高三化学第19讲 铁铜及其重要化合物一轮复习精品学案.docx
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高三化学第19讲铁铜及其重要化合物一轮复习精品学案
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课
件www.5yk
贵州省天赋中学XX届高三化学一轮复习精品学案
第19讲铁、铜及其重要化合物
.了解铁单质及化合物的颜色.状态及性质。
2.通过合金材料了解铜及化合物的性质。
3.能用氧化还原反应的规律探究铁的化合物之间的相互转化。
4.能掌握氢氧化铁胶体制备,能列举合金材料的应用。
No3-与Fe2+在酸性条件下,不能共存。
过量的Fe与硝酸作用,或在Fe和Fe2o3的混合物中加入盐酸,要注意产生的Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应:
Fe+2Fe3+=3Fe2+。
注意Fecl3、Fe23的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。
Fecl3溶液加热浓缩时,因Fe3+水解和Hcl的挥发,得到的固体为Fe3,如灼烧后得到红色的Fe2o3固体。
但Fe23溶液蒸干时,因硫酸是难挥发性酸,将不能得到Fe3固体。
注意亚铁盐及Fe2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。
如某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能断定该溶液中一定含有Fe3+,而也可能含有Fe2+。
注意铁单质与强氧化性物质反应时,也有生成二价铁化合物的可能性。
反应中若铁为足量,最终铁元素将以二价铁形式存在,因为2Fe3++Fe=3Fe2+。
第1课时
铁和“铁三角”
.铁的氧化物的比较
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
价态
+2
+3
/3正2价,2/3正3价
水溶性
不溶
不溶
不溶
与酸的反应
Feo+2H+===Fe2++H2o
遇氧化性酸生成Fe3+盐
Fe2o3+6H+===2Fe3++3H2o
Fe3o4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2o
与co的反应
高温
Fexoy+yco===xFe+yco2
2.Fe2+和Fe3+的比较
Fe2+
Fe3+
水合离子颜色
浅绿色
棕黄色
氧化还原性
既有氧化性,又有还原性
只有氧化性
水解性
Fe2++2H2o←→Fe(oH)2+2H+
Fe3++3H2o←→Fe(oH)3+3H+
与碱的反应
Fe2++2oH—===Fe(oH)2↓
Fe3++3oH—===Fe(oH)3↓
3.Fe(oH)2与Fe(oH)3的比较
Fe(oH)2
Fe(oH)3
颜色状态
白色固体
红褐色固体
水溶性
不溶
不溶
稳定性
易氧化为Fe(oH)3,空气中加热得不到Feo
较稳定:
∆
Fe(oH)3==Fe2o3+3H2o
与酸的反应
Fe(oH)2+2H+===Fe2++3H2o
Fe(oH)3+3H+===Fe3++3H2o
制法
在隔绝o2的条件下Fe2+与碱反应
Fe3+与碱反应
4.铁三角:
注:
(1)一般是指Zn.Al.co.H2.等还原剂。
(2)是指H+.S.I2.cu2+.Fe3+.等氧化剂.
(3)(5)是指cl2.Br2.o2.HNo3.kmno4等氧化剂.
(4)一般是指Fe.cu.HI.H2S.等还原剂.
