2012届高考化学知识点导学案复习22

1 第第 8 8 讲 铁 铜及其化合物讲 铁 铜及其化合物 内容与解析内容与解析 本节课要复习的内容是了解金属铁及其化合物的主要性质及应用 铁位于元素周期表 中的第四周期 第 族 Fe 的原子序数是 26 其原子结构示意图为 铁为 变价金属 通常显 2 和 3 价 教学目标与解析教学目标与解析 1 教学目标 1 铁的原子结构特点 2 铁的物理性质 2 铁的化学性质 2 目标解析 1 铁的原子结构特点 就是指铁位于元素周期表中的第四周期 第 族 Fe 的原子 序数是 26 其原子结构示意图为 铁为变价金属 通常显 2 和 3 价 2 铁的物理性质就是指 纯净的铁是光亮的银白色金属 密度较大 熔 沸点较高 纯铁的抗腐蚀性强 有较好的导电 导热 延展性 铁能被磁铁吸引 2 铁的化学性质就是指 1 铁与非金属的反应 2 铁与水蒸气的反应 3 铁与酸反 应 4 铁与盐溶液的反应 问题诊断分析问题诊断分析 本节的复习学习是高中知识的重要组成部分 本节中难在铁的两性上 再就是铁热反应 与铁的计算问题 其重点是化学方程式与离子方程式的书写 复习过程复习过程 自主复习 一 铁的结构和性质 1 铁的原子结构和物理性质 1 铁的原子结构特点 铁位于元素周期表中的第四周期 第 族 Fe 的原子序数是 26 其原子结构示意图为 铁为变价金属 通常显 2 和 3 价 2 铁的物理性质 纯净的铁是光亮的银白色金属 密度较大 熔 沸点较高 纯铁的抗腐蚀性强 有较 好的导电 导热 延展性 铁能被磁铁吸引 2 铁的化学性质 1 铁与非金属的反应 铁和氯气的反应 化学方程式 2Fe 3Cl22FeCl3 铁和氧气的反应 实验步骤 把细铁丝在火柴杆上盘成螺旋状 点燃火柴 然后迅速伸入盛有 O2的集气 瓶中 观察现象 实验现象 铁丝在 O2中剧烈燃烧 火星四射 生成黑色固体物质 化学方程式 3Fe 2O2Fe3O4 铁和其他非金属的反应 2Fe 3Br2 2FeBr3 Fe SFeS 黑色固体 Fe I2FeI2 2 铁与水蒸气的反应 2 实验步骤 在玻璃管中放入还原铁粉或石棉绒的混合物 加热 并通入水蒸气 用试 管收集产生的经干燥的气体 并靠近火焰点火 观察现象 实验现象 红热的铁与水蒸气起反应 放出气体 用试管收集气体 将气体靠近火焰 点火 能燃烧或发出爆鸣声 实验结论 3Fe 4H2O g Fe3O4 4H2 3 铁与酸反应 铁与非氧化性酸 如稀 H2SO4 HCl 等 反应生成 Fe2 放出 H2 离子方程式 Fe 2H Fe2 H2 铁与氧化性酸 如稀 HNO3 反应时 不放出 H2 a HNO3 稀 过量时生成 Fe3 Fe 4HNO3 稀 Fe NO3 3 NO 2H2O b 铁粉过量时生成 Fe2 3Fe 8HNO3 稀 3Fe NO3 2 2NO 4H2O 4 铁与盐溶液的反应 铁能与比它活动性弱的金属的盐溶液反应 置换出这种金属 Fe CuSO4 Cu FeSO4 铁能与 FeCl3溶液反应生成 FeCl2 离子方程式 2Fe3 Fe 3Fe2 二 铁的重要化合物 1 铁的氧化物 化学式 FeOFe2O3Fe3O4 名称氧化亚铁 氧化铁 俗名铁红 四氧化三铁 俗 名磁性氧化铁 铁的价态 2 3 2 3 颜色和状态黑色固体红棕色固体黑色晶体 类别碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物 与还原剂的反应 如 H2 CO Al H2 FeOFe H2O 3CO Fe2O32Fe 3CO2 8Al 3Fe3O44Al 2O3 9Fe 与酸 H 的反应FeO 2H Fe2 H2O Fe2O3 6H 2 Fe3 3H2O Fe3O4 8H 2 Fe3 Fe2 4 H2O 2 铁的氢氧化物 氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁 化学式 Fe OH 2Fe OH 3 物理性质白色固体 不溶于水 红棕色固体 不溶于 水 化学性质 Fe OH 2 2H Fe2 2H2O 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 Fe OH 3 3H Fe3 3H2O 2Fe OH 3Fe2O3 3H2O 制法 可溶性碱与亚铁盐溶液反应 Fe2 2OH Fe OH 2 Fe3 3OH Fe OH 3 3 Fe2 和 Fe3 的相互转化及 Fe3 的检验 3 比较Fe2 Fe3 颜色浅绿色棕黄色 主要化学性质 还原性 Fe2 