《高考风向标》高考化学一轮复习 第三单元 第15讲 铁、铜及其化合物课件.ppt

第15讲铁 铜及其化合物 第三单元 元素及化合物 考点1 铁 铜 1 物理性质铁是银白色金属 铜是紫红色金属 二者都具有良好的导电性 导热性和延展性 其中铁能被磁铁吸引 2 化学性质 2 3 铁是第四周期第 族元素 常见价态是 价和 价 常温下遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化 铜是第四周期第 b族元素 常见价态是 1价和 2价 与cl2反应 现象 产生棕 色的烟 cu cl2 cucl2 现象 通常保持红热 产生棕色的 烟 溶于水呈溶液蓝色 2fe 3cl2 2fecl3 与o2反应 3fe 2o2四射 生成黑色固体 2cu o2 fe3o4 现象 剧烈燃烧 火星2cuo 现象 铜丝表面发黑 与s反应 现象 固体保持红热 生成黑色固体 2cu s g 与i2反应 fe i2 cu2s 现象 铜丝表面发黑 fei2 fe s fes 1 与非金属单质的反应 3fe 4h2o g fe3o4 4h2 现象 铁粉表面有黑色固 体产生 生成无色无味可燃性气体 铜通常不与水反应 3 与酸反应 与非氧化性酸反应 fe 2hcl fecl2 h2 铜与非氧化性酸不反应 铜与氧化性酸反应 cu h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 4 与盐溶液反应 2 铁与水的反应 1 铁在空气中形成的氧化膜能否保护内部的铁 答 不能 铁在空气中形成的氧化膜是疏松的 2 过量铁与氯气反应产物是什么 答 不论铁的量多少 与氯气反应产物都是氯化铁 3 16gcu与硫反应转移电子的物质的量是多少 答 0 25mol b项中铁发生钝化 c项中发生反应fe 2hcl fecl2 h2 使溶液质量增加 但有气体生成 d项中znso4与fe不反应 答案 a a 硫酸铁溶液b 浓hno3c 盐酸d 硫酸锌溶液 解析 a项中发生反应2fe3 fe 3fe2 符合题目要求 增加 但是没有气体产生的是 1 常温下把铁片投入到下列溶液中 铁片溶解 溶液质量 断都正确的是 2 下表中 对陈述 的正确性及其有无因果关系的判 解析 铜表面不能形成致密氧化膜 铜和浓硫酸在常温下反应非常缓慢 但随着反应过程中放热 反应速率会越来越快的 所以不能用铜制容器装浓硫酸 b错误 因为fe比cu活泼 所以形成fe cu的原电池中 fe作负极 更容易被氧化生锈 c错误 硫酸铜晶体失去结晶水的过程是化学变化 d错误 答案 a 考点2 铁 铜的氧化物 铁红 磁性氧化铁 黑色 黑色 黑色 红棕色 1 写出fe3o4与盐酸反应的离子方程式 上存在或曾经存在过水 以下叙述正确的是 答 fe3o4 8h fe2 2fe3 4h2o 2 写出fe2o3与氢碘酸反应的离子方程式 3 在火星上工作的美国 勇气号 机遇号 探测车的一个重要任务就是收集有关fe2o3及硫酸盐的信息 以证明火星 答 fe2o3 2i 6h 2fe2 i2 3h2o b 检验从火星上带回来的红色物质是否是fe2o3的操作步骤为样品 粉碎 加水溶解 过滤 向滤液中滴加kscn溶液c 分别还原amolfe2o3所需h2 al co的物质的量之 比为3 2 3 d 明矾属硫酸盐 含结晶水 是混合物 解析 a中铝热剂是指能发生铝热反应的物质 不单是指al和fe2o3 铝与其他难熔金属氧化物也可称为铝热剂 b中fe2o3难溶于水 故用该实验方法不能检验该红色物质是否是fe2o3 d中明矾是结晶水合物 是纯净物 不是混合物 答案 c a 铝热剂就是单指fe2o3粉和铝粉的混合物 4 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 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 