1、第3节铁、铜及其化合物考试要求1.了解铁、铜的主要性质及其应用。2.掌握铁、铜的重要化合物的主要性质及其应用。3.了解铁、铜及其重要化合物的制备方法。命题预测铁、铜及其化合物是高考的热点，有选择和填空两种题型。以铁、铜及其化合物为载体，与电解质溶液中离子方程式的书写、电化学知识、实验探究融合在一起综合考查，备考时要抓住“铁三角”之间的转化关系，特别重视Fe2、Fe3的鉴别与检验，以及以Fe2的还原性、Fe3的氧化性为核心的氧化还原知识及离子方程式的书写。考点1铁及其重要化合物知识梳理一、铁的单质1铁的原子结构与物理性质铁位于元素周期表中第四周期第族，原子结构示意图为，最外层有2个电子，在化学反
2、应中易失去2个或3个电子而表现为2价或3价。铁在地壳中的含量占第4位。自然界中铁元素主要以化合态形式存在。纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。2铁的化学性质铁单质性质活泼，有较强的还原性。(1)与非金属单质的反应与O2的反应常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。点燃：3Fe2O2Fe3O4，现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。与Cl2的反应：2Fe3Cl22FeCl3，现象：生成棕黄色的烟。与S的反应：FeSFeS，现象：生成黑色固体。(2)与水的反应常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应
3、：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。(3)与酸的反应酸现象或离子方程式稀H2SO4、稀HClFe2H=Fe2H2稀HNO3Fe不足Fe4HNO=Fe3NO2H2OFe过量3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O浓HNO3、浓H2SO4常温下钝化(4)与某些盐溶液的反应与CuSO4溶液反应的离子方程式：FeCu2=Fe2Cu。与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe2Fe3=3Fe2。二、铁的氧化物和氢氧化物1铁的氧化物名称(俗名)氧化亚铁氧化铁(铁红)四氧化三铁(磁性氧化铁)化学式FeOFe2O3Fe3O4铁的化合价232、3色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性都不溶于水，但溶于酸溶液与H反
4、应FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O2铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与非氧化性酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O稳定性易被氧化，受热分解，产物很复杂受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe33OH=Fe(OH)3二者的关系4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3现象为：白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色三、铁盐和亚铁盐1铁盐(1)氧化性与单质铜、铁反应离子方
5、程式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2，2Fe3Fe=3Fe2。与KI溶液反应离子方程式为2Fe32I=2Fe2I2。(2)特性：含有Fe3的盐溶液遇KSCN溶液变成红色。离子方程式为Fe33SCN=Fe(SCN)3。2亚铁盐含Fe2的溶液呈浅绿色，在空气中易被O2氧化而变质，保存时要加入少量的铁粉，防止其被氧化。Fe2既有氧化性，又有还原性，但主要表现还原性。(1)氧化性：Fe2与Zn反应的离子方程式：Fe2Zn=Zn2Fe。(2)还原性：与Cl2反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。与稀HNO3反应的离子方程式为3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。四、Fe2、Fe3的鉴别鉴别方
6、法Fe2Fe3直接观察颜色浅绿色黄色利用显色反应与KSCN溶液无现象显红色与苯酚无现象显紫色利用Fe3的氧化性与铜片无现象Cu溶解，溶液变蓝绿色与KI淀粉溶液无现象溶液变蓝利用Fe2的还原性与溴水溴水褪色无现象与酸性KMnO4溶液紫色褪去无现象利用沉淀反应与K3Fe(CN)6蓝色沉淀(1)Fe与Cl2反应生成FeCl3而不是FeCl2；Fe与S反应生成FeS；Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2。结论：Cl2有强氧化性，能把Fe氧化为Fe3，且生成物不随反应物的量改变而改变。S、I2、HCl氧化性较弱，只能把Fe氧化为Fe2。(2)除杂主要物质杂质除杂方法F
7、e2Fe3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2Cu2加过量铁粉后过滤FeAl加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤Fe2O3Al2O3、SiO2加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤(3)物质制备 (4)防止Fe(OH)2氧化的方法将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管中亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2与OH反应制取。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。
