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第三讲铁及其化合物2011考纲展示2012高考导视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。3.了解金属活动性顺序。1.铁及其化合物知识点多,高考命题往往将实验、理论、化学常识及概念的考查集为一身,设计成具有一定综合性的题目。2.有关对铜及其化合物的考查有“升温”的表现。它的命题主要是设计铜与硝酸、硫酸反应的实验,探究产物的性质。3.金属的通性、金属冶炼的一般原理、金属的回收和资源保护等与生产、生活紧密相联,也是高考的重点之一。考点1铁、铜1.物理性质铁是银白色金属,铜是紫红色金属,二者都具有良好的导电性、导热性和延展性,其中铁能被磁铁吸引。2.化学性质+2+3铁是第四周期第Ⅷ族元素,常见价态是____价和____价,常温下遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化;铜是第四周期第ⅠB族元素,常见价态是+1价和+2价。基础知识①与Cl2反应:_______________________,现象:产生棕色的烟;Cu+Cl2CuCl2,现象:通常保持红热,产生棕色的烟,溶于水呈溶液蓝色。2Fe+3Cl22FeCl3②与O2反应:3Fe+2O2四射,生成黑色固体;2Cu+O2Fe3O4,现象:剧烈燃烧,火星2CuO,现象:铜丝表面发黑。③与S反应:__________________,现象:固体保持红热,生成黑色固体;2Cu+S(g)④与I2反应:Fe+I2Cu2S,现象:铜丝表面发黑。FeI2。Fe+SFeS(1)与非金属单质的反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑,现象:铁粉表面有黑色固体产生,生成无色无味可燃性气体。铜通常不与水反应。(3)与酸反应①与非氧化性酸反应:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,铜与非氧化性酸不反应。②铜与氧化性酸反应:Cu+H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。(4)与盐溶液反应Fe+Cu2+===Cu+Fe2+;2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+;Cu+2Ag+===Cu2++2Ag。(2)铁与水的反应1.铁在空气中形成的氧化膜能否保护内部的铁?答:不能,铁在空气中形成的氧化膜是疏松的。2.过量铁与氯气反应产物是什么?答:不论铁的量多少,与氯气反应产物都是氯化铁。3.16gCu与硫反应转移电子的物质的量是多少?答:0.25mol。B项中铁发生钝化;C项中发生反应Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,使溶液质量增加,但有气体生成;D项中ZnSO4与Fe不反应。答案:AA.硫酸铁溶液B.浓HNO3C.盐酸D.硫酸锌溶液解析:A项中发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+符合题目要求;增加,但是没有气体产生的是()1.常温下把铁片投入到下列溶液中,铁片溶解,溶液质量选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ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的铜绿Ⅰ对;Ⅱ对;有B铜表面形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸Ⅰ对;Ⅱ对;有C铁比铜活泼铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈Ⅰ对;Ⅱ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Ⅰ错;Ⅱ对;无断都正确的是()2.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判解析:铜表面不能形成致密氧化膜;铜和浓硫酸在常温下反应非常缓慢,但随着反应过程中放热,反应速率会越来越快的,所以不能用铜制容器装浓硫酸,B错误;因为Fe比Cu活泼,所以形成Fe-Cu的原电池中,Fe作负极,更容易被氧化生锈,C错误;硫酸铜晶体失去结晶水的过程是化学变化,D错误。答案:A考点2铁、铜的氧化物铁红磁性氧化铁黑色黑色黑色红棕色1.写出Fe3O4与盐酸反应的离子方程式。上存在或曾经存在过水。