江蘇專用2019版高考化學(xué)專題3從礦物到基礎(chǔ)材料2第二單元鐵銅的獲取及應(yīng)用教案.docx

第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用鐵及其重要化合物的性質(zhì) 知識梳理一、單質(zhì)鐵1物理性質(zhì)鐵具有金屬的共性，具有能被磁體吸引的特性。2化學(xué)性質(zhì)(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)(2)與水蒸氣的反應(yīng)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(3)與酸、鹽的反應(yīng)鈍化二、鐵的冶煉1鐵元素的存在鐵元素在自然界主要以化合態(tài)的形式存在，常見的鐵礦有磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)、赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)。2煉鐵原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。3完成下列化學(xué)方程式(1)一氧化碳的生成：CO2CO2、CO2C2CO。(2)鐵礦石被還原：Fe2O33CO2Fe3CO2。(3)石灰石的作用：CaCO3CaOCO2、CaOSiO2CaSiO3。三、鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價232，3穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與H反應(yīng)的離子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O四、鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應(yīng)的離子方程式Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受熱分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe33OH=Fe(OH)3二者的關(guān)系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2O22H2O= 4Fe(OH)3自我檢測1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)鐵位于元素周期表中第4周期第B族。()(2)用鐵制容器可以運輸濃硝酸和濃硫酸。()(3)將一定量的鐵、銅的混合物加入到100 mL 0.1 molL1的FeCl3溶液中，充分反應(yīng)后，溶液中有固體剩余，則剩余的固體中一定含有銅，可能含有鐵。()(4)Fe分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同。()(5)氫氧化鐵與HI溶液僅發(fā)生中和反應(yīng)。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2將下列物質(zhì)的顏色和用途或性質(zhì)用短線連接起來。A具有較強的還原性(1)Fe2O3a紅褐色 B易被氧化成灰綠色，(2)Fe(OH)2 b紅棕色 最終變成紅褐色(3)Fe(OH)3 c白色 C制作紅色油漆、涂料(4)Fe2 d棕黃色 D受熱分解成紅棕色粉末(5)Fe3 e淺綠色 E具有較強的氧化性答案：(1)bC(2)cB(3)aD(4)eA(5)dEFe3O4中2個Fe為3價，1個Fe為2價，可表示為FeOFe2O3，平均價態(tài)為價。在發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，對應(yīng)價態(tài)的鐵參與相關(guān)反應(yīng)，如Fe3O4與HNO3反應(yīng)時只有2價鐵被氧化。(2015高考全國卷改編，10，6分)下列實驗中，對應(yīng)的現(xiàn)象以及結(jié)論都正確且兩者具有因果關(guān)系的是()選項實驗現(xiàn)象結(jié)論A將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液有氣體生成，溶液呈血紅色稀硝酸將Fe氧化為Fe3B將銅粉加入1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中溶液變藍(lán)、有黑色固體出現(xiàn)金屬鐵比銅活潑C向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應(yīng)溶液中有固體存在溶液中一定含有Cu2D相同質(zhì)量、相同表面積的純鐵和生鐵分別與相同濃度的鹽酸反應(yīng)生鐵的反應(yīng)速率比純鐵快原電池反應(yīng)能加快化學(xué)反應(yīng)速率解析A稀硝酸與過量鐵粉發(fā)生的反應(yīng)分兩步進行，先發(fā)生反應(yīng)：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，過量的鐵粉再與Fe(NO3)3發(fā)生反應(yīng)：Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，溶液不會變?yōu)檠t色，實驗現(xiàn)象錯誤，故A不正確。B.銅粉與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生反應(yīng)：CuFe2(SO4)3=CuSO42FeSO4，實驗現(xiàn)象為溶液變藍(lán)色，但是沒有黑色固體出現(xiàn)，該實驗?zāi)苷f明Fe3的氧化性比Cu2強，不能說明金屬鐵比銅活潑，因為鐵沒有置換出銅單質(zhì)，故B不正確。C.Fe3的氧化性比Cu2的氧化性強，F(xiàn)e先與Fe3反應(yīng)生成Fe2，再與Cu2反應(yīng)生成單質(zhì)Cu。