安徽省蚌埠铁中2014届高中化学《铁》全册复习导学案VIP

1 铁 铜及其重要化合物铁 铜及其重要化合物 考纲要求 1 了解铁 铜及其化合物的主要性质及应用 2 以 Fe2 Fe3 为例理解变 价金属元素的氧化还原反应 知识点一 铁的化学性质 用化学方程式或离子方程式表示下列变化 问题思考 1 铁在有关的反应中 其产物价态为什么不同 有什么规律 知识点二 铁的重要化合物 1 铁的氧化物 铁元素的主要化合价为 2 价和 3 价 通常可以形成三种氧化物 氧化铁 Fe2O3 氧化 亚铁 FeO 四氧化三铁 Fe3O4 三种氧化物性质的比较如下表 2 2 铁的氢氧化物和盐类 1 用化学方程式或离子方程式表示下列变化 2 以上反应属于氧化还原反应的是 说明 2 价 Fe 与 3 价 Fe 之间在氧化剂 还原剂的作用下可以 Fe3 具有 性 Fe2 具有 性 Fe OH 2不稳 定 容易被空气中的 3 反应 说明 Fe OH 2 Fe OH 3具有 性 能与 反应生成盐和水 4 反应 说明了 Fe OH 3 Fe OH 2的 5 FeCl2 FeCl3的水溶液显 性 说明了 Fe2 Fe3 具有 性 6 检验溶液中是否会有 Fe3 的方法是 向溶液中加入 溶液 现象是 7 Fe OH 2 Fe OH 3的颜色分别是 Fe2 Fe3 在水溶液中的颜色分别是 问题思考 2 怎样保存铁盐和亚铁盐 3 教材中有关 Fe OH 2的制备方法 实际上只能瞬间观察到的白色 Fe OH 2沉淀 几乎 分辨不出来 为什么不能容易观察到白色的 Fe OH 2沉淀呢 可采取哪些措施使 Fe OH 2沉 淀能够维持较长时间不被氧化呢 3 知识点三 铜及其化合物 1 单质铜 1 物理性质 色固体 具有良好的延展性 导 性和导 性 2 化学性质 与非金属反应 在加热条件下 与 反应生成 色的 与 Cl2反应生成 与盐溶液的反应 与 AgNO3 Hg NO3 2发生置换反应 与 FeCl3反应生成 和 与稀硝酸 浓硝酸 浓硫酸反应生成 Cu2 和 NO NO2 SO2等 2 氧化铜和氧化亚铜 名称氧化铜氧化亚铜 颜色 与酸反应 H Cu2O 2H Cu2 Cu H2O 与 H2反应 3 氢氧化铜 1 物理性质 色 溶于水的固体 2 化学性质 Cu OH 2属于 性 能与 反应生成盐和水 一 Fe3 的检验 1 如何证明一瓶 FeSO4溶液是否变质 2 用 NaOH 溶液和苯酚溶液是否能证明 FeSO4溶液是否复原 3 有两瓶显黄色的溶液 它们是溴水和 FeCl3溶液 1 如何鉴别它们 至少说出两种方案 2 用铁片 或铁粉 能否鉴别 典例导悟 1 要证明某溶液中不含 Fe3 而可能含有 Fe2 进行如下实验操作时 最佳顺 序为 加入足量氯水 加入足量 KMnO4 溶液 加入少量 NH4SCN 溶液 A B C D 听课记录 二 Fe OH 2的制备原理和方法 制备原理 Fe2 2OH Fe OH 2 成功关键 溶液中不含 Fe3 和 O2等氧化性物质 4 制备过程中 保证生成的 Fe OH 2在密闭的隔绝空气的体系中 典例导悟 2 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 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 5 题组一 Fe 及其化合物 1 判断正误 1 向含有少量 FeCl3的 MgCl2溶液中加入足量 Mg OH 2粉末 搅拌一段时间后过滤 目 的是除去 MgCl2溶液中少量的 FeCl3 2013 江苏 10B 2 相同条件下 溶液中 Fe3 Cu2 Zn2 的氧化性依次减弱 2013 江苏 8D 3 铁溶于稀硝酸 溶液变黄 3Fe 8H 2NO 3Fe2 2NO 4H2O 3 2013 北京理综 10C 4 用 FeCl3溶液腐蚀铜线路板 Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 2013 天津理综 5A 5 向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸 Fe OH 2 2H Fe2 2H2O 2013 四川理综 9B 2 2013 安徽理综 12 下图是三种稀酸对 Fe Cr 合金随 Cr 含量变化的腐蚀性实验 结果 下列有关说法正确的是 A 稀硝酸对 Fe Cr 合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱 B 稀硝酸和铁反应的化学方程式是 Fe 6HNO3 稀 Fe NO3 3 3NO2 3H2O C Cr 含量大于 13 时 因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大 