高考化学总复习（JS版）《3.2 铁、铜的获取和应用》课件.ppt

一 铁1 铁元素在自然界中的存在状态 1 游离态 主要存在于 2 化合态 fe3o4 fe2o3 陨铁 2 铁单质 1 物理性质颜色 密度 较大 硬度 较大 熔沸点 较高 有较好的导电 导热 延展性 能被磁铁吸引 2 化学性质 与非金属反应 银白色 与h2o反应化学方程式为 与酸反应 与盐反应a与cuso4溶液 fe cuso4 feso4 cub与fecl3溶液 fe 2fecl3 3fecl2思考1 如何检验铁单质 提示 检验铁单质存在的最简单方法是用磁铁吸引 3 铁的冶炼 铁矿石 焦炭 空气 石灰石 3 铁的氧化物与氢氧化物 1 铁的氧化物 铁红 磁性氧化铁 黑色晶体 2 3 红棕色粉末 黑色粉末 2 3 白色固体 红褐色固体 fe oh 2 2h fe2 2h2o fe oh 3 3h fe3 3h2o 白色絮状沉淀 灰绿色 2 铁的氢氧化物 红褐 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 4 铁及其化合物的应用 1 铁元素是维持生命活动不可缺少的微量元素 2 氧化铁红颜料可以制防锈油漆 3 fecl3 feso4是优良的净水剂 4 磁性材料大多是含铁的化合物 5 透明氧化铁系列颜料属于纳米级材料 二 铜的性质及制取1 物理性质铜是色金属 具有良好的 和 2 化学性质 1 与非金属反应 紫红 导电性 导热性 延展性 2 与某些盐溶液反应 cu agno3 cu 2fecl3 3 与强氧化性酸反应 cu 4hno3 浓 3cu 8hno3 稀 cu no3 2 2ag cucl2 2fecl2 cu no3 2 2no2 2h2o 3cu no3 2 2no 4h2o 3 铜的制备工业上主要采用高温冶炼的方法获得铜 思考2 cu长期放置在潮湿的空气中 表面会形成一层绿色的锈迹 为什么 提示 主要是因为发生了如下反应 2cu o2 co2 h2o cu2 oh 2co3 cu2 oh 2co3是铜锈的主要成分 又称铜绿 黄铜矿 1 我国计划利用8年时间进行 5 12 汶川大地震灾后重建 重建需要大量的钢材和金属合金材料 下列说法正确的是 a 铁和钢材的主要化学成分相同 性质也相同b 硬铝 al cu mg mn si合金 可用于制造耐高温门窗c 黄铜矿 cufes2 可冶炼出cu fe 同时可制取硫酸d 铁矿石是一种可再生资源 没有必要进行开采限制 解析 选项a 铁是纯净物 钢材是由铁和其他单质如碳等组成的合金 二者的硬度 熔点等物理性质存在很大差异 选项b 硬铝是几种金属单质按一定比例熔合而成的混合物 合金的熔点比组成合金的金属单质低 不耐高温 不能用于制造耐高温门窗 选项c 黄铜矿 cufes2 中含有cu fe s 故可冶炼出cu fe 同时可制取硫酸 选项d 铁矿石是不可再生资源 应按计划开采 答案 c 2 铁屑溶于过量的稀硫酸 过滤后向滤液中加入适量硝酸 再加入过量的氨水 有红褐色沉淀生成 过滤 加热沉淀物至质量不再发生变化 得到红棕色的残渣 上述沉淀和残渣分别为 a fe oh 3 fe2o3b fe oh2 feoc fe oh 2 fe oh 3 fe3o4d fe2o3 fe oh 3答案 a 3 将1 12g铁粉加入25ml2mol l 1氯化铁溶液中 充分反应后 其结果是 a 铁有剩余 溶液呈浅绿色 cl 浓度基本不变b 往溶液中滴入无色kscn溶液 显红色c fe2 和fe3 的物质的量之比为5 1d 氧化产物与还原产物的物质的量之比为2 5答案 b 4 某厂的酸性工业废水中含有一定量的fe3 cu2 au3 等离子 有人设计了下图所示的工艺流程 利用常用的酸 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 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 1 铁屑 稀硫酸 稀硝酸 氢氧化钠 氢氧化钠 2 fe 2h fe2 h2 2fe3 fe 3fe2 cu2 fe cu fe2 2au3 3fe 2au 3fe2 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 3 fe2o3用作红色涂料用作制造铜盐的原料 要点1铁三角的转化关系 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 fecl3溶液反应 都可实现这种转化 例如 fe cuso4 cu feso4 fe 2fecl3 3fecl2 fe 2h fe2 h2 2 fe2 fe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 例如 fecl2 zn zncl2 fe 3 fe fe3 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 例如 2fe 3cl22fecl3 4 fe3 fe可通过较强还原剂实现 如al co等 例如fe2o3 3co2fe 3co2 fe2o3 