解析 h2还原cuo生成红色固体 可能是cu和cu2o中的一种或两种 加入稀h2so4溶液变蓝和得到红色固体 证明原固体中含cu2o 而cu不能证明其有无 答案 d 考点3 铁 铜的氢氧化物 白色 红褐色 蓝色 fe oh 2 2h fe2 2h2o fe oh 3 3h fe3 3h2o cu oh 2 2h cu2 2h2o 3fe oh 2 10h no3 3fe3 no 8h2o 2fe oh 3 fe2o3 3h2o cu oh 2 cuo h2o 被氧化 加稀硫酸防fe2 水解 煮 1 氢氧化亚铁溶液露置于空中会发生什么反应 答 4fe oh 2 2h2o o2 4fe oh 3 加少量的还原铁粉防fe2 沸naoh溶液 赶走溶解的氧气 胶头滴管将naoh溶液伸入feso4溶液液面以下 防在滴加过程带入氧气 2 氢氧化亚铁极易被氧化 据此试回答以下几个问题 配制feso4溶液要注意哪些方面 为什么要煮沸naoh溶液 在制备氢氧化亚铁时 胶头滴管为什么要伸到液面以下 答 煮沸蒸馏水 赶走水中的溶解氧 配制feso4溶液 5 工业上制备氯化铜时 是将浓盐酸用蒸气加热至80 左右 慢慢加入粗制氧化铜粉末 含杂质氧化亚铁 充分搅拌 使之溶解 反应如下 cuo 2hcl cucl2 h2ofeo 2hcl fecl2 h2o 是 已知 ph 9 6时 fe2 以fe oh 2形式完全沉淀 ph 6 4 时 cu2 以cu oh 2的形式完全沉淀 ph在3 4时 fe3 以 fe oh 3的形式完全沉淀 除去溶液中的fe2 可以采用的方法 答案 c b 加纯铜粉 将fe2 还原出来 c 先将fe2 氧化成fe3 再调节ph在3 4 d 通入硫化氢 使fe2 直接沉淀 解析 根据题给信息 在调节ph由小到大的过程中 使各 离子完全沉淀的先后顺序应是fe3 cu2 fe2 所以应先将 fe2 氧化为fe3 再除去 选c a 直接加碱 调整溶液ph 9 6 再挤出氨水 其中必须进行的操作及其正确顺序是 6 制取fe oh 2并使之能久存 可采取的操作有 加入少量植物油 溶解feso4配成溶液 把蒸馏水加热煮沸并密封冷却 加入少量铁屑 加入少量ccl4 向feso4溶液中滴入足量氨水 把盛有氨水的滴管伸入feso4溶液中后 a c b d 解析 由于fe oh 2易被氧化 所以溶解feso4的水应煮沸以除去其中溶解的氧气 在feso4溶液中应加入少量铁屑防 氨水的滴管伸入feso4溶液中后再挤出氨水 答案 b 止fe2 被氧化 在其溶液中加植物油是隔绝空气 然后把盛有 fe2 fe3 和cu2 的鉴别 考点4 1 化学性质 对应的盐溶液颜色通常分别为浅绿色 黄色及蓝色 实际颜色与 fe2 fe3 和cu2 三种离子的盐溶液因水解均呈现酸性 盐溶液的浓度有关 fe2 的盐溶液通常表现为还原性 fe3 的盐溶液则主要表现为较强氧化性 cu2 的盐溶液有一定的氧化性 2 fe2 和fe3 的鉴别 棕黄色 浅绿色 红褐色 1 观察法 fe3 盐溶液呈 fe2 盐溶液呈 2 scn 法 滴入kscn或其他可溶性硫氰化物溶液 呈 的是fe3 溶液 不变色的是fe2 溶液 血红色 3 碱液法 分别加入碱液 如氨水 生成 沉淀的是fe3 溶液 先生成 沉淀 又迅速转变为 最后 变为 的是fe2 溶液 白色絮状 灰绿色 红褐色 4 h2s法 分别通入h2s气体或加入氢硫酸 有 沉淀析出 或 的是fe3 溶液 无此现象的是fe2 溶液 5 苯酚法 分别滴入苯酚溶液 溶液呈 的是fe3 不变色的是fe2 淡黄色 混浊 紫色 变蓝 6 淀粉 ki法 能使淀粉碘化钾试纸 的溶液是fe3 无此现象的是fe2 7 kmno4 溴水 法 分别加入少量酸性kmno4溶液 或溴水 能使之 的是fe2 溶液 不能使之褪色的是fe3 溶液 8 铜片法 分别加入铜片 溶液逐渐变为 色的是fe3 溶液 