固體一定含Cu，可能含F(xiàn)e；溶液中一定含F(xiàn)e2，可能含Cu2，故C不正確。D.純鐵和稀鹽酸不能構(gòu)成原電池，生鐵中鐵、碳、鹽酸構(gòu)成原電池，能加快反應(yīng)速率，所以生鐵反應(yīng)速率比純鐵快，故D正確。答案D下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有3價鐵生成的是_。過量的Fe與Cl2加熱時發(fā)生反應(yīng)Fe與過量稀H2SO4反應(yīng)后，再向其中加KNO3Fe與過量的S加熱時發(fā)生反應(yīng)Fe(NO3)2溶液中加少量鹽酸Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中解析：Fe與Cl2反應(yīng)只生成FeCl3；FeFe2Fe3；Fe與S反應(yīng)只生成FeS；Fe2Fe3；Fe2O3溶于鹽酸生成Fe3，當(dāng)混合物中Fe不足時，溶液中仍有Fe3，當(dāng)Fe足量時，溶液中無Fe3。答案：分析鐵的化合物時的“兩分清”1價態(tài)要分清(1)要注意單質(zhì)鐵被不同氧化劑氧化時，產(chǎn)物不同。(2)要注意不同價態(tài)的化合物所表現(xiàn)的不同的化學(xué)性質(zhì)，如Fe3以氧化性為主，F(xiàn)e2以還原性為主。2顏色要分清鐵的化合物“五顏六色”，一定要記牢：Fe2溶液為淺綠色，F(xiàn)e3溶液為棕黃色，F(xiàn)e(SCN)3溶液為血紅色，F(xiàn)e(OH)3膠體為紅褐色，F(xiàn)e(OH)2沉淀在空氣中的顏色變化為白色灰綠色紅褐色，F(xiàn)e(OH)3沉淀為紅褐色固體，F(xiàn)e2O3為紅棕色，F(xiàn)e3O4、FeO、FeS均為黑色。 題組一鐵及其化合物的性質(zhì)1下列敘述正確的是()AFe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)B足量的Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3CFe和Fe2O3等物質(zhì)的量混合物溶于稀鹽酸時無氣體放出DFe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3，在給定的條件下能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化解析：選C。HNO3具有強氧化性，與Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體為NO，A項錯；鐵與Cl2反應(yīng)無論量的多少產(chǎn)物都是FeCl3，B項錯；C項中Fe2O3溶解產(chǎn)生Fe3恰好將鐵單質(zhì)氧化，因而不能置換出H2，正確；FeCl3溶液加熱時易水解，D項錯。2鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是()AFe(OH)3Fe2O3BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2Fe3O4解析：選B。鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為3價，最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。 題組二有關(guān)鐵及其化合物的實驗探究3下列關(guān)于FeCl3進行的實驗，預(yù)測正確的是()選項實驗預(yù)測A蒸發(fā)FeCl3溶液得到FeCl3固體B在FeCl3、CuCl2混合液中，加入少量Fe粉一定有H2產(chǎn)生且有Cu析出C用FeCl3固體溶于水配制飽和溶液會有Fe(OH)3沉淀產(chǎn)生D在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液有CO2產(chǎn)生，但無Fe(OH)3沉淀生成解析：選C。蒸發(fā)FeCl3溶液可促進Fe3水解，由于HCl易揮發(fā)，最后得到Fe(OH)3，A錯；混合液中加入Fe粉時，不會有H2產(chǎn)生且Fe應(yīng)先和Fe3反應(yīng)，再與Cu2反應(yīng)，B錯；FeCl3易水解生成Fe(OH)3沉淀，C對；Fe3與HCO發(fā)生水解相互促進的反應(yīng)，有CO2和Fe(OH)3沉淀生成，D錯。4用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入_。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_。(4)下列各圖示中，能較長時間觀察到Fe(OH)2白色沉淀的是_。解析：(1)Fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2易被空氣中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2被氧化。(2)氣體的溶解度隨溫度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2較少。(4)因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。、原理相同，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2，與電解水產(chǎn)生的OH結(jié)合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；中液面加苯阻止了空氣進入；由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間觀察到白色沉淀。