学年高考化学总复习讲义 专题二 第三单元 铁铜的获取及应用 苏教版docdoc.docx
《学年高考化学总复习讲义 专题二 第三单元 铁铜的获取及应用 苏教版docdoc.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年高考化学总复习讲义 专题二 第三单元 铁铜的获取及应用 苏教版docdoc.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
学年高考化学总复习讲义专题二第三单元铁铜的获取及应用苏教版docdoc
2019-2020学年高考化学总复习讲义专题二第三单元铁、铜的获取及应用苏教版
1．变价金属——铁的性质
（1）物理性质
铁具有金属的共性，具有能被磁体吸引的特性。
（2）化学性质
①与非金属单质的反应
Fe—
②与水蒸气的反应
3Fe＋4H2O（g）
Fe3O4＋4H2
③与酸、盐的反应
Fe—
2．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Fe3O4），赤铁矿（主要成分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：
C＋O2
CO2、CO2＋C
2CO。
②铁矿石被还原：
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2。
③石灰石的作用：
CaCO3
CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2
CaSiO3。
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
Fe元素的价态
＋2
＋3
＋2，＋3
与盐酸反应生成的离子
Fe2＋
Fe3＋
Fe2＋和Fe3＋
4.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
与盐酸反应离子方程式
Fe（OH）2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热分解
2Fe（OH）3
Fe2O3＋3H2O
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）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
（1）铁有很强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？
（2）FeCl3、FeCl2和Fe（OH）3是否都可以通过化合反应制取？
（3）Fe3O4是碱性氧化物吗？
Fe3O4可写作FeO·Fe2O3，能否认为Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物？
（4）Fe（OH）3分别与足量的HCl、HI反应有何异同？
提示：
（1）主要因为铁不纯，往往含有碳等杂质，当这些铁制品在潮湿的空气中或接触到电解质溶液（如食盐水）时会发生电化学腐蚀。
（2）都可以。
2Fe＋3Cl2
2FeCl3
2FeCl3＋Fe===3FeCl2
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
（3）Fe3O4与非氧化性酸反应生成的是两种盐和水，不符合碱性氧化物的概念，所以不是碱性氧化物（FeO、Fe2O3是碱性氧化物）。
Fe3O4中有
的Fe是＋2价，有
的Fe是＋3价，可写成：
O·F
2O3，但不能认为Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物，实际上，Fe3O4是纯净物。
（4）Fe（OH）3作为一种碱与酸反应生成盐和水，但Fe3＋有较强的氧化性，若酸为还原性酸（如H2S、HI）则再发生氧化还原反应，故与HCl反应只是中和反应，而与HI反应的方程式为2Fe（OH）3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O。
1．常温下把铁片投入到下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但是没有气体产生的是（ ）
A．硫酸铁溶液 B．冷浓硝酸
C．盐酸D．硫酸锌溶液
解析：
A项：
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，符合题意；B项：
铁发生钝化，浓硝酸的质量几乎无变化；C项有H2放出；D项Fe与ZnSO4溶液不发生反应，溶液质量不变。
答案：
A
2．铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。
过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。
上述沉淀和残渣分别为（ ）
A．Fe（OH）3；Fe2O3B．Fe（OH）2；FeO
C．Fe（OH）2、Fe（OH）3；Fe3O4D．Fe2O3；Fe（OH）3
解析：
Fe
Fe2＋
Fe3＋
Fe（OH）3↓
Fe2O3。
答案：
A
3．写出下列反应的离子方程式
（1）FeO溶于足量稀硝酸中：
________________________________________________________________________。
（2）Fe2O3溶于足量HI溶液中：
________________________________________________________________________。
（3）Fe（OH）3溶于足量HI溶液中：
________________________________________________________________________。
答案：
（1）3FeO＋NO
＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O
（2）Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O
（3）2Fe（OH）3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O
4．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量（纵坐标）与所加铁粉的物质的量（横坐标）的关系如图所示。
请将正确答案的序号填在相应的横线上。
①Fe3＋ ②Fe2＋ ③Fe、Fe2＋ ④Fe2＋、Fe3＋
（1）AB段铁元素以________形式存在。
（2）BC段铁元素以________形式存在。
（3）CD段铁元素以________形式存在。
答案：
（1）①
（2）④ （3）③
5．把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3molNO2和0.2molNO，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1∶3
D．反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为3∶1
解析：
由于铁的物质的量为
＝0.4mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8mol（此时只产生Fe2＋）和1.2mol（此时只产生Fe3＋）之间，又产生0.3molNO2和0.2molNO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3mol×（5－4）＋0.2mol×（5－2）＝0.9mol，所以对应的产物既有Fe（NO3）3又有Fe（NO3）2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9mol，解得x＝0.1mol，y＝0.3mol。
答案：
C
铁与稀硝酸的反应
稀硝酸能将Fe氧化为Fe（NO3）3：