以下叙述正确的是()答:Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O2.写出Fe2O3与氢碘酸反应的离子方程式。3.在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息,以证明火星答:Fe2O3+2I-+6H+===2Fe2++I2+3H2OB.检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液C.分别还原amolFe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3D.明矾属硫酸盐,含结晶水,是混合物解析:A中铝热剂是指能发生铝热反应的物质,不单是指Al和Fe2O3,铝与其他难熔金属氧化物也可称为铝热剂;B中Fe2O3难溶于水,故用该实验方法不能检验该红色物质是否是Fe2O3;D中明矾是结晶水合物,是纯净物,不是混合物。答案:CA.铝热剂就是单指Fe2O3粉和铝粉的混合物加入试剂稀硫酸浓硫酸加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体和蓝色溶液无色气体无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液4.已知酸性条件下有如下反应:2Cu+===Cu2++Cu↓。由于反应温度不同,用氢气还原氧化铜时,可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证,实验操作和实验现象记录如下:由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()A.CuB.Cu2OC.一定有Cu,可能有Cu2OD.一定有Cu2O,可能有Cu解析:H2还原CuO生成红色固体,可能是Cu和Cu2O中的一种或两种,加入稀H2SO4溶液变蓝和得到红色固体,证明原固体中含Cu2O,而Cu不能证明其有无。答案:D考点3铁、铜的氢氧化物白色红褐色蓝色Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+===Fe3++3H2OCu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O3Fe(OH)2+10H++NO3—===3Fe3++NO↑+8H2O2Fe(OH)3Fe2O3+3H2OCu(OH)2CuO+H2O被氧化;加稀硫酸防Fe2+水解;②煮1.氢氧化亚铁溶液露置于空中会发生什么反应?答:4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3。加少量的还原铁粉防Fe2+沸NaOH溶液,赶走溶解的氧气;③胶头滴管将NaOH溶液伸入FeSO4溶液液面以下,防在滴加过程带入氧气。2.氢氧化亚铁极易被氧化,据此试回答以下几个问题:①配制FeSO4溶液要注意哪些方面?②为什么要煮沸NaOH溶液?③在制备氢氧化亚铁时,胶头滴管为什么要伸到液面以下?答:①煮沸蒸馏水,赶走水中的溶解氧,配制FeSO4溶液,5.工业上制备氯化铜时,是将浓盐酸用蒸气加热至80℃左右,慢慢加入粗制氧化铜粉末(含杂质氧化亚铁),充分搅拌,使之溶解,反应如下:CuO+2HCl===CuCl2+H2OFeO+2HCl===FeCl2+H2O是()已知:pH≥9.6时,Fe2+以Fe(OH)2形式完全沉淀;pH≥6.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀;pH在3~4时,Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀。除去溶液中的Fe2+,可以采用的方法答案:CB.加纯铜粉,将Fe2+还原出来C.先将Fe2+氧化成Fe3+,再调节pH在3~4D.通入硫化氢,使Fe2+直接沉淀解析:根据题给信息,在调节pH由小到大的过程中,使各离子完全沉淀的先后顺序应是Fe3+、Cu2+、Fe2+,所以应先将Fe2+氧化为Fe3+,再除去,选C。A.直接加碱,调整溶液pH≥9.6再挤出氨水。其中必须进行的操作及其正确顺序是()6.制取Fe(OH)2并使之能久存,可采取的操作有:①加入少量植物油;②溶解FeSO4配成溶液;③把蒸馏水加热煮沸并密封冷却;④加入少量铁屑;⑤加入少量CCl4;⑥向FeSO4溶液中滴入足量氨水;⑦把盛有氨水的滴管伸入FeSO4溶液中后A.③②⑤⑥④C.③②④⑤⑦B.③②④①⑦D.②④①⑦⑤解析:由于Fe(OH)2易被氧化,所以溶解FeSO4的水应煮沸以除去其中溶解的氧气,在FeSO4溶液中应加入少量铁屑防氨水的滴管伸入FeSO4溶液中后再挤出氨水。