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1、第 8 講 鐵、銅及其化合物考綱定位選項示例1.了解鐵、銅及其重要化合物的主要性質，了解其應用。2.了解合金的概念及其重要應用。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，它的性質和作用是：有強氧化性，可消毒殺菌，還原產(chǎn)物能吸附水中雜質。(2011
2、年上海高考T5A)一、鐵、銅1物理性質鐵是_色金屬，銅是_色金屬，二者都具有_的導電性、導熱性和延展性，其中_能被磁鐵吸引。銀白紫紅良好鐵2化學性質物質化學性質鐵銅與非金屬單質反應與Cl2反應_與O2反應_與S反應_與水反應_不反應3Fe4H2O(g) Fe3O44H2物質化學性質鐵銅與酸反應與非氧化性酸反應(HCl)_不反應與氧化性酸反應鐵在常溫下，遇到冷濃硫酸或冷濃硝酸會發(fā)生_，表面形成致密的_與濃硫酸反應：_；與稀硝酸反應：_；與濃硝酸反應：_鈍化 氧化膜 （續(xù)表）物質化學性質鐵銅與鹽溶液反應與FeCl3溶液反應離子方程式：_離子方程式：_與CuCl2溶液反應離子方程式：_不反應與AgN
3、O3溶液反應離子方程式：_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物理性質顏色_水溶性均_溶于水化學性質與鹽酸反應(離子方程式)_與稀硝酸反應(離子方程式)_受熱分解_制備原理相應的可溶性鹽與堿(如NaOH或氨水)反應白色紅褐色藍色難Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2OCu(OH)22H=Cu22H2O3Fe(OH)210HNO =3Fe3N
4、O8H2OFe(OH)33H=Fe33H2OCu(OH)22H=Cu22H2O四、Fe、Fe2和Fe3的轉化關系Fe、Fe2和Fe3之間可相互轉化，相互間能發(fā)生氧化還原反應。圖 2-8-11Fe2具有較強的還原性，與氧化劑反應生成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有較強的氧化性，與還原劑反應生成 Fe2(1) Fe3被 Fe 還原：_。(2) Fe
5、3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：_ 。(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。其特點是：_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；合金的化學性質與成分金屬不同；物理、化學和機械性能均強于各成分金屬。硬度熔點 考點1Fe2、Fe3的性質與鑒別 1Fe2和Fe3的性質 Fe2和Fe3這兩種離子的鹽溶液因水解均呈
6、現(xiàn)酸性，對應的鹽溶液顏色通常分別為淺綠色、黃色(實際顏色與鹽溶液的濃度有關)。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，
7、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{色的是Fe3的鹽溶液，不變色的是Fe2的鹽溶液。【例 1】將鐵粉、銅粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(假定容器不參與反應)。試判斷下列情況下，溶液中存在的金屬離子和金屬單質。 (1)若鐵粉有剩余，則容器中不可能有的
8、離子是：_；銅單質_(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_，F(xiàn)e2_(填“一定”或“可能”)存在。 (3)若要檢驗溶液中是否有Fe3，正確的操作：_。思路指導：凡是相互間能發(fā)生反應的物質就不可能大量共存；Fe、Cu均可與Fe3反應，F(xiàn)e能與Cu2反應。解析：本題主要的化學反應有：Fe2FeCl3=3FeCl2；FeCuCl2=CuFeCl2；Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2。們能發(fā)生上述、反應。(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)生的反應為、。(3)物質檢驗的基本步驟：取樣加
9、試劑描述現(xiàn)象下結論。(1)若鐵粉有剩余，則容器中不可能有Fe3、Cu2，因為它答案：(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)下列檢驗試劑選用正確的是()。A用氯水、KSCN溶液檢驗FeCl3中是否有FeCl2B用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3中是否有FeCl2C用NaOH溶液檢驗MgCl2中是否有FeCl2D用硝酸檢驗某黃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
10、有Fe2，則生成的白色沉淀顏色會發(fā)生變化，故C項正確；D組中純銅和黃銅均能溶解在硝酸中，不能達到目的。答案：C考點2 金屬的通性及金屬的冶煉1金屬的通性跟酸的反應能置換出稀酸(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程度反應劇烈程度依次減弱能跟濃硫酸、硝酸反應能跟王水反應跟鹽的反應位于金屬活動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質是用還原的方法，使金屬化合物中的金屬陽離子得電子變成金屬原子。MnneM，金屬活動性不同，冶煉方法也不同。(1)熱分解法。對于金屬活動性順序表中排在 Hg 后面的不活
11、潑金屬，可以 用 熱 分 解 法 冶 煉 。 例 如 ： 2Ag2O4Ag O2 ，2HgO2HgO2。(2)熱還原法。 對于金屬活動性順序表中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，由于化學性質非常活潑，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】下列關于鐵和合金的說法不正確的是()。A鐵及鐵合金
12、是當今社會運用最廣泛的金屬材料B合金的硬度比其成分物質的硬度大C因為形成了鐵碳合金，所以熔點變低D生鐵、普通鋼和不銹鋼中的碳含量依次增加思路指導：合金在生活中應用很廣，要解這類題目，首先要了解常見的合金及應用，了解合金的主要特點：(1)合金是混合物。(2)合金具有成分元素的性質；但熔點低于成分金屬的熔點，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。解析：鐵及鐵合金是當今社會運用最廣泛的金屬材料，且合金硬度大于成分金屬，熔點低于各成分物質的熔點，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