Fe＋4HNO3（稀）===Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O，①
Fe过量时：
Fe＋2Fe（NO3）3===3Fe（NO3）2②
两者相加得：
3Fe＋8HNO3（稀）===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O③
考点二 ＋2、＋3价铁元素的性质
1．Fe2＋的氧化性和还原性
（1）Fe2＋的还原性
Fe2＋
Fe3＋
写出下列离子方程式：
①Fe2＋
Fe3＋；3Fe2＋＋NO
＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
②Fe2＋
Fe3＋：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
（2）Fe2＋的弱氧化性
Fe2＋
Fe
2．Fe3＋的氧化性
Fe3＋
Fe2＋
写出下列转化的离子方程式
①Fe3＋
Fe2＋：
2Fe3＋＋SO
＋H2O===2Fe2＋＋SO
＋2H＋
②Fe3＋
Fe2＋：
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
（1）写出下列转化的主要离子方程式：
①Fe2＋
Fe3＋：
________________________________________________________________________。
Fe2＋
Fe3＋：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②Fe3＋
Fe2＋：
________________________________________________________________________。
FeCl3溶液与过量Na2S溶液的反应：
________________________________________________________________________。
（2）在FeCl3溶液中加入过量锌发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________（分步书写）。
提示：
（1）①2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O，
Fe3＋＋3ClO－＋3H2O===Fe（OH）3↓＋3HClO
②2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓
2Fe3＋＋3S2－（过量）===2FeS↓＋S↓
（2）2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋
Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
1．在浅绿色的Fe（NO3）2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液颜色变化应是（ ）
A．颜色变浅 B．逐渐变深绿
C．没有改变D．变棕黄色
解析：
Fe（NO3）2溶液中加入盐酸时发生反应：
3Fe2＋＋4H＋＋NO
===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，有棕黄色的Fe3＋生成。
答案：
D
2．在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是（ ）
A．加入KSCN溶液一定不变红色
B．溶液中一定含Fe2＋
C．溶液中一定含Cu2＋
D．剩余固体中一定含Cu
解析：
铁粉与FeCl3、CuCl2的反应依次为：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu
充分反应后的固体可能为Cu或Fe和Cu的混合物，又由于2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，所以无论反应后的固体为Cu还是Fe和Cu的混合物，Fe3＋一定不存在，A项对；由上分析知B、D均对；若反应后固体为Cu和Fe的混合物，溶液一定无Cu2＋，C错。
答案：
C
3．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）：
________________________________________________________________________。
答案：
（1）加过量铁粉过滤
（2）加氯水或H2O2
（3）加过量铁粉过滤
（4）加过量强碱溶液过滤
（5）加过量强碱溶液过滤
4．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溶液变红色，说明原溶液中含有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.
呈红色，说明含Fe3＋，无法判断是否含Fe2＋；
B.
呈红色，说明含Fe3＋，但Cl2有氧化性，无法判断原来是Fe2＋还是Fe3＋；
C.
红褐色沉淀，说明含有Fe3＋；
D.
白色沉淀―→红褐色，说明含有Fe2＋，但由于红褐色的掩盖，无法说明是否有Mg2＋。
答案：
C
5．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加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A．①③B．③②
C．③①D．①②③
解析：
证明不含Fe3＋，只要加入少量KSCN溶液不显红色即可；要证明是否含Fe2＋，只要继续加入足量氯水，看是否显红色。
答案：
C
6．向某晶体的溶液中加入含Fe2＋的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现血红色，由此得出下列的结论错误的是（ ）
A．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性强
B．该晶体中一定含有SCN－
C．Fe2＋与SCN－不能形成血红色化合物
D．Fe2＋被溴氧化成Fe3＋
解析：
某晶体的溶液中没有与Fe2＋发生反应的离子，当加入溴水后，Fe2＋一定被氧化成Fe3＋，此时溶液出现血红色，说明原晶体是含有SCN－的盐，很明显判断出B、C、D均正确，在Br2与Fe2＋反应中，Fe3＋是氧化产物，Br2是氧化剂，所以Br2的氧化性应比Fe3＋的氧化性强，选项A符合题意。
答案：
A
Fe2＋和Fe3＋的检验
（1）根据溶液颜色
溶液呈浅绿色→Fe2＋；溶液呈棕黄色→Fe3＋。
（2）用KSCN溶液和氯水
①流程：
溶液
②有关反应：
Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3（红色）
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
（3）用NaOH溶液
①流程：
溶液
②有关反应：
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
（4）用苯酚溶液或用K3[Fe（CN）6]溶液Fe3＋与苯酚作用显紫色；而Fe2＋与Fe[（CN）6]3－作用生成蓝色沉淀。
（5）用酸性KMnO4溶液（或溴水）Fe2＋能使KMnO4溶液（或溴水）褪色，而Fe3＋则不能。
考点三 “铁三角”转化及其应用
1．“铁三角”转化
2．“铁三角”转化的应用
（1）除杂
主要物质
杂质
除杂方法
Fe2＋
Fe3＋
加过量铁屑后过滤
FeCl3
FeCl2
加氯水或H2O2
Fe2＋
Cu2＋
加过量铁屑后过滤
Fe
Al
加过量强碱溶液后过滤
Fe2O3
Al2O3 SiO2
加过量强碱溶液后过滤
（2）判断离子共存
Fe2＋
NO
（H＋）、ClO－、MnO
（H＋）。
Fe3＋
S2－、I－、SO
。
Fe2＋、Fe3＋
HCO
、CO
等水解相互促进的离子
（3）盐溶液的配制与保存
（4）物质的制备
Fe与I2反应时生成的是FeI2还是FeI3？
Fe与Br2反应时生成的是FeBr3还是FeBr2?
