高考化学一轮复习 专题3.4 铁、铜及其他化合物讲案（含解析）.doc

专题3.4 铁、铜及其他化合物讲案（含解析）复习目标：1、掌握铁及其化合物的物理、化学性质。2、掌握fe2、fe3的相互转化，能鉴别溶液中的fe2、fe3。3、掌握fe(oh)2、fecl3的制备方法。4、了解铜及其重要化合物的主要性质及其应用基础知识回顾：一、铁及其化合物1、铁的存在2、铁的性质（1）物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。（2）化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成2、3两种价态的化合物。用化学方程式或离子方程式表示下列变化fefeh2o(g)3fe4h2o(g)fe3o44h2fe3、铁的氧化物的比较化学式feofe2o3fe3o4俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体价态+2+31/3正2价，2/3正3价水溶性不溶不溶不溶与酸的反应feo+2h+=fe2+h2o遇氧化性酸生成fe3+ 盐fe2o3+6h+=2fe3+3h2ofe3o4+8h+=fe2+2fe3+4h2o与co反应高温fexoy+yco=xfe+yco24、fe2+ 和fe3+ 的比较fe2+fe3+水合离子颜色浅绿色棕黄色氧化还原性既有氧化性，又有还原性只有氧化性水解性fe2+ +2h2ofe（oh）2+2h+fe3+ +3h2ofe（oh）3+3h+与碱的反应fe2+ +2oh= fe（oh）2 fe3+ +3oh= fe（oh）3 5、fe(oh)2与fe(oh)3的比较fe（oh）2fe（oh）3颜色状态白色固体红褐色固体水溶性不溶不溶稳定性易氧化为fe（oh）3，空气中加热得不到feo较稳定： fe（oh）3= fe2o3+3h2o与酸的反应fe（oh）2+2h+= fe2+ +3h2ofe（oh）3+3h+= fe3+ +3h2o制法在隔绝o2的条件下fe2+与碱反应fe3+与碱反应【典型例题1】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()afe(oh)3 fe2o3 bfe(oh)2 fe2o3cfe(oh)2 fe(oh)3 dfe(oh)2 fe3o4【迁移训练1】【甘肃省玉门市油田一中20132014学年高三第三次摸底考试】向一定量的fe、feo、fe3o4的混合物中加人100ml 1 moll-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，生成224 ml(标准状况)气体，向溶液中滴加kscn溶液无红色出现。若用足量的co在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量为a2.8 g b5.6 gc11.2 gd无法计算二、铜及其化合物1、单质铜（1）物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。（2）化学性质图中有关反应的化学方程式或离子方程式：化学方程式：2cuo2co2h2o=cu2(oh)2co3(绿色固体)。化学方程式：2cuscu2s。与氧化性酸a与浓硫酸共热：cu2h2so4(浓)cuso4so22h2o；b与稀硝酸反应的离子方程式：3cu8h2no=3cu22no4h2o。与盐溶液反应(写离子方程式)a与硝酸银溶液：cu2ag=2agcu2；b与fecl3溶液：cu2fe3=2fe2cu2。2、氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色黑色砖红色与酸反应(h)cuo2h=cu2h2ocu2o2h=cu2cuh2o与h2反应cuoh2cuh2ocu2oh22cuh2o转化关系4cuo2cu2oo23、氢氧化铜（1）物理性质：蓝色不溶于水的固体。（2）化学性质及应用4、cuso45h2ocuso45h2o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cuso45h2o)，可作为水的检验依据。【典型例题2】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()选项陈述陈述判断a铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿对；对；无b铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸对；对；有c向硫酸铜溶液通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑对；对；有d蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂错；对；无【迁移训练2】【浙江省浙北名校联盟学校2013年度高三第一学期期中联考试卷】现有cuo和fe2o3的混合物a g，向其中加入1 moll-1的hno3溶液200 ml恰好完全反应，若将2a g该混合物用足量co还原，充分反应后剩余固体质量为a（2a-1.6）g b2（a-1.6）g c（a-1.6）g d3.2 g考点详析：考点一：铁的变价及fe2+、fe3+的性质、检验1、 铁与硝酸反应一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式：hno3过量：fe4hno3=fe(no3)3no2h2o，fe过量时：fe2fe(no3)3=3fe(no3)2，两者相加得总方程式：3fe8hno3=3fe(no3)22no4h2o，可以用数轴表示：解题时需注意量的范围。即：，产物仅有fe(no3)3，hno3可能有剩余；，产物仅有fe(no3)2，fe可能有剩余；，产物为fe(no3)3和fe(no3)2，fe和hno3都反应完全。2、2、3价铁的化学性质（1）fe2的氧化性和还原性fe2处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性。在中学阶段接触fe2的氧化还原反应中其主要表现还原性，如：fe2遇br2、cl2、h2o2、no(h)等均表现还原性。（2）fe3的氧化性fe3处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如：它能氧化fe、cu、hi、h2s等。（3）fe2与fe3的相互转化用离子方程式实现下列转化：fe2fe32fe2cl2=2fe32cl；3fe24hno=3fe32h2ono；2fe3fe=3fe2；cu2fe3=cu22fe2。