不变色的的fe2 溶液 9 此外还可利用na2co3 na2s等鉴别 褪色 蓝 1 配制可溶性铁盐与亚铁盐 铜盐的溶液应采取什么措 施 答 因fe2 fe3 cu2 易水解 且fe2 易被空气中的氧气氧化 要加铁粉 故配制过程为先将它们溶解在对应的酸中 然后加水稀释到指定的浓度 2 在cu2 fe2 fe3 混合溶液中的除去fe2 fe3 杂质 采用什么方法 答 原理是利用fe2 cu2 fe3 水解完全生成沉淀所需的ph范围不同 一般操作方法是先加入氧化剂 将fe2 氧化成fe3 然后加入cuo cu oh 2 cuco3等物质 不引入杂质离子 调节溶液的ph 待fe3 水解完全生成沉淀 此时其他离子不水解 过滤除去 3 用离子方程式表示可溶性铁盐能净水的原理 答 fe3 3h2o fe oh 3 胶体 3h 4 如何检验cu2 答 1 观察法 含cu2 的溶液呈蓝绿或蓝色 2 加naoh溶液 产生蓝色絮状沉淀 3 加na2s溶液 产生黑色沉淀 沉淀溶于稀hno3 7 某学生设计了如图3 15 1的方法对a盐进行鉴定 图3 15 1 a a中一定有fe3 由此分析 下列结论中 正确的是 b b为agi沉淀 c c中一定有fe3 d a一定为febr2溶液 答案 c 分反应后 其结果是 b 往溶液中滴入无色kscn溶液 显红色 8 将1 12g铁粉加入25ml2mol l的氯化铁溶液中 充 a 铁有剩余 溶液呈浅绿色 cl 浓度基本不变 考点5 金属的通性及合金 1 金属的通性 2 金属的冶炼 3 合金 1 冶炼金属镁能否用电解氧化镁的方法 答 不能 氧化镁熔点很高 对电解池材料的要求很高 且需要比电解氯化镁多得多的能耗 不符合工业生产的低成本的原则 2 冶炼金属铝能否用电解氯化铝的方法 答 不能 熔融状态下的氯化铝不导电 9 双选 下列说法正确的是 解析 铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属 如2al fe2o3 2fe al2o3 铝是活泼金属 很难用还原剂把它还原 出来 答案 ad a 有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂b 用电解nacl溶液的方法来冶炼金属钠c 可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝d 回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 10 所谓合金 就是不同种金属 也包括一些非金属 在熔融状态下形成的一种熔合物 根据下列四种金属的熔沸点 其中不能形成合金的是 a cu和alc fe和na b fe和cud al和na 解析 形成合金必须满足各成分金属都要有共同的液态温度范围 即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点但低于它的沸点 这样才能熔合在一起 当铁熔化时 钠已经变成钠蒸气了 所以铁和钠不具备形成合金的条件 答案 c 热点1 合金 典例1 2011年广东深圳检测 双选 镁铝合金质优体轻 又不易锈蚀 已大量用于航空工业 造船工业 日用化工等领 域 下列关于镁铝合金的性质的叙述中 正确的是 a 此合金的熔点比镁和铝的熔点都高b 此合金能全部溶解于稀盐酸中c 此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中d 此合金的硬度比镁和铝的硬度都大 解析 合金的熔点一般情况下低于其组分金属的熔点 镁不与氢氧化钠反应 答案 bd 下列有关汞合金的说法不正确的是 a 汞合金的熔点比汞的低b 汞合金的强度和硬度比锡的大c 汞合金的毒性远低于汞的毒性 1 汞合金是目前使用较多的补牙材料 英国 新科学家 杂志发表了一篇文章 