1、第3讲 铁、铜及其化合物复习目标1了解铁、铜及其重要化合物的主要性质和重要应用。2了解铁、铜的不同类型化合物之间转化的条件和方法，认识化学在金属矿物等自然资源综合利用方面的重要作用。知识清单考点一 铁及其化合物一、铁1物理性质2化学性质与非金属反应(O2、Cl2、S)与水蒸气反应的化学方程式为： 。与酸反应与非氧化性酸如与稀H2SO4、盐酸等反应，其离子方程式为： 。与氧化性酸如与稀HNO3反应，一般不产生H2，常温下，可被 、 钝化。a稀HNO3过量时生成Fe3+，其离子方程式： b铁过量时生成Fe2+，其离子方程式： 与盐溶液反应能与活动性较弱的金属盐溶液反应，如Fe和CuSO4溶液反应的
2、离子方程式为： 。与FeCl3溶液反应，其离子方程式为： 。二、铁的氧化物和氢氧化物1铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁色态化学式与酸反应产生的离子HClHNO32铁的氢氧化物氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式颜 色化学性质O2HCl加热制 法典型例析例1、取100mL 0.2mol/L FeCl3溶液置于烧杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反应后仍有固体剩余，下列叙述一定正确的是（设溶液体积不变，不考虑水解因素）A若烧杯中有Fe无Cu，c(Fe2+)=0.2 molL1B若烧杯中有Cu无Fe，c(Fe2+)=0.3 molL1C若烧杯中有Cu无Fe，c(C1)=0.6 molL1D
3、若烧杯中Cu、Fe均有，c(Fe2+)=0.3 molL1互动探究：在符合C、D两项要求的溶液中，金属阳离子的存在情况如何？例2、(2015青岛质检)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)滤液X中含有的金属阳离子是_(填离子符号)。(2)步骤中可选用_调节溶液的pH(填字母)。A稀硝酸 B氨水C氢氧化钠溶液 D高锰酸钾溶液(3)步骤中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2，检验Fe2的方法是_。(4)步骤的反应温度一般需控制在35以下，其目的是_。(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧
4、化铁的化学方程式为_。考点二 铁三角、铜及其化合物一、“铁三角”二、Fe2+和Fe3+的检验1Fe2和Fe3的检验(1)溶液颜色含有Fe2的溶液显浅绿色含有Fe3的溶液显棕黄色(2)用KSCN溶液和氯水流程：有关反应：Fe33SCN= Fe(SCN)3(血红色)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)用NaOH溶液流程：有关反应：Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色)Fe22OH=Fe(OH)2(白色沉淀)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3三、铜1铜元素的存在与物理性质2化学性质与非金属反应（O2、S、Cl2） 、 、 。与盐反应（如AgNO3 、FeCl3等）与强氧化性酸反应浓HNO
5、3： ，稀HNO3： 。3铜的冶炼： 。要点精析一、合金的性质和金属的冶炼1合金： 2炼铁与炼钢的比较 炼 铁炼 钢基本原理主要原料主要反应及作用1热源2还原剂生成3铁的还原1氧化剂2降碳、硅、锰3去硫、磷设 备平炉、转炉、电炉3金属的性质与冶炼金属活动性顺序K Ca NaMg Al ZnFe Sn PbHCu Hg AgPt Au主要冶炼方法二、铁与稀硝酸反应的解题规律1明确哪种物质过量；2根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式；HNO3过量时：Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 +NO+2H2O Fe 过量时：Fe +2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)22+得总方
6、程式：3Fe +8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 +2NO+4H2O，可以用数轴表示；3注意不同范围产物的变化， 。 ， 。， 。典型例析1【2016届信阳、三门峡第一次联考】建构数学模型来研究化学问题，既直观又简洁，下列建构的数轴模型正确的是()A钠在氧气中燃烧，钠的氧化产物：B铁在Cl2中燃烧，铁的氧化产物：CA1Cl3溶液中滴加NaOH溶液后体系中铝元素的存在形式： DFeI2溶液中通入Cl2，铁元素存在形式：例2、铜是重要的金属材料。(1)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜，该反应中氧化剂为_。电解粗铜制取精铜，电解时，阳极材料是_，电解液中必须含有的阳离子是_。(2)在10