Fe3 与碱反应 Fe2 2OH Fe OH 2 水解性 水溶液显酸性 氧化性 Fe3Fe2 还原剂 与碱反应 Fe3 3OH Fe OH 3 水解性 水溶液显酸性 检验方法 1 加 KSCN 溶液不变色 再加氯水溶液变 红色 2 加碱反应产生白色沉淀 迅速变为灰 绿色 最后变为红褐色 遇含 SCN 的溶液显红色 与碱反应生 成红褐色沉淀 保存方法加 Fe 防止氧化 密封无特殊要求 溶液配制加酸防变浑浊 加 Fe 防止氧化加酸防止变浑浊 转化关系 三 铜及其化合物 1 铜的物理性质 紫红色固体 符合金属的通性 具有导电性 导热性和延展性 2 铜的化学性质 铜在金属活动性顺序表中排在 H 后 活动性较弱 不能从酸中置换 H 但能与非金属 发生反应 一定条件下也能与强氧化性酸反应 铜的化学性质简表 铜的性质化学方程式及有关反应现象 与 O2反应2Cu O22CuO 表面变黑 与 S 反应2Cu SCu2S 剧烈燃烧 铜丝红热 生成黑色物质 与 Cl2反应Cu Cl2CuCl2 剧烈燃烧 产生棕色烟 生成铜锈2Cu O2 CO2 H2O Cu2 OH 2CO3 生成绿色固体 与浓 H2SO4反应 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O Cu 溶解 溶液变黑 有刺激性气味 气体生成 反应液加水稀释呈蓝色 与 HNO3反应 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O Cu 溶解 生成蓝绿色溶液 与 Fe3 溶液反应2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 棕黄色溶液转化为绿色 3 铜的化合物 1 氧化物 物质 性质 Cu2OCuO Cu 的化合价 1 2 对应的水化物 CuOHCu OH 2 物理性质红色粉末 不溶于水黑色粉末 不溶于水 主要化学性质 Cu2O 2H Cu Cu2 H2O Cu2O H22Cu H2O CuO 2H Cu2 H2O CuO H2Cu H2O 2 氢氧化铜和硫酸铜 Cu OH 2 蓝色固体 难溶于水 是一种弱碱 与强酸反应的离子方程式 Cu OH 4 2 2H Cu2 2H2O CuSO4 其无水盐为白色粉末 遇少量水时转化成蓝色晶体 化学式为 CuSO4 5H2O 俗名胆矾 CuSO4和 CuSO4 5H2O 均易溶于水 在水溶液中 Cu2 呈现蓝色 网络构建 1 铁及其重要化合物的转化关系 2 铜及其化合物的转化关系 CuCl2 CuCuOCU OH 2 Cu2O CuSO4 CuSO4 5H2 O 热点典例突破 热点考向 1 以铁及其化合物为载体考查基本概念 理论 2 与实验推断相结合考查 Fe OH 2的制备 Fe2 与 Fe3 的检验等知识 3 以铁元素的转化关系考查化学方程式的计算 热点探究 热点 1 铁及其化合物的相互转化 铁是常见的还原剂 在参与化学反应时 一般可失去 2e 或 3e 而变成 Fe2 或 Fe3 铁元素的原子在化学反应中 当遇弱氧化剂 如 S H Cu2 I2等 时 铁只能失去最外 层的两个电子 而生成 2 价铁的化合物 当遇到强氧化剂 如 Cl2 Br2 HNO3等 时 铁 原子可以再失去次外层上的一个电子而生成 3 价铁的化合物 Fe Fe2 Fe3 形成三角 关系 5 1 Fe Fe3 和 Fe2 Fe3 需要较强的氧化剂 如 O2 Cl2 HNO3 浓 稀 H2SO4 浓 KMnO4 H 溶液等 2 2Fe 3Cl22FeCl3 Fe 4HNO3 稀 Fe NO3 3 NO 2H2O 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 3 2FeCl2 Cl2 2FeCl3 2 Fe Fe2 需要较弱的氧化剂 如 S Cu2 CuSO4 H 稀 H2SO4 盐酸 等 Fe CuSO4 FeSO4 Cu Fe 2HCl FeCl2 H2 Fe SFeS Fe I2FeI2 3 Fe2 Fe 在金属活动性顺序表中排在 Fe 前的金属 如 Zn Al 等 可以将 Fe2 还原成 Fe Zn FeSO4 ZnSO4 Fe 注意 K Ca Na 等活泼金属 由于它们在水溶液中先跟水反应 所以不能作为还原 剂来完成 Fe2 Fe 的转化 4 Fe3 Fe2 需要较强的还原剂 如 Fe Zn H2S S2 KI I Na2SO3 SO 2 3 等 Cu 虽不是强还原剂 但因 Fe3 具有较强的氧化性 可被 Cu 