答案：(1)稀硫酸、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2(4)制備Fe(OH)2的關(guān)鍵與方法由于Fe(OH)2具有很強的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，在實驗室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長時間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備實驗探究的熱點。制備原理：Fe22OH=Fe(OH)2。(1)成功關(guān)鍵溶液中不含F(xiàn)e3和O2等氧化性物質(zhì)；制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。(2)制備Fe(OH)2時常采用的方法采用新制備的純亞鐵鹽溶液(Fe2易被空氣中的氧氣氧化成Fe3)；將溶解亞鐵鹽的蒸餾水煮沸(除去溶解的氧氣)；將堿直接加到亞鐵鹽溶液的底部使生成的Fe(OH)2與空氣隔離；在亞鐵鹽溶液的液面上加隔氧劑(如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有機溶劑)。 Fe2和Fe3的性質(zhì)及其檢驗方法 知識梳理1Fe2、Fe3的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化(1)Fe2的氧化性和還原性Fe2處于鐵的中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性。在中學(xué)階段接觸Fe2的氧化還原反應(yīng)中其主要表現(xiàn)還原性，如Fe2遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H)等均表現(xiàn)還原性。(2)Fe3的氧化性Fe3處于鐵的高價態(tài)，表現(xiàn)較強的氧化性，如它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。(3)Fe2與Fe3的相互轉(zhuǎn)化用離子方程式表示下列轉(zhuǎn)化：Fe2Fe32Fe2Cl2=2Fe32Cl；3Fe24HNO=3Fe32H2ONO；2Fe3Fe=3Fe2；Cu2Fe3=Cu22Fe2。2Fe2、Fe3的檢驗(1)Fe2的檢驗取出少量被檢驗的溶液，滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再通入Cl2，若變成血紅色溶液，說明有Fe2存在(驗證時不能先通氯氣)。反應(yīng)方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，F(xiàn)e33SCN=Fe(SCN)3(血紅色)。取出少量被檢驗的溶液，加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色絮狀沉淀，白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2存在。反應(yīng)方程式：Fe22OH=Fe(OH)2(白色沉淀)，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(紅褐色沉淀)。(2)Fe3的檢驗取出少量被檢驗的溶液，加入KSCN溶液，溶液呈血紅色，證明有Fe3存在。反應(yīng)方程式：Fe33SCN=Fe(SCN)3(血紅色)。取出少量被檢驗的溶液，加入NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3存在。反應(yīng)方程式：Fe33OH=Fe(OH)3(紅褐色沉淀)。自我檢測1為了驗證Fe3的性質(zhì)，某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如圖所示的一組實驗，其中實驗方案設(shè)計錯誤的是_。解析：CuSO4與FeCl3不反應(yīng)；生成AgCl白色沉淀，與Fe3無關(guān)。答案：2如何除去括號中的雜質(zhì)：(1)Fe2(Fe3)：_；(2)FeCl3(FeCl2)：_；(3)FeCl2(CuCl2)：_；(4)Fe(Al)：_；(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：_。答案：(1)加過量鐵粉，過濾(2)加氯水(或H2O2)(3)加過量鐵粉，過濾(4)加過量強堿溶液，過濾(5)加過量強堿溶液，過濾檢驗Fe2和Fe3時的注意事項(1)檢驗Fe2時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可以氧化SCN)。(2)當(dāng)溶液濃度較稀時，利用觀察法或加NaOH溶液的方法都不宜檢驗Fe2和Fe3的存在。(3)Fe3、Fe2、Cl同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2(Cl能還原酸性KMnO4，有干擾)。(4)檢驗Fe2、Fe3的其他方法檢驗Fe2最好、最靈敏的試劑是鐵氰化鉀K3Fe(CN)6：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62(藍(lán)色)。檢驗Fe3也可用苯酚(C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液顯紫色。(2016高考全國卷，28，15分)某班同學(xué)用如下實驗探究Fe2、Fe3的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_。(2)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_。(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實驗不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是_。