(6)是指Zn.Al.co.H2.等还原剂。
根据铁三角有关
(1)---的化学方程式如下。
Fecl2+Zn=Zncl2+Fe
3Fecl2+2Al=2Alcl3+3Fe
Feo+co===Fe+co2
Feo+H2===Fe+H2o
Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe+S===FeS
Fe+I2===FeI2
Fe+cu2+=Fe2++cu
Fe+2Fe3+=3Fe2+
2Fe2++cl2=2Fe3++2cl-2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-4Fe2+o2+2H2o=4Fe3
3Fe2++4H++No3-=3Fe3++No↑+2H2o
5Fe2++mno4-+8H+=mn2++5Fe3++4H2o
2Fe3++cu=cu2++2Fe2+
Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++2I-=2Fe2++I2↓
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
2Fe+3cl2===2Fecl3
2Fe3++Br2==2FeBr3
Fe+4HNo3=Fe3+No↑+2H2o
4Fe+3o2====2Fe2o3
2Fe3++3Zn(足)=3Zn2+2Fe
Fe3++Al=Al3++Fe
Fe2o3+2Al===Al2o3+2Fe
Fe2o3+3co====2Fe+3co2
Fe2o3+3H2====2Fe+3H2o
5.检验Fe3+.常用方法有:
(1)向未知溶液滴入少量kScN溶液呈血红色。
(2)向未知溶液滴入少量苯酚溶液呈紫色。
(3)向未知溶液中滴入少量NaoH溶液呈红褐色。
6.检验Fe+.是向未知溶液滴入少量kScN溶液呈无色,继续滴入少量氯水呈血红色。
【例1】(XX全国卷1)能正确表示下列反应的离子方程式是
A.将铜屑加入溶液中:
B.将磁性氧化铁溶于盐酸:
c.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:
D.将铁粉加入稀硫酸中:
【解析】A正确,符合3个守恒;B错误,电荷不守恒,Fe3o4中Fe有两种价态,正确应该为:
Fe3o4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2o;c错误,得失电子不守恒,电荷不守恒;正确的应为:
3Fe2++No3-+4H+=3Fe3++No↑+2H2o;D错误,不符合客观实际,反应后铁只能产生Fe2+和H2;
【答案】A
【命题意图】考查离子方程式的正误判断方法!
【点评】离子方程式正误判断是个老生常谈的问题了,本题出得太没有创意了,如D这是个重现率很高的的经典错误,考生绝对做过原题!
B项也见得多,一般考查不是用盐酸而是用氢碘酸,有些专家多次指出,磁性氧化铁不溶于任何酸,这样的典型错误在高考题中再次出现,这道题就没什么意思了!
A直接取材于课本第二册,c选项,考生也绝对做过,都是太常见不过了!
【例2】(XX上海卷)由5molFe2o3、4molFe3o4和3molFeo组成的混合物,加入纯铁1mol并在高温下和Fe2o3反应。
若纯铁完全反应,则反应后混合物中Feo与Fe2o3的物质的量之比可能是
A.4:
3
B.3:
2
c.3:
1
D.2:
l
答案:
Bc
解析:
此题考查了化学计算知识。
分析题给混合物和高温下发生的反应,可知当Fe2o3+Fe=3Feo时,反应后混合物中含有6molFeo、4molFe2o3,则Feo与Fe2o3的物质的量之比为:
3:
2;当发生反应:
Fe2o3+Fe+Feo=Fe3o4时,反应后混合物中含有2molFeo、4molFe2o3,则Feo与Fe2o3的物质的量之比为:
1:
2;当两反应均存在时,Feo与Fe2o3的物质的量之比处于两着之间,故Bc可能。
知识归纳:
极端假设法是指根据已知的条件,把复杂问题假设为处于理想的极端状态,站在极端的角度去分析、考虑问题,使其因果关系显得十分明显、简单,从而迅速地作出正确判断的方法。
比如此题中我们就假设了两个极端,首先确定两个极端,然后确定范围,最后选择。
【例3】(XX福建卷)工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移人硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是
。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0ml.浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体y。
①甲同学认为X中除外还可能含有。
若要确认其中的,应先用
选填序号)。
a.kScN溶液和氯水
b.铁粉和kScN溶液
c.浓氨水
d.酸性溶液
②乙同学取336ml(标准状况)气体y通入足量溴水中,发生反应:
然后加入足量溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。
由于此推知气体y中的体积分数为
。
[探究二]
分析上述实验中体积分数的结果,丙同学认为气体y中还可能含量有和Q气体。
为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是
。
(4)认为气体y中还含有Q的理由是
(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加m于
(选填序号)。
a.A之前
b.A-B间
c.B-c间
d.c-D间
(6)如果气体y中含有,预计实验现象应是
。
(7)若要测定限定体积气体y中的含量(标准状况下约有28ml
),除可用测量体积的方法外,可否选用质量称量的方法?
