高一化学常见无机物及其应用铁铜获取及应用.docx
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高一化学常见无机物及其应用铁铜获取及应用
授课类型
C铁铜获取及应用
授课日期及时段
教学内容
一、专题检测
1、下列物质反应后一定没有+3价铁离子的是（）
A.过量的铁丝在氯气中点燃
B.Fe（NO3）2溶液中加少量盐酸
C.过量的铁与稀硝酸反应
D.铁与氧化铁的混合物溶于盐酸中
。
2、证明某溶液含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是（）
①先加氯水，后加KSCN溶液后显血红色；②先加KSCN溶液，不显血红色，再加氯水后显血红色；③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后呈红褐色；④只滴加KSCN溶液不显血红色。
A.①②B.②③C.③④D.①④
3、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+
4、要除去氯化亚铁溶液中的少量氯化铁，可行的办法是（）
A.滴入KSCN溶液B.通入氯气
C.滴入NaOH溶液D.加入铁粉
5、在FeCl3和CuCl2混合液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子是（）
A.Fe2+B.Fe3+和Fe2+
C.Cu2+和Fe2+D.Cu2+
二、知识梳理
（一）、金属铁
1、铁在自然界中主要以________存在，在地壳中的含量占第_______位。
并指出铁在元素周期表中的位置____________________________.
2、列举由铁生成二价铁的反应，能写离子方程式的写离子方程式。
①____________________________________②___________________________________
③____________________________________④_________________________________
3、列举由铁生成三价铁的反应，能写离子方程式的写离子方程式。
①________________________________②_____________________________________
4、写出铁分别与氧气、水反应的方程式
_________________________________、____________________________________
（二）、铁的化合物
1、完成表格对比铁的氧化物
化学式
FeO
Fe3O4
Fe2O3
俗名
色态
与酸反应（离子方程式）
HCl
HNO3（稀）
FeO被氧化为Fe（NO3）3
Fe3O4被氧化为Fe（NO3）3
HI
与还原剂反应（如CO、Al、H2）
FeO+C
Fe+CO
Fe3O4+Al
Fe2O3+CO
2、完成表格对比铁的氢氧化物
化学式
Fe（OH）2
Fe（OH）3
名称
颜色
与酸反应（离子方程式）
HCl
HNO3（稀）
HI
稳定性
制备的离子方程式
3、二价铁盐与三价铁盐的转化
（1）列举由二价铁生成三价铁的反应，能写离子方程式的写离子方程式。
①_________________________________②_________________________________
③_________________________________
（2）由三价铁生成二价铁的反应
①FeCl3溶液中通SO2
实验现象________________________________________________________________
离子方程式________________________________________________________________
②FeCl3溶液中加入Cu离子方程式
总结：
铁及其化合物之间的转化关系——铁三角（将转化所需的氧化剂或还原剂按箭号方向填在线上）
Fe
Fe3+
Fe2+
（三）、离子检验及溶液配制
1、离子检验
Fe2+的检验方法_______________________________________________________________
Fe3+的检验方法______________________________________________________________
2、溶液配制
FeCl3溶液的配制：
将FeCl3固体溶解于,再加入适量的蒸馏水稀释至所需浓度。
FeCl2溶液的配制：
将FeCl2固体溶解于,再加,最后再加入少量（防止被氧化）
（四）、铜
1、简述铜的物理性质
2、化学性质
⑴铜锈是如何生成的？
用化学方程式表示
⑵分别写出铜与硫蒸气、Cl2、浓H2SO4、浓稀HNO3、AgNO3溶液反应的离子方程式（不能写离子的写化学方程式）
⑶催化剂：
写出铜在乙醇的氧化过程中的催化原理，用化学方程式表示
（五）、铜的化合物
1、常见化合物的颜色
CuO_____________ Cu2O________________ 含Cu2+的溶液_____________
Cu（OH）2__________ CuSO4粉末_____________ CuSO4.5H2O___________
2、用酒精喷灯加热氧化铜固体现象是_______________________________________________
发生反应的化学方程式是______________________用酒精灯加热硫酸铜晶体现象是____________________________发生反应的化学方程式是_______________
3、性质应用
（1）CuO可检验________、______________等还原性气体，分别写出相应方程式______________
_______________、_________________________________________
（2）CuSO4粉末可检验___________________，现象是_________________________________
（六）、金属材料
1、合金
（1）、概念：
两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。
（2）、性质特点：