(4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進行如下實驗：第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；第二支試管中加入1滴K3Fe(CN)6 溶液，生成藍(lán)色沉淀；第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實驗檢驗的離子是_(填離子符號)；實驗和說明：在I過量的情況下，溶液中仍含有_(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為_。(5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_；一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是_；生成沉淀的原因是_ (用平衡移動原理解釋)。解析(1)Fe2具有還原性，F(xiàn)eCl2溶液易被氧化而變質(zhì)，配制FeCl2溶液時加入少量鐵屑，目的是防止Fe2被氧化。(2)溶液變紅，說明有Fe3生成，則FeCl2溶液與氯水反應(yīng)生成FeCl3，離子方程式為2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)甲組實驗中，F(xiàn)eCl2易被空氣中的O2氧化，會生成FeCl3，因此實驗不夠嚴(yán)謹(jǐn)。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔絕空氣的作用，從而排除氧氣對實驗的影響。(4)實驗中K3Fe(CN)6溶液的作用是檢驗Fe2。根據(jù)實驗，CCl4層顯紫色，說明有I2生成，根據(jù)實驗，生成藍(lán)色沉淀，說明有Fe2生成，根據(jù)實驗，溶液變紅，說明有Fe3剩余，I過量的情況下，溶液中仍含有Fe3，由此說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(5)溶液變?yōu)樽攸S色，說明生成了Fe3，離子方程式為2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。溶液中有氣泡出現(xiàn)，說明H2O2在Fe3的催化作用下發(fā)生了分解反應(yīng)，生成了O2。隨后生成紅褐色沉淀，則沉淀為Fe(OH)3，H2O2分解放出熱量，F(xiàn)e3的水解平衡Fe33H2OFe(OH)33H向正反應(yīng)方向不斷進行，因此得到Fe(OH)3沉淀。答案(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)(4)Fe2Fe3可逆反應(yīng)(5)2Fe2H2O22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱，促進Fe3的水解平衡正向移動(2015高考上海卷)檢驗用硫酸亞鐵制得的硫酸鐵中是否含有硫酸亞鐵，可使用的試劑是()ANaOHBKMnO4CKSCN D解析：選B。A.若加入NaOH，硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的白色Fe(OH)2會被硫酸鐵發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的紅褐色的Fe(OH)3遮擋，不容易觀察到，因此不能檢驗，錯誤。B.KMnO4有氧化性，硫酸亞鐵有還原性，會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使KMnO4的紫色褪去，而硫酸鐵不能與KMnO4發(fā)生反應(yīng)，因此可以作為檢驗試劑，正確。C.KSCN與硫酸鐵會發(fā)生反應(yīng)，使溶液變血紅色，而硫酸亞鐵不能反應(yīng)，因此無論硫酸亞鐵是否存在，溶液都變血紅色，因此無法檢驗，錯誤。D.苯酚與硫酸鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，使溶液變?yōu)樽仙c硫酸亞鐵不能發(fā)生反應(yīng)，無論硫酸亞鐵是否存在，溶液都變紫色，所以不能作為檢驗試劑，錯誤。 題組一Fe2、Fe3的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化1在含有Fe3、Fe2、Al3、NH的稀溶液中加入足量Na2O2固體，充分作用后，再加入過量稀鹽酸，完全反應(yīng)，則離子數(shù)目沒有變化的是()AFe3、Al3BAl3CFe2、NH DFe3解析：選B。2Na2O22H2O=4NaOHO2，F(xiàn)e2轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3，F(xiàn)e3轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀析出，Al3轉(zhuǎn)變?yōu)锳lO，NH轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3氣體，NH減少。沒有過濾，再加入過量稀鹽酸，F(xiàn)e(OH)3沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3，所以Fe2減少，F(xiàn)e3增多，AlO再轉(zhuǎn)變?yōu)锳l3，幾乎不變。2下列除雜的操作不正確的是()AMgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反應(yīng)后過濾BFeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾CCuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應(yīng)后過濾DCuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2將Fe2氧化成Fe3，再加入CuO充分反應(yīng)后過濾解析：選C。FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl33H2OFe(OH)33HCl，加入MgO與H反應(yīng)，上述平衡右移，使Fe3轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，A正確；加入過量鐵粉，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2而達(dá)到除雜的目的，B正確；先用H2O2將Fe2氧化成Fe3，再利用FeCl3的水解，加入CuO與H反應(yīng)，將Fe3轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，D正確；C項中加入NaOH溶液，Cu2、Fe3均轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求。 題組二Fe2、Fe3的檢驗3下列離子的檢驗方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液，溶液呈血紅色，說明原溶液中不含F(xiàn)e2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，溶液變血紅色，說明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明原溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2，不含有Mg2解析：選C。A.原溶液呈血紅色，說明含F(xiàn)e3，無法判斷是否含有Fe2；B.原溶液 呈血紅色，說明反應(yīng)后溶液中含F(xiàn)e3，但Cl2有氧化性，無法判斷原溶液中是含有Fe2還是含有Fe3；C.原溶液紅褐色沉淀，說明原溶液中含有Fe3；D.原溶液白色沉淀紅褐色沉淀，說明原溶液中含有Fe2，但由于紅褐色的掩蓋，無法說明是否含有Mg2。4工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的_吸收。a濃H2SO4 b稀HNO3cNaOH溶液 d氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈血紅色，說明溶液中存在_(填離子符號)，檢驗溶液中還存在Fe2的方法是_ (注明試劑、現(xiàn)象)。解析：(1)冰銅(mCu2SnFeS)加入石英砂并通入空氣焙燒生成泡銅(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2氣體(A)。SO2是一種酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈血紅色，說明含有Fe3。可利用Fe2的還原性來檢驗溶液中是否存在Fe2，加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，說明還存在Fe2。答案：(1)cd(2)Fe3另取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，說明還存在Fe21.含F(xiàn)e3、Fe2的混合溶液中Fe3、Fe2的檢驗（1）Fe3的檢驗溶液變血紅色，說明含有Fe3試紙變藍(lán)色，說明含有Fe3(2)Fe2的檢驗KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2溴水褪色，說明含有Fe22Fe2、Fe3性質(zhì)的應(yīng)用(1)判斷離子共存Fe3與I、S2、SO因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。Fe2與ClO、MnO、NO(H)等離子因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。(2)鹽溶液的配制與保存Fe2的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2被氧化；加少量相應(yīng)的酸，抑制Fe2水解。Fe3的鹽溶液：加少量相應(yīng)的酸抑制Fe3水解。 銅及其化合物的性質(zhì) 知識梳理1單質(zhì)銅(1)物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。(2)化學(xué)性質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3(綠色固體)。2CuSCu2S。與氧化性酸反應(yīng)a與濃硫酸共熱的化學(xué)方程式：Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O；b與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。與鹽溶液反應(yīng)(寫離子方程式)a與硝酸銀溶液：Cu2Ag=2AgCu2；b與FeCl3溶液：Cu2Fe3=2Fe2Cu2。2氧化銅和氧化亞銅名稱氧化銅氧化亞銅顏色黑色磚紅色與酸反應(yīng)(H)CuO2H=Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O與H2反應(yīng)CuOH2CuH2OCu2OH22CuH2O轉(zhuǎn)化關(guān)系4CuO2Cu2OO23.氫氧化銅(1)物理性質(zhì)：藍(lán)色不溶于水的固體。(2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用4CuSO45H2OCuSO45H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬、膽礬。無水CuSO4為白色粉末，遇水變藍(lán)色(生成CuSO45H2O)，可作為檢驗水的依據(jù)。自我檢測1波爾多液是一種農(nóng)業(yè)上應(yīng)用廣泛的殺菌劑，它是由硫酸銅、生石灰和水按一定比例配成的天藍(lán)色膠狀懸濁液，思考下列問題：(1)波爾多液能否用鐵桶盛放？為什么？(2)波爾多液能殺菌的原因是什么？答案：(1)不能。原因是鐵能置換波爾多液中的Cu2，降低殺菌能力。