答案:B止Fe2+被氧化,在其溶液中加植物油是隔绝空气,然后把盛有Fe2+、Fe3+和Cu2+的鉴别考点41.化学性质对应的盐溶液颜色通常分别为浅绿色、黄色及蓝色(实际颜色与Fe2+、Fe3+和Cu2+三种离子的盐溶液因水解均呈现酸性,盐溶液的浓度有关)。Fe2+的盐溶液通常表现为还原性,Fe3+的盐溶液则主要表现为较强氧化性,Cu2+的盐溶液有一定的氧化性。2.Fe2+和Fe3+的鉴别棕黄色浅绿色红褐色(1)观察法:Fe3+盐溶液呈_______,Fe2+盐溶液呈________。(2)SCN-法:滴入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液,呈_________的是Fe3+溶液,不变色的是Fe2+溶液。血红色(3)碱液法:分别加入碱液(如氨水),生成_______沉淀的是Fe3+溶液,先生成________沉淀,又迅速转变为______,最后变为________的是Fe2+溶液。白色絮状灰绿色红褐色(4)H2S法:分别通入H2S气体或加入氢硫酸,有_______沉淀析出(或_____)的是Fe3+溶液,无此现象的是Fe2+溶液。(5)苯酚法:分别滴入苯酚溶液,溶液呈_____的是Fe3+,不变色的是Fe2+。淡黄色混浊紫色变蓝(6)淀粉-KI法:能使淀粉碘化钾试纸____的溶液是Fe3+,无此现象的是Fe2+。(7)KMnO4(溴水)法:分别加入少量酸性KMnO4溶液(或溴水),能使之______的是Fe2+溶液,不能使之褪色的是Fe3+溶液。(8)铜片法:分别加入铜片,溶液逐渐变为___色的是Fe3+溶液,不变色的的Fe2+溶液。(9)此外还可利用Na2CO3、Na2S等鉴别。褪色蓝1.配制可溶性铁盐与亚铁盐、铜盐的溶液应采取什么措施?答:因Fe2+、Fe3+、Cu2+易水解,且Fe2+易被空气中的氧气氧化(要加铁粉),故配制过程为先将它们溶解在对应的酸中,然后加水稀释到指定的浓度。2.在Cu2+、Fe2+、Fe3+混合溶液中的除去Fe2+、Fe3+杂质,采用什么方法?答:原理是利用Fe2+、Cu2+、Fe3+水解完全生成沉淀所需的pH范围不同。一般操作方法是先加入氧化剂,将Fe2+氧化成Fe3+,然后加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3等物质(不引入杂质离子),调节溶液的pH,待Fe3+水解完全生成沉淀(此时其他离子不水解),过滤除去。3.用离子方程式表示可溶性铁盐能净水的原理。答:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。4.如何检验Cu2+?答:(1)观察法,含Cu2+的溶液呈蓝绿或蓝色。(2)加NaOH溶液,产生蓝色絮状沉淀。(3)加Na2S溶液,产生黑色沉淀,沉淀溶于稀HNO3。7.某学生设计了如图3-15-1的方法对A盐进行鉴定:图3-15-1A.A中一定有Fe3+由此分析,下列结论中,正确的是()B.B为AgI沉淀C.C中一定有Fe3+D.A一定为FeBr2溶液答案:C解析:加入酸化的AgNO3,H+和NO-3组成硝酸,有强氧化性,不能确定A中一定有Fe3+,也可能是Fe2+;AgI沉淀为黄色。分反应后,其结果是()B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色8.将1.12g铁粉加入25mL2mol/L的氯化铁溶液中,充A.铁有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-浓度基本不变C.Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5解析:n(Fe)=1.12g/56g·mol-1=0.02mol,n(Fe3+)=0.025L×2mol·L-1=0.05mol,由反应2Fe3++Fe===3Fe2+可知Fe3+过量,加入KSCN显红色。溶液中n(Fe2+)=3n(Fe)=0.06mol,溶液中n(Fe3+)=0.05mol-2n(Fe)=0.01mol,即Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1;氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。答案:B考点5金属的通性及合金1.金属的通性2.金属的冶炼概念两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金
本文标题:铁及其化合物
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