高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第8講 鐵、銅及其化合物課件

第 8 講 鐵、銅及其化合物考綱定位選項(xiàng)示例1.了解鐵、銅及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用。2.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。1.Fe3有氧化性，F(xiàn)eCl3溶液可用于回收廢舊電路板中的銅。(2012年廣東高考T12D)2.Fe與S混合加熱生成FeS2。(2012年重慶高考T7A)3.Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3。(2012年天津高考T2D)4.制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法。(2011年山東高考T12C)5.高鐵酸鉀( K2FeO4)是一種新型的自來水處理劑，它的性質(zhì)和作用是：有強(qiáng)氧化性，可消毒殺菌，還原產(chǎn)物能吸附水中雜質(zhì)。(2011年上海高考T5A)一、鐵、銅1物理性質(zhì)鐵是_色金屬，銅是_色金屬，二者都具有_的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，其中_能被磁鐵吸引。銀白紫紅良好鐵2化學(xué)性質(zhì)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)鐵銅與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與Cl2反應(yīng)_與O2反應(yīng)_與S反應(yīng)_與水反應(yīng)_不反應(yīng)3Fe4H2O(g) Fe3O44H2物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)鐵銅與酸反應(yīng)與非氧化性酸反應(yīng)(HCl)_不反應(yīng)與氧化性酸反應(yīng)鐵在常溫下，遇到冷濃硫酸或冷濃硝酸會(huì)發(fā)生_，表面形成致密的_與濃硫酸反應(yīng)：_；與稀硝酸反應(yīng)：_；與濃硝酸反應(yīng)：_鈍化 氧化膜 （續(xù)表）物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)鐵銅與鹽溶液反應(yīng)與FeCl3溶液反應(yīng)離子方程式：_離子方程式：_與CuCl2溶液反應(yīng)離子方程式：_不反應(yīng)與AgNO3溶液反應(yīng)離子方程式：_離子方程式：_（續(xù)表）2Fe3Fe=3Fe2FeCu2=CuFe22Fe3Cu=2Fe2Cu2Fe2Ag=Fe22AgCu2Ag= Cu22Ag二、鐵、銅的氧化物鐵紅磁性氧化鐵黑色紅棕色黑色黑色三、鐵、銅的氫氧化物氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2物理性質(zhì)顏色_水溶性均_溶于水化學(xué)性質(zhì)與鹽酸反應(yīng)(離子方程式)_與稀硝酸反應(yīng)(離子方程式)_受熱分解_制備原理相應(yīng)的可溶性鹽與堿(如NaOH或氨水)反應(yīng)白色紅褐色藍(lán)色難Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2OCu(OH)22H=Cu22H2O3Fe(OH)210HNO =3Fe3NO8H2OFe(OH)33H=Fe33H2OCu(OH)22H=Cu22H2O四、Fe、Fe2和Fe3的轉(zhuǎn)化關(guān)系Fe、Fe2和Fe3之間可相互轉(zhuǎn)化，相互間能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。圖 2-8-11Fe2具有較強(qiáng)的還原性，與氧化劑反應(yīng)生成Fe3(1)Fe2被氯氣氧化：_。(2)Fe2被溴水氧化：_。(3)Fe2被高錳酸鉀氧化：_。(4)Fe2被稀硝酸氧化：_。(5)Fe2被濃硝酸氧化：_。(6)Fe2被氧氣氧化：_。2Fe2Cl2=2Cl2Fe32Fe2Br2=2Br2Fe34Fe2O24H=4Fe32H2O2Fe3有較強(qiáng)的氧化性，與還原劑反應(yīng)生成 Fe2(1) Fe3被 Fe 還原：_。(2) Fe3被 Cu 還原：_。(3)FeCl3 中滴加氫硫酸，溶液變渾濁：_。