8、(1)下列物质的转化在给定条件下能实现：Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3。()错因：FeCl3溶液中Fe3水解时生成易挥发的盐酸，故FeCl3溶液蒸干得到Fe(OH)3沉淀。(2)Fe3O4俗称铁红，是铁锈的主要成分。()错因：Fe3O4俗称磁性氧化铁；铁锈的主要成分是Fe2O3。(3)铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3。()错因：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(4)FeCl2和Fe(OH)3都不能通过化合反应制取。()错因：2FeCl3Fe=3FeCl2,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(5)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式
9、为3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O()错因：Fe3O4不能拆分。2下列关于铁的叙述正确的是()铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀人体内的血红蛋白中含有铁元素铁位于元素周期表中第四周期第B族铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3ABCD答案B题组训练题组一 Fe2、Fe3的相互转化及检验1下列试剂中，不能使Fe2转化为Fe3的是 ()氯气NaCl溶液KMnO4溶液稀硝酸盐酸NaNO3溶液A B C D答案D2下列常见实验的现象或表述正确的是()A向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色，再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色，该溶液中一
10、定含有Fe2B为检验红砖中铁的价态，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴，溶液变为红色，说明红砖中只有三氧化二铁C制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁D将(NH4)2Fe(SO4)26H2O试样溶于稀硝酸中，滴加KSCN溶液，出现血红色，说明检验前该试样已变质答案A题组二 铁及其化合物的性质与定量计算31 L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4两种溶质，其浓度分别为0.2 molL1和1.5 molL1，现向该溶液中加入39.2 g铁粉使其充分反应，下列有关说法正确的是()A反应后溶液中Fe3物质的量为
11、0.8 molB反应后产生13.44 L H2(标准状况)C反应后溶液中Fe2和Fe3物质的量之和为0.9 molD由于氧化性Fe3H，故反应中先没有气体产生，后产生气体答案C解析Fe(NO3)3和H2SO4的物质的量分别为0.2 mol、1.5 mol，n(Fe)0.7 mol，氧化性为HNO3Fe3H，则Fe4HNO=Fe3NO2H2O1 4 1 1 10.6 2.4 0.6 0.6 0.6Fe2Fe3=3Fe21 2 30.1 0.2 0.3单质铁完全反应，反应后的溶液中含Fe3(0.20.60.2) mol0.6 mol、0.3 mol Fe2，A错误，C正确；反应中没有H2生成，但有
12、NO生成，反应时先有NO气体生成，后没有气体产生，B、D错误。4(2019北京海淀高三期中)根据下列实验：向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入过量铁粉，充分反应，有红色固体析出，过滤。取中滤液，向其中滴加KSCN溶液，观察现象。判断下列说法正确的是()A氧化性Cu2Fe3B中所得固体只含铜C中滤液含有Cu2和Fe2D中不会观察到溶液变红答案D解析在反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2中，氧化剂为Fe3，氧化产物为Cu2，即可知氧化性Fe3Cu2，故A错误；中所得固体含有过量的铁和置换出的铜，故B错误；由于加入的铁是过量的，则溶液中不可能含有Cu2，故C错误；因在的滤液中只有Fe2，没有F
13、e3，则滴加KSCN溶液时并不会出现溶液变红的现象，故D正确。考点2铜及其化合物知识梳理1铜(1)物理性质铜是紫红色金属，具有良好的导热性、导电性和延展性。(2)化学性质反应物化学方程式非金属O2潮湿的空气中：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO32CuO22CuO(黑色固体)Cl2CuCl2CuCl2(棕黄色烟)S2CuSCu2S氧化性酸浓硫酸Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O浓硝酸Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O稀硝酸3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O盐AgNO3、FeCl3Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag、Cu2Fe
14、Cl3=CuCl22FeCl22铜的氧化物和氢氧化物氧化铜氧化亚铜氢氧化铜化学式CuOCu2OCu(OH)2状态不溶于水的黑色固体(粉末)不溶于水的红色固体不溶于水的蓝色固体化学性质CuO2H=Cu2H2O；CuOH2CuH2OCu2O2H=Cu2CuH2O；Cu2OH22CuH2OCu(OH)22H=Cu22H2O；Cu(OH)2CuOH2O3铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的主要成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的产物，受热易分解：Cu2(OH)2CO32CuOH2OCO2。(2)无水CuSO4是白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)可作为水的检验依据，但不