(2)CuSO4是重金屬鹽，能使蛋白質(zhì)變性。2把銅及其化合物的化學(xué)式與其顏色連接起來。答案：(1)通常利用反應(yīng)：2CuO22CuO除去混合氣體中的少量O2或用于測定混合氣體中O2的含量。(2)無水CuSO4常用作水的檢驗劑；由于其吸水效率低，一般不用作干燥劑。(3)銅可在O2和H共存環(huán)境中逐漸溶解，如2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O。(4)溶液中的Cu2常為藍(lán)色(濃CuCl2溶液為藍(lán)綠色，稀CuCl2溶液為藍(lán)色)，可作為Cu2的判定依據(jù)，如CuSO4溶液呈藍(lán)色。(5)Cu2與堿反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀Cu(OH)2，這是鑒定Cu2的原理之一。為了比較鐵和銅的金屬活動性強弱，某化學(xué)研究小組的同學(xué)設(shè)計了如下方案，并將實驗結(jié)果記錄如下：方案現(xiàn)象或產(chǎn)物將鐵片置于CuSO4溶液中鐵片上有亮紅色物質(zhì)析出將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒產(chǎn)物分別為FeCl3和CuCl2將鐵片和銅片分別放入熱的濃硫酸中產(chǎn)物分別為Fe2(SO4)3和CuSO4將鐵片和銅片分別放入稀硫酸中鐵片上有氣泡逸出，銅片上沒有氣泡逸出將鐵片和銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯中，并用導(dǎo)線連接鐵片逐漸溶解，銅片上有氣泡逸出能根據(jù)上述現(xiàn)象或產(chǎn)物證明鐵的金屬活動性比銅強的方案一共有()A2種B3種C4種 D5種解析鐵能置換出銅，可證明鐵比銅活潑；鐵能置換出稀硫酸中的氫，而銅不能，可證明鐵比銅活潑；鐵、銅、稀硫酸形成原電池，鐵作負(fù)極，銅作正極，可證明鐵比銅活潑，共有3種方案符合題意，選項B正確。答案B(1)已知2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，上述反應(yīng)能否證明鐵比銅活潑？(2)向FeCl3、CuCl2、FeCl2混合液中插入鋅棒，金屬陽離子先后發(fā)生反應(yīng)的順序怎樣？答案：(1)不能。只證明氧化性：Fe3Cu2，還原性：CuFe2。(2)先后發(fā)生反應(yīng)的順序為Fe3、Cu2、Fe2。 題組一銅及其化合物的性質(zhì)1現(xiàn)有下列五個轉(zhuǎn)化，其中不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)的是()SiO2Na2SiO3CuSO4CuCl2SiO2H2SiO3CuOCu(OH)2Na2O2Na2SO4ABC D解析：選B。SiO22NaOH=Na2SiO3H2O；CuSO4BaCl2=BaSO4CuCl2；SiO2不溶于水，不能一步生成H2SiO3；CuO不溶于水，不能一步生成Cu(OH)2；Na2O2SO2=Na2SO4。2下表中，對陳述、的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是()選項陳述陳述判斷A銅綠的主要成分是堿式碳酸銅可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠對；對；無B銅表面易形成致密的氧化膜銅容器可以盛放濃硫酸對；對；有C向硫酸銅溶液通入氨氣，有深藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，過濾后灼燒濾渣，最后變成黑色固體把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表面變黑對；對；有D藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑錯；對；無解析：選D。稀鹽酸可以與Cu2(OH)2CO3反應(yīng)，而不能與Cu反應(yīng)，所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Cu2(OH)2CO3，、有因果關(guān)系，A錯誤；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng)，所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸，B錯誤；硫酸銅與氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO，、均正確，但沒有因果關(guān)系，C錯誤；藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，CuSO4可用作消毒劑，但與前者沒有因果關(guān)系，D正確。 題組二銅及其化合物的制備3孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3。某同學(xué)設(shè)計的從孔雀石中冶煉銅的方案如下(假設(shè)孔雀石中雜質(zhì)不溶于水和稀硫酸)：(1)反應(yīng)能觀察到的現(xiàn)象是_，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)反應(yīng)加入的金屬可能是_，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_。(3)操作a可能的方法是_，欲除掉的雜質(zhì)為_；要從操作a所得到的溶液中得到溶質(zhì)的晶體，需要進行的操作是_。解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐漸溶解，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且有氣泡產(chǎn)生；反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O。