1、铁、铜及其化合物第8讲 考纲导视考纲定位选项示例1.了解铁、铜及其重要化合物的主要性质，了解其应用。2.了解合金的概念及其重要应用。1.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。(2015年新课标卷)2.将 KI 和 FeCl3 溶液在试管中混合后，加入 CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫红色，说明氧化性：Fe3I2。(2014 年广东卷 T22D)基础反馈1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)将 Fe(NO3)2 样品溶于稀 H2SO4 后，滴加 KSCN 溶液，观察溶液
2、是否变红，可以检验 Fe(NO3)2 晶体是否已氧化变质()。(2)浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体)。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(3)1 mol FeI2 与 足 量 氯 气 反 应 时 转 移 的 电 子 数 为2NA()。(4)水溶液中 Fe2、H、SO23、ClO不能大量共存()。(5)四川灾区重建使用了大量钢材，钢材是合金()。(6)铜锌合金的熔点高于铜或锌的熔点()。2铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？答案：常温下铁、铝遇冷的浓 H2SO4、浓 HNO3 时表面会生成一层致密的氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。
3、考点一铁及其化合物【知识梳理】一、铁1物理性质。银白良好铁是_色金属，具有_的导电性、导热性和延展性，能被磁铁吸引。2与非金属反应。Fe2O3(1)与 O2：常温下 Fe 易生锈，铁锈的主要成分为_；点燃条件下反应的化学方程式为：_。(2)与 S 反应的化学方程式为：_。(3)与 Cl2 反应的化学方程式为：_。3与 H2O 反应：3Fe4H2O(g)_。Fe3O44H23Fe2O2Fe3O4FeSFeS2Fe3Cl22FeCl34与酸反应。FeH2SO4=FeSO4H2(1)非氧化性酸。反应的化学方程式为(如稀硫酸)_。(2)氧化性酸。与过量稀硝酸反应的化学方程式：_。Fe(NO3)32H2
4、ONO与少量稀硝酸反应的化学方程式：3Fe 8HNO3(稀)=3Fe(NO3)24H2O2NO。钝化常温下遇浓硫酸、浓硝酸发生_。Fe4HNO3(稀)=FeCuSO4=2FeCl3Fe=3FeCl25与盐溶液反应。(1)与 CuSO4 溶液反应的化学方程式：_。(2)与 FeCl3 溶液反应的化学方程式：_。FeSO4Cu二、铁的氧化物铁红磁性氧化铁黑色红棕色黑色FexOyyCO氧化物FeOFe2O3Fe3O4物理性质俗称_颜色_水溶性均难溶于水化学性质与盐酸反应生成相应的盐与CO反应xFeyCO2用途红色油漆和涂料用于电磁领域三、铁的氢氧化物白色红褐色难氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3物
5、理性质颜色_水溶性均_溶于水化学性质与盐酸反应(离子方程式)_与稀硝酸反应(离子方程式)_受热分解_制备原理相应的可溶性盐与碱(如NaOH或氨水)反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O3Fe(OH)210HNO3 =3Fe3NO8H2OFe(OH)33H=Fe33H2O2Fe(OH)3 Fe2O33H2O【考点集训】答案：D例 1(2015 年四川成都模拟)某溶液中可能存在 Mg2、Fe2、Fe3，加入 NaOH 溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是()。A一定有 Fe2，一定没有 Fe3、Mg2B一定有 F
6、e3，一定没有 Fe2、Mg2C一定有 Fe3，可能有 Fe2，一定没有 Mg2D一定有 Fe2，可能有 Mg2，一定没有 Fe3例2(2015 年新课标卷)下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()。选项实验现象结论A将稀硝酸加入过量铁粉中，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 molL1MgSO4 溶液滴入 NaOH 溶液至不
7、再有沉淀产生，再滴加 0.1 molL1CuSO4 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 的小解析：稀硝酸与过量的Fe 粉反应，则生成硝酸亚铁和NO气体、水，无铁离子生成，所以加入KSCN 溶液后，不变红色，A 错误；Cu 与硫酸铁发生氧化还原反应，生成硫酸铜和硫酸亚铁，无黑色固体出现，B错误；铝在空气中加热生成氧化铝的 熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，C 错误。答案：D例3下列说法正确的是()。A用加热蒸干 FeCl3 溶液的方法制备无水 FeCl3固体B配制 FeCl3溶液时，向溶液中加入少量 Fe和稀盐酸CFeCl3溶液能与Cu反应，可用于腐
