（江苏选考）2021版新高考化学一轮复习 专题3 从矿物到基础材料 1 第一单元 铁、铜的获取及应用教学案 苏教版

第一单元铁、铜的获取及应用学习任务1铁及其重要化合物的性质一、铁元素及其原子结构1铁位于周期表中第4周期族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。2原子结构fe 二、单质铁1.物理性质：纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽，具有导电性、导热性和延展性，具有能被磁铁吸引的特性。2.化学性质(1)与非金属单质的反应(2)与水蒸气的反应3fe4h2o(g)fe3o44h2(3)与酸、盐的反应3用途：用量最大、用途最广泛的合金是铁合金钢，可用于制造不锈钢、特种钢、钢板、钢管等。三、铁的冶炼1铁元素的存在铁元素在自然界主要以化合态的形式存在，常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为fe3o4)、赤铁矿(主要成分为fe2o3)。2炼铁原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。3完成下列化学方程式(1)一氧化碳的生成：co2co2、co2c2co。(2)铁矿石被还原：fe2o33co2fe3co2。(3)石灰石的作用：caco3caoco2、caosio2casio3。四、铁的氧化物化学式feofe2o3fe3o4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价232，3稳定性不稳定稳定稳定与盐酸反应的离子方程式feo2h=fe2h2ofe2o36h=2fe33h2ofe3o48h=fe22fe34h2o五、铁的氢氧化物化学式fe(oh)2fe(oh)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应的离子方程式fe(oh)22h=fe22h2ofe(oh)33h=fe33h2o受热分解2fe(oh)3fe2o33h2o制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应：fe22oh=fe(oh)2可溶性铁盐与碱溶液反应：fe33oh=fe(oh)3二者的关系空气中，fe(oh)2能够非常迅速地被氧气氧化成fe(oh)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4fe(oh)2o22h2o= 4fe(oh)31判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)铁位于元素周期表中第4周期第b族。()(2)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。()(3)将一定量的铁、铜的混合物加入100 ml 0.1 moll1的fecl3溶液中，充分反应后，溶液中有固体剩余，则剩余的固体中一定含有铜，可能含有铁。()(4)fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。()(5)氢氧化铁与hi溶液仅发生中和反应。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。(1)fe2o3 a红褐色(2)fe(oh)2 b红棕色(3)fe(oh)3 c白色(4)fe2 d棕黄色(5)fe3 e浅绿色 a具有较强的还原性b易被氧化成灰绿色，最终变成红褐色c制作红色油漆、涂料d受热分解成红棕色粉末e具有较强的氧化性答案：(1)bc(2)cb(3)ad(4)ea(5)de3(双选)下列物质反应后一定有3价铁生成的是()a过量的fe与cl2加热时发生反应bfe与过量稀h2so4反应后，再向其中加kno3cfe与过量的s加热时发生反应dfe和fe2o3的混合物溶于盐酸中解析：选ab。fe与cl2反应只生成fecl3；fefe2fe3；fe与s反应只生成fes；fe2o3溶于盐酸生成fe3，当混合物中fe不足时，溶液中仍有fe3，当fe足量时，溶液中无fe3。分析铁的化合物时的“两分清”1价态要分清(1)要注意单质铁被不同氧化剂氧化时，产物不同。(2)要注意不同价态的化合物所表现的不同的化学性质，如fe3以氧化性为主，fe2以还原性为主。2颜色要分清铁的化合物“五颜六色”，一定要记牢：fe2溶液为浅绿色，fe3溶液为棕黄色，fe(scn)3溶液为血红色，fe(oh)3胶体为红褐色，fe(oh)2沉淀在空气中的颜色变化为白色灰绿色红褐色，fe(oh)3沉淀为红褐色固体，fe2o3为红棕色，fe3o4、feo、fes均为黑色。 提升一铁及其化合物的性质与计算1下列叙述正确的是()afe与稀hno3、稀h2so4反应均有气泡产生，说明fe与两种酸均发生置换反应b足量的fe在cl2中燃烧生成fecl2和fecl3cfe和fe2o3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出dfe2o3fecl3(aq)无水fecl3，在给定的条件下能实现转化解析：选c。hno3具有强氧化性，与fe发生氧化还原反应，产生的气体为no，a项错；铁与cl2反应无论量的多少产物都是fecl3，b项错；fe2o3溶解产生fe3恰好将等物质的量的铁单质氧化，因而不能置换出h2，c项正确；fecl3溶液加热时易水解，d项错。2(2020营口质检)有一块铁的氧化物样品，用140 ml 5.0 moll1盐酸恰好将其完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol cl2，恰好使其中的fe2全部转变为fe3，则该样品可能的化学式为()afe2o3bfe3o4cfe4o5dfe5o7解析：选d。