铁铜的获取及应用Word文件下载.docx

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实验装置

（1）方法一中，装置A的作用

________________________________________________________________________。

方法二中，装湿棉花的作用

（2）实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：

分析铁与稀HNO3反应的关键

一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式：

HNO3过量：

Fe＋4HNO3===Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O，

Fe过量时：

Fe＋2Fe（NO3）3===3Fe（NO3）2，两者相加得总方程式：

3Fe＋8HNO3===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，可以用数轴表示：

解题时需注意量的范围。

即：

①_≥_，产物仅有Fe（NO3）3，HNO3可能有剩余；

②_≤_，产物仅有Fe（NO3）2，Fe可能有剩余；

③_<

_<

_，产物为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，Fe和HNO3都反应完全。

考点二　铁的氧化物、氢氧化物

1．三种氧化物

化学式

FeO

Fe2O3

Fe3O4

俗名

色态

铁元素价态

与盐酸反应生成的离子

Fe2＋

Fe3＋

Fe2＋、Fe3＋

2.两种氢氧化物

Fe（OH）2

Fe（OH）3

白色固体

红褐色固体

与盐酸反应

Fe（OH）2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O

Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

受热分解

2Fe（OH）3

Fe2O3＋3H2O

制法

可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓

可溶性铁盐与碱溶液反应__________________

二者的关系

在空气中，Fe（OH）2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe（OH）3，现象是白色絮状沉淀迅速变成____色，最后变成红褐色，反应方程式为____________________________

4．FeO分别溶于足量稀盐酸、稀硝酸，写出反应的离子方程式。

5．向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100mL1mol·

L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况）气体，在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。

若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是（　　）

　A．11.2gB．5.6gC．2.8gD．无法计算

特别提醒　四氧化三铁可以用氧化物表示为Fe2O3·

FeO，但其是纯净物，而不是混合物。

6．写出Fe（OH）3和HI反应的离子方程式。

考点三　“铁三角”及其应用

7．Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性又有还原性，通常以还原性为主，你知道哪些物质能使Fe2＋转化为Fe3＋？

用离子方程式表示。

8．Fe3＋处于铁的高价态，能与许多强还原性的物质发生反应，请用离子方程式列举你知道的能实现Fe3＋→Fe2＋的反应。

9．如何除去括号中的杂质

（1）Fe2＋（Fe3＋）：

________________________________________________________________________

（2）FeCl3（FeCl2）：

（3）FeCl2（CuCl2）：

（4）Fe（Al）：

（5）Fe2O3（Al2O3、SiO2）：

归纳总结　

（1）判断离子共存,①Fe2＋、Fe3＋均水解，与HCO\o\al（－,3）、AlO\o\al（－,2）、CO\o\al（2－,3）等因水解相互促进，在溶液中不能大量共存。

②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO\o\al（2－,3），Fe2＋与NO\o\al（－,3）（H＋）、ClO－、MnO\o\al（－,4）（H＋）在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。

（2）盐溶液的配制与保存,①Fe2＋的盐溶液：

加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；

加少量相应的酸，防止Fe2＋水解。

②Fe3＋的盐溶液：

加少量相应的酸防止Fe3＋水解。

考点四　检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法

1．溶液颜色

含有Fe2＋的溶液显浅绿色

含有Fe3＋的溶液显黄色

2．用KSCN溶液和氯水

（1）流程：

（2）有关反应：

Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3（血红色）

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

3．用NaOH溶液

溶液

Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓（红褐色）

Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓（白色沉淀）

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

10．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（　　）

①加入足量氯水　②加入足量KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液

A．①③B．③②C．③①D．①②③

考点五　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

反应物质

化学方程式

非金属

O2

1潮湿的空气

（______固体）

2在空气中加热

（____固体）

Cl2

S

氧化性酸

浓H2SO4

浓HNO3

稀HNO3

盐

AgNO3

FeCl3

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

转化关系

3．氢氧化铜

____色____溶于水的固体。

（2）化学性质：

Cu（OH）2属于________，能与____反应生成盐和水。

4．CuSO4·

5H2O

CuSO4·

5H2O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CuSO4·

5H2O），可作为水的检验依据。

11．某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案：

（1）Cu

CuSO4

硫酸铜溶液

5H2O。

（2）Cu

CuO

（3）

对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？

12．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Ⅰ相比，途径Ⅱ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　　　　。

