第3讲铁的复习讲义-打印稿改后_201251516641245.doc

第3讲 铁、铜及其化合物【考点透视】 班级 姓名 学号 1了解铁、亚铁、三价铁之间的相互转化，认识常见的含铁化合物。2了解铜与浓硫酸、硝酸、铁盐的反应，认识常见的含铜化合物。3了解铁、铜在常见金属的活动顺序中的位置。【知识网络】 【复习策略】由于钢铁在国民经济中的特殊地位，以至钢铁的有关知识从初中一直贯穿整个中学阶段。高考的主要热点是：铁的三种价态(0、2、3)之间相互转化的氧化还原反应；铁的变价性质的应用；铁的合金及钢铁腐蚀与防护。历届高考常以选择题的形式考查炼铁、炼钢、铁的腐蚀与防护等有关的知识点，在鉴别、分离、制取、分析组成、判断存在等题型中，将铁的变价性质与基本概念、基本理论、其他元素化合物知识、化学实验内容等相结合，进行综合应用。从知识本身的特点和高考发展的趋势分析，今后命题的方向主要集中在以下两个方面：一是利用“铁三角”关系，综合其他元素化合物的知识进行物质的推断；二是利用化学原理分析解释炼铁炼钢中的一些实际问题及环境保护问题。【基础知识】一、 单质FeCu物理性质有金属光泽的 金属，粉末为 色有金属光泽的 金属化合价与非金属与H2O不反应与酸与盐冶炼金属【例1】能生成三价铁的是 （ ）A、铁丝在硫蒸气中燃烧 B、 Fe(OH)2久置空气中 C、铁与硫酸铜溶液反应 D、铁与过量稀硝酸反应【例2】在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀硝酸，充分反应后剩余金属m1g ，再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m2g ，则m1与m2之间的关系是 （ ） Am1一定大于m2 B. m1可能等于m2 Cm1一定等于m2 D. m1可能大于m2二、氧化物：化学式FeOFe2O3Fe3O4CuO名称(俗名)颜色溶解性都 溶于水金属价态与酸与还原剂CO、Al等稳定性不稳定，在空气中加热被氧化成Fe3O4较稳定高于800分解，生成红色Cu2O用途颜料磁性材料【例3】用高铁酸钠（Na2FeO4）对河湖水消毒是城市饮水处理的新技术。下列说法正确的是 （ ）熔融已知反应：Fe2O3+3Na2O2 2Na2FeO4+Na2O，ANa2O2既是氧化剂又是还原剂 BNa2FeO4既是氧化产物又是还原产物C3 mol Na2O2发生反应，有12mol 电子转移 D在Na2FeO4中Fe为+4价，具有强氧化性，能消毒杀菌三、氢氧化物：物质氢氧化亚铁氢氧化铁氢氧化铜化学式颜色水溶性 都 溶于水酸碱性都是 碱物质氢氧化亚铁氢氧化铁氢氧化铜与酸稳定性实验室制备原理注意点制备Fe(OH)2关键是 (1)FeSO4晶体中不能含有 Fe3+：配制FeSO4溶液加入少量 ；(2)过程中避免和 接触：配制FeSO4溶液和NaOH溶液的蒸馏水要事先 ，除去氧气；在装有FeSO4溶液的试管里加入 ，使其漂浮在液面上，起到隔绝空气的作用；吸有NaOH溶液的胶头滴管应 FeSO4溶液的液体中，再挤出NaOH溶液。如何制备氢氧化铁胶体？原理： 向 中滴加几滴 溶液而得， 不宜过多， 不宜过大， 时间不宜过长，否则容易产生沉淀。如何制备“新制氢氧化铜”？向 溶液中滴加几滴 溶液而得，溶液呈 性【例4】用已被部分氧化的金属屑A制备某工业常用盐C的步骤如下：将C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，下列判断正确的是 （ ）A过滤所得的残渣中一定没有金属A B滤液可能是CuSO4溶液或MgSO4溶液C水合盐B可能是FeSO47H2O D无水盐C可能是Fe2(SO4)3【例5】用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。 除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。 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 。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。 在试管里加入的试剂是 。 在试管里加入的试剂是 。 为了制得白色Fe(OH)2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 。 这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 。四、Fe2+、Fe3+和Cu2+离子Fe2+FeSO4Fe3+Fe2(SO4)3Cu2+CuSO4溶液中颜色与NaOH溶液反应及现象与强氧化剂Cl2等不反应不反应与还原剂Zn、Cu等 水溶液中稳定性水解讨论若将它们的水溶液蒸干得到什么物质？灼烧呢？离子的检验、鉴别观察法碱液法SCN- 法无明显现象无明显现象H2S法苯酚法淀粉KI法KMnO4溶液（溴水）法不褪色铜片法无明显现象离子不共存与酸性MnO4、NO3、ClO等；与 OH、S2、CO32等与S2、SO32、I；与OH；与CO32、HCO3、AlO2；与 SCN。与OH、S2、CO32等【例6】常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( ) 班级 姓名 学号 A、pH=1的溶液中，Fe2+ 、NO3-、SO42-、Na+ B、1.0molL-1的KNO3溶液：H+、Fe2+、Cl-、SO42- C、使酚酞试液变红的溶液： Na+、Cl-、SO42-、Fe3+ D、 室温下，pH=1的溶液中：Na+、Fe3+、NO3、SO42能共存 【例7】往由铁的氧化物组成的样品中加入一定量的盐酸，该样品恰好与盐酸完全反应而溶解。再往溶液中通入标准状况下的氯气0.56L，氯气完全转化为Cl，所得溶液中溶质仅为FeCl3，且Cl的物质的量为0.75mol。则该样品中Fe2与Fe3物质的量之比是 （ ）A 41 B 14 C 12 D 21【例8】三草酸合铁酸钾晶体K3Fe(C2O4)33H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。