根据2fe2cl2=2fe32cl可知，铁的氧化物样品用盐酸溶解后所得溶液中n(fe2)0.025 mol20.05 mol，根据电荷守恒得2n(fe2)3n(fe3)n(cl)，则n(fe3)0.2 mol，故 n(fe2)n(fe3)0.050.214，故该氧化物可表示为feo2fe2o3，即fe5o7。确定铁的氧化物组成的基本方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为mn，则氧化物中n(fe)n(o)ab，若ab11，则铁的氧化物为feo；若ab23，则铁的氧化物为fe2o3；若ab34，则铁的氧化物为fe3o4或feo与fe2o3按物质的量之比为11的混合物或feo、fe2o3、fe3o4的混合物(其中feo、fe2o3的物质的量之比为11，fe3o4为任意值)。 提升二有关铁及其化合物的实验探究3下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()选项实验现象结论a将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加kscn溶液有气体生成，溶液呈血红色稀硝酸将fe氧化为fe3b将铜粉加入1.0 moll1 fe2(so4)3溶液中溶液变蓝、有黑色固体出现金属铁比铜活泼c向fecl3、cucl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应溶液中有固体存在溶液中一定含有cu2d相同质量、相同表面积的纯铁和生铁分别与相同浓度的盐酸反应生铁的反应速率比纯铁快原电池反应能加快化学反应速率解析：选d。a.稀硝酸与过量铁粉发生的反应分两步进行，先发生反应：fe4hno3(稀)=fe(no3)3no2h2o，过量的铁粉再与fe(no3)3发生反应：fe2fe(no3)3=3fe(no3)2，充分反应后滴加kscn溶液，溶液不会变为血红色，实验现象错误，故a不正确。b.铜粉与fe2(so4)3溶液发生反应：cufe2(so4)3=cuso42feso4，实验现象为溶液变蓝色，但是没有黑色固体出现，该实验能说明fe3的氧化性比cu2强，不能说明金属铁比铜活泼，因为铁没有置换出铜单质，故b不正确。c.fe3的氧化性比cu2的氧化性强，fe先与fe3反应生成fe2，再与cu2反应生成单质cu。固体一定含cu，可能含fe；溶液中一定含fe2，可能含cu2，故c不正确。d.纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故d正确。4用下列方法可制得白色的fe(oh)2沉淀：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。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述feso4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的o2常采用_的方法。(3)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_。(4)下列各图示中，能较长时间观察到fe(oh)2白色沉淀的是_。解析：(1)fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；fe2易被空气中的o2氧化，要加fe粉防止fe2被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的o2较少。(4)因为fe(oh)2在空气中很容易被氧化为红褐色的fe(oh)3，即发生4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。因此要较长时间看到fe(oh)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。、原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的fe(oh)2处在氢气的保护中；的原理为铁做阳极产生fe2，与电解水产生的oh结合生成 fe(oh)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将fe(oh)2氧化，因而不能较长时间观察到白色沉淀。答案：(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的fe(oh)2沉淀接触o2(4)制备fe(oh)2的关键与方法由于fe(oh)2具有很强的还原性，易被氧化为fe(oh)3，在实验室中制备fe(oh)2，并使fe(oh)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：fe22oh=fe(oh)2。(1)成功关键溶液中不含fe3和o2等氧化性物质； 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。(2)制备fe(oh)2时常采用的方法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)；将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；将碱直接加到亚铁盐溶液的底部使生成的fe(oh)2与空气隔离；在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有机溶剂)。