13、數(shù)金屬元素均以單質形式存在于自然界C某省打撈的明代沉船上存在大量鋁制餐具D鎂合金的硬度和強度均高于純鎂解析：不銹鋼中含有碳元素，A 錯；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；鋁是一種活潑金屬，明代還沒有冶煉鋁的技術，其沉船上不可能有鋁制品，C 錯；合金的特點是硬度大于成分金屬，熔點低于成分金屬，D 正確。解析：D的相互轉化，F(xiàn)e2的還原性、Fe3的強氧化性和強水解能力、實驗探究 鐵及其化合物性質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。常見考查方式有離子共存(有色離子、形成沉淀、水解)、鐵銅實驗、化工工藝流程等
14、，主要考查的物質有Fe、Fe2、Fe3銅離子的水解等?！纠?5】由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的幾種物質組成的混合粉末，取樣進行下列實驗(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。質是(填化學式)_。(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，則反應中能同時生成兩種氣體的化學方程式是：_。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 中兩種氣體的化學式為_。(3)向 Y 中通入過量的 Cl2，并不斷攪拌，充分反應后，溶液中的陽離子是(填寫離
15、子符號)_。(4)取 Y 中的溶液，調(diào)節(jié) pH 約為 7，加入淀粉KI 溶液和共轉移 3mol 電子，該反應的離子方程式是：_。(5)另取原樣品，加入足量稀硫酸充分反應，若溶液中一定不會產(chǎn)生 Y 中的紅色固體，則原樣品中所有可能存在的物質組合是(各組合中物質用化學式表示)_。H2O2，溶液呈藍色并有紅褐色沉淀生成。當消耗2 mol I時， 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，濃酸為硫酸，化學方程式為：C2H2SO4(濃) CO22SO22H2O，通過飽和NaHCO3溶液后，氣體只有CO2；若Z是兩種氣體時，濃酸為硝酸，化學方程式為
16、：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，其反應為：2Fe23H2O24I=2Fe(OH)32I2；(5)原樣品中加足量稀硫酸，Y溶液中一定不會出現(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。【例 6】(2012 年天津高考)信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境構成了極大的威脅。某“變廢為寶”學生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含 70% Cu
17、、25% Al、4% Fe及少量 Au、Pt 等金屬的混合物，并設計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：請回答下列問題：(1) 第 步 Cu 與 酸 反 應 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，探究小組設計了三種方案：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) 標準溶液
18、滴定至終點，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。滴定反應如下：Cu2H2Y2=CuY22H。寫出計算 CuSO45H2O 質量分數(shù)的表達式：w_；下 列 操 作 會 導 致 CuSO45H2O含 量的測定結果偏高的是_。未干燥錐形瓶滴定終點時滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡未除凈可與 EDTA 反應的干擾離子 解析：(4)因濾渣2中含有Fe(OH)3沉淀，甲方案沒有除去酸浸時產(chǎn)生的Fe3，使制得晶體中含有大量雜質Fe2(SO4)3，故甲方案不可取；方案乙中用鋁與
19、Fe3反應，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下列有關純鐵的描述正確的是()。A熔點比生鐵的低B與相同濃度的鹽酸反應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，其熔點比純鐵的低；生鐵與鹽酸反應及生鐵在潮濕空氣中的腐蝕，因形成原電池，故反應速率均比純鐵的快；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；
20、Cu 和 S 反應只生成 Cu2S；Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3；2FeCl3Fe=3FeCl2；2FeCl2Cl2=2FeCl3。答案：B3下列物質反應后一定有3 價鐵生成的是()。過量的 Fe 與 Cl2反應；Fe與過量稀H2SO4反應后，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，它能將鐵氧化為3價，由于不是在溶液中反應，因此過量的鐵不會將氯化鐵還原；中Fe與稀硫酸反應只能生成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 HN
21、O3 氧化的反應；中發(fā)生Fe與鹽酸生成FeCl2、Fe2O3與鹽酸生成FeCl3的反應，但題中未給出反應物間相對量的關系，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溶液中通入標準狀況下的 Cl2 3.36 L，充分反應后測得溶液中 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的物質的量濃度相等，則原FeBr2溶液的物質的量濃度為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(
22、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應該為0.3 mol,0.3 mol CuO的質量為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)2
23、CO3發(fā)生反應的化學方程式為：_。(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)。(3)步驟()發(fā)生的反應中，1 mol 的 MnO2 轉移 2 mol 的電子，該反應的離子方程式為：_。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/97.510836601535沸點/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：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要高于另一種金屬的熔點但低于它的沸點)，這樣才能熔合在一起。當鐵熔化時，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
高考化學一輪復習 第8講 鐵、銅及其化合物課件