还原成 Fe2 Cu 2FeCl3 CuCl2 2FeCl2 H2S 2FeCl3 2FeCl2 S 2HCl 2KI 2FeCl3 2FeCl2 I2 2KCl 5 Fe3 Fe 常发生在金属的热还原反应中 如高温下用 CO 还原铁矿石中的铁 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 铝热反应也是这种转化的实例 如 Fe2O3 2AlAl2O3 2Fe 例 1 下列物质反应后一定有 3 价铁生成的是 过量的 Fe 与 Cl2加热时发生反应 Fe 与过量稀 H2SO4反应后 再向其中加 KNO3 Fe 与过量的 S 加热时发生反应 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 B 只有 C 只有 D 只有 解析 明确哪些氧化剂能将 Fe2 氧化为 Fe3 以及哪些还原剂能将 Fe3 还原为 Fe2 是正确解题的关键 Fe2 Fe3 常见的相互转化关系归纳如下 中的 Cl2氧化性强 它能将铁氧化为 3 价 由于不是在溶液中反应 因此过量的铁 不会将氯化铁还原 中 Fe 与稀 H2SO4反应只能生成 Fe2 但要注意 由于稀 H2SO4过量 加入 KNO3后 H NO能将 Fe2 氧化成 Fe3 S 的氧化性不强 与 Fe 发生反应只能生 3 成 FeS H 和 NO会将 Fe2 氧化为 Fe3 中未给出反应物间相对量的关系 若铁是 3 足量的 则能将生成的 FeCl3全部还原为 FeCl2 答案 C 变式 1 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 6 3 写出 Cl2将 Z 氧化为 K2EO4的化学方程式 4 将 M E ECl3溶液 ECl2溶液 MCl2溶液混合于某容器中充分反应 容器不参与反 应 试判断下列情况下容器中存在的金属离子和金属单质 若 E 有剩余 则容器中不可能有 若 MCl2有剩余 则容器中还可能有 一定有 解析 M 为红色金属 与酸反应生成蓝色溶液 推知 M 为 Cu 由 Y 中加 KSCN 得红色溶液 确定 Y 中含有 Fe3 从而确定 E 为 Fe M 为 Cu X 为 FeSO4 Y 为 Fe2 SO4 3 Z 为 Fe OH 3 K2EO4为 K2FeO4 2 FeSO4溶液酸化后加入 KI 淀粉溶液变蓝色 说明有 I2生成 其变化过程中相关离 子方程式为 4Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2O 2Fe3 2I 2Fe2 I2 4 该题属物质共存问题 解答该题应首先弄清物质间可能发生的反应 凡相互间能发 生反应的物质 就不可能 大量 共存 该题涉及的反应有 2FeCl3 Fe 3FeCl2 Fe CuCl2 FeCl2 Cu 2FeCl3 Cu 2FeCl2 CuCl2 若铁粉有剩余 则容器中就不可能有 Fe3 Cu2 因为它们能发生上述 反应 若 CuCl2有剩余 则容器中不可能有 Fe 可能有 Fe3 或 Cu 一定有 Fe2 答案 1 Cu H2O2 H2SO4 CuSO4 2H2O 2 4Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2O 2Fe3 2I 2Fe2 I2 3 10KOH 3Cl2 2Fe OH 3 2K2FeO4 6KCl 8H2O 4 Fe3 Cu2 Fe3 或 Cu Fe2 热点 2 铁的氢氧化物的制备 Fe OH 2沉淀的制备 1 碱液沉淀法 1 操作 将吸有 NaOH 溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐溶液 或 FeSO4溶液 的液 面下 缓慢挤出 NaOH 溶液 2 原理 Fe2 2OH Fe OH 2 3 改进方法 为了防止 Fe OH 2被 O2氧化 在制备 Fe OH 2时可采取如下改进措施 微热 FeSO4溶液 煮沸 NaOH 溶液 除去溶解的 O2 滴加植物油或苯 隔绝空气 等 在 FeSO4溶液中通入 N2或 CO2赶出装置中的 O2 在 FeSO4溶液中不断通入 H2形成还原性氛围 2 电解法 以铁棒作阳极 石墨作阴极 用 NaOH 溶液或 NaCl 溶液作电解质溶液进行电解 如下 图 原理 阳极 Fe 2e Fe2 阴极 2H 2e H2 Fe2 2OH Fe OH 2 为了加速电解 可增大电源电压 缩短两极间距离或增大离子浓度 例 2 