提示：
FeI2，原因是Fe3＋的氧化性强于I2；FeBr3，原因是Br2的氧化性强于Fe3＋。
1．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属，通常情况下，A为固体，B为黄绿色气体，C为无色气体。
D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种强酸，E为黑色固体，H在常温下为液体。
它们之间的转化关系如图所示（其中某些反应条件和部分反应物已略去）：
请回答下列问题：
（1）反应④的离子方程式是________________________________________________________________________。
（2）反应⑦的化学方程式是________________________________________________________________________；
该反应中每消耗0.3mol的A，可转移电子________mol。
（3）除去D溶液中混有的少量G的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）在D溶液中制备无水D固体的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
由“B为黄绿色气体单质”知，B为Cl2；由D与G之间的相互转化关系知，A为变价金属单质，则A为Fe，D为FeCl3，G为FeCl2；由“D＋F→红色溶液”知，F为KSCN；由“E与X的相互转化关系及E为黑色固体化合物、X的水溶液是一种强酸”知，E为Fe3O4，X为HCl，H为H2O；由“C为无色气体单质及A＋C→E”知，C为O2。
（1）反应④的离子方程式为：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
（2）反应⑦的化学方程式为：
3Fe＋4H2O（g）
Fe3O4＋4H2，
由元素化合价的变化值知，当有0.3mol的Fe反应时可转移电子0.8mol。
（3）除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是：
向混合液中通入足量的氯气（或加入足量的H2O2）。
（4）在FeCl3溶液中制备无水FeCl3固体的方法是：
在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。
答案：
（1）2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
（2）3Fe＋4H2O（g）
Fe3O4＋4H2 0.8
（3）向混合液中通入足量的氯气（或加入足量的H2O2）
（4）在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液
判断铁与氧化剂反应产物时常出现的错误：
（1）铁与硫化合误认为生成Fe2S3；
（2）铁与盐酸反应误认为生成FeCl3和H2；
（3）铁与碘单质化合误认为生成FeI3；
（4）过量铁与稀HNO3反应误认为生成Fe（NO3）3；
（5）铁与FeCl3溶液误认为不反应等。
2．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在氮气作保护气的条件下加热至300～350℃，通入干燥的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：
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＋C6H5Cl
2FeCl2＋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）分析上述三个反应，下列有关说法正确的是________（填序号）。
①反应
（1）中，氢碘酸既表现了酸性，又表现了还原性
②反应（3）中，HCl为氧化产物
③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：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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，Fe的化合价降低，那么H的化合价必定升高，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③是正确的；（5）FeCl3转化为FeCl2，另一种物质必须是还原剂。
答案：
（1）2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
（2）2FeCl3＋H2
2FeCl2＋2HCl
（3）取代反应
（4）③
（5）2FeCl3＋Fe===3FeCl2（其他答案合理均可）
（1）氧化性：
Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋；
（2）还原性：
S2－>I－>Fe2＋>Br－>Cl－。
考点四 铜及其重要化合物
1．金属铜
（1）与非金属的反应
Cu—
（2）与酸的反应
Cu—
（3）与盐溶液的反应
Cu—
2．铜的冶炼
（1）铜在自然界主要以化合态形式存在，常见的铜矿有黄铜矿（主要成分为CuFeS2），孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu（OH）2]。
（2）铜的冶炼。
①冶炼：
工业上主要采用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜，用这种方法冶炼得到的铜含有Ag、Au、Zn、Fe等杂质（粗铜）。
②精炼：
电解法精炼铜：
阳极材料为粗铜，阴极材料为精铜。
3．铜的化合物
（1）氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜
氧化亚铜
颜色
黑色
砖红色
与酸反应（H＋）
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应
CuO＋H2
Cu＋H2O
Cu2O＋H2
2Cu＋H2O
转化关系
4CuO
2Cu2O＋O2↑
（2）氢氧化铜
①物理性质：
蓝色不溶于水的固体。
②化学性质：
Cu（OH）2属于弱碱，能与酸反应生成盐和水。
（3）硫酸铜
①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。
②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。
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
CuSO4·5H2O。
（2）Cu
CuO
硫酸铜溶液
CuSO4·5H2O。
（3）
硫酸铜溶液
CuSO4·5H2O。
对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？
提示：
方案
（1）：
产生污染性气体，且消耗硫酸较多。
方案
（2）：
消耗能量较多，且步骤复杂。
方案（3）：
不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。
因而方案（3）更
升级会员 