限选试剂：浓硫酸、1.0 mol/L HNO3、1.0 mol/L盐酸、 1.0 mol/L NaOH、3% H2O2 、0.1 mol/L KI、0.1 mol/L CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。 (1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C)，观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是_ _。(2)该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是_ _，现象是 。(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。提出合理假设 假设1：_； 假设2：_； 假设3：_；设计实验方案证明你的假设实验过程根据中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。实验步骤预期现象与结论步骤 1：步骤2：步骤3： 1、铁三角 （1）相互转化小结（1）Fe2既有 又有 ，主要表现 ； Fe3具有较强的 ， （2）亚铁盐、铁盐的存放方法：亚铁盐溶液(FeSO4)： 铁盐溶液Fe2(SO4)3： 【例9】制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”：发生的反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是A烧杯中有铜无铁 B烧杯中有铁无铜 C烧杯中铁、铜都有 D烧杯中铁、铜都无【例10】根据下列框图回答问题（答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示）：（1）写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式： 。（2）某同学取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式： 、 。（3）写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式： 。2、Cl2与FeBr2、FeI2溶液反应（已知：还原性：I Fe2Br）（1）Cl2与FeBr2溶液反应情况当Cl2不足：n(Cl2):n（FeBr2）1/2时， 被氧化： 。当Cl2过量：n(Cl2)：n（FeBr2）3/2时， 被氧化： 。 n（Cl2）:n（FeBr2） 时， 完全被氧化， 部分被氧化，离子方程式不定。（2）Cl2与FeI2溶液反应时情况当Cl2不足：n（Cl2）：n（FeI2）1/1时， 被氧化： 。当Cl2过量：n（Cl2）：n（FeI2）3/2时， 被完全氧化： 。 n（Cl2）:n（FeI2） 时， 完全被氧化， 部分被氧化，离子方程式不定。【例11】在含n mol FeBr2的溶液中通入Cl2，有x mol Cl2发生反应。（1）当xn /2时，反应的离子方程式为 。（2）当反应的离子方程式为：2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26Cl时，x 与n 的关系为 。（3）当Fe2和Br同时被氧化时，x 与n 的关系是 。（4）当xn 时，反应后氧化产物的物质的量为 。3、铁与稀硝酸的反应规律 Fe(少) HNO3(稀)= Fe(足) HNO3(稀)= 2Fe(NO3)3 + Fe = 3Fe(NO3)2当n（Fe）/n（HNO3）1/4，按反应 进行，溶液中有 当n（Fe）/n（HNO3）3/8，按反应 进行，溶液中有 当 n（Fe）/n（HNO3） ，则反应 发生，溶液中有 。上述反应可以认为先发生反应，若有Fe剩余则发生，合并、即可得到反应，所以无论是反应还是反应，被还原的HNO3都占参与反应HNO3的 。【例12】把铜粉和过量的铁粉加入到稀硝酸中，充分反应后，溶液中大量存在的金属阳离子是 （ ）A.只有Fe2+ B.只有Fe3+ C.有Fe2+和Cu2+ D.有Fe3+和Cu2+【例13】有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4mol/L和2mol/L，取10mL此混合酸，向其中加过量的铁粉，反应结束后，可产生标况下的气体体积为(设HNO3被还原成NO) （ ）A0.448L B0.672 C0.896 D0.2244、钢铁的腐蚀与防护（1）金属腐蚀的本质：M-ne-Mn+(氧化反应)，分类：化学腐蚀（金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀）、电化腐蚀（主要）。（2）钢铁的电化学腐蚀（吸氧腐蚀和析氢腐蚀）吸氧腐蚀(主要)析氢腐蚀条件反应式（3）金属的防护：采取措施避免金属发生氧化反应。如采取外加涂层防护、金属表面电镀，还有牺牲 的 保护法、外加电流 保护法等【例14】金属腐蚀造成很大的经济损失，甚至超过自然灾害，其中钢铁锈蚀最为严重，寻求防止钢铁腐蚀的方法意义重大。钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。下列反应是主要反应之一。请配平方程式：口 Na2FeO2 口 NaNO2 口 = 口 NaFeO2 口 NH3 口 NaOH钢铁的“钝化”处理也能达到防腐目的，经冷、浓HNO3 处理后，其表面有一层致密氧化物保护膜，但是加热或在稀HNO3中就不能“钝化”。不同浓度的 HNO3与铁反应的还原产物很复杂，其分布曲线如图。图示可知，密度为 1.05 gmL1 的硝酸与铁反应时，其最多的还原产物是 ，分析HNO3与铁反应的规律是： _ _。mg 铁与含 n g HNO3的硝酸溶液恰好完全反应，若硝酸的还原产物只有 NO， 则 m 的取值可能是 _(填字母编号)。A B C D E工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，其可能的原因是： 。