8、蚀铜制印刷电路D苯酚和甲苯遇FeCl3均显紫色解析：FeCl3 溶液加热蒸干时发生水解最终生成Fe2O3，A项错误；配制FeCl3溶液时，为防止水解可先用浓盐酸溶解FeCl3再稀释，但不需要加入Fe，B项错误；甲苯遇FeCl3 不显色，D项错误。答案：C例 4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()。ANaNaOHNa2CO3NaClBMgMgCl2MgCO3Mg(OH)2CAlAl2O3Al(OH)3AlCl3DFeFeCl3Fe(OH)3Fe2O3思路指导：大多数金属氧化物都不溶于水，活泼金属氧化物除外。解析：B 项MgCO3加入NaOH溶液浸泡，可以转化为更难 溶的Mg(O
9、H)2，属于难溶沉淀的转化，B项正确；Al2O3不能与 水直接反应制得Al(OH)3，C 项错误。答案：C考点二“铁三角”的转化关系及应用【知识梳理】Fe、Fe2和 Fe3之间可相互转化，相互间能发生氧化还原反应。(5)Fe2被浓硝酸氧化：_。(6)Fe2被氧气氧化：_。1Fe2具有较强的还原性，与氧化剂反应生成 Fe3。(1)Fe2被氯气氧化：_。(2)Fe2被溴水氧化：_。(3)Fe2被高锰酸钾氧化：_。(4)Fe2被稀硝酸氧化：_。2Fe2Cl2=2Cl2Fe32Fe2Br2=2Br2Fe35Fe2MnO4 8H=5Fe3Mn24H2O3Fe2NO3 4H=3Fe3NO 2H2OFe2N
10、O3 2H=Fe3NO2H2O4Fe2O24H=4Fe32H2O2Fe3有较强的氧化性，与还原剂反应生成 Fe2。(1)Fe3被 Fe 还原：_。(2)Fe3被 Cu 还原：_。(3)FeCl3 中滴加氢硫酸，溶液变浑浊：_。(4)Fe3能使淀粉KI 溶液变蓝：_。(5)SO2 通入 FeCl3 溶液中：_。2Fe3Fe=3Fe22Fe3Cu=2Fe2Cu22Fe3H2S=2Fe2S2H2Fe32I=2Fe2I22Fe3SO22H2O=2Fe2SO24 4H【考点集训】例5(2015 年浙江卷)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取
11、七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂 X 选用铁粉B固体 1 中一定含有 SiO2，控制 pH 是为了使 Al3转化为Al(OH)3，进入固体 2C从溶液 2 得到 FeSO47H2O 产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案，在溶液 1 中直接加 NaOH 至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到 FeSO47H2O答案：D下列说法不正确的是()。归纳总结Fe3、Fe2的离子共存问题(1)Fe2、Fe3均水解，与 HCO3、AlO2、CO23 等因水解相互促进，在溶液中不能大量共存。(2)Fe3与 S2、I、HS、SO2
12、3，Fe2与 NO3(H)、ClO、MnO4(H)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。(3)Fe3与 SCN发生络合反应不能大量共存。例 6(2015 年湖南衡阳模拟)FeCl3、CuCl2 的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()。A加入 KSCN 溶液一定不变红色B溶液中一定含 Cu2C溶液中一定含 Fe2D剩余固体中一定含铜解析：当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3、Cu2全部参 加反应生成Fe2和Cu，所以溶液中一定没有Fe3、Cu2，一定 含有Fe2；当固体为铜时，溶液中一定没有Fe3，Cu2恰好 全部参加反应或部分反应生成Fe2和Cu，所以溶液中一定没
13、有Fe3，可能含有Cu2，一定含有Fe2。答案：B例7下列陈述、正确并且有因果关系的是()。解析：用KSCN 溶液可以鉴别Fe3与氧化性无关，A项错误；用淀粉-KI 试纸无法鉴别FeCl2，B项错误；氯气与铁反应 生成 FeCl3，C项错误。答案：D选项陈述陈述AFe3具有氧化性用 KSCN 溶液可以鉴别 Fe3B用淀粉-KI 试纸鉴别FeCl2Fe2有氧化性C盐酸与铁反应生成氯化亚铁少量氯气与铁反应生成氯化亚铁DCuSO4 可以用作游泳池消毒剂铜盐能使蛋白质变性方法技巧 常用的 Fe2和 Fe3的鉴别方法(1)观察法(适用于浓度较大时)：Fe3的盐溶液呈棕黄色，Fe2的盐溶液呈浅绿色。(2)