7、0 mL 18 molL1浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，反应中被还原的H2SO4I210.某CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL,已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解),且S的物质的量浓度为6 molL-1,则此溶液最多可溶解铁粉的质量为()A.5.6 gB.11.2 g C.22.4 g D.33.6 g11. FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。(1)在FeCl3溶液中加入适量氢碘酸,发生反应的离子方程式为_。(2)工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气下加热至300350,通入干燥H2而制得FeCl2。该反应的化学方程式为_。(3)工业上另
8、一种制备FeCl2的方法是:将无水的FeCl3与适量氯苯(C6H5Cl)在130持续加热约3小时,可发生如下反应:2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl根据有机反应规律,该反应中氯苯发生的是(填有机反应类型)。(4)根据上述三个反应,下列有关说法中正确的是(填序号)。反应(1)中,氢碘酸既表现了酸性,又表现了还原性反应(3)中,HCl为氧化产物上述三个反应中,FeCl2均为还原产物(5)请另写一个FeCl3转化成FeCl2的化学方程式:_。12.碱式硫酸铁Fe(OH)SO4是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧
9、化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下。已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示。沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4回答下列问题。(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是_。(2)在实际生产中,反应中常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作_。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为_。(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+可部分水解生成聚合离子Fe2(OH。该水解反应的离子方程式为_。(4)在
10、医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及N。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为_。A.氯水B.KSCN溶液C.NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液答案考点一例1、CD互动探究： C：一定有Fe2+，一定没有Fe3+，可能有Cu2+。D：只有Fe2+，0.3molL1例2、解析：(1)硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后过滤，SiO2为滤渣，滤液中含有的金属阳离子是Fe2、Fe3。答案：(1)Fe2、Fe3(2)B(3)取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色(4)防止NH4
11、HCO3分解，减少Fe2水解(5)4FeCO3O22Fe2O34CO2考点二例1、D例2、(1)Cu2S、O2粗铜Cu2(2)0.9(3)FeHClCl22Fe2Cl2=2Fe32Cl仿真练习1.D 2. D 3.D 4. C 5. C 6.D 7. B 8. D 9. AD 10. C11.【解析】(1)Fe3+有氧化性,I-有还原性,它们可以发生氧化还原反应;(2)根据信息FeCl3转化为FeCl2,铁元素化合价降低,那么氢元素化合价升高,这样就可以写出化学反应方程式;(3)根据反应产物,可以确定为取代反应;(4)根据氧化还原反应概念,确定是正确的;(5)FeCl3转化为FeCl2,另一种
12、物质必须是还原剂。答案:(1)2Fe3+2I-=2Fe2+I2(2)2FeCl3+H22FeCl2+2HCl(3)取代反应(4)(5)2FeCl3+Fe=3FeCl2(其他合理答案均可)12. (1)废铁屑中含有氧化铝,反应中引入了杂质Al3+,加入NaHCO3调节pH至4.4可使Al3+完全沉淀。“搅拌”的目的是使反应物充分接触,从而加快化学反应速率。(2)硫酸亚铁溶液中加入NaNO2得到Fe(OH)SO4,铁的化合价升高而N的化合价降低,故NaNO2在反应中作氧化剂。1 mol O2可得到4 mol电子,1 mol NaNO2可得到1 mol电子,标准状况下11.2 L O2的得电子能力与2 mol NaNO2相当。(4)Fe2+能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故可用酸性KMnO4溶液检验产品中是否含有Fe2+。答案:(1)Al3+加快反应速率 (2)氧化剂2 mol(3)2Fe(OH)2+2H2OFe2(OH+2H+(4)D (5)0.07a