学习任务2fe2和fe3的性质及其检验方法1fe2、fe3的性质及相互转化(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)fe2可水解fe(oh)2是弱碱，含fe2的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制fe2的水解，加少量铁粉防止fe2被氧化。(3)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。(4)fe3易水解fe(oh)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而fe3极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。利用fe3易水解的性质，实验室可将fecl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为fecl33h2ofe(oh)3(胶体)3hcl。利用fe3易水解的性质，工业上常用调节ph的方法除去溶液中的铁离子。利用fe3易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。fe3与hco、alo、co、clo等水解呈碱性的离子不能大量共存。(5)fe2与fe3的相互转化用离子方程式表示下列转化：fe2fe32fe2cl2=2fe32cl；3fe24hno=3fe32h2ono；2fe3fe=3fe2；cu2fe3=cu22fe2。2fe2、fe3的检验(1)fe2的检验取少量被检验的溶液，滴加kscn溶液，无现象，再通入cl2，若变成血红色溶液，说明有fe2存在(验证时不能先通氯气)。反应方程式：2fe2cl2=2fe32cl，fe33scn=fe(scn)3(血红色)。取少量被检验的溶液，加入naoh溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有fe2存在。反应方程式：fe22oh=fe(oh)2(白色沉淀)，4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3(红褐色沉淀)。(2)fe3的检验取出少量被检验的溶液，加入kscn溶液，溶液呈血红色，证明有fe3存在。反应方程式：fe33scn=fe(scn)3(血红色)。取出少量被检验的溶液，加入naoh溶液，产生红褐色沉淀，证明有fe3存在。反应方程式：fe33oh=fe(oh)3(红褐色沉淀)。1为了验证fe3的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是_。解析：cuso4与fecl3不反应；生成agcl白色沉淀，与fe3无关。答案：2检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可使用的试剂是()anaohbkmno4ckscn d解析：选b。a.若加入naoh，硫酸亚铁发生反应产生的白色fe(oh)2会被硫酸铁发生反应产生的红褐色的fe(oh)3遮挡，不容易观察到，因此不能检验，错误。b.kmno4有氧化性，硫酸亚铁有还原性，会发生氧化还原反应，使kmno4的紫色褪去，而硫酸铁不能与kmno4发生反应，因此可以作为检验试剂，正确。c.kscn与硫酸铁会发生反应，使溶液变血红色，而硫酸亚铁不能反应，因此无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变血红色，因此无法检验，错误。d.苯酚与硫酸铁溶液发生显色反应，使溶液变为紫色，而与硫酸亚铁不能发生反应，无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变紫色，所以不能作为检验试剂，错误。检验fe2和fe3时的注意事项(1)检验fe2时不能先加氯水后加kscn溶液，也不能将加kscn后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可以氧化scn)。(2)当溶液浓度较稀时，利用观察法或加naoh溶液的方法都不宜检验fe2和fe3的存在。(3)fe3、fe2、cl同时存在时不能用酸性kmno4溶液检验fe2(cl能还原酸性kmno4，有干扰)。(4)检验fe2、fe3的其他方法检验fe2最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾k3fe(cn)6：3fe22fe(cn)63=fe3fe(cn)62(蓝色)。检验fe3也可用苯酚(c6h5oh)，在fecl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。 提升一fe2、fe3的性质及相互转化1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、al3bal3cfe2、nhdfe3解析：选b。2na2o22h2o=4naoho2，fe2转变为fe3，fe3转变为fe(oh)3沉淀析出，al3转变为alo，nh转变为nh3，nh减少。没有过滤，再加入过量稀盐酸，fe(oh)3沉淀转变为fe3，所以fe2减少，fe3增多，alo再转变为al3，几乎不变。2下列除杂的操作不正确的是()amgcl2溶液中混有少量fecl3：加入足量mgo充分反应后过滤bfecl2溶液中混有少量fecl3：加入过量铁粉充分反应后过滤ccucl2溶液中混有少量fecl3：加入naoh溶液充分反应后过滤dcucl2溶液中混有少量fecl2：先加入h2o2将fe2氧化成fe3，再加入cuo充分反应后过滤解析：选c。