已知6.5 g某金属跟过量稀硝酸反应，在反应过程中未见有气体生成，反应后在所得溶液中加入热碱溶液可放出一种气体，其体积为560 mL(标准状况)，试通过计算分析溶于稀硝酸的是什么金属？【课后巩固】 班级 姓名 学号 1、下列关于铁的叙述错误的是 （ ）A.纯净的铁是光亮的银白色的金属 B、铁能被磁体吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性C、铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D、纯铁的抗蚀能力相当强，铁在干燥的空气中不易被氧化2、下列各对试剂中，用来制备硫酸亚铁最合适的是 （ ）A 硝酸亚铁和稀硫酸 B 氢氧化亚铁和稀硫酸 C 四氧化三铁和稀硫酸 D 铁和稀硫酸3、铁有几种氧化物，现将144g乙二酸亚铁(FeC2O4)与空气隔绝加热完全分解后得到72g铁的某种氧化物。则该氧化物是 （ ） AFeO BFe3O4 CFe2O3 DFeO、Fe2O34、下列物质发生反应时其离子方程式正确的是 （ ） A. 铁与三氯化铁溶液反应：Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ B. 少量氯气通入溴化亚铁溶液中：2 Fe2+ + 4Br+3Cl2 = 2 Fe3+ +2Br2 +6Cl C. Fe(OH)3跟氢碘酸反应：Fe(OH)3 +3H+ =Fe3+ +3H2O D. FeS跟稀硝酸反应：FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S5、实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是Fe2O3和MnO2 MnO2和V2O5 Cr2O3和V2O5 Fe3O4和FeO ( )A B C D6、下列各组物质中，物质之间通过一步就能实出如图所示的变化的是 （ ）物质编号物质转化关系abcdFeCl2FcC13FeCuCl2NONO2O2HNO3CH2=CH2CH3-CH3CHCHCH3CH2ClAl2O3NaAlO2AlAl(OH)3ABC D 7、将浓盐酸用水蒸汽加热至80左右，慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌溶解后，再除杂、过滤、小心加热浓缩、冷却结晶，即可制备氯化铜晶体。下列有关说法正确的是 （ ）物 质开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe(OH)31.93.2Fe(OH)27.09.0Cu(OH)24.76.7已知： A上述过程中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒B除杂时应先将Fe2氧化为Fe3，氧化剂可选用Cl2或H2O2C除去Fe3的方法是用CuO调节溶液的pH至3.24.7 D“小心加热浓缩，再冷却结晶”的目的是防止CuCl2水解8、某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为 y mol，其中Cu的物质的量分数为 a ，将其全部 投入50mL bmolL1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。 下列说法正确的是 （ ） A若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解 B若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3 C若金属全部溶解，且产生336mL气体(标准状况)，则b=0.3 D当溶液中金属离子只有Fe3、Cu2时，则a与b的关系为：b80y(1a/3)9、部分氧化的Fe-Cu合金样品（氧化产物为Fe2O3、CuO）共5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是 （ ）A滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+ B样品中Fe元素的质量为2.24 gC样品中CuO的质量为4.0 g DV=44810、某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3、Cu2、Au3等离子。有人设计了图中的工艺流程，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_ _。11、以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：(1)反应前需在FeSO4溶液中加入_ _(填字母)，以除去溶液中的Fe3+。A.锌粉B.铁屑C.KI溶液D.H2(2)反应需控制反应温度低于35，其目的是 。(3)工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是 。(4)反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为 。12、一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：注：反应的离子方程式为Cu2+CuS+4Cl2CuCl2S请回答下列问题：反应的产物为（填化学式） 。反应的离子方程式为 。一定温度下，在反应所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，其原因是 。炼钢时，可将铁红投入熔融的生铁中，该过程中主要反应的化学方程式是 。某硫酸厂为测定反应所得气体中SO2的体积分数，取280mL（已折算成标准状况）气体样品与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度为0.02000 mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL 。已知：Cr2O72+ Fe2+ HCr3+ Fe3+ H2O（未配平）SO2通入Fe2(SO4)3溶液，发生