衡水中学届高三化学一轮大复习知识扫描铁铜及其化合物.docx
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衡水中学届高三化学一轮大复习知识扫描铁铜及其化合物
2021届高三化学一轮大复习知识扫描——铁、铜及其化合物
基础落实
（一） 铁及其氧化物
1．铁的位置和物理性质
2．铁的化学性质
（1）铁与非金属单质的反应
①铁与O2的反应
常温：
铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O。
点燃：
3Fe＋2O2
Fe3O4。
②铁与Cl2的反应：
2Fe＋3Cl2
2FeCl3。
③铁与S的反应：
Fe＋S
FeS。
（2）铁与水的反应
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：
3Fe＋4H2O（g）
Fe3O4＋4H2。
（3）铁与酸的反应
①铁与非氧化性酸反应的离子方程式：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
②铁与氧化性酸反应：
遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。
（4）铁与某些盐溶液的反应
①铁与CuSO4溶液反应的离子方程式：
Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
②铁与FeCl3溶液反应的离子方程式：
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
[注意] ①Fe与一般酸反应生成Fe2＋，与酸的量无关，但Fe与稀HNO3反应时最终铁的价态与铁的量有关。
②铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。
3．铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
—
铁红
磁性氧化铁
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的价态
＋2价
＋3价
＋2价，＋3价
与H＋反应的离子方程式
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
共性
高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁
[注意] ①FeO、Fe3O4、Fe2O3与硝酸反应时均生成Fe3＋。
②Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有
的铁显＋2价，
的铁显＋3价。
[细练过关]
1．下列说法正确的是________（填序号）。
①（2019·江苏高考）Fe在稀硝酸中发生钝化。
②FeS、FeCl2、FeCl3均可以通过单质化合得到。
③铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O。
④常温下，用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。
⑤Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。
⑥Fe3O4中的Fe有＋2、＋3价，故Fe3O4为混合物。
⑦FeO、Fe3O4溶于强酸，溶液中一定含有Fe2＋。
答案：
③④
2．（2020·邢台月考）“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。
同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是（ ）
A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等
B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料
C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu
D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3
解析：
选D 土壤中含有铁元素，经过不同工艺煅烧时，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3，故D项正确。
3．（2020·福建六校联考）中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。
下列有关叙述不合理的是（ ）
FeCl3·6H2O
FeOOH
纳米四氧化三铁
A．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病
B．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等
C．在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解
D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2
答案：
B
基础落实
（二） 铁的氢氧化物及其盐
（一）铁的氢氧化物
化学式
Fe（OH）2
Fe（OH）3
色态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
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
可溶性亚铁盐与强碱溶液反应：
Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓
可溶性铁盐与强碱溶液反应：
Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓
[注意] ①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）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。
②制备Fe（OH）2时要避开O2的环境。
（二）亚铁盐和铁盐
1．亚铁盐
（1）氧化性与还原性
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
（2）可水解
保存或配制FeSO4时常加入少量H2SO4的理由是（写离子方程式）Fe2＋＋2H2OFe（OH）2＋2H＋。
2．铁盐
（1）氧化性
含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
（2）特性
含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成红色。
（3）可水解
①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将FeCl3饱和溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：
FeCl3＋3H2O
Fe（OH）3（胶体）＋3HCl。
②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。
如可通过加入MgO或Mg（OH）2调节pH来除去MgCl2溶液中的Fe3＋。
③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。
（三）Fe2＋、Fe3＋的检验方法
1．用KSCN溶液和氯水
2．用NaOH溶液
3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
溶液变红色，说明含有Fe3＋。
KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。
4．Fe2＋的特征检验方法
产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe（CN）6]3－===Fe3[Fe（CN）6]2↓。
[注意] ①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中（新制氯水可能氧化SCN－）。
②Fe3＋、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）。
（四）“铁三角”的关系及应用
1．“铁三角”的关系
2．“铁三角”的应用
（1）离子共存分析
①Fe2＋
NO
（H＋）、ClO－、MnO
、H2O2、Cl2、Br2、Cr2O
等。
②Fe3＋
S2－、I－、SO
、HS－、HSO
、H2SO3、H2S等。
（2）除杂
溶液
杂质
除杂方法
FeCl2
FeCl3
加过量铁粉后过滤
FeCl3
FeCl2
加氯水或H2O2
FeCl2
CuCl2
加过量铁粉后过滤
MgCl2
FeCl2
先加氯水或H2O2，然后加
MgO或Mg（OH）2调pH
[细练过关]
题点
（一） 铁的氢氧化物及其盐的主要性质及应用
1．下列有关铁元素的叙述中正确的是（ ）
A．Fe（OH）2易被氧化成Fe（OH）3，说明稳定性：
Fe（OH）2B．铁是较活泼的金属，它与卤素（X2）反应的生成物均为FeX3