下面是制备 Fe OH 2白色沉淀的几种方案 请回答下列各问题 1 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 用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO4溶液时还需要加入 除去蒸馏水中溶解的 O2常采用 的方法 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 7 2 在如图所示的装置中 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 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 这样生成的 Fe OH 2沉淀能较长时间保持白色 理由是 3 利用电解实验可以制得纯净的 Fe OH 2白色沉淀 如图所示 已知两电极的材料分 别为石墨和铁 a 电极的材料应为 电极反应式为 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 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 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 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 解析 1 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 将被氧化的 Fe3 还原成 Fe2 气体的溶解度随着温度升高而降低 所以煮沸后的 蒸馏水中溶解的 O2变少 2 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应放在试管 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 O2的氧化 使得 Fe OH 2能保存更长时间 3 电解时阳极反应 Fe 2e Fe2 阴极反应 2H2O 2e H2 2OH 或电解质 8 溶液能直接提供 OH Fe2 与 OH 发生反应 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 选其他溶液时 只有迁移后两者相遇时才能产生沉 淀 大约在电解池中部 当反接电源后 阳极反应 4OH 4e 2H2O O2 产生的 O2立 即把 Fe OH 2氧化为 Fe OH 3 答案 1 稀 H2SO4 铁屑 煮沸 避免生成的 Fe OH 2沉淀接触 O2而被氧化 2 稀 H2SO4和铁屑 NaOH 溶液 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 试管 中反应生成的 H2充满了试管 和试管 且外界 O2不易进入 3 Fe Fe 2e Fe2 BC 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 BC 白色沉淀迅速变为灰绿色 最后变成红褐色 变式 2 有人设计了如图制备氢氧化亚铁的改进实验 1 按图所示组装仪器 向一支小的具支试管中加入 2 mL 左右稀盐酸 再加入 2 mL 左 右的煤油 玻璃管下端粘住钠粒 用滤纸吸干表面煤油 切去氧化层 2 将铁丝浸入盐酸 反应放出氢气 待试管内空气排尽后 向上提拉铁丝 使铁丝脱 离液面 并关闭弹簧夹 用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中 请回答下列问题 1 写出该实验中发生反应的化学方程式 2 如何检验试管内空气已排尽 回答具体操作 3 捣入钠粒后 预测具支试管中的现象 4 已知钠粒的质量约 0 05 g 现实验室有以下两种不同浓度的盐酸 你选择 填 A 或 B A 1 1 mol L B 10 mol L 答案 1 Fe 2HCl FeCl2 H2 2Na 2H2O FeCl2 Fe OH 2 2NaCl H2 也 可写成 3 个 Fe 2HCl FeCl2 H2 2Na 2H2O 2NaOH H2 2NaOH FeCl2 Fe OH 2 2NaCl 2 在具支试管的出口处用向下排空气法收集满一试管气体 用拇指堵住管口 移向酒 精灯火焰 松开拇指 若听到 噗 的一声 则说明空气已排尽 3 钠不停地上下移动 并有气泡产生 很快有白色沉淀出现 