A．CuO比Cu（OH）2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离

B．Cu（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Cu2O

D．过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净

考点六　从自然界获取铁和铜

1．铁、铜在自然界中的存在

铁和铜在自然界中主要以________的形式存在。

常见的铁矿有________（主要成分为Fe3O4）、________（主要成分为Fe2O3）等；

常见的铜矿有________（主要成分为CuFeS2）、________[主要成分为CuCO3·

Cu（OH）2]等。

此外铁在自然界中还以________的形式存在于陨铁中。

自然界中也存在少量的单质铜。

2．铁的冶炼

（1）原料：

________、______、________、________等。

（2）设备：

__________。

（3）反应原理：

用还原剂将铁从其化合物中还原出来。

（4）工艺流程：

从高炉下方鼓入空气与______反应产生______并放出大量的热量；

______再与灼热的________反应，生成______；

______在高温下将氧化铁还原为铁。

有关化学反应方程式：

______________；

________________；

____________________。

特别提醒　铁矿石中含有SiO2需除去：

石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣，有关化学反应方程式：

CaCO3

CaO＋CO2↑；

CaO＋SiO2

CaSiO3（炉渣）。

炉渣的密度比铁水小，故浮在铁水上面，从而分离出去。

3．铜的制备与精炼

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________________。

13．下图表示金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。

根据上图回答下列问题。

（1）铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多？

（2）写出以NaCl、Al2O3、MgCl2、CuO、CuSO4、Ag2O为原料制备Na、Al、Mg、Cu、Ag的化学方程式，并说明它们的制备方法。

　实验报告的补充和完善

【例1】　某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题：

（1）除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是__________。

（2）请帮他们完成以下实验报告：

实验目的：

试剂：

铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。

实验记录（划斜线部分不必填写）：

序号

实验内容

实验现象

离子方程式

实验结论

①

在FeCl2溶液中滴入适量氯水

溶液由浅绿色变为棕黄色

Fe2＋具有还原性

②

在FeCl2溶液中加入锌片

Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe

③

在FeCl3溶液中加入足量铁粉

Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋3Fe2＋

Fe3＋具有氧化性

④

实验结论：

Fe只有还原性，Fe3＋只有氧化性，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。

联想发散：

1简述Fe2＋的检验方法：

②将FeCl2溶液加热蒸干并灼烧，最后得到的固体物质是__________，原因是________________________________________________________________________

【例2】　某同学为了验证Fe3＋是否能将H2SO3氧化成SO

，他用50mL0.1mol·

L－1FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后，进行以下实验：

（1）检验吸收液中的SO

：

__________________，证明Fe3＋能够把H2SO3氧化成SO

。

（2）请配平并完成上述反应中的化学方程式：

2FeCl3＋SO2＋________===________＋H2SO4＋______，反应中的氧化产物是________（写化学式）。

（3）吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO

以外，对其它成分（Fe3＋、Fe2＋、H2SO3）的可能组合进行探究：

①提出假设。

假设1：

溶液中存在Fe3＋、Fe2＋；

假设2：

溶液中存在________。

②设计方案，进行实验，验证假设。

请写出实验步骤以及预期现象和结论（可不填满）。

限选实验试剂和仪器：

试管、滴管、0.1mol·

L－1KMnO4溶液、0.1mol·

L－1KSCN溶液、品红稀溶液。

实验步骤

预期现象和结论

步骤1：

用试管取样品溶液2～3mL，并滴入______________

若出现血红色，则假设1成立；

若未出现血红色，则假设1不成立（或假设2成立）

步骤2：

步骤3：

Fe（OH）2的制备与实验方案的设计

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：

Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓

成功关键：

①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。

②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。

下面是几种典型的制备方法：

方法一　隔绝空气的复分解反应法

【例3】　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　氢气氛围中的复分解反应法

【例4】　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Ⅰ中加入的试剂是

（2）在试管Ⅱ中加入的试剂是

（2）为了制得Fe（OH）2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ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

【例5】　如图所示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2mL左右的稀盐酸，再加入2mL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0.05g，实验室现有以下两种不同浓度的盐酸，你选择（填“A”或“B”）________。

A．1.1mol·

L－1　B．10mol·

L－1

方法三　电解法

【例6】　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。

（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

有关铁、铜及其化合物的综合推断

有关铁、铜的单质、化合物推断突破口有：

（1）特征颜色：

如Fe2＋溶液浅绿色，Fe3＋溶液棕黄色，Fe（SCN）3溶液血红色，Fe（OH）3胶体红褐色，Fe（OH）2在空气中的颜色变化，Fe（OH）3红褐色，FeC