专题7铁铜及其化合物.docx

1、专题7 铁铜及其化合物专题7 铁、铜及其化合物1. 掌握铁的原子结构和化学性质，以Fe2+、Fe3+的相互转化为例，了解变价金属元素的氧化性和还原性。2. 了解铁的氧化物和氢氧化物的性质和制备，掌握Fe2+、Fe3+的检验方法。3. 了解铜及其重要化合物的性质。4. 了解金属冶炼的一般原理，了解铁和铜的冶炼方法。1. 铁和铜（1）物理性质铁是一种有金属光泽的银白色金属，有良好的导电导热性、延展性。铁属于重金属、黑色金属、常见金属。铁能被磁铁吸引。铜一种有金属光泽的紫红色金属，粉末为紫红色。具有良好的导电导热性、延展性。（仅次于银）铜属于重金属、有色金属、常见金属。不能被磁铁吸引。（2）铁和铜的

2、存在形态铜在自然界以游离态和化合态形式存在，而铁只能以化合态形式存在。（3）化学性质.铁的化学性质铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成2、3两种价态的化合物。用化学方程式或离子方程式表示下列变化FeFeH2O(g)3Fe4H2O(g) Fe3O44H2Fe.铜的化学性质与氧气反应：2CuO22CuO与其他非金属反应：2CuSCu2SCuCl2 Cu Cl2与氧化性酸a与浓硫酸共热：Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O；b与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。与盐溶液反应(写离子方程式)a与硝酸银溶液：Cu2Ag=2AgCu2；b与FeCl3溶液：Cu

3、2Fe3=2Fe2Cu2。2. 铁的氧化物的性质比较化学式FeOFe2O3Fe3O4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+31/3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+3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O与CO反应高温FexOy+yCO=xFe+yCO23. 铁的氢氧化物的性质比较.Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与H反应Fe(OH)22H= Fe22H2OFe(OH)33H= Fe33H2O二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧

4、气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)2的制备与实验条件的控制 要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态。一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。既要除去三价铁离子，又不引入新的杂质，一般选用铁粉来还原三价铁离子。实验中一般采用新制的硫酸亚铁与NaOH溶液反应来制取Fe(OH)2沉淀。4. Fe2+、Fe3+的鉴别鉴别方法Fe2+Fe3+直接观色浅绿色黄色利用显色反应与SCNK溶液无现象显红色与苯酚无现象显紫色利用Fe2+的氧化性与

5、铜片无现象铜溶解，溶液变蓝绿色与淀粉碘化钾溶液无现象溶液变蓝利用Fe3+的还原性与溴水溴水褪色无现象与酸性KMnO4紫色褪去无现象利用沉淀反应Fe2OH=Fe(OH)2白色灰绿色红褐色Fe3+OH=Fe(OH)红褐色沉淀【典型例题1】铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 AFe(OH)3 Fe2O3 BFe(OH)2 Fe2O3CFe(OH)2 Fe(OH)3 DFe(OH)2 Fe3O4【答案】B【迁移训练1】向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加人100mL 1 molL-

6、1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，生成224 mL(标准状况)气体，向溶液中滴加KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量为A2.8 g B5.6 g C11.2 g D无法计算【答案】A【典型例题2】在含有Fe3、Fe2、Al3、NH的稀溶液中加入足量Na2O2固体，充分作用后，再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是 AFe3、Al3 BAl3CFe2、NH DFe3【答案】B【迁移训练2】铁和氧化铁的混合物共a mol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到b mol氢气，且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色，则原混合物中单质铁的物质的量为

7、 A(a+b) mol B(a-b) mol C(a-b)mol D(a+b) mol【答案】A【典型例题3】下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。方法一：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：在如右图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管里加入的试剂是 。（2）

8、在试管里加入的试剂是 。（3）为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管和中加入试剂，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 。方法三：利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如右图所示，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 BNaCl溶液 CNaOH溶液 DCuCl2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

9、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 。【答案】方法一（1）稀硫酸、铁屑（2）煮沸（3）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化方法二（1）稀硫酸、铁屑（2）NaOH溶液（3）检验试管出口处排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹（4）试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界O2不易进入方法三（1）Fe Fe-2e-= Fe2+ （2）BC （3）隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2沉淀被氧化，加热煮沸，排出溶解的O2 （4）BC （5）白色沉淀迅速变为灰绿色，最

10、后变成红褐色5. 氧化铜、氧化亚铜和氢氧化铜比较（1）CuO：黑色难溶于水的固体，与酸可以反应，可以用H2、CO、Al还原出Cu。（2）Cu(OH)2：蓝色难溶物，与酸可以反应，与稀H2SO4反应的离子方程式为Cu(OH)22H=Cu22H2O，受热分解为CuO和H2O。（3）Cu2O：红色难溶物，在酸性条件下发生：Cu2O2H=CuCu2H2O。【典型例题4】下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是选项陈述陈述判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿对；对；无B铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸对；对；有C向硫酸铜溶液通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过