合金具有许多良好的物理、化学或机械性能，合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的熔点一般比它的各成分金属的低。
2、常见金属材料
金属材料包括纯金属和它们的合金，可分为黑色金属材料和有色金属材料。
（l）重要的黑色金属材料
①黑色金属材料：
通常包括铁、铬、锰以及它们的合金。
②钢是用量最大、用途最广泛的合金。
（2）几种有色金属材料
①有色
金属材料：
除黑色金属以外的其他各种金属材料及其合金。
②几种有色金属材料
三、专题突破
考点一、铁三角的转化关系
1．Fe―→Fe2＋
铁与氧化性比较弱的非金属（如S、I2）、非氧化性酸（如盐酸、稀H2SO4）、不活泼金属的盐溶液（如CuSO4溶液）、FeCl3溶液反应都可实现这种转化。
例如：
Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4；Fe＋2FeCl3===3FeCl2；Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
2．Fe2＋―→Fe
比较活泼的金属（如Al、Zn）、CO、H2、C等能从亚铁化合物中还原出铁来。
例如：
FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe；FeO＋H2
Fe＋H2O。
3．Fe―→Fe3＋
铁与强氧化剂，如Cl2、H2O2、KMnO4（H＋）、HNO3、浓H2SO4在一定条件下反应都会实现这种转化。
例如：
2Fe＋3Cl2
2FeCl3。
4．Fe3＋―→Fe
可通过较强还原剂实现，如Al、CO等。
例如Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2；Fe2O3＋2Al
2Fe＋Al2O3。
5．Fe2＋―→Fe3＋
亚铁盐与强氧化剂反应，如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸、KMnO4（H＋）、H2O2等。
例如：
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
6．Fe3＋―→Fe2＋
铁盐溶液与比较强的还原剂反应，如Fe、Cu、碘化物、硫化物等。
例如：
2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
【特别提醒】 应用“铁三角”的转化关系可以解决的有关问题：
（1）判断离子共存：
如Fe3＋与S2－、I－因发生氧化还原反应不能大量共存。
（2）配制含Fe2＋的溶液时，可向溶液中加入铁钉或铁粉以防止Fe2＋被氧化。
【典例1】某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。
有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白：
（1）图中标号处需加入的相应物质分别是①____________、②________、③________、④________、⑤________；
（2）写出①处发生反应的离子方程式______________________________________，
写出③处发生反应的化学方程式________________________________________；
（3）铁红的化学式为________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：
铁红____________________；
氧化铜_________________________________。
【变式训练1】根据下列框图回答问题（答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示）：
（1）写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式：
____________________________________。
（2）某同学取X的溶液，酸化后加入KI淀粉溶液，变为蓝色。
写出与上述变化过程相关的离子方程式：
________________________________，______________________________________。
（3）写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式：
_______________________________________。
（4）将M、E、ECl3溶液、ECl2溶液和MCl2溶液混合于某容器中充分反应（容器不参与反应），试判断下列情况下容器中存在的金属离子和金属单质。
①若E有剩余，则容器中不可能有________。
②若MCl2有剩余，则容器中一定有________，还可能有________。
二、Fe2＋和Fe3＋的检验
1．Fe2＋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
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
①流程：
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
2．FeCl3变色种种
FeCl3溶液在与许多试剂反应时会出现特殊现象，可以作为检验Fe3＋的依据。
【典例2】某研究性学习小组在网上收集到如下信息：
Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。
他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：
[实验]制备银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。
（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是________。
a．边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管，边滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止