做出判断并说明理由
。
解析:
(1)铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行
(2)+2价亚铁离子能使算话的高锰酸钾褪色,溶液中已经有+3价铁离子,选择a会造成干扰,选c会造成两种沉淀,受氢氧化铁颜色的影响无法辨别
(3)A除去,B可以检验A中是否完全除去
(4)
(5)Q为,他与二氧化硫一样都能使澄清石灰水便浑浊,选择a或b受二氧化硫的影响无法判断Q的存在;选择d,Q被碱石灰吸收
(6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝
(7)中学阶段的质量称量选择托盘天平,分度值0.1g,无法精确称量出差量。
答案:
(1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案)
(2)①d
②66.7%(或其他合理答案)
(3)检验是否除尽
(4)
(5)c
(6)D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝
(7)否,用托盘天平无法称量D或E的差量
可,用分析天平称量D或E的差量
【例4】(XX四川理综卷)(16分)四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。
用钛铁矿渣(主要成分为Tio2、Feo、Fe2o3,Ti的最高化合价为+4)作原料,生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下:
请回答下列问题:
硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________。
(1)
向滤液I中加入铁粉,发生反应的离子方程式为:
_________________________、____________________。
(2)
在实际生产过程中,向沸水中加入滤液Ⅲ,使混合液pH达0.5,钛盐开始水解。
水解过程中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。
请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用:
_______________________________________________。
过滤分离出水合二氧化钛沉淀后,将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、___________、______________、_______________________(填化学式),减少废物排放。
(4)A可用于生产红色颜料(Fe2o3),其方法是:
将556akgA(摩尔质量为278g/mol)溶于水中,加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应,鼓入足量空气搅拌,产生红褐色胶体;再向红褐色胶体中加入3336bkgA和112ckg铁粉,鼓入足量空气搅拌,反应完成后,有大量Fe2o3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出;过滤后,沉淀经高温灼烧得红色颜料。
若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁,则理论上可生产红色颜料_______________________kg。
答案:
或
加水促进钛盐水解,加热促进钛盐水解,降低浓度促进钛盐水解
解析:
本题属于化工生产流程题。
(1)考查酸的通性,可以与金属氧化物反应,又知道TI的化合价,可以写出化学方程式。
(2)加入浓硫酸后,浓硫酸可以氧化亚铁离子,再加入铁粉,铁粉可以还原铁离子。
除此外,铁粉还可以与溶液中的H+反应、(3)考查了影响盐类水解的因素。
(4)考虑最后溶质是只有硫酸钠和硫酸铁,根据开始加入A为2a×103mol加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应.,说明加入氢氧化钠的物质的量为4a×103mol,后来又加入12b×103mol的A,和2c×103mol的铁。
根据电荷守恒,溶质中硫酸钠消耗硫酸根离子为2a×103mol,。
而溶液中加入的硫酸根离子物质的量共计为(2a+12b)×103mol,这样剩下的硫酸根就与铁离子结合。
可知消耗铁离子为8b×103mol,根据铁元素守恒。
nFe=×103mol,nFe2o3=×103mol,计算得mFe2o3=kg.
【例5】(XX广东理科基础,25)钢铁生锈过程发生如下反应:
①2Fe+o2+2H2o=2Fe2;
②4Fe2+o2+2H2o=4Fe3;
③2Fe3=Fe2o3+3H2o。
下列说法正确的是
(
)
A.反应①、②中电子转移数目相等
B.反应①中氧化剂是氧气和水
c.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
答案
A
解析
①②反应中消耗o2的量相等,两个反应也仅有o2作为氧化剂,故转移电子数是相等的,A项正确。
①中H2o的H、o两元素的化合价没有变,故不作氧化剂,B项错;铜和钢构成原电池,腐蚀速度加快,c项错;钢铁是铁和碳的混合物,在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀,故D项错。
第2课时
铜及其化合物
有关1~17的化学方程式.如下:
.