所以对 Fe Cr 合金的腐 蚀性最强 D 随着 Cr 含量增加 稀硝酸对 Fe Cr 合金的腐蚀性减弱 3 2013 全国理综 8 能正确表示下列反应的离子方程式的是 A 将铁粉加入稀硫酸中 2Fe 6H 2Fe3 3H2 B 将磁性氧化铁溶于盐酸 Fe3O4 8H 3Fe3 4H2O C 将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合 Fe2 4H NO Fe3 2H2O NO 3 D 将铜屑加入 Fe3 溶液中 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 题组二 Fe2 Fe3 的检验及相互转化 4 2013 福建理综 25 改编 工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸 为研究铁质材料与 热浓硫酸的反应 某学习小组进行了以下探究活动 1 将已去除表面氧化物的铁钉 碳素钢 放入冷浓硫酸中 10 分钟后移入硫酸铜溶液中 片刻后取出观察 铁钉表面无明显变化 其原因是 2 另称取铁钉 6 0 g 放入 15 0 mL 浓硫酸中 加热 充分反应后得到溶液 X 并收集到 气体 Y 甲同学认为 X 中除含 Fe3 外还可能含有 Fe2 若要确认其中的 Fe2 应选用 选填序号 a KSCN 溶液和氯水 b 铁粉和 KSCN 溶液 c 浓氨水 d 酸性 KMnO4溶液 题组三 铜及其化合物 5 2013 北京理综 11 自然界地表层原生铜的硫化物经氧化 淋滤作用后变成 CuSO4 溶液 向地下深层渗透 遇到难溶的 ZnS 或 PbS 慢慢转变为铜蓝 CuS 下列分析正确的是 6 A CuS 的溶解度大于 PbS 的溶解度 B 原生铜的硫化物具有还原性 而铜蓝没有还原性 C CuSO4与 ZnS 反应的离子方程式是 Cu2 S2 CuS D 整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 6 2013 课标全国卷 26 物质 A G 有下图所示转化关系 部分反应物 生成物没有 列出 其中 A 为某金属矿的主要成分 经过一系列反应可得到 B 和 C 单质 C 可与 E 的浓溶 液发生反应 G 为红色沉淀 请回答下列问题 1 写出下列物质的化学式 B E G 2 利用电解可提纯 C 物质 在该电解反应中阳极物质是 阴极物质是 电解质溶液是 3 反应 的化学方程式是 题组一 铁及其化合物 1 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 以证明火星上存在或曾经存在过水 以下叙述正确的是 A 铝热剂就是单指 Fe2O3和铝粉的混合物 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a mol Fe2O3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 是纯净物 2 2013 广州模拟 将 1 12 g 铁粉加入 25 mL 2 mol L 1的氯化铁溶液中 充分反应 后 其结果是 A 铁粉有剩余 溶液呈浅绿色 Cl 基本保持不变 B 往溶液中滴入无色 KSCN 溶液 显红色 C Fe2 和 Fe3 物质的量之比为 5 1 D 氧化产物和还原产物的物质的量之比为 2 5 题组二 Fe2 Fe3 的检验及相互转化 3 某同学设计下列方案对 A 盐的水解液进行鉴定 由此得出的结论中 不正确的是 A D 溶液中存在 Fe SCN 3 B 滤液中有 Fe3 C B 为 AgBr D A 一定为无氧酸盐 FeBr2 4 FeCl3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在氮气作保护气下加热至 300 350 通入干燥 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 7 续加热约 3 小时 可发生如下反应 2FeCl3 C6H5Cl2FeCl2 C6H4Cl2 HCl 130 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 根据上述三个反应 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 题组三 铜及其化合物 5 2013 深圳期末 下列实验中 金属或固体可以完全溶解的是 A 在 H2O2溶液中加入少量 MnO2粉末 B 镀锌铁皮加入足量的 NaOH 溶液中 C 1 mol 铜片与含 2 mol H2SO4的浓硫酸共热 D 常温下 1 mol 铜片投入含 4 mol HNO3的浓硝酸中 