(4)Fe3能使淀粉KI 溶液變藍(lán)：_ 。(5)SO2 通入 FeCl3 溶液中：_。 _2Fe3Fe=3Fe22Fe3Cu=2Fe2Cu22Fe3H2S=2Fe2S2H2Fe32I=2Fe2I2五、合金合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬跟非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。其特點(diǎn)是：_一般比它的各成分金屬大；多數(shù)合金的_一般比它的各成分金屬低；合金的化學(xué)性質(zhì)與成分金屬不同；物理、化學(xué)和機(jī)械性能均強(qiáng)于各成分金屬。硬度熔點(diǎn) 考點(diǎn)1Fe2、Fe3的性質(zhì)與鑒別 1Fe2和Fe3的性質(zhì) Fe2和Fe3這兩種離子的鹽溶液因水解均呈現(xiàn)酸性，對(duì)應(yīng)的鹽溶液顏色通常分別為淺綠色、黃色(實(shí)際顏色與鹽溶液的濃度有關(guān))。Fe2的鹽溶液通常表現(xiàn)為還原性，F(xiàn)e3的鹽溶液則主要表現(xiàn)為較強(qiáng)的氧化性。 2Fe2和Fe3的常見鑒別方法 (1)觀察法：Fe3的鹽溶液呈棕黃色，F(xiàn)e2的鹽溶液呈淺綠色。 (2)SCN法：滴入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液，呈血紅色的是Fe3的鹽溶液，不變色的是Fe2的鹽溶液。 (3)堿液法：分別加入堿液(如氨水)，生成紅褐色沉淀的是Fe3的鹽溶液，先生成白色絮狀沉淀，又迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色的是Fe2的鹽溶液。 (4)H2S法：分別通入H2S氣體或加入氫硫酸，有淡黃色沉淀析出(或混濁)的是Fe3的鹽溶液，無此現(xiàn)象的是Fe2的鹽溶液。 (5)苯酚法：分別滴入苯酚溶液，溶液呈紫色的是Fe3，不變色的是Fe2。 (6)淀粉KI法：能使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的溶液是Fe3 ，無此現(xiàn)象的是Fe2。 (7)KMnO4(或溴水)法：分別加入少量酸性KMnO4溶液(或溴水)，能使之褪色的是Fe2的鹽溶液，不能使之褪色的是Fe3的鹽溶液。 (8)銅片法：分別加入銅片，溶液逐漸變?yōu)樗{(lán)色的是Fe3的鹽溶液，不變色的是Fe2的鹽溶液?！纠?1】將鐵粉、銅粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(yīng)(假定容器不參與反應(yīng))。試判斷下列情況下，溶液中存在的金屬離子和金屬單質(zhì)。 (1)若鐵粉有剩余，則容器中不可能有的離子是：_；銅單質(zhì)_(填“一定”或“可能”)存在。 (2)若FeCl3和CuCl2都有剩余，則容器中不可能有的單質(zhì)_，F(xiàn)e2_(填“一定”或“可能”)存在。 (3)若要檢驗(yàn)溶液中是否有Fe3，正確的操作：_。思路指導(dǎo)：凡是相互間能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)就不可能大量共存；Fe、Cu均可與Fe3反應(yīng)，F(xiàn)e能與Cu2反應(yīng)。解析：本題主要的化學(xué)反應(yīng)有：Fe2FeCl3=3FeCl2；FeCuCl2=CuFeCl2；Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2。們能發(fā)生上述、反應(yīng)。(2)若 FeCl3和CuCl2都有剩余，則容器中一定沒有 Fe、Cu，一定有 Fe2，發(fā)生的反應(yīng)為、。(3)物質(zhì)檢驗(yàn)的基本步驟：取樣加試劑描述現(xiàn)象下結(jié)論。(1)若鐵粉有剩余，則容器中不可能有Fe3、Cu2，因?yàn)樗鸢福?1)Fe3、Cu2一定(2)Fe、Cu一定(3)用小試管取12 mL溶液，滴加12滴KSCN溶液， 若溶液變成血紅色，則有Fe3；否則無Fe3【例2】(2013年東北三校聯(lián)考)下列檢驗(yàn)試劑選用正確的是()。A用氯水、KSCN溶液檢驗(yàn)FeCl3中是否有FeCl2B用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3中是否有FeCl2C用NaOH溶液檢驗(yàn)MgCl2中是否有FeCl2D用硝酸檢驗(yàn)?zāi)滁S色固體是純銅還是黃銅解析：A組中的Fe3產(chǎn)生的干擾無法消除；B組中酸性KMnO4溶液還能氧化Cl；C組中雖然Mg2也能形成白色沉淀，但若有Fe2，則生成的白色沉淀顏色會(huì)發(fā)生變化，故C項(xiàng)正確；D組中純銅和黃銅均能溶解在硝酸中，不能達(dá)到目的。