15、适于作干燥剂。CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解：CuSO45H2OCuSO45H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末。(3)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。(1)铜在通入氧气的情况下，可在稀的非氧化性酸(如稀硫酸)中逐渐溶解：2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O。(2)区别红色物质Cu和Cu2O的方法：向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，反应的化学方程式为Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O。
16、1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)无水CuSO4白色粉末遇水变蓝色，发生物理变化。()错因：CuSO45H2O=CuSO45H2O，发生化学变化。(2)CuSO45H2O加热失去结晶水是物理变化。()错因：CuSO45H2OCuSO45H2O，是化学变化。(3)过量的铜与浓硝酸反应一定没有NO生成。()错因：浓硝酸随反应的进行逐步变为稀硝酸，铜与稀硝酸反应生成NO气体。(4)清除铜制品表面的铜绿用稀HNO3。()错因：由于铜与稀硝酸发生反应，故不能用稀HNO3除铜绿。2铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有：黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5Fe
17、S4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石CuCO3Cu(OH)2。下列说法不正确的是()A可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿B硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂C工业上常采用电解法制取粗铜D在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是Cu2S答案C解析工业上常用电解法精炼铜，用热还原法制取粗铜，C错误。题组训练题组一 铜及其化合物的性质1在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质，铜粉溶解的是()FeCl3Fe2O3Cu(NO3)2KNO3A只有或B只有或C只有或或D中任意一种答案D2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
18、的铜绿对；对；无B铜表面易形成致密的氧化膜铜制容器可以盛放浓硫酸对；对；有C向硫酸铜溶液中通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，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题组二 铜及其化合物转化关系的应用3(2020南阳一中月考)铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图甲所示；另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素的质量的关系曲线，如图乙所示。则下列分析正
19、确的是()A图甲中a点和b点对应物质的化学式分别为Cu2O和CuOB图甲整个过程中共生成0.26 g水C图乙三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量关系的曲线是AD图甲中，a到b的过程中有0.01 mol电子发生了转移答案D解析0.98 g Cu(OH)2的物质的量为0.01 mol，若完全分解得CuO 0.01 mol，质量为0.8 g；若分解为Cu2O，则得到Cu2O 0.005 mol，质量为0.72 g，A错误。根据H元素守恒，生成H2O 0.01 mol，质量为0.18 g，B错误。CuO和其中所含铜元素的质量关系为CuOCu 80 6410 g 8 g所以B曲线符合，C错误。根
20、据4CuO2Cu2OO2，可知a到b过程中有0.01 mol e转移，D正确。4各物质之间的转化关系如图，部分生成物省略。C、D是由X、Y、Z中两种元素组成的化合物，X、Y、Z的原子序数依次增大，在周期表中X的原子半径最小，Y、Z原子最外层电子数之和为10。D为无色非可燃性气体，G为黄绿色单质气体，J、M为金属，I有漂白作用，反应常用于制作印刷电路板。据此回答下列各题：(1)写出纯净物A的化学式：_，C的电子式：_，用来检验L中阳离子的试剂是_(该试剂焰色反应为紫色)。(2)写出反应的离子方程式：_。(3)已知F溶于稀硝酸，溶液变成蓝色，放出无色气体，请写出该反应的化学方程式：_。答案(1)C
21、uCO3或Cu2(OH)2CO3 硫氰化钾溶液(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2(3)3Cu2O14HNO3=6Cu(NO3)22NO7H2O解析周期表中原子半径最小的是H(X)、G为Cl2、L为FeCl3、B为CuCl2、E为Cu(OH)2、M为Cu、K为FeCl2、J为Fe、H为HCl、C为H2O、I为HClO，由Y、Z原子序数依次增大且Y、Z最外层电子数之和为10可推知Y为C、Z为O，所以D为CO2，A为CuCO3或Cu2(OH)2CO3。高考真题实战1(高考集萃)判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)(2019江苏高考)Fe在稀硝酸中发生钝化。()(2)(2019天津高考)将废铁
22、屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2。()(3)(2018天津高考)向某溶液中滴加K3Fe(CN)6溶液，产生蓝色沉淀，则确定原溶液中有Fe2，无Fe3。()(4)(2017江苏高考)利用FeFeCl2Fe(OH)2 实现物质间的转化。()(5)(2016四川高考)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，则常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应。()(6)(2016江苏高考)室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则Fe3的氧化性比I2的强。()(7)(2016全国卷)除去Cu粉中混有的CuO，加入稀硝酸，过滤、洗涤、干燥。()(8)(2
