高考化学总复习 32 铁、铜的获取及应用精品课件 苏教版.ppt

第二单元铁 铜的获取及应用 1 掌握铁的原子结构和化学性质 以fe2 fe3 的相互转化为例 了解变价金属元素的氧化性和还原性 2 了解铁的氧化物和氢氧化物的性质和制备 掌握fe2 和fe3 的检验方法 3 了解铜及其重要化合物的性质 4 了解金属冶炼的一般原理 了解铁和铜的冶炼方法 1 命题特点铁及其化合物在高考中具有 霸主 地位 年年必考 突出体现在三个方面 一是铁及其化合物之间的转化关系 二是fe3 fe2 的氧化性与还原性 三是fe3 fe2 的检验 主要题型为选择 计算 实验探究题等 另外 fe3 fe2 的氧化性 还原性在离子共存 离子方程式的试题中也常有体现 fe oh 3胶体 fe oh 2制备实验也经常考查 2 预测展望预计2012年高考将会以铁及铁的化合物为载体 对基本概念 基本理论进行考查 以选择题 推断题及计算题型为主 也可能涉及与现代科技有关的应用问题 与社会生产生活紧密相连的问题 如铁的腐蚀 饮用水的净化等 二价铁与血红蛋白作用 氯化铁腐蚀印刷电路板等与生物 物理学科的相关渗透 也是高考的热点之一 一 铁及其化合物1 铁元素在自然界中的存在状态 1 游离态 主要存在于陨铁中 2 化合态 主要矿物有磁铁矿 赤铁矿 黄铁矿等 2 物理性质纯铁是一种银白色金属 密度较大 硬度较大 熔沸点较高 有较好的导电性 导热性 延展性 能被磁铁吸引 4 与盐溶液反应 能与活动性较弱的金属盐溶液反应 如fe和cuso4溶液反应的离子方程式为 fe cu2 cu fe2 与fecl3溶液反应 其离子方程式为 fe 2fe3 3fe2 5 铁的氧化物与氢氧化物 1 铁的氧化物 2 铁的氢氧化物 二 铜1 铜元素在自然界中的存在状态 1 游离态 2 化合态 黄铜矿cufes2 孔雀石cuco3 cu oh 2等 2 铜单质的性质 1 物理性质紫红色 具有金属光泽 具有导电性 传热性 延展性 2 化学性质 与非金属反应 一 铁三角 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 feso42 fe2 fe比较活泼的金属 如zn 能从亚铁盐溶液中置换出铁 例如 fecl2 zn zncl2 fe 5 fe2 fe3 2fe2 cl2 2fe3 2cl 在亚铁盐溶液中通入氯气 溶液由浅绿色变为棕黄色 4fe2 o2 4h 4fe3 2h2o 亚铁盐溶液在空气中容易变质 如绿矾露置于空气中则发生如下反应 12feso4 3o2 4fe2 so4 3 2fe2o3 3fe2 no3 4h 3fe3 2h2o no 5fe2 mno4 8h 5fe3 4h2o mn2 如在fecl2溶液中滴加酸性kmno4溶液 溶液由浅绿色变棕黄色 在酸性kmno4溶液中滴加fecl2溶液 溶液由紫红色变棕黄色 2fe2 h2o2 2h 2fe3 2h2o 6 fe3 fe2 2fe3 s2 2fe2 s 如在fecl3溶液中滴加适量的na2s溶液 溶液变浑浊 滤去沉淀则滤液为浅绿色 如加入过量的na2s溶液 则又有黑色沉淀生成 fes 向fe3 溶液中通入h2s气体的离子方程式为 2fe3 h2s 2fe2 2h s 2fe3 so32 h2o 2fe2 so42 2h 2fe3 fe 3fe2 在feso4溶液中往往要加铁的原因是可以防止fe2 被氧化为fe3 2fe3 cu 2fe2 cu2 电路板的制作是利用fecl3溶液与裸露的铜反应 2fe3 2i 2fe2 i2 注意 应用该知识点 可书写fe fe2 fe3 相互转化的化学方程式 要注意选择恰当的氧化剂 还原剂 应用该知识点 可确定fe2 fe3 与某些离子能否共存 要注意某些隐含的条件 如含no3 的酸性溶液 则溶液中有氧化性强的hno3 fe2 就不应在此溶液中存在 二 fecl3溶液的变色 1 向fecl3溶液中加几滴kscn溶液呈血红色 2 fecl3溶液能使紫色石蕊试剂呈红色 3 fecl3与naoh溶液反应 生成红褐色沉淀 4 向fecl3溶液中通入h2s气体 生成淡黄色沉淀 5 向fecl3溶液中加入几滴na2s溶液 生成淡黄色沉淀 当加入的na2s溶液过量时 又生成黑色沉淀 6 向fecl3溶液中加入过量fe粉 溶液变浅绿色 7 向fecl3溶液中加入过量cu粉 溶液变蓝绿色 8 将fecl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中 溶液变蓝色 9 向fecl3溶液中滴入苯酚溶液 溶液变紫色 10 将fecl3溶液滴入agno3溶液中 生成白色沉淀 11 将fecl3溶液与nahco3溶液混合 放出气体 生成红褐色沉淀 12 将饱和fecl3溶液滴入沸水中 生成红褐色fe oh 3胶体 三 fe3 与fe2 的鉴别方法1 直接观察颜色fe2 