答案：C考點(diǎn)2 金屬的通性及金屬的冶煉1金屬的通性跟酸的反應(yīng)能置換出稀酸(如HCl、H2SO4)中的氫能置換出稀酸中的氫不能置換出稀酸中的氫反應(yīng)程度反應(yīng)劇烈程度依次減弱能跟濃硫酸、硝酸反應(yīng)能跟王水反應(yīng)跟鹽的反應(yīng)位于金屬活動(dòng)性順序前面的金屬可以將后面的金屬從其鹽溶液中置換出來(K、Ca、Na除外)（續(xù)表）2.金屬的冶煉金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是用還原的方法，使金屬化合物中的金屬陽離子得電子變成金屬原子。MnneM，金屬活動(dòng)性不同，冶煉方法也不同。(1)熱分解法。對(duì)于金屬活動(dòng)性順序表中排在 Hg 后面的不活潑金屬，可以 用 熱 分 解 法 冶 煉 。 例 如 ： 2Ag2O4Ag O2 ，2HgO2HgO2。(2)熱還原法。 對(duì)于金屬活動(dòng)性順序表中ZnCu段的金屬，可以采用加還原劑并加熱的方法進(jìn)行冶煉，常見的還原劑有H2、CO、C(焦炭)和活潑金屬如鋁等。例如：Fe2O33CO 2Fe3CO2，F(xiàn)e2O32Al 2FeAl2O3。 (3)電解法。 排在Zn前面的金屬，由于化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，很難用還原劑將它們從化合物中還原出來，工業(yè)上用電解法冶煉。例如：2Al2O3(熔融) 4Al3O2，2NaCl(熔融) 2NaCl2。 電解冰晶石電解【例 3】下列關(guān)于鐵和合金的說法不正確的是()。A鐵及鐵合金是當(dāng)今社會(huì)運(yùn)用最廣泛的金屬材料B合金的硬度比其成分物質(zhì)的硬度大C因?yàn)樾纬闪髓F碳合金，所以熔點(diǎn)變低D生鐵、普通鋼和不銹鋼中的碳含量依次增加思路指導(dǎo)：合金在生活中應(yīng)用很廣，要解這類題目，首先要了解常見的合金及應(yīng)用，了解合金的主要特點(diǎn)：(1)合金是混合物。(2)合金具有成分元素的性質(zhì)；但熔點(diǎn)低于成分金屬的熔點(diǎn)，硬度大于成分金屬的硬度。(3)合金中成分元素的含量影響合金的性質(zhì)。解析：鐵及鐵合金是當(dāng)今社會(huì)運(yùn)用最廣泛的金屬材料，且合金硬度大于成分金屬，熔點(diǎn)低于各成分物質(zhì)的熔點(diǎn)，A、B、C 正確。生鐵、普通鋼和不銹鋼中的碳含量依次降低。答案：D【例4】下列說法正確的是()。A所有不銹鋼都只含有金屬元素B大多數(shù)金屬元素均以單質(zhì)形式存在于自然界C某省打撈的明代沉船上存在大量鋁制餐具D鎂合金的硬度和強(qiáng)度均高于純鎂解析：不銹鋼中含有碳元素，A 錯(cuò)；大多數(shù)金屬元素以化合態(tài)存在于自然界中，只有 Au 等少數(shù)不活潑金屬以游離態(tài)存在于自然界中，B 錯(cuò)；鋁是一種活潑金屬，明代還沒有冶煉鋁的技術(shù)，其沉船上不可能有鋁制品，C 錯(cuò)；合金的特點(diǎn)是硬度大于成分金屬，熔點(diǎn)低于成分金屬，D 正確。解析：D的相互轉(zhuǎn)化，F(xiàn)e2的還原性、Fe3的強(qiáng)氧化性和強(qiáng)水解能力、實(shí)驗(yàn)探究 鐵及其化合物性質(zhì)的綜合考查考向分析鐵和銅在生活生產(chǎn)中有廣泛用途，是高考的命題熱點(diǎn)。常見考查方式有離子共存(有色離子、形成沉淀、水解)、鐵銅實(shí)驗(yàn)、化工工藝流程等，主要考查的物質(zhì)有Fe、Fe2、Fe3銅離子的水解等?！纠?5】由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的幾種物質(zhì)組成的混合粉末，取樣進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)(部分產(chǎn)物略去)：(1)取少量溶液 X，加入過量的 NaOH 溶液，有沉淀生成。質(zhì)是(填化學(xué)式)_。(2)Z 為一種或兩種氣體：若 Z 只為一種氣體，試劑 a 為飽和 NaHCO3 溶液，則反應(yīng)中能同時(shí)生成兩種氣體的化學(xué)方程式是：_。