fecl3溶液中存在水解平衡：fecl33h2ofe(oh)33hcl，加入mgo与h反应，上述平衡右移，使fe3转化成fe(oh)3而除去，a正确；加入过量铁粉，fecl3与fe反应生成fecl2而达到除杂的目的，b正确；先用h2o2将fe2氧化成fe3，再利用fecl3的水解，加入cuo与h反应，将fe3转化成fe(oh)3而除去，d正确；c项中加入naoh溶液，cu2、fe3均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。提升二fe2、fe3的检验3下列离子的检验方法合理的是()a向某溶液中滴入kscn溶液，溶液呈血红色，说明原溶液中不含fe2b向某溶液中通入cl2，然后再加入kscn溶液，溶液变血红色，说明原溶液中含有fe2c向某溶液中加入naoh溶液，得红褐色沉淀，说明原溶液中含有fe3d向某溶液中加入naoh溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有fe2，不含有mg2解析：选c。a.原溶液呈血红色，说明含fe3，无法判断是否含有fe2；b.原溶液 呈血红色，说明反应后溶液中含fe3，但cl2有氧化性，无法判断原溶液中是含有fe2还是含有fe3；c.原溶液红褐色沉淀，说明原溶液中含有fe3；d.原溶液白色沉淀红褐色沉淀，说明原溶液中含有fe2，但由于红褐色的掩盖，无法判断是否含有mg2。4工业上由黄铜矿(主要成分cufes2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体a中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓h2so4 b稀hno3cnaoh溶液d氨水(2)用稀h2so4浸泡熔渣b，取少量所得溶液，滴加kscn溶液后呈血红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在fe2的方法是_(注明试剂、现象)。解析：(1)冰铜(mcu2snfes)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(cu2o、cu)、熔渣和so2气体(a)。so2是一种酸性氧化物，可用naoh溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加kscn溶液呈血红色，说明含有fe3。可利用fe2的还原性来检验溶液中是否存在fe2，加入酸性kmno4溶液，酸性kmno4溶液褪色，说明还存在fe2。答案：(1)cd(2)fe3另取少量溶液，滴加酸性kmno4溶液，酸性kmno4溶液褪色，说明还存在fe21.含fe3、fe2的混合溶液中fe3、fe2的检验（1）fe3的检验 溶液变血红色，说明含有fe3试纸变蓝色，说明含有fe3(2)fe2的检验kmno4溶液紫红色褪去，说明含有fe2溴水褪色，说明含有fe2 2fe2、fe3性质的应用(1)判断离子共存fe3与i、s2、so因发生氧化还原反应而不能大量共存。fe2与clo、mno、no(h)等离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。(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，抑制fe2水解。fe3的盐溶液：加少量相应的酸抑制fe3水解。学习任务3铜及其化合物的性质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)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：2cuo2co2h2o=cu2(oh)2co3(绿色固体)。2cuscu2s。与氧化性酸反应a与浓硫酸共热的化学方程式：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盐酸反应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4cuso45h2ocuso45h2o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)，可作为检验水的依据。1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。()(2)过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有no2、no和h2。()(3)cuo是黑色固体，与水反应生成cu(oh)2。()(4)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈。()(5)将cucl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，制得无水cucl2固体。()(6)(2018高考江苏卷)cu与fecl3溶液反应可生成cucl2。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2为了比较铁和铜的金属活动性强弱，某化学研究小组的同学设计了如下方案，并将实验结果记录如下：方案现象或产物将铁片置于cuso4溶液中铁片上有亮红色物质析出将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧产物分别为fecl3和cucl2续表方案现象或产物将铁片和铜片分别放入热的浓硫酸中产物分别为fe2(so4)3和cuso4将铁片和铜片分别放入稀硫酸中铁片上有气泡逸出，铜片上没有气泡逸出将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接铁片逐渐溶解，铜片上有气泡逸出能根据上述现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有()a2种b3种c4种d5种解析：选b。