溶液呈浅绿色 fe3 溶液呈棕黄色 2 利用显色反应 形成络离子 3 利用fe oh 3沉淀的颜色4 利用fe3 的氧化性 四 铁与稀硝酸反应的解题规律1 审清两种物质的量 1 明确哪种物质过量 2 根据两种物质的量分析讨论判断 根据反应方程式 hno3过量时 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o fe过量时 fe 2fe no3 3 3fe no3 2 2 得总方程式 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 可以用数轴表示 考点1铁及其化合物的性质 典例1 2009 北京 以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下 部分操作和条件略 从废液中提纯并结晶出feso4 7h2o 将feso4 7h2o配制成溶液 feso4溶液与稍过量的nh4hco3溶液混合 得到含feco3的浊液 将浊液过滤 用90 热水洗涤沉淀 干燥后得到feco3固体 煅烧feco3 得到fe2o3固体 已知 nh4hco3在热水中分解 1 中 加足量的铁屑除去废液中的fe3 该反应的离子方程式是 2 中 需加一定量硫酸 运用化学平衡原理简述硫酸的作用 3 中 生成feco3的离子方程式是 若feco3浊液长时间暴露在空气中 会有部分固体表面变为红褐色 该变化的化学方程式是 解析 1 制备过程中用铁还原fe3 的离子方程式为fe 2fe3 3fe2 2 将feso4 7h2o配成溶液加入h2so4可抑制fe2 水解 3 加入过量nh4hco3生成feco3的离子反应方程式为2hco3 fe2 feco3 co2 h2o 4feco3 o2 6h2o 4fe oh 3 4co2所以会变红 4 检验so42 的方法是取洗涤后的滤液滴加盐酸酸化的bacl2溶液 观察是否有沉淀生成 针对训练1某厂的酸性工业废水中含有一定量的fe3 cu2 au3 等离子 有人设计了如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 如胆矾 的原料 考点2铜及其化合物的性质 典例2 2009 江苏化学 废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生 并减少污染 废旧印刷电路板经粉碎分离 能得到非金属粉末和金属粉末 1 下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中 不符合环境保护理念的是 填字母 a 热裂解形成燃油b 露天焚烧c 作为有机复合建筑材料的原料d 直接填埋 3 控制其他条件相同 印刷电路板的金属粉末用10 h2o2和3 0mol l 1h2so4的混合溶液处理 测得不同温度下铜的平均溶解速率 见下表 当温度高于40 时 铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降 其主要原因是 4 在提纯后的cuso4溶液中加入一定量的na2so3和nacl溶液 加热 生成cucl沉淀 制备cucl的离子方程式是 解析 1 露天焚烧会产生大气污染物 直接填埋对土壤产生污染 故bd错误 针对训练2铜在自然界存在于多种矿石中 如 3 so2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 处理该尾气可得到有价值的化学品 写出其中1种酸和1种盐的名称 4 黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量fe ag au等金属杂质 需进一步采用电解法精制 请简述粗铜电解得到精铜的原理 5 下表中 对陈述 的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 填字母 解析 1 根据四种矿石主要成分的化学式及元素的相对原子质量进行估算能快速选出cu2s 2 cu2s和cu2o中 1价的铜化合价都降低了 所以二者都是氧化剂 3 结合so2的性质和用途来回答 4 回忆课本电解原理的应用 粗铜的精炼 5 a项 铜绿主要成分是cu2 oh 2co3 可视为cu oh 2 cuco3 所以铜绿能和盐酸反应 所以a项判断是正确的 b项 铜表面生锈生成的是铜绿 不是致密的氧化物 铜和浓硫酸在温度较高时能反应 不能用铜容器盛放浓h2so4 所以b项判断是错误的 c项 陈述 正确 陈述 中铁铜在潮湿的空气中能组成原电池 发生电化腐蚀 所以c项的判断是错误的 d项 cuso4 5h2o受热失水是化学变化 因为cu2 是重金属离子 可使蛋白质变性 有杀菌能力 故能作游泳池的消毒剂 所以d项判断是正确的 答案 1 cu2s 2 cu2s和cu2o 3 形成酸雨 