取上層清液，通入CO2，無明顯變化，說明樣品中不含有的物若 Z 為兩種氣體的混合物，試劑 a 為適量的水，則 Z 中兩種氣體的化學(xué)式為_。(3)向 Y 中通入過量的 Cl2，并不斷攪拌，充分反應(yīng)后，溶液中的陽離子是(填寫離子符號(hào))_。(4)取 Y 中的溶液，調(diào)節(jié) pH 約為 7，加入淀粉KI 溶液和共轉(zhuǎn)移 3mol 電子，該反應(yīng)的離子方程式是：_。(5)另取原樣品，加入足量稀硫酸充分反應(yīng)，若溶液中一定不會(huì)產(chǎn)生 Y 中的紅色固體，則原樣品中所有可能存在的物質(zhì)組合是(各組合中物質(zhì)用化學(xué)式表示)_。H2O2，溶液呈藍(lán)色并有紅褐色沉淀生成。當(dāng)消耗2 mol I時(shí)， 解析：根據(jù)(1)中現(xiàn)象，可知樣品中不含Al；Y為亞鐵鹽溶液，固體為Cu和Fe；(2)Z為一種氣體時(shí)，濃酸為硫酸，化學(xué)方程式為：C2H2SO4(濃) CO22SO22H2O，通過飽和NaHCO3溶液后，氣體只有CO2；若Z是兩種氣體時(shí)，濃酸為硝酸，化學(xué)方程式為：C4HNO3(濃)=CO24NO22H2O，通過水后，氣體為CO2和NO；(3)向Y中通入過量氯氣，生成的FeCl3逐漸與鐵粉和銅粉反應(yīng)生成CuCl2和FeCl3，溶液中陽離子為Cu2、Fe3和H；(4)FeCl2溶液中加淀粉碘化鉀和H2O2時(shí)，其反應(yīng)為：2Fe23H2O24I=2Fe(OH)32I2；(5)原樣品中加足量稀硫酸，Y溶液中一定不會(huì)出現(xiàn)紅色固體，則原樣品中不存在鐵和鋁，故其可能組合為：CuO和C或CuO、C和Fe2O3?！纠?6】(2012 年天津高考)信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含 70% Cu、25% Al、4% Fe及少量 Au、Pt 等金屬的混合物，并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：請(qǐng)回答下列問題：(1) 第 步 Cu 與 酸 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 為 ：_；得到濾渣 1 的主要成分為_。(2)第步加 H2O2的作用是_，使用 H2O2 的優(yōu)點(diǎn)是_，調(diào)節(jié)溶液pH的目的是使_生成沉淀。(3)用第步所得的 CuSO45H2O 制備無水 CuSO4 的方法是_。(4)由濾渣 2 制取 Al2(SO4)318H2O，探究小組設(shè)計(jì)了三種方案：上述三種方案中，_方案不可行，原因是_；從原子利用率角度考慮，_方案更合理。后，用 c molL1 EDTA(H2Y2) 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，平均消耗(5)探究小組用滴定法測定 CuSO45H2O(Mr250)的含量。取 a g 試樣配成 100 mL 溶液，每次取 20.00 mL，消除干擾離子EDTA 溶液 b mL。滴定反應(yīng)如下：Cu2H2Y2=CuY22H。寫出計(jì)算 CuSO45H2O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式：w_；下 列 操 作 會(huì) 導(dǎo) 致 CuSO45H2O含 量的測定結(jié)果偏高的是_。未干燥錐形瓶滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡未除凈可與 EDTA 反應(yīng)的干擾離子 解析：(4)因?yàn)V渣2中含有Fe(OH)3沉淀，甲方案沒有除去酸浸時(shí)產(chǎn)生的Fe3，使制得晶體中含有大量雜質(zhì)Fe2(SO4)3，故甲方案不可?。环桨敢抑杏娩X與Fe3反應(yīng)，產(chǎn)品中生成的含鋁化合物增多，原子利用率高；丙中消耗的酸、堿多，原子利用率低。題組一 鐵及其化合物1下列有關(guān)純鐵的描述正確的是()。A熔點(diǎn)比生鐵的低B與相同濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率比生鐵的快C在潮濕的空氣中比生鐵容易被腐蝕D在冷的濃硫酸中可鈍化解析：生鐵屬于合金，其熔點(diǎn)比純鐵的低；生鐵與鹽酸反應(yīng)及生鐵在潮濕空氣中的腐蝕，因形成原電池，故反應(yīng)速率均比純鐵的快；常溫下鐵在濃硫酸、濃硝酸中均發(fā)生鈍化。