2al2fe al2o3 5 fe2 fe3 亚铁盐与强氧化剂反应 如cl2 br2 hno3 浓硫酸 kmno4 h h2o2等 例如 2fecl2 cl2 2fecl3 6 fe3 fe2 铁盐溶液与比较强的还原剂反应 如fe cu 碘化物 硫化物等 例如 2fe3 s2 2fe2 s 2fe3 cu 2fe2 cu2 2fe3 fe 3fe2 2fe3 2i 2fe2 i2 名师解惑 应用 铁三角 的转化关系可以解决的有关问题 1 判断离子共存 如fe3 与s2 i 因发生氧化还原反应不能大量共存 2 配制含fe2 的溶液时 可向溶液中加入铁钉或铁粉以防止fe2 被氧化 例1fecl3可通过多种途径转化成fecl2 1 在fecl3溶液中加入适量氢碘酸 发生反应的离子方程式为 2 工业上常将无水fecl3在氮气作保护气的条件下加热至300 350 通入干燥的h2 而制得fecl2 该反应的化学方程式为 3 工业上另一种制备fecl2的方法是 将无水的fecl3与适量氯苯 c6h5cl 在130 持续加热约3小时 可发生如下反应 2fecl3 c6h5cl2fecl2 c6h4cl2 hcl根据有机反应规律 该反应中氯苯发生的是 填有机反应类型 4 分析上述三个反应 下列有关说法正确的是 填序号 反应 1 中 氢碘酸既表现了酸性 又表现了还原性 反应 3 中 hcl为氧化产物 上述三个反应中 fecl2均为还原产物 5 请另写一个fecl3转化成fecl2的化学方程式 思路点拨 该题的题意很清楚 审题难度不大 2 中化学反应是未知反应 只要抓住氧化还原反应 有升就有降 和 质量守恒定律 就可以完成化学反应方程式 解析 1 fe3 有氧化性 i 有还原性 它们可以发生氧化还原反应 2 根据信息fecl3转化为fecl2 fe元素的化合价降低 那么h元素的化合价必定升高 这样就可以写出化学反应方程式 3 根据反应产物 可以确定为取代反应 4 根据氧化还原反应概念 确定 是正确的 5 fecl3转化为fecl2 另一种物质必须是还原剂 答案 1 2fe3 2i 2fe2 i2 2 2fecl3 h22fecl2 2hcl 3 取代反应 4 5 2fecl3 fe 3fecl2 其他答案合理均可 迁移应用 即时迁移小试牛刀 1 2010年上海高考 由5molfe2o3 4molfe3o4和3molfeo组成的混合物中 加入纯铁1mol并在高温下和fe2o3反应 若纯铁完全反应 则反应后混合物中feo与fe2o3的物质的量之比可能是 a 4 3b 3 2c 3 1d 2 1 解析 本题考查铁及其化合物的性质 意在考查考生运用元素化合物知识进行计算的能力 假设纯铁与fe2o3反应生成feo 根据fe2o3 fe3feo 则反应后n fe2o3 5 1 4 mol n feo 3 3 6 mol n feo n fe2o3 6 4 3 2 b项正确 假设纯铁与fe2o3反应生成fe3o4 根据4fe2o3 fe3fe3o4 则反应后n fe2o3 5 1 4 1 mol n feo 3mol 此时n feo n fe2o3 3 1 c项正确 答案 bc 要点2fe2 fe3 的检验及fe与hno3的反应1 fe3 的检验 1 加入naoh等碱溶液 生成红褐色沉淀 fe3 3oh fe oh 3 红褐色 2 加入kscn溶液 溶液变为红色 fe3 3scn fe scn 3 红色 3 加入苯酚稀溶液 出现紫色 4 加入亚铁氰化钾 k4fe cn 6 生成蓝色沉淀 2 fe2 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 fe2 2oh fe oh 2 4fe oh 2 o2 2h2o 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 2fe2 cl2 2fe3 2cl fe3 3scn fe scn 3 红色 3 fe与hno3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 名师解惑 1 在上述反应 中 硝酸都表现了强氧化性和酸性 2 在上述反应 中 表现氧化性的硝酸的物质的量等于no的物质的量 3 反应 和反应 被还原的hno3均占参加反应的hno3的1 4 事实上 任何价态的金属与稀硝酸反应生成no 参加反应的硝酸与被还原的硝酸的物质的量之比均为4 1 例2 2010年盐城模拟 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 解析 答案 c 迁移应用 即时迁移小试牛刀 2 广东四校2011届高三联考 向一定量的fe feo和fe2o3的混合物中加入120ml4mol l 1的稀硝酸 恰好使混合物完全溶解 放出1 344lno 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 a 0 24molb 0 21molc 0 16mold 0 14mol 解析 依题意可知生成的溶液为fe no3 2 则铁元素的物质的量为溶液中硝酸根离子的一半 