浙江专版2019版高考化学大一轮复习专题四从矿物到基础材料课时2铁铜的获取及应用课件.ppt

1、课时2铁、铜的获取及应用,考纲导航,考点一铁的性质、铁的氧化物与氢氧化物 主干精讲 1铁的存在和物理性质,(1)铁的存在 铁在自然界中主要以化合态的形式存在，陨铁以游离态的形式存在。 常见的铁矿：磁铁矿主要成分为_ (填化学式，下同)，赤铁矿(主要成分为_)，黄铁矿(主要成分为FeS2)。 (2)铁的物理性质 铁是电和热的良导体，能被磁铁吸收，纯铁具有很强的抗腐蚀能力。,Fe3O4,Fe2O3,2.铁的化学性质,3.铁的氧化物,Fe22Fe3,4H2O,Fe2O36H,+2I=2Fe2,I23H2O,Fe3O48H,2I=3Fe2I2,4H2O,4.铁的氢氧化物,Fe33OH=Fe(OH)3,

2、4Fe(OH)2O22H2O,=4Fe(OH)3,典例剖析 【例1】(201510月浙江选考)某酸性废液中含有Fe3、Cu2、Ba2三种金属离子，有同学设计了下列方案对该废液进行处理(所加试剂均稍过量)，以回收金属，保护环境。,请回答： (1)沉淀a中含有的单质是_。 (2)沉淀c的化学式是_。 (3)溶液A与H2O2溶液在酸性条件下反应的离子方程式是_ _。,解析根据题中实验流程，在含有Fe3、Cu2、Ba2三种金属离子的酸性废液中。加入铁屑，得沉淀a中含有Cu和过量的Fe；溶液A中加入H2O2目的是把Fe2氧化成Fe3，加入NaOH溶液，得红褐色沉淀b为Fe(OH)3；溶液B中加入Na2C

3、O3溶液，沉淀c为BaCO3沉淀。 答案(1)Cu、Fe (2)BaCO3(3)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O,【例2】(20164月浙江选考)下图中，固体A是铁锈的主要成分。,请回答： (1)白色沉淀E的化学式_。 (2)写出AB的化学方程式_。 (3)写出CD在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式_ _。,【例3】把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是(),A反应后生成的盐只为Fe(NO3)3 B反应后生成的盐只为Fe(NO3)2 C反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比 为

4、13 D反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比 为31,答案C,【例4】用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。,.方法一：用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。 (2)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：在如图所示装置中，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)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试

5、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，其理由是_。,解析.方法一：(1)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。(2)避免生成的Fe(OH)2被空气(氧气)氧化。 .方法二：试管是开口式的，无法用产生的气体将溶液压入试管中，所以应在试管中制取FeSO4，而在试管中盛NaOH溶液。将Fe与稀H2SO4放入试管后，产生的H2可从试管内短管处排出试管内的空气，经过止水夹进入试管内的NaOH溶液中，再排尽NaOH溶液和试管内的空气，然后关闭止水夹，试管内产生的H2无法逸出，压强增大，将FeSO4溶液通

6、过长导管压入试管内的NaOH溶液中，在此过程中，液体都处于H2环境中，从而避免了空气中的O2将反应生成的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3。,答案.(1)煮沸(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 .(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管出口处排出H2的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管中反应生成的H2将所用溶液和装置内的空气排尽，且外界空气不容易进入装置，可防止白色的Fe(OH)2沉淀被氧化,考点精练 1下列说法正确的是(),AFe在一定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3 BFe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶解，溶液显血红色 CFeCl2溶液蒸干灼

7、烧后得到FeCl2固体 D将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体 解析高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，A项错；Fe3O4溶于盐酸生成Fe3和Fe2，B项正确；FeCl2易水解，在空气中蒸干灼烧产物为Fe2O3，C项错；将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中，得到Fe(OH)3沉淀而不是胶体，故D错误。 答案B,2(2016杭州学军中学模拟)a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg 5种金属中的一种。已知：(1)a、c均能与稀硫酸反应放出气体；(2)b与d的硝酸盐反应，置换出单质d；(3)c与强碱反应放出气体；(4)c、e在冷浓硫酸中发生钝化由此可判