3、+2铁和+3价铁的检验（1）溶液颜色含有fe2的溶液显浅绿色含有fe3的溶液显黄色（2）用kscn溶液和氯水流程：溶液 有关反应：fe33scnfe(scn)3(血红色)2fe2cl2=2fe32cl（3）用naoh溶液流程：溶液有关反应：fe33oh=fe(oh)3(红褐色沉淀)fe22oh=fe(oh)2(白色沉淀)4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3【典型例题3】3在含有fe3、fe2、al3、nh的稀溶液中加入足量na2o2固体，充分作用后，再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是()afe3、al3 bal3cfe2、nh dfe3【迁移训练3【河北省正定中学2013-2014年高三第五次月考试题】铁和氧化铁的混合物共a mol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到b mol氢气，且向反应后的溶液中加入kscn溶液不显红色，则原混合物中单质铁的物质的量为 （ ）a(a+b) mol b(a-b) mol c(a-b)mol d(a+b) mol考点二：铁三角及应用1、“铁三角”转化关系（1）一般是指zn .al .co. h2. 等还原剂。fecl2+zn=zncl2+fe 3fecl2+2al=2alcl3+3fe feo+cofe+co2 feo+h2fe+h2o （2）是指h+. s. i2. cu2+. fe3+.等氧化剂。 fe+2h+=fe2+h2 fe+sfes fe+i2fei2 fe+cu2+=fe2+cu fe+2fe3+=3fe2+（3）（5）是指cl2. br2. o2. hno3. kmno4等氧化剂。 2fe2+cl2=2fe3+2cl- 2fe2+br2=2fe3+2br- 4fe(oh)2+o2+2h2o=4fe(oh)3 fe2+4h+no3-=3fe3+no+2h2o 5fe2+mno4-+8h+=mn2+5fe3+4h2o （4）一般是指fe. cu. hi. h2s.等还原剂.2fe3+cu=cu2+2fe2+ fe3+fe=3fe2+ 2fe3+2i-=2fe2+i2 2fe3+h2s=2fe2+s+2h+ （5）是指cl2. br2. o2. hno3. kmno4等氧化剂。2fe+3cl22fecl3 2fe3+br2=2febr3 fe+4hno3=fe(no3)3+no+2h2o 4fe+3o2(纯) 2fe2o3 （6）是指zn. al. co. h2. 等还原剂。2fe3+3zn(足)=3zn2+2fe fe3+al=al3+fe fe2o3+2alal2o3+2fefe2o3+3co2fe+3co2 fe2o3+3h22fe+3h2o2、“铁三角”的转化关系及应用举例（1）判断离子共存fe2、fe3均水解，与hco、alo、co等因水解相互促进，在溶液中不能大量共存。fe3与s2、i、hs、so，fe2与no(h)、clo、mno(h)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。（2）盐溶液的配制与保存fe2的盐溶液：加少量铁粉，防止fe2被氧化；加少量相应的酸，防止fe2水解。fe3的盐溶液：加少量相应的酸防止fe3水解。【典型例题4】a、b、c是所学过的三种单质，a、b、c及其他物质之间的反应关系如图所示，其中b、d、e、f的水溶液呈酸性。若dcef且常温下只有b为气态，则a、b、c分别为()afe、cl2、cu bfe、cl2、h2ccu、cl2、fe dfe、cl2、mg【迁移训练5】向一定量的cu、fe2o3的混合物中加入300 ml 1 mol/l的hcl溶液，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入kscn溶液后无红色出现，若用过量的co在高温下还原相同质量的此混合物，固体的质量减少了 ()a6.4 g b4.8 g c2.4 g d1.6 g考点三：fe(oh)2的制备fe(oh)2的制备与实验条件的控制 要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态。一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。既要除去三价铁离子，又不引入新的杂质，一般选用铁粉来还原三价铁离子。实验中一般采用新制的硫酸亚铁与naoh溶液反应来制取fe(oh)2沉淀。下面我们来探究其他制备氢氧化亚铁的方法。【典型例题5】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）生成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bnacl溶液 cnaoh溶液 dcucl2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 。【迁移训练5】【浙江省效实中学2013年度高三模拟考试卷】暗紫色化合物a具有绿色、高电压和高能量的特点，近年来引起了电化学界的高度重视。在常温和干燥的条件下，化合物a可以稳定的存在，但它在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生一种气体单质。某兴趣小组的同学对化合物a进行组成分析，确定a中仅含有o、k、fe三种元素。取3.96g化合物a的粉末溶于水，滴加足量的稀硫酸，向反应后的溶液中加入含有0.08mol koh的溶液，恰好完全反应。过滤，将洗涤后的沉淀充分灼烧，得到红棕色固体粉末1.60g；将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g。（1）化合物a的化学式为 ；化合物a与h2o反应的离子方程式为 。（2）化合物a还可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂。原因是 。（3）化合物a的制备还可通过氧化法，试写出在koh存在条件下用次氯酸钾氧化氢氧化铁制备a的化学方程式 。（4）目前，人们针对化合物a的稳定性进行了大量的探索，并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高化合物a水溶液稳定性的是 a亚硫酸钠 bkoh c醋酸 dfe(no3)3（5）为研究温度对化合物a水溶液稳定性的影响，请设计一个实验方案 。考点四：铁、铜及其化合物之