2cu+S====cu2S
2.cu+2H2So4=====cuSo4+So2↑+H2o
3.cuSo4+Zn====ZnSo4+cu
cuSo4+Fe====FeSo4+cu
4.cucl2+Fe====Fecl2+cu
cucl2=====cu+cl2
5.cu+cl2=====cucl2
6.2cu+o2+H2o+co2=====cu22co3
7.cu22co3=====2cuo+co2↑+H2o↑
8.2cu+o2====2cuo
9.cuo+co====cu+co2
cuo+H2====cu+H2o
0.cu2+Zn====Zn2+cu
1.3cu+8HNo3====3cu2+2No↑+4H2o
2.cuo+2HNo3====cu2+H2o
3.2cu2====cuo+4No2↑+o2↑
4.cu2+2NaoH====cu2↓+2NaNo3
5.cu2+2HNo3
====cu2+2H2o
6.2cu2+R-cHo—→R-cooH+cu2o↓+2H2o
7.cu2====cuo+H2o
【例1】(XX全国卷1)下列叙述正确的是
A.Li在氧气中燃烧主要生成
B.将So2通入溶液可生成沉淀
c.将co2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸
D.将NH3通入热的cuSo4溶液中能使cu2+还原成cu
【解析】A错误,因为Li在空气中燃烧只能生成Li2¬¬o,直接取材于第一册课本第二章第三节;B错误,酸性:
Hcl>H2So3>H2co3所以通入后无BaSo3沉淀,因为BaSo3+2Hcl=Bacl2+H2o+So2↑;D错误,溶液中该反应难以发生,先是:
2NH3+2H2o+cuSo4=cu2↓+2So4,接着cu2cuo+H20,溶液中NH3不能还原cuo为cu,要还原必须是干燥的固态!
c正确,强酸制弱酸,酸性:
H2co3>Hclo,反应为:
co2+H20+ca2=caco3↓+2Hclo,直接取材于课本第一册第四章第一节;
【答案】c
【命题意图】考查无机元素及其化合物,如碱金属,氯及其化合物,碳及其化合物,硫及其化合物,氮及其化合物等A、B、c选项直接取材于高一课本,D取材于高二第一章氮族。
【点评】再次印证了以本为本的复习策略,本题四个选项就直接取材于课本,属于简单题,不重视基础,就有可能出错!
【例2】(XX广东化学10)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有cu23cl覆盖在其表面。
下列说法正确的是
(
)
A.锡青铜的熔点比纯铜高
B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用
c.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D.生成cu23cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程
答案
Bc
解析
锡青铜属于合金,根据合金的特性,熔点比任何一种纯金属的低判断A错;由于锡比铜活泼,故在发生电化学腐蚀时,锡失电子保护铜,B正确;潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率,c正确;电化学腐蚀过程实质是有电子的转移,属于化学反应过程,D错。
【例3】(XX浙江卷,27)(15分)一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)的化学式为[cu4]So4•H2o是一种重要的染料及农药中间体。
某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,设计的合成路线为:
相关信息如下:
①[cu4]So4•H2o在溶液中存在以下电离(解离)过程:
[cu4]So4•H2o=[cu4]2++
+H2o
[cu4]2+
cu2++4NH3
②(NH4)2So4在水中可溶,在乙醇中难溶。
③[cu4]So4•H2o在乙醇•水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如下:
请根据以下信息回答下列问题:
图3
(1)方案1的实验步骤为:
a.加热蒸发
b.冷却结晶
c.抽滤
d.洗涤
e.干燥
①步骤1的抽滤装置如图3所示,该装置中的错误之处是
;抽滤完毕或中途停止抽滤时,应先
,然后
。
②该方案存在明显缺陷,因为得到的产物晶体中往往含有
杂质,产生该杂质的原因是
。
(2)方案2的实验步骤为:
a.向溶液c中加入适量
,b.