对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑 汞合金补牙材料中除了水银 汞 外 还含有锌 锡 铜等金属 d 汞合金具有金属的特性 但性质并不是其各成分金属性质的简单加和解析 汞在常温下呈液态 而汞合金的熔点由题给信息知比汞的熔点高 故选a 答案 a fe2 fe3 的相互转化 热点2 1 典例2 2010年全国卷 能正确表示下列反应的离子方 程式是 2 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h2so4反应后 再向其中加kno3 fe no3 2溶液中加少量盐酸 fe和fe2o3的混合物溶于盐酸中 a 只有 c 只有 b 只有 d 全部 酸生成fecl3的反应 但题中未给出反应物间相对量的关系 若铁是足量的 则能将生成的fecl3全部还原为fecl2 答案 c 1 2009年广东化学 双选 出土的锡青铜 铜锡合金 文物 常有cu2 oh 3cl覆盖在其表面 下列说法正确的是 a 锡青铜的熔点比纯铜高b 在自然环境中 锡青铜中的锡对铜起保护作用c 锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快d 生成cu2 oh 3cl覆盖物是电化学腐蚀过程 但不是化学反应过程解析 a项合金的熔点一般比组分金属低 d项电化学腐蚀过程一定是化学反应过程 答案 bc 有 2 2010年广东中山调研 将fe cu fe2 fe3 和cu2 盛于同一容器中充分反应 如fe有剩余 则容器中只能 a cu fe3 c cu cu2 fe b cu fe2 fed fe2 fe3 解析 比较氧化性 fe2 cu2 fe3 fe可被cu2 和fe3 氧化为fe2 cu可被fe3 氧化为cu2 容器内有fe剩余 则容器内必然不存在cu2 和fe3 只有b项符合 答案 b 3 2011年广东湛江模拟 下列说法正确的是 a 在船舶的外壳上铜块可防止其发生电化学腐蚀b mno2 fecl3和cuso4都可加快h2o2的分解速率c fecl3溶液和fe2 so4 3溶液加热蒸干 灼烧都得到fe2o3 d 用惰性电极分别电解cucl2溶液和mgcl2溶液分别得到单质cu和mg解析 船体材料主要为铁 即构成fe cu电池 fe更活泼作为负极被腐蚀 a错误 fe2 so4 3是难挥发性酸硫酸的盐 溶液蒸干灼烧产物依然是fe2 so4 3 c错误 电解mgcl2的产物是mg oh 2 h2和cl2 d错误 答案 b 答案 cd 5 2011年广东惠州调研 某同学对cu的常见化合物的性 质进行实验探究 研究的问题和过程如下 在周期表中cu和al位置比较接近 al oh 3具有两性 cu oh 2是否也有两性 通常情况下 2价fe不如 3价fe稳定 1价cu一定不如 2价cu稳定吗 cuo有氧化性 能被h2 co还原 cuo也能被nh3还原吗 为探究问题 除cu oh 2外必需选用的试剂为 填序号 a 稀h2so4 b 浓的naoh c 浓氨水 为探究问题 进行如下实验 1 将cuo加热1000 以上完全分解成红色cu2o粉末 该反应的化学方程式为 该反应说明 在高温条件下 1价cu比 2价cu更 填 稳定 或 不稳定 下同 2 向cu2o中加适量稀硫酸 得到蓝色溶液和一种红色固体 由此可知 在酸性溶液中 1价cu比 2价cu更 为解决问题 他设计了如下实验 夹持装置未画 图3 15 2 装置b中cuo和nh3反应生成铜 同时生成一种没有污染的气体 反应化学方程式为 说明cuo能被nh3还原 装置c的作用 解析 为探究cu oh 2是否有两性 需选择强酸 强碱 1 将cuo加热1000 以上完全分解 2价cu转化为 1价cu 故高温下更稳定的是 1价cu 2 向cu2o中加 答案 ab 1 4cuo 2cu2o o2 2 稳定 不稳定 n2 3cu 3h2o 