8、断a、b、c、d、e依次为(),AFe、Cu、Al、Ag、Mg BAl、Cu、Mg、Ag、Fe CMg、Cu、Al、Ag、Fe DMg、Ag、Al、Cu、Fe,解析a、c均能与稀硫酸反应放出气体，说明a、c排在氢前面，c与强碱反应放出气体，c为铝，c、e在冷浓硫酸中发生钝化，所以e为铁，a为镁，b与d的硝酸盐反应，置换出单质d，说明b排在d的前面，即b为Cu，d为Ag。 答案C,3(2016嘉兴高一期末)在由Fe、Fe2O3组成的混合物中加入100 mL 2 molL1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出224 mL气体(标准状况)，此时向溶液中加入KSCN溶液无明显现象，则反应前混合物中Fe

9、、Fe2O3的物质的量之比为(),A43 B34 C23 D32,Fe2H=Fe2H2 001mol 0.01mol 设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol， Fe2O32Fe3Fe y mol (x0.01) mol 根据题意，列方程得：x0.01y， 根据氯元素守恒：2x2y20.12， 联立方程，解得：x0.04 mol、y0.03 mol， 则反应前混合物中Fe、Fe2O3的物质的量之比为0.04 mol 0.03 mol43。 答案A,【易错警示】 1铁的反应产物判断,(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而Fe与盐

10、酸反应生成FeCl2； (2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4； (3)铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3。,2FeO、Fe3O4、Fe2O3与酸反应应注意的问题,(1)FeO中Fe为2价，与非氧化性酸(如盐酸、稀H2SO4)反应时生成Fe2；与氧化性酸(如HNO3)反应时生成Fe3。 (2)Fe3O4的组成可理解为FeOFe2O3，与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)反应时生成Fe2和Fe3；与氧化性酸(如HNO3)反应时生成Fe3；与还原性酸(如HI)反应时生成Fe2。 (3)Fe2O3中Fe为3价，与非氧化性酸或氧化性酸反应时只生成

11、Fe3；与还原性酸(如HI、H2SO3)反应时生成Fe2。,考点二Fe2、Fe3的性质和检验 主干精讲 1Fe2、Fe3的性质,还,原性,还,原性,Fe粉,氧化性,HCl,Fe2Fe3，在氧化剂的作用下，可实现该转化，如Fe2与Cl2反应的离子方程式为_。 Fe3Fe2，在还原剂的作用下，可实现该转化，如Fe、 Cu等，有关反应的离子方程式分别为_、 _。,2Fe2Cl2=2Fe32Cl,2Fe3Fe=3Fe2,2Fe3Cu=Cu22Fe2,2Fe2、Fe3的鉴别,(1)直接观察颜色：Fe2的溶液呈浅绿色，Fe3的溶液呈棕黄色。 (2)利用显色反应： ,有关离子方程式：Fe3SCN=Fe(SC

12、N)2或Fe33SCN=Fe(SCN)3 ,(3)利用铁化合物沉淀的颜色：,有关反应式：Fe22OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3 Fe33OH=Fe(OH)3 (4)利用Fe3的氧化性,有关离子方程式：2Fe32I=2Fe2I2 (5)利用Fe2的还原性,提醒：以上方法以KSCN溶液鉴别最常用。,典例剖析 【例1】(20174月浙江选考)由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO47H2O)，再通过绿矾制备铁黄FeO(OH)的流程如下：,解析蒸干过程中，考虑Fe2容易氧化成Fe3，易选出C选项错误。 答案C,【例2】下列除杂的

13、操作不正确的是(),AMgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 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,答案C,【例3】FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。,经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置

14、略去)及操作步骤如下：,检验装置的气密性； 通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气； 用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成： 体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。 请回答下列问题： (1)装置A中反应的化学方程式为_。 (2)第步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第步操作是_。,(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)_。 (4)装置B中冷水浴的作用为_； 装置C的名称为_。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。 (6)该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2

15、S，得到单质硫，则FeCl3与H2S反应的离子方程式为_。,考点精练 1a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到a g铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为(),A17 B71 C78 D87 解析分析本题涉及的两个反应 FeH2SO4=FeSO4H2 FeCuSO4=FeSO4Cu 为失重反应，为增重反应，反应完毕析出铜粉质量等于原铁粉质量，假设有64 g Cu生成，那么反应消耗m(Fe)64 g,答案B,2下列离子的检验方法合理的是(),A向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2 B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色， 说明原溶