6 足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和 NO2 N2O4 NO 的混合气体 这些气体 与 1 68 L O2 标准状况 混合后通入水中 所有气体完全被水吸收生成硝酸 若向所得硝酸 铜溶液中加入 5 mol L 1 NaOH 溶液至 Cu2 恰好完全沉淀 则消耗 NaOH 溶液的体积是 A 60 mL B 45 mL C 30 mL D 15 mL 7 2008 北京理综 28 由 Fe2O3 Fe CuO C Al 中的几种物质组成的混合粉末 取 样品进行下列实验 部分产物略去 1 取少量溶液 X 加入过量的 NaOH 溶液 有沉淀生成 取上层清液 通入 CO2 无明显 变化 说明样品中不含有的物质是 填写化学式 2 Z 为一种或两种气体 若 Z 只为一种气体 试剂 a 为饱和 NaHCO3溶液 则反应 I 中能同时生成两种气体的化 学方程式是 若 Z 为两种气体的混合物 试剂 a 为适量水 则 Z 中两种气体的化学式是 3 向 Y 中通入过量氯气 并不断搅拌 充分反应后 溶液中的阳离子是 填写离子符号 4 取 Y 中的溶液 调 pH 约为 7 加入淀粉 KI 溶液和 H2O2 溶液呈蓝色并有红褐色沉淀 生成 当消耗 2 mol I 时 共转移 3 mol 电子 该反应的离子方程式是 5 另取原样品 加入足量稀硫酸充分反应 若溶液中一定不会产生 Y 中的红色固体 则原样品中所有可能存在的物质组合是 各组合中的物质用化学式表示 题组四 实验探究 8 2008 广东 21 某种催化剂为铁的氧化物 化学兴趣小组在实验室对该催化剂中 铁元素的价态进行探究 将适量稀硝酸加入少许样品中 加热溶解 取少许溶液 滴加 KSCN 溶液后出现红色 一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为 3 的结论 1 请指出该结论是否合理并说明理由 2 请完成对铁元素价态的探究 限选实验仪器与试剂 烧杯 试管 玻璃棒 药匙 滴管 酒精灯 试管夹 3 mol L 1 H2SO4 3 H2O2 6 mol L 1 HNO3 0 01 mol L 1 KMnO4 NaOH 稀溶液 0 1 8 mol L 1 KI 20 KSCN 蒸馏水 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 的实验方案进行实验 请在下表中写出实验操作步骤 预期现象与结论 实验操作预期现象与结论 步骤 1 步骤 2 步骤 3 答案 课前准备区 知识点一 1 3Fe 2O2Fe3O4 点燃 2Fe 3Cl22FeCl3 Fe SFeS 2 3Fe 4H2O g Fe3O4 4H2 3 Fe 2H Fe2 H2 Fe 4H NO Fe3 NO 2H2O 3 知识点二 1 名称 俗名 氧化亚铁氧化铁 铁红 四氧化三铁 磁性氧化铁 颜色黑色红棕色黑色 溶解性都不溶于水 但溶于酸溶液 与 H 反应FeO 2H Fe2 H2O Fe2O3 6H 2Fe 3 3H2O 与 CO 反应 FeO CO Fe CO2 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 Fe3O4 4CO 3Fe 4CO2 空气中的 稳定性 不稳定 空气中加热 生成 Fe3O4稳定稳定 2 1 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 Fe OH 2 2H Fe2 2H2O Fe2 2OH Fe OH 2 Fe OH 3 3H Fe3 3H2O Fe3 3OH Fe OH 3 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 2Fe3 Cu Cu2 2Fe2 2 相互转化 氧化 还原 O2氧化生成 Fe OH 3 3 碱 酸 4 制备方法 5 酸 水解 6 KSCN 溶液显红色 9 7 白色 红褐色 浅绿色 棕黄色 知识点三 1 1 紫红 热 电 2 O2 黑 CuO CuCl2 CuCl2 FeCl2 2 名称氧化铜氧化亚铜 颜色黑色红色 与酸反应 H CuO 2H Cu2 H2OCu2O 2H Cu2 Cu H2O 与 H2反应CuO H2Cu H2O Cu2O H22Cu H2 O 3 1 蓝 不 2 弱碱 酸 问题思考 1 由于铁是变价金属元素 它与氧化性不同的氧化剂反应时 其产物中铁元素的化合 价不同 1 Fe 被弱氧化剂如 S I2 H Fe3 Cu2 等氧化为 Fe2 2 Fe 被强氧化剂如 Cl2 Br2 HNO3 浓 H2SO4 等氧化为 Fe3 2 亚铁盐溶液中加少量铁屑以防止 Fe2 被氧化 滴入少量相应的酸溶液以防止 