C．氢氧化铁与氢碘酸反应：
Fe（OH）3＋3HI===FeI3＋3H2O
D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe（OH）3胶体
解析：
选A 铁与单质碘化合生成的是FeI2，选项B不正确；铁离子能把碘离子氧化成单质碘，选项C不正确；D项，得到的是Fe（OH）3沉淀，不正确。
2．用废铁屑制备磁性胶体粒子的过程如下。
下列说法不正确的是（ ）
A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污
B．通入N2是防止空气中的O2氧化Fe2＋
C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2＋氧化为Fe3＋，涉及反应：
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
D．溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为2∶1
解析：
选D Na2CO3溶液显碱性，油污在碱性溶液中发生水解，用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污，A正确；Fe2＋容易被O2氧化，所以通入N2的目的是防止空气中的O2氧化Fe2＋，B正确；利用H2O2的氧化性，把部分Fe2＋氧化成Fe3＋，涉及的反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，C正确；Fe3O4中Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为1∶2，即溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为1∶2，D错误。
3．（2020·山东章丘四中检测）由硫铁矿烧渣（主要成分：
Fe3O4、Fe2O3和FeO）得到绿矾（FeSO4·7H2O），再通过绿矾制备铁黄[FeO（OH）]的流程如下：
烧渣
溶液
绿矾
铁黄
已知：
FeS2和铁黄均难溶于水
下列说法不正确的是（ ）
A．步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣
B．步骤②，涉及的离子反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO
＋16H＋
C．步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾
D．步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe（OH）3
答案：
C
题点
（二） “铁三角”关系及其应用
4．（2020·长沙模拟）在Fe2（SO4）3溶液中，加入ag铜，完全溶解后，再加bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且a>c，则下列说法正确的是（ ）
A．残余固体是铜和铁
B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋
C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生
D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋
解析：
选B 因为a>c，说明bg铁完全反应，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含Fe3＋，B正确。
5．下列除杂的操作不正确的是（ ）
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：
加入足量镁充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：
加入过量铁粉充分反应后过滤
C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：
加入NaOH溶液充分反应后过滤
D．CuCl2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：
FeCl3＋3H2OFe（OH）3＋3HCl，加入Mg与H＋反应，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；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，错误；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。
6．[双选]（2020·山东师范附中月考）某酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。
利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，设计如下工艺流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
下列说法不正确的是（ ）
A．标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应
B．标号③处加入的相应物质是稀硝酸或稀硫酸
C．标号①处发生的离子反应最多有三个
D．铁红的化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料
答案：
BC
基础落实（三） 铜及其化合物
1．铜的主要性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①化学方程式：
2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2（OH）2CO3。
②化学方程式：
2Cu＋S
Cu2S。
③与氧化性酸反应
a．与浓硫酸共热的化学方程式：
Cu＋2H2SO4（浓）
CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
b．与稀硝酸反应的离子方程式：
3Cu＋8H＋＋2NO
===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
c．与浓硝酸反应的离子方程式：
Cu＋4H＋＋2NO
===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
④与某些盐溶液反应
a．与硝酸银溶液反应的离子方程式：
Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋；
b．与FeCl3溶液反应的离子方程式：
Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
[注意] Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：
2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。
2．铜的重要化合物的性质及应用
（1）氧化物——氧化亚铜（Cu2O）与氧化铜（CuO）
名称
氧化铜
氧化亚铜
颜色
黑色
砖红色
与酸反应（H＋）
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应
H2＋CuO
Cu＋H2O
H2＋Cu2O
2Cu＋H2O
转化关系
4CuO
2Cu2O＋O2
[注意] Cu＋的性质及检验
①＋1价的铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。
②＋1价铜在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，利用这一原理可区别Cu和Cu2O。
向红色物质中加入稀硫酸（但注意不能用硝酸检验），若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。
反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。
（2）氢氧化铜——
色难溶物，是一种弱碱。
（3）铜盐
①Cu2（OH）2CO3
Cu2（OH）2CO3的名称为碱式碳酸铜，呈
色，是铜锈的主要成分，受热易分解的方程式为Cu2（OH）2CO3
2CuO＋H2O＋CO2↑。
②CuSO4
a．CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。
受热或遇浓硫酸，蓝色晶体变为白色粉末。
b．无水CuSO4遇水变
色（生成CuSO4·5H2O），可作为
或水蒸气的检验试剂。
不能作为干燥剂。
③铜盐的毒性
铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。
[注意] 反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4可说明CuS难溶于非氧化性强酸，但不能说明酸性H2S>H2SO4。
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