23、015山东高考)向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色，溶液中一定含有Fe2。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2(2018江苏高考)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是()A向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色BKAl(SO4)212H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体CNH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3DCu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2答案A解析FeCl2溶液中含Fe2，NH4SCN用于检验Fe3，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不会显红色，A错误。3(2015全国卷)下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者
24、具有因果关系的是()选项实验现象结论A将稀硝酸中加入过量铁粉，充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈血红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3B将铜粉加入1.0 molL1Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝、有黑色固体出现金属铁比铜活泼C用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低D将0.1 molL1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 molL1 CuSO4溶液先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小答案D解析稀硝酸中加入过量的铁粉，生成硝酸亚铁，溶液中没有三价铁离子，加入硫氰化钾溶液，溶
25、液不变红，A错误；铜的活泼性弱于铁，只能发生反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2，B错误；铝和氧气反应生成了熔点很高的氧化铝，所以加热铝箔的时候铝熔化了但是表层的Al2O3不熔化，故液态铝不会滴落，C错误；对于组成类似(阴、阳离子个数比相同)的难溶电解质，溶度积大的易转化为溶度积小的，D正确。4(2015上海高考)检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可使用的试剂是()ANaOHBKMnO4CKSCND答案B解析检验含有Fe3的溶液中是否含有Fe2时需利用Fe2的特有性质，同时要考虑Fe3对Fe2的干扰。加入NaOH溶液会生成红褐色氢氧化铁沉淀，对是否有白色沉淀产生的观察有干扰，A错误；F
26、e2具有还原性，若溶液中含有Fe2，加入少量高锰酸钾溶液后，溶液褪色，B正确；KSCN是利用溶液变血红色来检验Fe3的试剂，C错误；苯酚遇Fe3显紫色，无法检验Fe2，D错误。5(2018全国卷节选)K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：(1)晒制蓝图时，用K3Fe(C2O4)33H2O作感光剂，以K3Fe(CN)6溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为：2K3Fe(C2O4)32FeC2O43K2C2O42CO2；显色反应的化学方程式为_。(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。通入氮气的目的是_。实验中观察
27、到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有_、_。为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_。样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是_。答案(1)3FeC2O42K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K2C2O4(2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置CO2CO先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气取少许固体粉末于试管中，加适量稀硫酸溶解，滴入12滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3解析(2)装置中的空气在加热条件下能氧化金属铜，能影响E中的反应，所以反应前通入氮气的目的是排尽装置中
28、的空气；同时使反应生成的气体全部进入后续装置。实验中观察到装置B中澄清石灰水变浑浊，说明反应中一定产生了二氧化碳。装置E中固体变为红色，F中澄清石灰水变浑浊，说明氧化铜被还原为铜，即有还原性气体CO生成，由此判断热分解产物中一定含有CO2、CO。6(2016全国卷)某班同学用如下实验探究Fe2、Fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_
29、。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 mL 0.1 molL1 KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在I过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_。答案(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2Fe3可逆反应(5)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O