铁能置换出铜，可证明铁比铜活泼；铁能置换出稀硫酸中的氢，而铜不能，可证明铁比铜活泼；铁、铜、稀硫酸形成原电池，铁做负极，铜做正极，可证明铁比铜活泼，共有3种方案符合题意，选项b正确。(1)通常利用反应：2cuo22cuo除去混合气体中的少量o2或用于测定混合气体中o2的含量。(2)无水cuso4常用作水的检验剂；由于其吸水效率低，一般不用作干燥剂。(3)铜可在o2和h共存环境中逐渐溶解，如2cuo22h2so4=2cuso42h2o。(4)溶液中的cu2常为蓝色(浓cucl2溶液为蓝绿色，稀cucl2溶液为蓝色)，可作为cu2的判定依据，如cuso4溶液呈蓝色。(5)cu2与碱反应生成蓝色沉淀cu(oh)2，这是鉴定cu2的原理之一。 提升一铜及其化合物的性质1现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是()sio2na2sio3cuso4cucl2sio2h2sio3cuocu(oh)2na2o2na2so4abcd解析：选b。sio22naoh=na2sio3h2o；cuso4bacl2=baso4cucl2；sio2不溶于水，不能一步生成h2sio3；cuo不溶于水，不能一步生成cu(oh)2；na2o2so2=na2so4。2(双选)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，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；无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：选cd。稀盐酸可以与cu2(oh)2co3反应，而不能与cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿cu2(oh)2co3，、有因果关系，a错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，b错误；硫酸铜与氨水生成cu(oh)2，cu(oh)2受热分解生成黑色cuo，、均正确，但没有因果关系，c正确；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，有新物质生成，属于化学变化，cuso4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，d正确。提升二铜及其化合物的制备3孔雀石的主要成分为cu2(oh)2co3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：(1)反应能观察到的现象是_，有关反应的化学方程式为_。(2)反应加入的金属可能是_，有关反应的离子方程式为_。(3)操作a可能的方法是_，欲除掉的杂质为_；要从操作a所得到的溶液中得到溶质的晶体，需要进行的操作是_。解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为cu2(oh)2co32h2so4=2cuso4co23h2o。(2)(3)经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有cuso4，加入的金属粉末能将cu2从溶液中置换出来即可，故金属可能是fe或zn等；要从滤液中得到cuso4晶体，需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。答案：(1)固体逐渐消失，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生cu2(oh)2co32h2so4=2cuso4co23h2o(2)铁粉fecu2=fe2cu(答案合理即可)(3)过滤难溶于水和稀硫酸的杂质加热浓缩、冷却结晶4某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制cuo，其设计的实验过程为(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是_。a灼烧过程中部分氧化铜被还原b灼烧不充分铜未被完全氧化c氧化铜在加热过程中分解生成铜d该条件下铜无法被氧气氧化(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净cuo，与途径相比，途径有明显的两个优点是_。(3)有同学指出，由cuso4溶液到生成cuo少了一个环节，即应先生成cu(oh)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解cu(oh)2得cuo。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是_。acuo比cu(oh)2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离bcu(oh)2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解c干态下分解cu(oh)2，温度难以控制，可能因温度过高导致cuo进一步分解生成cu2od过滤分离出的cuo不需洗涤就已非常纯净答案：(1)ab(2)耗酸少，无污染性气体so2产生(3)d铜的冶炼“三方法”(1)湿法炼铜：fecuso4=feso4cu。(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：2cufes24o2cu2s3so22feo(炉渣)2cu2s3o22cu2o2so22cu2ocu2s6cuso2粗铜中铜的含量为99.5%99.7%，主要含有ag、zn、fe、au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜做阳极，失电子变为cu2，用纯铜棒做阴极即可得到精铜。