高三化学一轮复习 铁、铜及其化合物学案

1、铁、铜及其化合物复习目标1了解铁、铜及其重要化合物的主要性质和重要应用。2了解铁、铜的不同类型化合物之间转化的条件和方法，认识化学在金属矿物等自然资源综合利用方面的重要作用。知识清单考点一 铁及其化合物一、铁1物理性质2化学性质与非金属反应(O2、Cl2、S)与水蒸气反应的化学方程式为： 。与酸反应与非氧化性酸如与稀H2SO4、盐酸等反应，其离子方程式为： 。与氧化性酸如与稀HNO3反应，一般不产生H2，常温下，可被 、 钝化。a稀HNO3过量时生成Fe3+，其离子方程式： b铁过量时生成Fe2+，其离子方程式： 与盐溶液反应能与活动性较弱的金属盐溶液反应，如Fe和CuSO4溶液反应的离子方程

2、式为： 。与FeCl3溶液反应，其离子方程式为： 。二、铁的氧化物和氢氧化物1铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁色态化学式与酸反应产生的离子HClHNO32铁的氢氧化物氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式颜 色化学性质O2HCl加热制 法典型例析例1、取100mL 0.2mol/L FeCl3溶液置于烧杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反应后仍有固体剩余，下列叙述一定正确的是（设溶液体积不变，不考虑水解因素）A若烧杯中有Fe无Cu，c(Fe2+)=0.2 molL1B若烧杯中有Cu无Fe，c(Fe2+)=0.3 molL1C若烧杯中有Cu无Fe，c(C1)=0.6 molL1D若烧杯中

3、Cu、Fe均有，c(Fe2+)=0.3 molL1互动探究：在符合C、D两项要求的溶液中，金属阳离子的存在情况如何？酸化的CuSO4溶液含有少量FeSO4和Fe2(SO4)3，pH=1.7试剂A溶液M试剂B操作沉淀物溶液N操作某电极增重a g另一电极上产生标准状况下的气体VmL例2、某学生拟用含有FeSO4和Fe2(SO4)3的CuSO4溶液提纯CuSO4，并测定铜的相对原子质量，其实验流程如下图所示：已知氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe3+1.93.2Fe2+7.09.0Cu2+4.76.7供选择的试剂有：Cl2、H2O2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu试回答下

4、列问题：试剂A的化学式为 ，加入试剂A反应的离子方程式为 ，试剂B的化学式为 ，加入B的作用是 ，操作的名称是 。操作中所用仪器装置如图所示：则X应接直流电源的 极，Y电极上发生的电极反应式为： 。考点二 铁三角、铜及其化合物一、“铁三角”二、Fe2+和Fe3+的检验1Fe2和Fe3的检验(1)溶液颜色含有Fe2的溶液显浅绿色含有Fe3的溶液显棕黄色(2)用KSCN溶液和氯水流程：有关反应：Fe33SCN= Fe(SCN)3(血红色)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)用NaOH溶液流程：有关反应：Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色)Fe22OH=Fe(OH)2(白色沉淀)4Fe(OH)2O

5、22H2O=4Fe(OH)3三、铜1铜元素的存在与物理性质2化学性质与非金属反应（O2、S、Cl2） 、 、 。与盐反应（如AgNO3 、FeCl3等）与强氧化性酸反应浓HNO3： ，稀HNO3： 。3铜的冶炼： 。要点精析一、合金的性质和金属的冶炼1合金： 2炼铁与炼钢的比较 炼 铁炼 钢基本原理主要原料主要反应及作用1热源2还原剂生成3铁的还原1氧化剂2降碳、硅、锰3去硫、磷设 备平炉、转炉、电炉3金属的性质与冶炼金属活动性顺序K Ca NaMg Al ZnFe Sn PbHCu Hg AgPt Au主要冶炼方法二、铁与稀硝酸反应的解题规律1明确哪种物质过量；2根据两种物质的量分析讨论判断

6、，根据反应方程式；HNO3过量时：Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 +NO+2H2O Fe 过量时：Fe +2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)22+得总方程式：3Fe +8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 +2NO+4H2O，可以用数轴表示；3注意不同范围产物的变化， 。 ， 。， 。典型例析例1、在一次化学兴趣小组活动中，一小组利用物质间互变，设计成一平面“魔方”，如图所示：已知：A、B、C、D、G含有同一种元素。 有下列表格：E是通常情况下密度最小的气体；B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀；在水溶液中B也能将一种气体氧化物氧化为F，F是含有三种元素的化

7、合物，与A反应生成E和G。根据以上信息填空：（1）写出D的化学式 ；G生成C的过程中所出现的现象为 。（2）写出下列反应的化学方程式：EA ；AB 。（3）BF的离子方程式为 。例2、铜是重要的金属材料。(1)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜，该反应中氧化剂为_。电解粗铜制取精铜，电解时，阳极材料是_，电解液中必须含有的阳离子是_。(2)在100 mL 18 molL1浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，反应中被还原的H2SO4_mol。(3)电子工业曾用30%的FeCl3溶液腐蚀覆盖铜箔的绝缘板制印刷电路板，为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重新得到FeCl3溶液，设计如下实验流程