16、液中含有Fe2 C向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液 中含有Fe3 D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A项，加入KSCN溶液后呈血红色，说明含Fe3，但不能说明是否含有Fe2。B项，通入Cl2后再加入KSCN溶液变血红色，说明所得的溶液中含Fe3，而原溶液中是否含有Fe3、Fe2无法判断。C项，加NaOH溶液得红褐色沉淀，说明含有Fe3。D项，当溶液中含有Fe2和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时，同样会出现上述现象，因为Fe(OH)2转变为Fe(OH)3时，颜色很容易掩盖其他的白色沉淀。 答案C

17、,3(2016浙江余姚中学高二下期中)电子工业常用30%的氯化铁溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制作印刷电路板。某工艺对腐蚀废液的处理采用了下列实验方案：,(1)加入的过量物质的化学式是_， 写出主要反应的化学方程式_。 (2)滤渣的成分是_，操作的名称是_，加过量反应的离子方程式是_ _。 (3)将合并通入后溶液颜色变化为_，该反应的离子方程式为_。 (4)该实验方案的目的是_。,解析本题主要考查Fe、Fe2和Fe3之间的相互转化的有关知识。腐蚀废液中含有Fe3、Fe2、Cu2， 根据上述实验方案可以看出最后回收了铜，可以得出滤渣为铜，由铁及其化合物的相互转化关系可判断试剂为铁。然后依次推断出其

18、他各组分的成分。 答案(1)Fe2FeCl3Fe=3FeCl2、CuCl2Fe=FeCl2Cu(2)Fe、Cu过滤Fe2H=Fe2H2(3)浅绿色变为棕黄色2Fe2Cl2=2Fe32Cl (4)重新获得三氯化铁溶液，并回收金属铜,【归纳总结】 1“铁三角”中的转化关系,2混合物中Fe3、Fe2的除去方法,(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法： 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与Fe3水解产生的 H反应，促进Fe3的水解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 (2)除去Cu2中混有的Fe3的方法： 向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(O

19、H)2CO3中之一，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3的水解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。,(3)除去Mg2中混有的Fe2的方法： 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按1的方法除去溶液中的Fe3。 (4)除去Cu2中混有的Fe2的方法： 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按2的方法除去溶液中的Fe3。,(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。,考点三铜的性质与冶炼合金及金属矿物的开发利用 主干精讲 1单质铜,(2)铜的化学性质,2铜的存在、制备与精炼,常见的铜矿有_ (主要成分为CuFeS2)、_ 主要

20、成分为CuCO3Cu(OH)2等。自然界中也存在少量的单质铜。 工业上主要采用_ (主要成分是_)的方法获得铜。用这种方法冶炼得到的铜，含铜量为_，还含有_等杂质。要达到电气工业生产用铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼得到的铜还必须经过_，电解精炼得到的铜，含铜量高达99.95%99.98%。,黄铜矿,孔雀石,高温冶炼黄铜矿,CuFeS2,99.5%99.7%,Ag、Au、Fe、Zn,电解精炼,(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有_的物质。 (2)性能： 多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点_。 合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度_。,3合金,金属特性,低,大

21、,4金属的冶炼方法,典例剖析 【例1】(20174月浙江选考)为探究黑色固体X(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：,请回答： (1)X的化学式是_。 (2)固体甲与稀硫酸反应的离子方程式是_。 (3)加热条件下氨气被固体X氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式_。,【例2】(201610月浙江选考)为探究不溶性盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：,请回答： (1)X的组成元素为H、O和_(用元素符号表示)，化学式为_。 (2)写出经一步反应能得到X的化学方程式(要求非氧化还原反应)_。,考点精练 1(2016杭州市余杭区高一上期末)根据下列框图分析，下列说法

22、正确的是(),AE3的氧化性比M2的氧化性弱 B在反应中硫酸既表现了酸性、又表现了氧化性 C反应的离子方程式可表示为3SCNE3=E(SCN3) D在反应中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀,解析依流程图推知M为金属Cu，E为金属Fe。Fe3的氧化性强于Cu2，A项错误；在反应中硫酸只表现了酸性，B项错误；Fe3与SCN反应得到的是络合物，不是沉淀，C项错误；反应为：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O，可见反应过程消耗H，pH增大，有可能生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，D项正确。 答案D,2将表面被氧化的铜片和铁片，同时加入足量稀盐酸中，除尽氧化膜。再经充分反应后，溶液中一定含有的金属离子是(),AFe3和Cu2 BFe2和Cu2 CFe2 DFe2和Fe3 解析铜片和铁片的表面有CuO和Fe2O3，加入足量的稀盐酸，先发生如下两个反应：CuO2H=Cu