所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的fe oh 2沉淀 若用下图实验装置可制得纯净的fe oh 2沉淀 两极材料分别为石墨和铁 1 a电极材料为 其电极反应式为 2 电解液d可以是 则白色沉淀在电极上生成 也可以是 则白色沉淀在两极之间的溶液中生成 a 纯水 b nacl溶液 c naoh溶液 d cucl2溶液 3 液体c为苯 其作用是 在加入苯之前 对d溶液进行加热处理的目的是 4 为了在短时间内看到白色沉淀 可以采取的措施是 a 改用稀硫酸做电解液c 适当缩小两电极间距离 b 适当增大电源电压d 适当降低电解液温度 fe 2e fe2 答案 1 铁 2 cb 除尽溶液中的氧气 3 隔绝空气防止fe oh 2被空气氧化 4 b c 考点三考向1 铜及其化合物铜及其化合物的主要性质 例7 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 某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 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物 a 只有cuc 一定有cu和cu2o b 只有cu2od 一定有cu2o 可能有cu 解析 浓h2so4 加热 硝酸均能氧化cu或cu2o 而稀h2so4与cu不反应 与cu2o反应 答案 d 方法技巧 区别红色物质cu和cu2o的方法 向红色物质中加入稀硫酸 若溶液由无色变成蓝色 则该红色物质为cu2o 否则为cu 反应的化学方程式为 cu2o h2so4 cuso4 cu h2o 考向2 铜的冶炼方法 例8 孔雀石的主要成分为cu2 oh 2co3 某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下 假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸 1 反应 能观察到的现象是 有关反应的化学方程式为 2 反应 加入的金属可能是 有关反应的离子方 程式为 答案 1 固体逐渐消失 溶液由无色变成蓝色 有气