Fe2 水 解 铁盐溶液中加入少量相应的酸溶液以防止 Fe3 水解 3 Fe OH 2极易被氧化 转化为 Fe OH 3 要想长时间观察到白色沉淀的生成 关键是 降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量 就教材中的实验来说 常采用的 方法有 1 采用新制备的纯亚铁盐溶液 Fe2 易被空气中的氧气氧化成 Fe3 2 将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸 除去溶解在蒸馏水中的氧气 3 将碱直接加到亚铁盐溶液的底部 使 Fe OH 2与空气隔离 4 在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂 如加入苯等密度比水小 而又不溶于水的有机溶剂 课堂活动区 一 1 用洁净的试管取少量 1 2mL 的样品溶液 向其中滴入 KSCN 溶液 或 NH4SCN 溶液 1 2 滴 若溶液立即显红色证明该溶液已被氧化 2 NaOH 不能证明 因为 OH 与 Fe2 反应生成的 Fe OH 2能够迅速被氧化为 Fe OH 3 不 易观察现象 苯酚溶液能证明 因为 Fe3 与苯酚发生显色反应 3 1 用 KSCN 溶液或苯酚溶液 用 NaOH 或其它碱溶液 用 AgNO3溶液 用铜片 用苯或 CCl4 2 不能 因为二者均与 Fe 反应生成 Fe2 典例导悟 1 C 在该溶液中先加入少量 NH4SCN 溶液 溶液不变红色 无 Fe3 存在 再加入氯水 将 Fe2 氧化成 Fe3 溶液变为红色 KMnO4溶液呈紫红色 溶液颜色变化不明显 所以这儿 不用 KMnO4溶液 2 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 故外界 O2不易进入 方法三 1 Fe Fe 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 解析 方法一 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 将被氧化生成的 Fe3 还原成 Fe2 气体的溶解度是随温度升高而降低的 所以 10 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试液压入试管 中 所以制 取 FeSO4应在试管 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 内短管处排出 从而排尽试管 内空气 再经过止水夹通入试管 中 排尽试管 内空气 然后关闭止水夹 试管 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 OH 2能保存更长时间 方法三 电解时阳极 Fe 2e Fe2 阴极上 2H2O 2e H2 2OH 或电解质溶液 能直接提供 OH 当 Fe2 与 OH 接触时 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 大约在电池中部 当反接电源后 阳极 4OH 4e 2H2O O2 产生的 O2立即把 Fe OH 2 氧化为 Fe OH 3 课后练习区 高考集训 1 1 2 3 4 5 2 D 根据图可知 Cr 的含量不同 三种酸对 Fe Cr 合金的腐蚀性不同 当w Cr 较 小时 稀硝酸对其腐蚀性最强 A 不正确 铁与稀硝酸反应生成的是 NO 而不是 NO2 B 错 三种酸的质量分数相同 盐酸中的氢离子浓度最大 C 错 根据图中稀 HNO3的曲线变化 可 知 D 正确 3 D 4 1 铁钉被钝化 2 d 5 D 6 1 SO2 浓 H2SO4 Cu2O 2 粗铜 精铜 CuSO4溶液 3 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 解析 1 由 G 为红色沉淀及 F 转化为 G 的条件可知 G 为 Cu2O 则 C 为 Cu E 为浓硫酸 或者硝酸 结合题中所给的信息可知 矿物 A 应为 Cu2S 则 B 为 SO2 D 为 SO3 E 为浓硫酸 而不是硝酸 F 为 CuSO4 2 用电解法提纯金属铜的方法是将粗铜作为电解池的阳极 精铜 作为电解池的阴极 一般用 CuSO4溶液作电解质溶液 3 反应 的化学方程式 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 考点集训 1 CD 2 B n Fe 1 12 g 56 g mol 1 0 02 mol n Fe3 0 025 L 2 mol L 1 0 05 mol 由反应 2Fe3 Fe 3Fe2 可知 Fe3 过量 加入 KSCN