答其他现象如 熔化成 闪亮的小球 在煤油与界面间上下移动 钠粒最后消失等的不扣分 4 A 估算 B 选项中盐酸的量太大 溶液呈酸性 不能生成氢氧化亚铁 也不符合 节约药品的原则 热点 3Fe2 Fe3 的检验 鉴别方法Fe2 Fe3 直接观色浅绿色棕黄色 与 KSCN 溶液不显红色显红色利用显 色反应 与苯酚不显紫色显紫色 利用 Fe3 的氧化性 与铜片无现象 Cu 溶解 溶液 变为蓝绿色 9 与 KI 淀粉溶液无现象溶液变蓝 与溴水溴水褪色无现象利用 Fe2 的还原性 与 KMnO4 H 紫色褪去无现象 利用沉淀反应 Fe2 2OH Fe OH 2 沉淀颜色 白色 灰绿色 红褐色 Fe3 3OH Fe OH 3 红褐色沉淀 例 3 张老师做了一个如图所示实验 发现烧杯中酸性 KMnO4溶液褪色 若将烧杯 中的溶液换成含有少量 KSCN 的 FeCl2溶液 溶液显红色 判断下列说法正确的是 A 该条件下生成的水分子化学性质比较活泼 B 该条件下 H2被冷却为液态氢 液氢的水溶液具有还原性 C 该条件下 H2燃烧生成了只具有氧化性的物质 D 该条件下 H2燃烧的产物中可能含有一定量的 H2O2 解析 生成的物质既可使 KMnO4 H 褪色 又可将 Fe2 氧化为 Fe3 则既有氧化性 又有还原性 答案 D 变式 3 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 加入足量酸性 KMnO4溶液 加入少量 KSCN 溶液 A B C D 解析 KMnO4能氧化 Fe2 但 KMnO4本身为紫色 使溶液显色不易观察 答案 C 热点 4 铜及其化合物 1 铜是第 29 号元素 位于周期表中第四周期 第 B 族 最外层有 1 个 e 常见化 合价为 1 和 2 价 2 铜的物理性质 红色 有金属光泽 密度 8 92 g cm3 导电 导热性 延展性良 好 焰色反应呈绿色 3 铜的化学性质 铜是一种较不活泼的金属 1 与非金属单质反应 铜在常温下不和干燥空气反应 加热时发生氧化 在潮湿空气中可锈蚀 2Cu O22CuO 黑色 用此反应可除去混在氢气 一氧化碳中的少量 O2 2Cu O2 CO2 H2O Cu2 OH 2CO3 绿色 Cu Cl2CuCl2 棕黄色 2Cu SCu2S 黑色 2 与酸的反应 与稀盐酸 稀 H2SO4溶液不反应 与强氧化性酸反应 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 3 与盐溶液反应 Cu 2Ag Cu2 2Ag 10 Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 印刷电路板反应原理 4 作催化剂 铜能催化醇氧化为醛或酮的反应 如 2CH3CH2OH O22CH3CHO 2H2O Cu 或 Ag 实际反应过程为 2Cu O22CuO CH3CH2OH CuOCH3CHO H2O Cu 4 铜的化合物 1 氧化物 CuO 是不溶于水的碱性氧化物 具有较强氧化性 在加热时能被 CO H2 C 等还原 可与酸反应 CuO H2Cu H2O 2CuO C2Cu CO2 CuO COCu CO2 CuO 2H Cu2 H2O Cu2O 呈砖红色 可用于制红色玻璃 Cu2O 本身较稳定 但在酸液中易发生歧化反应 生成 Cu 和 Cu2 2 Cu OH 2 蓝色固体 不稳定 常温或稍加热即分解生成黑色 CuO Cu OH 2的悬浊 液用来检验醛基的存在和多羟基化合物的存在 如含醛基化合物遇 Cu OH 2悬浊液时 加热 可 生成红色沉淀 Cu2O 多羟基化合物遇 Cu OH 2悬浊液时 则变为绛蓝色溶液 Cu OH 2 2H Cu2 2H2O Cu OH 2CuO H2O CH3CHO 2Cu OH 2CH3COOH Cu2O 2H2O 3 CuSO4 白色粉末 有吸水性 吸水后由白色粉末变为蓝色晶体 利用这一性质常 用于检验反应生成物中是否有水 也可用作干燥剂 CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O 蓝色晶体 俗称胆矾 蓝矾 胆矾受热可失去结晶水变成白色粉末 过 热时 CuSO4会进一步分解出 CuO CuSO4 5H2OCuSO4 5H2O 4 Cu2 OH 2CO3 碱式碳酸铜 铜锈的主要成分 为绿色 俗称铜绿 5 可溶性铜盐能与 H2S 或 S2 反应生成黑色的 CuS 沉淀 它难溶于强酸 常用于 Cu2 的检验 例 4 铜在自然界存在于多种矿石中 