b．将几滴银氨溶液滴入2mL乙醛中
c．制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热
d．银氨溶液具有较弱的氧化性
e．在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大
[提出假设]
假设1：
Fe3＋具有氧化性，能氧化Ag。
假设2：
Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO
能氧化Ag。
[设计实验方案，验证假设]
（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2＋，验证了假设1成立。
请写出Fe3＋氧化Ag的离子方程式：
____________________________________________________________________。
（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示：
NO
在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。
实验步骤（不要
求写具体操作过程）
预期现象和结论
①
②
……
若银镜消失，假设2成立。
若银镜不消失，假设2不成立。
[思考与交流]
（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立，则丙同学由此得出结论：
Fe（NO3）3溶液中的Fe3＋和NO
都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论，并简述理由：
_________________________________________________
________________________________________________________________________。
【变式训练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＋
三、铜的化合物
1．氧化铜和氢氧化铜
2.Cu2O
Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
CH3CHO＋2Cu（OH）2
CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O
3．CuSO4·5H2O
CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。
（1）无水CuSO4遇水变蓝色（生成CuSO4·5H2O），可作为水的检验依据；
（2）CuSO4和石灰乳的混合液即为无机农药波尔多液，是一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病害。
【特别提醒】 1.溶液中的Cu2＋常为蓝色（浓CuCl2溶液为蓝绿色，稀CuCl2溶液为蓝色），可作为Cu2＋的判定依据。
如CuSO4溶液呈蓝色。
2．Cu2＋与碱反应生成蓝色沉淀Cu（OH）2，这是鉴定Cu2＋的原理之一。
【典例3】铜在自然界存在于多种矿石中，如：
矿石名称
黄铜矿
斑铜矿
辉铜矿
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu2S
CuCO3·Cu（OH）2
请回答下列问题：
（1）上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是_________________________。
（2）工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。
该工艺的中间过程会发生反应：
2Cu2O＋Cu2S
6Cu＋SO2↑，反应的氧化剂是__________。
（3）SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是______________________；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称_________________________。
（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。
请简述粗铜电解得到精铜的原理：
___________________________________。
（5）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________（填字母）。
【变式训练3】已知酸性条件下有如下反应：
2Cu＋===Cu2＋＋Cu。
由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。
一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：
由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是（ ）
A．Cu B．Cu2O
C．一定有Cu，可能有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu
四、专题过关
1．将1.12g铁粉加入25mL2mol/L的FeCl3溶液中，充分反应后，其结果是（）
A．铁恰好将Fe3+全部还原
B．往反应后溶液中滴入KSCN溶液，不显红色
C．溶液变为浅绿色
D．Fe2+和Fe3+物质的量之比为6：
1
2．将8g铁片放入100mLCuSO4溶液中，Cu2+全部被置换后，取出附有铜的铁片洗涤、干燥、称重，其质量变为8．2g，则原溶液中CuSO4的物质的量浓度是
A、0.125ol／LB、0.175mol／LC、0.25mol／LD、0.5mol／L
3．已知：
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，不可能出现的结果是
A、烧杯中有铜无铁
B、烧杯中有铁无铜
C、烧杯中铁、铜都有
D、烧杯中铁、铜都无
4．Cu、Cu2O和CuO组成的混合物，加入100mL0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到224mLNO气体（标准状况）。