(3)生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点：成本低；污染小；反应条件简单；含量(品位)很低的矿石也可以被利用。 1(2017高考江苏卷)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。碱式氯化铜有多种制备方法：(1)方法1: 4550 时，向cucl悬浊液中持续通入空气得到cu2 (oh)2 cl23h2o, 该反应的化学方程式为_。(2)方法2: 先制得cucl2，再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成cucl2，fe3对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。 m的化学式为_。解析：(1)在h2o存在的条件下，cucl能被空气中的o2氧化生成cu2(oh)2cl23h2o，根据得失电子守恒配平反应的化学方程式。(2)由题图知，o2氧化m生成m，根据题意“fe3对该反应有催化作用”，则m为fe2。答案：(1)4cuclo28h2o2cu2(oh)2cl23h2o(2)fe22(2016高考全国卷)某班同学用如下实验探究fe2、fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol/l的溶液。在fecl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取2 ml fecl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴kscn溶液，溶液变红，说明cl2可将fe2氧化。fecl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 ml fecl2溶液中先加入0.5 ml煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴kscn溶液，溶液变红，煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 ml 0.1 mol/l ki溶液，加入6 ml 0.1 mol/l fecl3溶液混合。分别取2 ml此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加入1 ml ccl4充分振荡、静置，ccl4层显紫色；第二支试管中加入1滴k3fe(cn)6 溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入1滴kscn溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在i过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。解析：(1)fe2具有还原性，fecl2溶液易被氧化而变质，配制fecl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止fe2被氧化。(2)溶液变红，说明有fe3生成，则fecl2溶液与氯水反应生成fecl3，离子方程式为2fe2cl2=2fe32cl。(3)甲组实验中，fecl2易被空气中的o2氧化，会生成fecl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。(4)实验中k3fe(cn)6溶液的作用是检验fe2。根据实验，ccl4层显紫色，说明有i2生成，根据实验，生成蓝色沉淀，说明有fe2生成，根据实验，溶液变红，说明有fe3剩余，i过量的情况下，溶液中仍含有fe3，由此说明该反应为可逆反应。答案：(1)防止fe2被氧化(2)2fe2cl2=2fe32cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)fe2fe3可逆反应3(2019高考全国卷)硫酸铁铵nh4fe(so4)2xh2o是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：回答下列问题：(1)步骤的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_。(2)步骤需要加热的目的是_，温度保持8095 ，采用的合适加热方式是_。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_(填标号)。(3)步骤中选用足量的h2o2，理由是_。分批加入h2o2，同时为了_，溶液要保持ph小于0.5。(4)步骤的具体实验操作有_，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为_。解析：(1)除去铁屑表面油污的方法是用热纯碱溶液清洗铁屑，再用水洗。(2)铁与稀硫酸反应时加热，可提高反应速率。温度低于水的沸点，可以用热水浴加热，受热均匀且便于控制。含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有硫化氢生成。氢气不与碱溶液反应，而硫化氢能与碱溶液反应，硫化氢在水中溶解度小，故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去，又因为硫化氢与碱反应较快，容易引起倒吸，c装置倒置漏斗能防倒吸。故宜选择c装置吸收硫化氢。