8、。上述流程中，所加试剂的化学式为：X_，Y_，Z_；第步反应的离子方程式为_仿真练习1.下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是()A.Fe3O4为红棕色晶体B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入氯气D.Fe3+与KSCN试剂产生红色沉淀2.向下列物质分别与少量氯水反应所得的溶液中滴入KSCN溶液,不一定显红色的是()A.氧化铁B.铜铁合金 C.Fe(OH)3D.FeCl23.如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是()A.Fe+4H+N=Fe3+N

9、O+2H2OB.Fe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2OC.Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2OD.3Fe(OH)2+10H+N=3Fe3+NO+8H2O4.为使Fe2+、Fe3+、Zn2+较完全地形成氢氧化物沉淀,溶液的酸碱度(pH)分别为7.7、4.5、6.6。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质离子,为除去这些离子制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是()A.H2O2,ZnO B.氨水 C.KMnO4,ZnCO3 D.NaOH溶液5.下列中学常见实验的现象或表述正确的是()A.过量的铁投入到一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液显红色B

10、.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁C.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液23滴即可D.向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后,将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会,然后冷却、过滤,滤纸上的物体为“蓝色固体”6.某晶体水溶液中加入Fe2+的溶液,再加稀硝酸溶液立即变红,另取该晶体,加入NaOH溶液共热产生一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则这种晶体是()A.KSCNB.NH4SCN C.NH4Cl D.FeCl37.氧化亚铁溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色

11、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,上述白色沉淀和残渣分别是()A.Fe(OH)3Fe2O3B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3D.Fe(OH)2Fe3O48.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是()A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+ B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+ D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+9.用一定量的铁与足量的稀硫酸

12、及足量的CuO制单质铜,有人设计了以下两种方案:FeH2CuCuOCuSO4Cu若按实验原则进行操作,则两者制得单质铜的量为()A.一样多 B.多 C.多 D.无法判断10.某CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL,已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解),且S的物质的量浓度为6 molL-1,则此溶液最多可溶解铁粉的质量为()A.5.6 gB.11.2 g C.22.4 g D.33.6 g11. 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30035

13、0,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持续加热约3小时,可发生如下反应:2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl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,下列有关说法中正确的是(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:_。12.如图所示,此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中

14、被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 molL-1的硫酸,其他试剂任选。填写下列空白:(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的药品是。A中反应的离子方程式是_。(2)实验开始时先将弹簧夹a(填“打开”或“关闭”)。(3)装置B中生成Fe(OH)2的离子方程式为_。(4)实验完毕,打开b处弹簧夹,放入一部分空气,此时B瓶中发生的反应为_。(5)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。13.碱式硫酸铁Fe(OH)SO4是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下。已知:部分阳

15、离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示。沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀完全沉淀回答下列问题。(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是_。(2)在实际生产中,反应中常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作_。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为_。(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+可部分水解生成聚合离子Fe2(OH。该水解反应的离子方程式为_。(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。

16、根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及N。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为_。A.氯水B.KSCN溶液C.NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液答案考点一例1、CD互动探究： C：一定有Fe2+，一定没有Fe3+，可能有Cu2+。D：只有Fe2+，0.3molL1例2、H2O2，2Fe2+2H+H2O22Fe3+ +2H2O，CuO，消耗溶液中的H+，增大pH，使Fe3+形成Fe(OH)3 沉淀。 过滤负，4OH4e2H2O+O2ABDE考点二例1、 (1)Fe2O3；先产生白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色(2)4H2+Fe3O43Fe+4H2O；2Fe+3Cl22Fe

17、Cl3(3)2Fe3+SO2+2H2O=2Fe2+SO42-+4H+例2、(1)Cu2S、O2粗铜Cu2(2)0.9(3)FeHClCl22Fe2Cl2=2Fe32Cl仿真练习1. C 2. B 3. B 4. A 5. C 6. B 7. B 8. D 9. C 10. C11.【解析】(1)Fe3+有氧化性,I-有还原性,它们可以发生氧化还原反应;(2)根据信息FeCl3转化为FeCl2,铁元素化合价降低,那么氢元素化合价升高,这样就可以写出化学反应方程式;(3)根据反应产物,可以确定为取代反应;(4)根据氧化还原反应概念,确定是正确的;(5)FeCl3转化为FeCl2,另一种物质必须是还

18、原剂。答案:(1)2Fe3+2I-=2Fe2+I2(2)2FeCl3+H22FeCl2+2HCl(3)取代反应(4)(5)2FeCl3+Fe=3FeCl2(其他合理答案均可)12.【解析】(1)题目提供的药品是铁屑和6 molL-1的硫酸,由试剂的状态可以判断装置中分液漏斗盛放的是稀硫酸,而A中预先加入的药品只能是铁屑。(2)打开弹簧夹a,能使产生的H2由A装置进入B装置,从而排出装置中的空气。(3)装置B中,NaOH溶液与A装置生成的FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2沉淀。(4)打开b处弹簧夹,空气进入,O2能将白色的Fe(OH)2氧化成红褐色的Fe(OH)3。(5)若长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,则Fe(OH)2不能与O2接触,、中利用反应产生的H2排出装置中的空气,起保护气的作用;、中加入的汽油或苯覆盖在溶液的上方,防止了Fe(OH)2与空气的接触,从而长时间观察到白色沉淀。答案:(1)铁屑Fe+2H+=Fe2+H2(2)打开(3)Fe2+2OH-=Fe(OH)2(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(5)13.【解析】(1)废铁屑中含有氧化铝,反应中引入了杂质Al3+,加入NaHCO