,c.洗涤,d.干燥
①请在上述内填写合适的试剂或操作名称。
②下列选项中,最适合作为步骤c的洗涤液是
。
A.乙醇
B.蒸馏水
c.乙醇和水的混合液
D.饱和硫酸钠溶液
③步骤d不宜采用加热干燥的方法,可能的原因是
。
试题解析:
本题所示的制取过程和课本的银铵溶液的配置过程类似。
综合考察了过滤、抽滤实验、沉淀洗涤与干燥及结晶等实验操作与原理。
(1)①漏斗口斜面反转才正确;先断开漏斗与安全瓶的连接,然后关闭水龙头。
②含有cuSo4晶体杂质;加热蒸发时促进了[cu4]2+电离产生cu2+。
和[cu4]So4•H2o电离产生的硫酸根离子在冷却结晶时析出cuSo4晶体杂质。
(2)a.向溶液c中加入适量(NH4)2So4,目的:
促使NH3+H2o
NH3H2o
NH4++oH
向生成更多NH3的方向移动,抑制[cu4]2+
cu2++4NH3。
b.过滤。
只要一般的过滤就可以。
抽滤针对含结晶水的化合物不适用。
②因[cu4]So4•H2o在水溶液中可以完全电离,故,选择的洗涤剂为A.乙醇。
③加热干燥可以导致失去结晶水。
教与学提示:
实验、化学平衡移动、结晶方式这些内容都是和实验有密切联系的。
在高考复习的教学中尽量还原、复原课本实验,尽量将课本实验综合化是重要的复习思路。
铁、铜及其重要化合物单元测试
一、选择题(下列各题均只有一个合理答案,请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内填在其它地方无效)
.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”:
发生的反应为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,下列结果不可能出现的是
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
2、欲分离,加入试剂的顺序正确的是
A.
B.
c.
D.
3、根据如下反应:
判断
氧化性强弱的顺序是
A.
B.
c.
D.
4.跟27克Al反应相应的稀HNo3溶液中最多可溶解Fe的质量为
A.28g
B.56g
c.84g
D.27g
5.下列离子在同一溶液中能大量共存的是
A.
B.
c.
D.
二.选择题(下列各题均有二个合理答案,请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内填在其它地方无效)
6.将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是
A、硫酸
B、氯水
c、硝酸锌
D、氯化铜
7.在盐酸中加入铁粉,等铁粉全部溶解之后,再加入酸性kmno4溶液,kmno4溶液褪色其原因是
A.Fe有还原性
B.盐酸有还原性
c.kmno4具有氧化性
D.Fecl2中Fe2+具有还原性
8.含ngHNo3的稀溶液恰好使mg铁粉完全溶解,若有
gHNo3被还原成No(没有其它还原产物),则n∶m为
A.1∶1
B.2∶1
c.3∶1
D.9∶2
9.5.6g铁粉加入含0.3mol的溶液中,充分反应后,下列说法中正确的是
A.Fe全部被氧化
B.Fe部分被氧化
c.Fe3+全部被还原
D.Fe3+部分被还原
0.下列物质中,既可以作为氧化剂又可以做为还原剂的是
A.FeSo4
B.Fe
c.F2
D.Hcl
三.本题包括4小题.
1.氧化铜有多种用途,如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。
为获得纯净的氧化铜以探究其性质,某同学用工业硫酸铜进行如下实验:
⑴制备氧化铜
工业cuSo4
cuSo4溶液
cuSo4•5H2o
……
cuo
①步骤I的目的是除不溶性杂质。
操作是
。
②步骤Ⅱ的目的是除铁。
操作是:
滴加H2o2溶液,稍加热;当Fe2+转化完全后,慢慢加入cu22co3粉末,搅拌,以控制溶液pH=3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至pH=1。
控制溶液pH=3.5的原因是
。
③步骤Ⅲ的目的是得到cuSo4•5H2o晶体。
操作是
,过滤,水浴加热烘干。
水浴加热的特点是
。
⑵探究氧化铜的性质
①取A、B两支试管,往A中先加入适量cuo粉末,再分别向A和B中加入等体积的3%H2o2溶液,只观察到A中有大量气泡。
结论是
。
②为探究试管A中反应的速率