充分吸收多余氨 3cuo 2nh3气 并防止倒吸 溶液中 1价cu比 2价cu更不稳定 cuo与nh3反应生成没有污染的气体 即n2 适量稀硫酸 得到蓝色溶液 说明生成cu2 由此可知 在酸性 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 在潮湿的空气中比生铁容易被腐蚀d 在冷的浓硫酸中可钝化解析 生铁属于合金 其熔点比纯铁的低 生铁与盐酸反应及生铁在潮湿空气中的腐蚀 因形成原电池 故反应速率均比纯铁的快 常温下铁在浓硫酸 浓硝酸中均发生钝化 答案 d 2 下列化合物可通过化合反应制备的是 fe oh 3 cus nahco3 fecl2 fecl3 a 全部b 除 外c 除 外d 除 外解析 4fe oh 2 2h2o o2 4fe oh 3 cu和s反应只生成cu2s na2co3 co2 h2o 2nahco3 2fecl3 fe 3fecl2 2fecl2 cl2 2fecl3 答案 b 3 双选 有no3 fe2 fe3 nh h2o和h 六种微粒 分别属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物 下列 叙述错误的是 a 氧化剂与还原剂的物质的量之比为8 1b 还原产物为nh4 c 若有1molno3 参加还原反应 则转移3mole d 若把该反应设计为原电池 则负极反应为fe2 e fe3 解析 由化合价变化可知fe2 被硝酸氧化为fe3 自身被还原为nh4 若有1molno3 参加还原反应 电子转移8mol 答案 ac 4 某研究性学习小组为了检验硫酸亚铁铵晶体中含有nh4 fe2 so42 和h2o 设计了如下实验步骤 取少量晶体放在试管内 用酒精灯加热试管口有液体产生 说明晶体中含有水 将加热后剩余的晶体溶解于水 加入用盐酸酸化过的氯化钡溶液 有白色沉淀生成 说明晶体中含有so42 滤去白色沉淀 向滤液中加入过量的浓氢氧化钠溶液 加热 有能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体产生 说明晶体中含有nh4 向步骤 的剩余液体中加入kscn溶液 无明显变化 再加入少量氯水 溶液变红色 说明晶体中含有亚铁离子 其中不 能达到实验目的的是 a b c d 解析 能证明晶体中含有水 是so42 的检验 正确 中产生使红色石蕊试液变蓝的气体一定为nh3 证明晶体中有nh4 正确 中加入过量的浓naoh溶液 则fe2 完全被oh 沉淀 因此 不能达到实验目的 故选d 答案 d 5 双选 在由fe feo fe2o3组成的混合物中加入100ml2mol l的盐酸 恰好使混合物溶解 并放出448ml气体 标准 情况 此时溶液中无fe3 离子 则下列判断正确的是 a 混合物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1 1 3b 反应后所得溶液中的fe2 与cl 的物质的量之比为1 2c 混合物里 feo的物质的量无法确定 但fe比fe2o3的物质的量多d 混合物里 fe2o3的物质的量无法确定 但fe比feo的物质的量多 解析 根据题意 n hcl 0 2mol 生成n h2 0 448l 22 4 反应后再还原h 由fe 2fe3 3fe2 和fe与h 反应放出h2 可知n fe n fe2o3 由反应后溶液中溶质全为fecl2知 n fe2 n cl 1 2 至于混合物中fe fe2o3及feo之间量的关系 无从知道 答案 bc 6 氯化铜 cucl2 2h2o 中含fecl2杂质 为制得纯净氯化铜晶体 首先将其制成水溶液 然后按下图3 15 8所示操作步骤进行提纯 图3 15 8氧化剂x与物质y的化学式分别是 已知完全沉淀氢氧化物 所需ph值 fe3 为3 7 cu2 为6 4 fe2 为9 6 a h2o2 cuoc