会对植物和建筑物等造成严重危害硫酸 硫酸钠 4 以硫酸铜 硫酸溶液为电解液 电解时 粗铜 阳极 中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液 不如铜活泼的金属沉入电解槽形成 阳极泥 溶液中的cu2 得到电子沉积在纯铜 阴极 上 5 ad 考点3铁 铜及其化合物的相互转化及计算 典例3 取100ml0 2mol lfecl3溶液置于烧杯中 向其中加入一定量的fe cu混合物 充分反应后仍有固体剩余 下列叙述一定正确的是 设溶液体积不变 不考虑水解因素 a 若烧杯中有fe无cu c fe2 0 2mol lb 若烧杯中有cu无fe c fe2 0 3mol lc 若烧杯中有cu无fe c cl 0 6mol ld 若烧杯中fe cu均有 c fe2 0 3mol l 解析 解答本题 首先需认识到fe2 fe3 cu2 三者氧化性强弱的顺序 即fe3 cu2 fe2 因此溶液中有fe3 时 不能余cu fe 溶液中有cu2 时 fe无剩余 然后再进行有序思维分析计算 阳离子的氧化性 fe3 cu2 fe2 单质的还原性 fe cu 溶液中首先发生反应fe 2fe3 3fe2 若fe3 有剩余 再发生cu 2fe3 cu2 2fe2 故溶液中不可能有fe无cu 若有cu无fe 则有c fe2 0 3mol l 若fe cu均有 则说明cu未参加反应 则c fe2 0 3mol l cl 不受反应的影响 故c cl 0 6mol l 所以c d项正确 答案 cd 针对训练3在硫酸铁溶液中 加入ag铜 完全溶解后 再加入bg铁 充分反应后得到cg残余固体 且a c 则下列说法正确的是 a 残余固体全部是铜b 残余固体可能为铁和铜的混合物c 残余固体是铁 溶液中一定不含cu2 d 最后得到的溶液可能含有fe3 解析 因为a c 所以cu2 未全部被还原 推知铁不足 反应后溶液中存在cu2 固体残渣只能是铜 溶液中也一定不可能有fe3 答案 a 1 铁和铁合金是生活中常用的材料 下列说法正确的是 a 不锈钢是铁合金 只含金属元素b 一定条件下 铁粉可与水蒸气反应c 铁与盐酸反应 铁合金不与盐酸反应d 在空气中 铁板比镀锌铁板更耐腐蚀答案 b 2 下列离子方程式正确的是 a 铁跟fecl3溶液反应 fe fe3 2fe2 b fe跟稀盐酸反应 2fe 6h 2fe3 3h2 c fecl2溶液跟cl2反应 fe2 cl2 fe3 2cl d fe oh 3跟盐酸反应 fe oh 3 3h fe3 3h2o答案 d 3 某学生设计了如图所示的方法对a盐进行鉴定 由此分析 下列结论中正确的是 a a中一定有fe3 b c中一定有fe3 c b为agi沉淀d a一定为febr2溶液答案 b 4 2011 泰安模拟 将1 12g铁粉加入25ml2mol l的氯化铁溶液中 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 5 多选 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溶液后显血红色b 先滴加kscn溶液 不显红色 再滴加氯水后显血红色c 滴加naoh溶液 先产生白色沉淀 后变灰绿 最后呈红褐色d 只需滴加kscn溶液答案 bc 6 研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时 使用类似数轴的方法可以收到直观形象的效果 下列表达不正确的是 a 密闭容器中cuo和c高温反应的气体产物 b fe在cl2中的燃烧产物 c alcl3溶液中滴加naoh后铝的存在形式 d febr2溶液中通入cl2后溶液中的溶质 答案 b 7 2010 上海 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 当fe与fe2o3反应生成feo时 fe fe2o3 3feo 反应后剩余n fe2o3 4mol n feo 3mol 3mol 6mol 即反应后混合物中feo与fe2o3物质的量之比为3 2 当fe与fe2o3反应生成fe3o4时 fe 4fe2o3 3fe3o4 反应后剩余n fe2o3 1mol n feo 3mol 则反应后混合物中feo与fe2o3物质的量之比为3 1 故选b c 答案 bc 8 ag铁粉与含有h2so4的cuso4溶液完全反应后 得到ag铜 则参与反应的cuso4与h2so4的物质的量之比为 a 1 7b 7 1c 7 8d 8 7 解析 根据题意 设参与反应的cuso4 h2so4的物质的量分别为x yfe cuso4 feso4 cuxxxfe h2so4 feso4 h2 yy可以得出下列关系式 56 x y 64x 解得x y 7 1 答案 b 9 在一定量的稀hno3中慢慢加入铁粉 得到的fe