(2)(3)經(jīng)過濾除去難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì)，則濾液中主要含有CuSO4，加入的金屬粉末能將Cu2從溶液中置換出來即可，故金屬可能是Fe或Zn等；要從濾液中得到CuSO4晶體，需進行加熱濃縮、冷卻結(jié)晶等操作。答案：(1)固體逐漸消失，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，有氣泡產(chǎn)生Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O(2)鐵粉FeCu2=Fe2Cu(答案合理即可)(3)過濾難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶4某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)精制CuO，其設(shè)計的實驗過程為(1)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒后含有少量銅的可能原因是_。A灼燒過程中部分氧化銅被還原B灼燒不充分銅未被完全氧化C氧化銅在加熱過程中分解生成銅D該條件下銅無法被氧氣氧化(2)由粗制氧化銅通過兩種途徑制取純凈CuO，與途徑相比，途徑有明顯的兩個優(yōu)點是_。(3)有同學(xué)指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一個環(huán)節(jié)，即應(yīng)先生成Cu(OH)2沉淀，過濾洗滌后再加熱分解Cu(OH)2得CuO。以下說法不可能成為減少該環(huán)節(jié)的理由的是_。ACuO比Cu(OH)2顆粒粗大，更易于過濾從溶液中分離BCu(OH)2分解溫度較低，加熱其濁液即可使其分解C干態(tài)下分解Cu(OH)2，溫度難以控制，可能因溫度過高導(dǎo)致CuO進一步分解生成Cu2OD過濾分離出的CuO不需洗滌就已非常純凈答案：(1)AB(2)耗酸少，無污染性氣體SO2產(chǎn)生(3)D銅的冶煉“三方法”(1)濕法煉銅：FeCuSO4=FeSO4Cu。(2)高溫?zé)掋~：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)： 2CuFeS24O2Cu2S3SO22FeO(爐渣)2Cu2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2粗銅中銅的含量為99.5%99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精煉可得到純度達(dá)99.95%99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，失電子變?yōu)镃u2，用純銅棒作陰極即可得到精銅。(3)生物煉銅：“吃巖石的細(xì)菌”能耐受銅鹽的毒性，并能利用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石，然后把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸銅。生物煉銅的優(yōu)點：成本低；污染小；反應(yīng)條件簡單；含量(品位)很低的礦石也可以被利用。 課后達(dá)標(biāo)檢測一、選擇題1唐代中藥學(xué)著作新修本草中，有關(guān)于“青礬”的記錄為“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃燒之赤色”。據(jù)此推測，“青礬”的主要成分為()ACuSO45H2OBFeSO47H2OCKAl(SO4)212H2ODFe2(SO4)39H2O解析：選B。 “青礬”的描述為“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃燒之赤色”，青礬是綠色，經(jīng)煅燒后，分解成粒度非常細(xì)而活性又很強的Fe2O3超細(xì)粉末，為紅色。A中CuSO45H2O為藍(lán)色晶體；B中FeSO47H2O是綠色晶體；C中KAl(SO4)212H2O是無色晶體；D中Fe2(SO4)39H2O為黃色晶體，所以判斷“青礬”的主要成分為FeSO47H2O。2下列關(guān)于鐵及其化合物的說法中正確的是()A氯化亞鐵溶液保存時加少量鹽酸，是為了防止其被氧化B將氯化鐵溶液直接蒸干可得到無水氯化鐵C通入氯氣可除去硫酸鐵中少量硫酸亞鐵雜質(zhì)D用磁鐵吸引可分離鐵粉和銅粉解析：選D。A項加少量鹽酸是為了抑制亞鐵離子水解，錯誤；B項應(yīng)該在HCl氣流中蒸干，錯誤；C項通入氯氣會引入新雜質(zhì)Cl，錯誤。3下列物質(zhì)不能通過化合反應(yīng)直接制得的是()AFeCl2BNaHSO3CCu(OH)2 DFe(OH)3解析：選C。C項，氧化銅和水不能反應(yīng)。D項，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。4(2018滄州高三模擬)鐵片投入下列溶液后，鐵片質(zhì)量減少，但無氣體產(chǎn)生的是()A冷濃HNO3 BCu(NO3)2溶液C稀硫酸 DFe(NO3)3溶液解析：選D。Fe在冷濃硝酸中鈍化，鐵片質(zhì)量增加；Fe和Cu(NO3)2反應(yīng)，在Fe片上附有Cu，鐵片質(zhì)量增加；Fe和稀H2SO4反應(yīng)有H2產(chǎn)生；Fe與Fe(NO3)3反應(yīng)無氣體放出，生成Fe(NO3)2，鐵片質(zhì)量減少。5在實驗室里用鐵屑、氧化銅、稀硫酸為原料制備銅，有下列兩種途徑：(1)FeH2Cu；(2)CuOCuSO4Cu。若用這兩種方法制得的銅質(zhì)量相等，則下列有關(guān)說法符合實際情況的是()A消耗氧化銅的質(zhì)量不同B消耗鐵的質(zhì)量相同C消耗硫酸的質(zhì)量相同D生成硫酸亞鐵的質(zhì)量不同解析：選D。