下列说法不正确的是
A．产物中硝酸铜的物质的量为0.025mol
B．若混合物中Cu的物质的量为0.005mol，则其中Cu2O、CuO的物质的量共0.020mol
C．若混合物中含0.01moLCu，则其中Cu2O、CuO的物质的量均为0.005mol
D．混合物中Cu的物质的量的取值范围为0.005mol＜n（Cu）＜0.015mol
5．下列叙述正确的是
A．将FeCl3溶液加热蒸干得到FeCl3固体
B．向Fe（NO3）2溶液中加少量盐酸，无明显现象
C．向氢氧化镁悬浊液中滴加FeCl3溶液，无明显现象
D．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终沉淀转化成红褐色
6．将锌、铁、铜粉末按一定比例混合投入到一定量的硝酸中，微热，充分反应后过滤，弃去滤渣，滤液中金属阳离子情况不可能是
A．只含Cu2+、Fe2＋、Zn2＋B．只含Zn2＋
C．只含Fe2＋、Zn2＋D．只含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋
7．合成氨工业生产中所用的α—Fe催化剂的成分是FeO、Fe2O3，当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1:
2时，其催化活性最高，此时混合物中铁的质量分数约为
A．70.0%B．77.8%C．72.4%D．75.0%
8．在制作印刷电路板的过程中常利用FeCl3溶液与Cu反应，其反应方程式为：
2FeCl3＋Cu
2FeCl2＋CuCl2。
现向FeCl3溶液中加入agCu粉，完全溶解后，再加入bgFe粉，充分反应后尚有cg残余固体。
若c＜a，则下列说法正确的是
A．残余固体全部是Cu
B．残余固体可能为Fe和Cu的混合物
C．最后得到的溶液可能含有Fe3＋
D．残余固体是Fe，溶液中一定不含Cu2＋
9．铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。
某学习小组取0.98g（用精密天平测量）Cu（OH）2固体，将其加热有铜的氧化物生成，其质量随温度变化的曲线如图1所示。
另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素质量的关系曲线，如图2所示。
则下列分析正确的是
A．图1中产物A、B的化学式分别为Cu2O和CuO
B．图1整个过程中共生成0.26gH2O
C．图2三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量的关系曲线是曲线A
D．图2中绘制错误的曲线共2条
10．FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，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．剩余固体中一定含铜
11．某溶液中含有的溶质是FeBr2、FeI2，若先向该溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色，则下列叙述正确的是（）
①原溶液中的Br－一定被氧化；
②通入氯气之后原溶液中的Fe2+一定有部分或全部被氧化；
③不能确定通入氯气后的溶液中是否存在Fe2+；
④若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液充分振荡，静置、分液，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，只产生白色沉淀，说明原溶液中的I-、Fe2+、Br-均被完全氧化
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④
12．硝酸发生氧化还原反应的时候，一般硝酸越稀，对应的还原产物中氮的化合价越低。
现有一定量的铝、铁合金与一定量稀HNO3充分反应，反应过程中无任何气体放出。
在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol/LNaOH溶液，所加NaOH溶液的体积（V）与产生沉淀的物质的量（n）关系如图所示。
下列说法中不正确的是
A．无法求出曲线C点数值
B．合金与硝酸反应时硝酸过量
C．合金中铝的物质的量为0.008mol
D．合金中金属的物质的量共为0.032mol
13．将一定量的氧化铜加入到100.Og质量分数为19.6％的硫酸溶液中，完全溶解后溶液显蓝色，再加人19.6g铁粉充分反应后，经过滤、干燥得到的固体仍为19.6g。
（1）通过计算说明干燥后的固体是什么物质?
（2）求原氧化铜的质量。
五、课后作业
1．今有一包铁粉和铜粉混合粉末，为确定其组成，现提供4mol·L－1的FeCl3溶液（其它用品略），某合作学习小组同学的实验结果如下（假定反应前后溶液体积不变）：
组别
①
②
③
④
V[FeCl3（aq）]/mL
100
100
100
100
混合粉末质量/g
6
13.2
24
36
反应后剩余固体质量/g
0
1.28
12.8
24.8
下列结论正确的是（）
A．第①组反应后溶液中c（Fe3＋）=3.0mol·L－1
B．第②组剩余固体是铜铁混合物
C．第④组反应后的滤液中c（Fe2＋）=6mol·L－1
D．原混合粉末中n（Fe）∶n（Cu）=3∶2
2．某合金（仅含铜、铁）中铜和铁的物质的量之和为ymol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50mLbmol·L－1的硝酸溶液中，加热使其充分反应（假设NO是唯一的还原产物）。
下列说法正确的是
A.若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属不溶解
B.若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3＋
C.若金属全部溶解，且产生336mL气体（标准状况），则b=0.3
D.当溶液中金属离子只有Fe3＋、Cu2＋时，则a与b的关系为：
b≥80y（1－a/3）
3．已知：
2Fe3++2I－=2Fe2++I2，向1L含
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