14、SCN法：滴入 KSCN 或其他可溶性硫氰化物溶液，呈血红色的是 Fe3的盐溶液，不变色的是 Fe2的盐溶液。(3)碱液法：分别加入碱液(如氨水)，生成红褐色沉淀的是 Fe3的盐溶液，先生成白色絮状沉淀，又迅速转变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀的是 Fe2的盐溶液。答案：12 滴 KSCN 溶液 溶液变血红色 紫红色褪去例 8为了探究 AgNO3 的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。将光亮的铁丝伸入 AgNO3 溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中 Fe 的氧化产物，将溶液中的 Ag除尽后，进行了如下实验。可选用试剂：KSCN 溶液、NaOH 溶液、氯水、KMnO4 溶液。请
15、完成下表：操作现象结论取少量除尽 Ag后的溶液于试管中，加入_，振荡_存在 Fe3取少量除尽 Ag后的溶液于试管中，加入 12 滴 KMnO4 溶液，振荡_存在 Fe2实验结论Fe 的氧化产物为存在 Fe2和 Fe3。考点三铜及其化合物【知识梳理】一、铜 1物理性质。铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热性和延展性，不能被磁铁吸引。2化学性质。(1)与 O2 反应的化学方程式为：_。(2)与 Cl2 反应的化学方程式为：_。(3)与氧化性酸反应的化学方程式：浓硫酸：_。浓硝酸：_。稀硝酸：_。(4)与某些盐(溶液)反应的方程式：AgNO3：_。FeCl3：_。2CuO2 2CuO(黑色固体)C
16、uCl2 CuCl2(棕黄色烟)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu2AgNO3=Cu(NO3)22AgCu2FeCl3=CuCl22FeCl2二、铜的化合物1氧化铜和氢氧化铜。物质氧化铜氢氧化铜化学式CuOCu(OH)2状态不溶于水的黑色固体(粉末)不溶于水的蓝色固体化学性质CuO2H=Cu2H2OCuOH2CuH2OCuOCOCuCO2Cu(OH)22H=Cu22H2OCu(OH)2CuOH2O2.铜盐。(1)Cu2(OH)2CO3 的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的主要成
17、分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，受热易分解：Cu2(OH)2CO32CuOH2OCO2。(2)无水 CuSO4 遇水变蓝色(生成 CuSO45H2O)，可作为水的检验依据；CuSO45H2O 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。【考点集训】例9(2015 年福建卷)纯净物 X、Y、Z 转化关系如下图所示，下列判断正确的是(AX 可能是金属铜CZ 可能是氯化钠)。BY 不可能是氢气DZ 可能
18、是三氧化硫解析：若X 是Cu，Y是Cl2，Cu在Cl2 燃烧产生的Z是CuCl2，电解CuCl2溶液产生Cu 和Cl2，符合上述物质转化关系，A 正确；若X是Cl2，Y是氢气，氢气在氯气中燃烧产生 Z是HCl，电解HCl 的水溶液，产生氢气和氯气，符合上述物质转化关系，B 错误；若Z是氯化钠，则X、Y 分别是Na和Cl2中的一种；电解氯化钠水溶液会产生氢气、氯气、氢氧化钠，不能产生金属钠，不符合上述物质转化关系，C错误；若Z是三 氧化硫，而X、Y 分别是O2和SO2中的一种，SO3溶于水产生 硫酸，电解硫酸溶液，实质是电解水，产生氢气和氧气，不能 产生O2和SO2，不符合上述转化关系，D错误。
19、答案：A易错警示Cu与S发生反应得到的是Cu2S 而不是CuS。下列有关判断中不.的是(例10某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：正确)。A溶液 A 和 B 均可以是盐酸或 NaOH 溶液B溶液 A 和 B 均可以选用稀硝酸C若溶液 B 选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D实验方案更便于实施解析：铜铝混合物与盐酸或NaOH 溶液反应时，均只有Al参加反应，因此A正确；若A、B 均选用稀HNO3，则两种金属均可反应，方案中无固体剩余，B错误；当B 选用浓HNO3时，铝钝化生成氧化膜，所测铝的质量偏大，则铜的质量分数偏小，C正确；方案需收集气体，并需要将其转化
20、为标准状 况，不如方案称固体质量方便，D正确。答案：B例11孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO45H2O晶体的流程图：(1)研磨孔雀石的目的是_。浸泡孔雀石的试剂 A 若选用过量的稀硫酸，则固体 a 是_(填化学式)。(2)试剂 B 的目的是将溶液中的 Fe2转化为Fe3，则试剂B宜选用_(填序号)。A酸性 KMnO4溶液C浓硝酸B过氧化氢溶液D氯水相应的离子方程式为：_。(3)试剂 C 用于调节溶液 pH，使 Fe3转化为沉淀予以分离，则试剂 C 宜选用_(填序号)。A稀硫酸BNaOH 溶液C氨水DCuO固体 C