答案：D2下列化合物可通過化合反應(yīng)制備的是()。Fe(OH)3；CuS；NaHCO3；FeCl2；FeCl3。A全部C除外B除外D除外解析：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3；Cu 和 S 反應(yīng)只生成 Cu2S；Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3；2FeCl3Fe=3FeCl2；2FeCl2Cl2=2FeCl3。答案：B3下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有3 價(jià)鐵生成的是()。過量的 Fe 與 Cl2反應(yīng)；Fe與過量稀H2SO4反應(yīng)后，再向其中加 KNO3；Fe(NO3)2溶液中加少量鹽酸；Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中。A只有C只有B只有D全部答案：C 解析：中的Cl2氧化性強(qiáng)，它能將鐵氧化為3價(jià)，由于不是在溶液中反應(yīng)，因此過量的鐵不會(huì)將氯化鐵還原；中Fe與稀硫酸反應(yīng)只能生成Fe2，但由于稀硫酸過量，加入KNO3后，HNO3能將Fe2氧化成Fe3；發(fā)生了Fe2被 HNO3 氧化的反應(yīng)；中發(fā)生Fe與鹽酸生成FeCl2、Fe2O3與鹽酸生成FeCl3的反應(yīng)，但題中未給出反應(yīng)物間相對(duì)量的關(guān)系，若鐵是足量的，則能將生成的FeCl3全部還原為FeCl2。4已知：2Fe2Br2=2Fe32Br。向100 mL FeBr2溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的 Cl2 3.36 L，充分反應(yīng)后測得溶液中 Cl()。解析：利用原子守恒及電荷守恒原理，可知 3.36 L 的 Cl2答案：A與Br的物質(zhì)的量濃度相等，則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度為A2 molL1 B1 molL1 C0.4 molL1 D0.2 molL1題組三 銅及其化合物5.(2013年西安模擬)CuCO3和Cu2(OH)2CO3的混合物34.6 g，可恰好完全溶解于300 mL 2 molL1的鹽酸中，若加熱分解等量的這種混合物可得CuO固體質(zhì)量為()。A16.0 g B19.2 g C24.0 g D30.6 g解析：CuCO3和Cu2(OH)2CO3的混合物34.6 g，可恰好完全溶解于300 mL、2 molL1的鹽酸中，完全溶解后都生成CuCl2，Cl共有0.320.6 mol，所以有0.3 mol的CuCl2，分解生成的CuO應(yīng)該為0.3 mol,0.3 mol CuO的質(zhì)量為24.0 g。答案：C6(2012 年福建高考改編)酸浸法制取硫酸銅的方法如下：(1) 步驟() 中 Cu2(OH)2CO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。(2)步驟()中所加試劑起調(diào)節(jié) pH 作用的離子是_(填離子符號(hào))。(3)步驟()發(fā)生的反應(yīng)中，1 mol 的 MnO2 轉(zhuǎn)移 2 mol 的電子，該反應(yīng)的離子方程式為：_。題組四 金屬的通性及合金7(雙選)下列說法正確的是()。A有些活潑金屬如鋁可作熱還原法的還原劑B用電解 NaCl 溶液的方法來冶煉金屬鈉C可用焦炭或一氧化碳還原氧化鋁的方法來冶煉鋁D回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物答案：AD金屬NaCuAlFe熔點(diǎn)/97.510836601535沸點(diǎn)/8832595220030008所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔融狀態(tài)下形成的一種熔合物，根據(jù)下列四種金屬的熔沸點(diǎn)：其中不能形成合金的是()。ACu 和 AlCFe 和 NaBFe 和 CuDAl 和 Na解析：形成合金必須滿足各成分金屬都要有共同的液態(tài)溫度范圍(即合金中一種金屬的熔點(diǎn)要高于另一種金屬的熔點(diǎn)但低于它的沸點(diǎn))，這樣才能熔合在一起。當(dāng)鐵熔化時(shí)，鈉已經(jīng)變成鈉蒸氣了，所以鐵和鈉不具備形成合金的條件。答案：C