(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，加入足量双氧水的目的是将fe2全部氧化为fe3，发生反应为2fe2h2o2 2h=2fe32h2o，从生成物看，又不引入杂质。铁离子对双氧水分解起催化作用，分批加入双氧水，避免反应过快、放出热量较多，减少双氧水分解，以免造成氧化剂损失；铁离子易水解，保持溶液呈强酸性，避免铁离子发生水解反应生成氢氧化铁。(4)步骤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体，故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。(5)失重5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为nh4fe(so4)2xh2o，由题意知，解得x12。答案：(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴c(3)将fe2全部氧化为fe3；不引入杂质防止fe3水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)(5)nh4fe(so4)212h2o一、单项选择题1(2020淮北模拟)天工开物记载：“黄矾所出又奇甚，乃即炼皂矾炉侧土墙，刮取下来。染家用之，金色淡者涂炙，立成紫赤也。”皂矾feso47h2o；黄矾fe2(so4)310h2o；赤矾fe2o3下列有关说法正确的是()a皂矾可用于碱性花木土壤补铁b皂矾变为黄矾是受热脱水过程c黄矾受热分解可以获得赤矾d矾是含结晶水的硫酸盐矿石解析：选c。feso4溶液呈酸性，不能用于碱性花木土壤补铁，故a错误；feso47h2o变为fe2(so4)310h2o是氧化过程，故b错误；fe2(so4)310h2o受热分解可以生成fe2o3、so3、h2o，故c正确；赤矾fe2o3 不是硫酸盐，故d错误。2坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中正确的是()a铁元素属于过渡元素，其原子序数为26b单质铁与浓硫酸在常温下不反应c铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性d与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁反应速率比生铁快解析：选a。铁是26号元素，属于第族元素，为过渡元素，故a正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，但并不是铁和浓硫酸不反应，故b错误；亚铁离子既有还原性，又有氧化性，故c错误；纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳与盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故d错误。3下列物质不能通过化合反应直接制得的是()afecl2bnahso3ccu(oh)2dfe(oh)3解析：选c。c项，氧化铜和水不能反应。d项，4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。4(2020沧州高三模拟)铁片投入下列溶液后，铁片质量减少，但无气体产生的是()a冷浓hno3bcu(no3)2溶液c稀硫酸dfe(no3)3溶液解析：选d。fe在冷浓硝酸中钝化，铁片质量增加；fe和cu(no3)2反应，在fe片上附有cu，铁片质量增加；fe和稀h2so4反应有h2产生；fe与fe(no3)3反应无气体放出，生成fe(no3)2，铁片质量减少。5下列各组物质中，x是主体物质，y是少量杂质，z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是()选项abcdxfecl2溶液fecl3溶液fefeso4溶液yfecl3cucl2alfe2(so4)3zcl2fenaoh溶液cu解析：选c。cl2与fecl2反应，a错误；fe与fecl3、cucl2均反应，b错误；d项有新的杂质cuso4生成，d错误。6(2020徐州模拟)已知cuo经高温灼烧生成cu2o，cu2o与h发生反应：cu2o2h=cucu2h2o。将经高温灼烧后的cuo样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是()a如果溶液变为蓝色，同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了cu2ob溶液中最终可能有紫红色固体出现c该实验的结果无法说明cuo分解的程度d如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明cuo没有分解解析：选c。解答此题的关键是明确稀硝酸具有酸性和强氧化性，能溶解cuo、cu2o和单质cu，因而该实验的结果无法说明cuo分解的程度。7(2020河北三市联考)化学美无处不在，如图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是()选项物质a物质b物质c物质dacu2(oh)2co3ba(oh)2fe(oh)3酚酞试液bcuoagno3fe2o3紫色石蕊试液ccu2obacl2fe2o3和cu酚酞试液dcu(oh)2ba(no3)2fe(oh)2紫色石蕊试液解析：选d。稀硫酸与fe(oh)3、fe2o3反应得到的fe2(so4)3溶液，呈棕黄色，稀硫酸遇酚酞试液显无色，a、b、c项均错误；稀硫酸与cu(oh)2反应得到的cuso4溶液呈蓝色，稀硫酸与ba(no3)2反应得到的baso4是白色沉淀，稀硫酸与fe(oh)2反应得到的feso4溶液呈