21、的化学式为_。(4)1 mol 氨气通过加热的 Cu2(OH)2 CO3 的产物有金属铜和N2，则该反应的化学方程式为：_。(5)常温下 Fe(OH)3 的 Ksp11039，若要将溶液中的 Fe3转化为 Fe(OH)3 沉淀，使溶液中c(Fe3)降低至 110-3 molL1，必须将溶液调节至 pH_。解析：(1)孔雀石成分中，不溶于硫酸的只有 SiO2；(2)既要起氧化作用，又要不引入新杂质，只有双氧水符合题意，请注意方程式产物不能出现 OH，与 Fe3不共存；(3)调节 pH 又不能引入新杂质，只有 CuO 符合题意；(4)Kspc(Fe3)c3(OH)1103c3(OH)11039，可
22、算得 c(OH)11012 molL1，即 c(H)1102 molL1，pH2。答案：(1)增大固体表面积，以增大反应速率 SiO2(2)B 2Fe22HH2O2=2Fe32H2O(3)D Fe(OH)3(4)3Cu2(OH)2CO34NH36Cu3CO29H2O2N2(5)2归纳总结与铁有关的除杂问题(1)Fe2(Fe3)：加过量铁粉，过滤。(2)FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2。(3)FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉，过滤。(4)Fe(Al)：加过量强碱溶液，过滤。(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤。实验探究氢氧化亚铁的制备由于 Fe(OH)2具有
23、很强的还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，因此改进Fe(OH)2的制备方案，使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。要解决的核心问题有两个：一是溶液中溶解的氧必须除去，二是反应过程中必须与O2隔绝。典例利用电解实验可以制得纯净的 Fe(OH)2 白色沉淀，如图所示，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CNaOH 溶液BNaCl 溶液DCuCl2 溶液(3)d 为苯，其作用是_，在加入苯之前对电解液 c 应作怎样的简单处理？_。(4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白
24、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_。解析：此方法为电解法。(1)用电解法制备 Fe(OH)2，应采用铁作阳极，制得 Fe2，在碱性条件下生成 Fe(OH)2。(2)为了提高导电性，电解液往往不用纯水，电解 NaCl 溶液或 NaOH溶液，在阴极均能产生 H2，溶液呈碱性，能产生 Fe(OH)2 沉淀，电解液若为 CuCl2 溶液，在阴极产生 Cu，不能生成 Fe(OH)2 沉淀。(3)电解液 c 在电解前应加热煮沸，排尽溶液中溶解的 O2，为了隔绝空气，防止制得的 Fe(OH)2 被氧化，在电解液 c 上面加苯。(4)制得 Fe(OH)2 沉淀后反接电
25、源，电解 Na2SO4 溶液在阳极产生 O2 会将 Fe(OH)2 氧化为 Fe(OH)3。答案：(1)Fe Fe2e=Fe2(2)BC(3)隔绝空气，防止生成的 Fe(OH)2 被氧化 加热煮沸，排出溶解的 O2(4)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色应用如下图所示，此装置可用来制取并观察 Fe(OH)2 在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和 6 molL1 的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：(1)B 中盛有一定量的 NaOH，A 中应预先加入的药品是_。A 中反应的离子方程式是：_。(2)实验开始时先将活塞a_(填“打 开”或“关 闭”)。(3)简述生成 Fe(OH)2 的
26、操作过程_。(4)实验完毕，打开 b 处活塞，放入一部分空气，此时 B 瓶中发生的反应为_。(5)下列各图示中_能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀。解析：在加药品时应先加固体，故A中应预先加入铁屑，铁屑与硫酸反应产生H2，产生的H2可排尽装置中的空气，关 闭活塞a后，A中产生的H2将FeSO4 溶液压入B中，在B中 发生反应Fe22OH=Fe(OH)2，Fe(OH)2易被空气中的O2氧化，发生反应4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。若要较长 时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排尽装置中的O2或空气，并 保证整个装置与O2或空气隔绝。答案：(1)铁屑Fe2H=Fe2H2(2)打开(3)关闭活塞 a，使 FeSO4 溶液压入B中进行反应(4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(5)