11、滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑对；对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂错；对；无【答案】D【迁移训练4】现有CuO和Fe2O3的混合物a g，向其中加入1 molL-1的HNO3溶液200 mL恰好完全反应，若将2a g该混合物用足量CO还原，充分反应后剩余固体质量为A（2a-1.6）g B2（a-1.6）g C（a-1.6）g D3.2 g【答案】B6. 铁三角及其应用“铁三角”转化关系（1）一般是指Zn .Al .CO. H2. 等还原剂。FeCl2+Zn=ZnCl2+Fe 3FeCl2+2Al=2A

12、lCl3+3Fe FeO+COFe+CO2 FeO+H2Fe+H2O （2）是指H+. S. I2. Cu2+. Fe3+.等氧化剂。 Fe+2H+=Fe2+H2 Fe+SFeS Fe+I2FeI2 Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+（3）（5）是指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂。 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- 2Fe2+Br2=2Fe3+2Br- 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O 5Fe2+MnO4-+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O （4）一般是指Fe. Cu.

13、 HI. H2S.等还原剂.2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+ Fe3+Fe=3Fe2+ 2Fe3+2I-=2Fe2+I2 2Fe3+H2S=2Fe2+S+2H+ （5）是指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂。2Fe+3Cl22FeCl3 2Fe3+Br2=2FeBr3 Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O 4Fe+3O2(纯) 2Fe2O3 （6）是指Zn. Al. CO. H2. 等还原剂。2Fe3+3Zn(足)=3Zn2+2Fe Fe3+Al=Al3+Fe Fe2O3+2AlAl2O3+2FeFe2O3+3CO2Fe+3CO2 Fe2O3+3H22F

14、e+3H2O铁三角可以解决的问题：(1)除杂：主要物质杂质除杂方法Fe2Fe3加过量铁屑后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2Cu2加过量铁屑后过滤FeAl加过量强碱溶液后过滤Fe2O3Al2O3、SiO2加过量强碱溶液后过滤(2)判断离子共存：Fe2NO (H)、ClO、MnO (H)。Fe3S2、I、SO。Fe2、Fe3HCO、CO等水解相互促进的离子(3)盐溶液的配制与保存：Fe2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。Fe3的盐溶液：加少量相应的酸防止Fe3水解。【典型例题5】A、B、C是所学过的三种单质，A、B、C及其他物质之间的反应关系如图

15、所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若DCEF且常温下只有B为气态，则A、B、C分别为 AFe、Cl2、Cu BFe、Cl2、H2CCu、Cl2、Fe DFe、Cl2、Mg【答案】A【迁移训练5】向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300 mL 1 mol/L的HCl溶液，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液后无红色出现，若用过量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，固体的质量减少了 A6.4 g B4.8 g C2.4 g D1.6 g【答案】C7. 金属冶炼的方法和原理（1）冶炼原理： 利用金属矿物，将其中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在

16、工业上称为金属的冶炼。（2）冶炼步骤： 矿石的富集冶炼精炼（3）冶炼方法：（实质是还原的方法）金属阳离子得电子变成金属原子，金属的化学活动性不同，金属阳离子得电子的能力也不同。金属的活动顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb （H）CuHg Ag Pt Au金属原子失电子能力强 弱金属离子得电子能力弱 强主要冶炼方法电解法热还原法分解法热分解法有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。2HgO2HgO2， HgSO2HgSO2， Ag2SO22AgSO2 热还原法 多数金属的冶炼过程属于热还原法常用的还原剂有焦炭、一氧化碳

17、、氢气和活泼金属等电解法在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。总结：金属活泼性不同，金属冶炼的方法不同。（补充）湿法（炼铜）：FeCuSO4FeSO4Cu 物理法：Au、Pt在自然界中主要以游离态存在，利用密度。铝热反应（1）反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。（活泼金属可作还原剂）（2）原理： Al是还原剂，另一种氧化物作氧化剂，是铝将氧化物中的金属置换出来的反应；其实质是铝将氧化物中化

18、合态的金属还原为金属单质（3）反应特点 高温条件；剧烈燃烧，放出大量的热；新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离【典型例题6】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下图所示(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）写出下列物质的化学式：A_、D_、E_、X_。（2）在反应中，不属于氧化还原反应的是_(填编号)。（3）反应的离子方程式是_；（4）反应的化学方程式是_；该反应中每消耗0.