生成的溶液中的硝酸根离子的物质的量为0 12l 4mol l 1 0 42mol 则混合粉末中共含铁0 21mol 答案 b 铁及其化合物性质的典型实验以铁及其化合物为背景的实验可综合考查铁及其化合物的性质 考查方向主要有如下几个方面 1 fe oh 2制备的关键是防氧化 故所有的naoh溶液和feso4溶液配制时的蒸馏水应先用煮沸法除o2 总之该实验的重点是围绕着除氧问题 2 铁和水蒸气的反应一直是教材改革中的一个热点问题 每一个改进都有它的可取之处 但实验中存在的缺点也是明显的 因此要求既要熟悉为什么要这样改进 又要说出这样改进的优点是什么 并通过实际的操作提出自己的改进构想 对实验进行合理的评价 3 铁盐 亚铁盐的制备在近几年的高考题中时有出现 主要围绕fe2 的还原性 fe3 的水解进行考查 实验探究 惠州2011届高三质检 用下面三种方法均可制得fe oh 2白色沉淀 方法一用不含fe3 的feso4溶液与不含o2的蒸馏水配制的naoh溶液反应制备 1 用硫酸亚铁晶体配制上述feso4溶液时还需要加入 2 除去蒸馏水中溶解的o2常采用 的方法 3 制取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 方法二在如右图所示的装置中 用naoh溶液 铁屑 稀h2so4等试剂制备 1 在试管 里加入的试剂是 2 在试管 里加入的试剂是 3 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 4 这样生成的fe oh 2沉淀能较长时间保持白色 理由是 方法三利用电解实验可以制得纯净的fe oh 2白色沉淀 如右图所示 已知两电极的材料分别为石墨和铁 1 a电极的材料应为 电极反应式为 2 电解液c可以是 填编号 a 纯水b nacl溶液c naoh溶液d cucl2溶液 3 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 4 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 5 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 解析 方法一 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 使被氧化的fe3 还原成fe2 2 气体的溶解度是随温度升高而降低的 所以煮沸后的蒸馏水中溶解的o2变少 方法二 两支试管 试管 是开口式 无法用产生的气体将液体压入试管 中 所以制取feso4应在试管i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i内短管处排出 从而排尽试管 内空气 再经过止水夹的导管通入试管 中 排尽试管 内空气 然后关闭止水夹 试管i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的o2氧化 使得fe 0h 2能保存较长时间 方法三 电解时阳极反应 fe 2e fe2 阴极反应 2h2o 2e h2 2oh 或电解质溶液能直接提供oh 当fe2 与oh 接触时有fe2 2oh 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 当选其他溶液时 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 4oh 4e 2h2o o2 产生的o2立即把fe oh 2氧化为fe oh 3 答案 方法一 1 稀h2so4 铁屑 2 煮沸 3 避免生成的fe oh 2沉淀接触o2而被氧化方法二 1 稀h2so4和铁屑 2 naoh溶液 3 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 4 试管 中反应生成的h2充满了试管 和试管 且外界o2不易进入方法三 1 fefe 2e fe2 2 bc 3 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 4 bc 5 白色沉淀迅速变为灰绿色 最后变成红褐色 1 下列物质不能通过化合反应得到的是 a al oh 3b fe oh 3c al2o3d fe3o4答案 a 2 下列关于单质铁的化学方程式或离子方程式书写正确的是 a 铁粉与硫粉混合加热 2fe 3sfe2s3b 铁与稀盐酸反应 2fe 6h 2fe3 3h2 c 铁粉与水蒸气反应 2fe 6h2o g 2fe oh 3 3h2d 过量的铁在氯气中燃烧 2fe 3cl22fecl3答案 d 3 证明某溶液只含有fe2 而不含有fe3 的实验方法是 a 先滴加氯水 再滴加kscn溶液后显红色b 先滴加kscn溶液 不显红色 再滴加氯水后显红色c 滴加naoh溶液 产生红褐色沉淀d 只需滴加kscn溶液答案 b 4 在cuo和cu2o的混合物中 铜元素和氧元素的质量比为5 1 则cuo和cu2o的物质的量之比为 a 2 3b 1 3c 1 4d 3 1答案 d 5 黑龙江2011届高