途徑(1)中用H2還原CuO時，實驗前需先通H2排出裝置中的空氣，實驗結(jié)束時要繼續(xù)通H2至試管冷卻，故利用途徑(1)制取1 mol Cu，消耗的H2大于 1 mol，即Fe和H2SO4的消耗量均為(1)(2)，生成FeSO4的質(zhì)量(1)(2)，但兩種途徑中消耗CuO的質(zhì)量相等。6下列各組物質(zhì)中，X是主體物質(zhì)，Y是少量雜質(zhì)，Z是為除去雜質(zhì)所要加入的試劑，其中所加試劑正確的一組是()選項ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3ZCl2FeNaOH溶液Cu解析：選C。Cl2與FeCl2反應(yīng)，A錯誤；Fe與FeCl3、CuCl2均反應(yīng)，B錯誤；D項有新的雜質(zhì)CuSO4生成，D錯誤。7(2018河北三市聯(lián)考)化學(xué)美無處不在，如圖是物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的顏色變化，其中物質(zhì)a、b、c、d對應(yīng)的物質(zhì)正確的是()選項物質(zhì)a物質(zhì)b物質(zhì)c物質(zhì)dACu2(OH)2CO3Ba(OH)2Fe(OH)3酚酞試液BCuONaAlO2Fe2O3紫色石蕊試液CCu2OBaCl2Fe2O3和Cu酚酞試液DCu(OH)2Ba(NO3)2Fe(OH)2紫色石蕊試液解析：選D。稀硫酸與Fe(OH)3、Fe2O3反應(yīng)得到的Fe2(SO4)3溶液呈棕黃色，稀硫酸遇酚酞試液顯無色，A、B、C項均錯誤；稀硫酸與Cu(OH)2反應(yīng)得到的CuSO4溶液呈藍(lán)色，稀硫酸與Ba(NO3)2反應(yīng)得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸與Fe(OH)2反應(yīng)得到的FeSO4溶液呈淺綠色，稀硫酸遇紫色石蕊試液變紅，D項正確。8將1.12 g鐵粉加入25 mL 2 molL1氯化鐵溶液中，充分反應(yīng)后，其結(jié)果是()A鐵有剩余，溶液呈淺綠色，Cl濃度基本不變B向溶液中滴入無色KSCN溶液，顯血紅色CFe2和Fe3的物質(zhì)的量之比為51D氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為25解析：選B。n(Fe)0.02 mol，n(Fe3)0.025 L2 molL10.05 mol，由反應(yīng)：Fe2Fe3=3Fe2可知Fe3過量，加入KSCN顯血紅色，溶液中n(Fe2)3n(Fe)0.06 mol，溶液中剩余n(Fe3)0.05 mol2n(Fe)0.01 mol，即Fe2和Fe3的物質(zhì)的量之比為61；氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為12。9通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析推理得出正確的結(jié)論是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。對下列實驗事實的解釋正確的是()選項操作與現(xiàn)象解釋A向淀粉KI溶液中加入FeCl3溶液，溶液變藍(lán)Fe3能與淀粉發(fā)生顯色反應(yīng)B把生鐵放置于潮濕的空氣中，鐵表面有一層紅棕色的斑點鐵在潮濕的空氣中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量鐵粉，有氣泡產(chǎn)生說明Fe置換出硝酸中的氫，生成了氫氣D新制Fe(OH)2露置于空氣中一段時間，白色物質(zhì)變成了紅褐色說明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3解析：選D。A項中Fe3將I氧化為I2，碘遇淀粉變藍(lán)；B項中紅棕色斑點是Fe2O3；C項中鐵與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為NO。10下列說法中正確的個數(shù)為()氫氣通過灼熱的CuO粉末反應(yīng)后固體物質(zhì)增重用CuCl2溶液做導(dǎo)電實驗，燈泡發(fā)光是因為CuCl2Cu22ClCu溶于稀HNO3的離子方程式：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O常溫下，Cu既能與FeCl3溶液反應(yīng)又能與濃硝酸反應(yīng)A1B2C3 D4解析：選B。中，CuO(s)Cu(s)，固體物質(zhì)質(zhì)量減少，錯誤；中，用CuCl2溶液做導(dǎo)電實驗，實質(zhì)是電解CuCl2溶液，其電解化學(xué)方程式為CuCl2CuCl2，錯誤；正確。11在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2的物質(zhì)的量濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間關(guān)系如圖所示，則原混合溶液中Fe(NO3)3與Cu(NO3)2的物質(zhì)的量濃度之比為()A31 B12C21 D11解析：選C。由離子方程式：2Fe3Fe=3Fe2、FeCu2=Fe2Cu，結(jié)合圖像可知，c(Fe2)的大小范圍在 03 molL1變化快，3 molL1是拐點，此前發(fā)生2Fe3Fe=3Fe2，在34 molL1范圍內(nèi)變化時發(fā)生FeCu2=Fe2Cu，兩階段消耗Fe的量相同。由化學(xué)方程式2Fe3Fe=3Fe2可得，n(Fe3)2n(Fe)，由化學(xué)方程式FeCu2=Fe2Cu可得，n(Cu2)n(Fe)，故原溶液中c(Fe3)c(Cu2)21。二、非選擇題12根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答有關(guān)問題。(1)淺綠色溶液D主要成分的化學(xué)式為_，試劑1是_。(2)下列物質(zhì)不能作為試劑2的是_(填序號)。aCl2 b新制氯水c濃硫酸 dSe硝酸(3)固體A溶于