19、3 mol的A，可转移电子_mol。（5）写出D的溶液与小苏打溶液反应的离子方程式是_。（6）除去D溶液中混有的少量G的方法是_。（7）在D溶液中制备无水D固体的方法是_。【答案】（1）FeCl3（1分） HCl（1分） （2）（1分）（3）Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3；（2分）（4）生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。（2分）（5）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2（2分）0.8（1分）（6）向混合液中通入足量氯气（或加入足量H2O2）（7）在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液【迁移训练6】AE是中学常见的5种化合物，A、B是氧化物，它们之间的转化关系如下图所示。则下

20、列说法正确的是AX与A反应的化学方程式是： Al2O3 + 2Fe Fe2O3 + 2Al B向D溶液中滴加KSCN溶液，产生血红色沉淀C单质Y在一定条件下能与水发生置换反应D由于化合物B和C均既能与酸反应，又能与碱反应，所以均是两性化合物【答案】C考点基础练习1易误诊断(正确的打“”，错误的打“”)。(1)铁元素性质活泼，自然界中的铁几乎都是以化合态形式存在，只有在陨石中有游离态的铁元素()(2)过量的铁与氯气反应，不会生成FeCl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行()(3)铁能被磁铁吸引，则任何金属都能被磁铁吸引()(4)过量的铁粉与稀硝酸溶液反应的离子方程式为Fe4HNO=Fe3NO

21、2H2O()(5)将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，可以看到稳定的白色沉淀()(6)FeCl2溶液保存时加Fe粉的目的是防止Fe2被还原()(7)FeCl2溶液中加入KSCN溶液不变红，加入氯水后溶液变红色()(8)FeCl3溶液中加入KSCN溶液变红，再加入足量Fe，红色消失()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2下列物质反应后一定有3价铁生成的是_。(填序号)过量的Fe与Cl2加热时发生反应Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3Fe与过量的S加热时发生反应Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中【答案】3将Fe3O4投入过量的盐酸

22、中，所得溶液中含的金属阳离子有_，向该溶液中投入足量的Fe粉，发生反应的离子方程式为_。【答案】Fe2、Fe3Fe2Fe3=3Fe2、Fe2H=Fe2H2习题训练 1下列说法正确的是A铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食品的器皿B铜的导电能力不如铝C由于Cu2有氧化性，所以用CuSO4来配制农药D因为Cu2能使蛋白质变性，所以铜盐溶液有毒【答案】D2要除去MgCl2酸性溶液中少量的FeCl3，不宜选用的试剂是AMgO BMgCO3 CNaOH DMg(OH)2【答案】C3下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是金属钠在纯氧中燃烧FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放

23、置一段时间FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 无水硫酸铜放入医用酒精中A BC D【答案】B4将铁屑溶于过量盐酸后，再加下列物质，会有三价铁生成的是A稀硫酸 B氯气C氯化锌 D氯化铜【答案】B5下列物质间的转化关系中不能全部通过一步反应完成的是ANaNaOHNa2CO3NaCl BMgMgCl2MgCO3Mg(OH)2CAlAl2O3Al(OH)3AlCl3 DFeFeCl3Fe(OH)3Fe2O3【答案】C6下列各组物质中，满足表中图示物质在通常条件下一步转化关系的组合只有序号XYZWCuCuSO4Cu(OH)2CuONaNaOHNa2CO3NaClCl2Ca(ClO)2HClOHClFeFe

24、Cl3FeCl2Fe(OH)2ABC D【答案】A7将质量相同的Na、Mg、Al、Fe、Zn分别投入足量的稀HCl中，则这些金属与酸反应生成H2的体积由大到小排列顺序是AZnFeNaMgAl BAlMgNaFeZnCNaMgAlFeZn DFeZnMgAlNa【答案】B8一定量的Fe和Fe2O3混合物投入1 molL-1 300 mL的HNO3溶液中，反应完全后，无固体剩余，生成112 LNO气体（标准状况），再向反应后溶液中加入1 molL-1的NaOH溶液，要使铁元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最少是A200mL B245mL C250mL D300Ml【答案】C9已知下述三个实验

25、均能发生化学反应：将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是A实验中铁钉只做还原剂B实验中Fe2既显氧化性又显还原性C实验中发生的是置换反应D上述实验证明氧化性：Fe3Fe2Cu2【答案】A10下列有关铁及其化合物的说法中正确的是A磁铁矿的主要成分是Fe2O3B铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加过量铁粉，然后过滤DFe3与KSCN反应产生血红色沉淀【答案】C11 FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是A溶液中一定含Cu2B溶液中

26、一定含Fe2C加入KSCN溶液一定不变血红色D剩余固体中一定含Cu【答案】A12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Fe2B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Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3D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，说明溶液中只含有Fe2，不含有Mg2【答案】C13有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是A盐酸 B烧碱溶液 C氨水 DKSCN溶液【答案】B14有FeO、Fe2O3的混合物若干克，在足量H2气流中加热充分反应，冷却后称得剩余固体比原混合物减轻0.8g；将等质量的原混合物与盐酸反应，欲使之完全溶解, 至少需要1molL1的盐酸的体积为 A 0.05 L B 0.1 L C 0.2 L D 1 L【答案】B15一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到气体a mol，向反应后的溶液中（存在Cu2+和SO42-）加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO固体120g，若上述气体为NO，则a可能为 mol.A2.50 B4.00 C7.50 D3.15【答案】D16钛和钛的合金被誉为“2