如 矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石 主要成分 CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3 Cu OH 2 请回答下列问题 1 上表所列铜化合物中 铜的质量百分含量最高的是 2 工业上以黄铜矿为原料 采用火法熔炼工艺生产铜 该工艺的中间过程会发生反应 2Cu2O Cu2S6Cu SO2 反应的氧化剂是 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 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 有 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 铁比铜活泼 铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中 不易生锈 对 对 有 11 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 解析 1 根据矿石的主要成分分析可知 每 1 mol Cu 中含有的其他元素的质量 Cu2S 中最小 因此 Cu2S 中铜的质量分数最高 2 根据反应方程式 可 知 Cu2O 和 Cu2S 都作氧化剂 3 SO2排放到大气中会造成酸雨 处理该尾气可得到有价值的化学品 H2SO4或 Na2SO4 4 粗铜的精炼中 应将粗铜与电源的正极相连作阳极 而将纯铜与电源的负极相连作 阴极 用铜盐 CuSO4 CuCl2等盐溶液作电解质溶液 5 铜绿的成分为 Cu2 OH 2CO3 能与盐酸发生反应而除去 而 Cu 和盐酸不反应 A 正 确 铜在常温下和浓 H2SO4不反应 因此 B 中前后无因果关系 B 错误 在潮湿的空气中铁 和铜形成原电池 铁作负极 铜作正极 铁易生锈 因此 C 也不正确 CuSO4 5H2O 晶体转 化为 CuSO4白色粉末是化学变化 CuSO4为重金属盐 可以使蛋白质变性 因此可以作为消 毒剂 因此 D 正确 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 变式 4 某红色固体的成分可能是氧化亚铜 铜或三氧化二铁中的一种或几种 某学 校化学研究小组欲探究该红色固体的成分 请你参与该活动 并完成相关实验设计 查资料知道 氧化亚铜是一种碱性氧化物 溶于稀硫酸生成铜和硫酸铜 在空气中加 热生成氧化铜 1 甲同学认为 取少量固体 加入足量稀硫酸 充分搅拌后 取该溶液少量 置于一 洁净的试管中 滴加硫氰化钾溶液 如溶液不变红色 证明原固体中一定不含三氧化二铁 你认为这种说法合理吗 简述你的理由 不需写出反应的化学方程式 2 乙同学认为 取少量固体溶于稀硫酸 若固体全部溶解 就说明一定没有铜和氧化 亚铜 这种说法不合理 在此实验过程中 可能发生如下反应 用离子方程式表示 3 丙同学经分析确知该固体的成分是氧化亚铜和铜 他想通过实验测定两种物质的质 量分数 请你帮他设计一个实验方案 写出实验涉及到反应的化学方程式 以 a b c 代表实验测出的相应数据 写出氧化亚铜的质量分数的表达式 化学方程式 氧化亚铜的质量分数的表达式 答案 1 不合理 因为 Fe3 能与 Cu 反应转化为 Fe2 Fe2 与 SCN 不反应 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 2 Cu2O 2H Cu Cu2 H2O Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 3 a b分别为反应前后固体的总质量 方案一 Cu2O H2SO4 Cu CuSO4 H2O 9 a b 5a 100 方案二 Cu2O H22Cu H2O 9 a b a 100 方案三 2Cu2O O24CuO 2Cu O22CuO 12 45a 36b 5a 100 方法规律技巧 铁与硝酸反应的计算 Fe 4HNO3 Fe NO3 3 NO 2H2O 3Fe 过量 8HNO3 3Fe NO3 2 2NO 4H2O 1 当 按反应 进行 n Fe n HNO3 1 4 当 按反应 进行 n Fe n HNO3 3 8 当 则 两反应都发生 3 8 n Fe n HNO3 1 4 2 上述反应可以认为先发生反应 若 Fe 有剩余则发生 2Fe NO3 3 Fe 3Fe NO3