（江苏专用）2020版高考化学大一轮复习 专题二 第3讲 铁、铜及其重要化合物课件

第3讲铁、铜及其重要化合物考点一铁及其重要化合物考点二铜及其重要化合物总纲目录考点三Fe2+、Fe3+的相互转化及检验高考演练考点一铁及其重要化合物一、铁1.物质的组成纯铁具有金属的共性,如具有①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②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(1)与非金属单质的反应a.与O2的反应:常温下:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分为③Fe2O3。点燃时:④3Fe+2O2 Fe3O4。b.与Cl2的反应:⑤2Fe+3Cl2 2FeCl3。c.与S的反应:⑥Fe+S FeS。(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:⑦3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。(3)与酸的反应与非氧化性酸反应的离子方程式:⑧Fe+2H+ Fe2++H2↑。与氧化性酸:铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸会发生⑨钝化,在加热条件下铁与浓硫酸、浓硝酸反应不生成H2。铁与稀硝酸反应生成NO,铁足量时生成⑩Fe2+,硝酸过量时生成 Fe3+。(4)与某些盐溶液的反应与CuSO4溶液反应的离子方程式: Fe+Cu2+ Fe2++Cu。与FeCl3溶液反应的离子方程式: 2Fe3++Fe 3Fe2+。二、铁的氧化物三、铁的氢氧化物四、亚铁盐和铁盐(1)亚铁盐含有Fe2+的溶液呈浅绿色,Fe2+既有 氧化性,又有 还原性,Fe2+与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为 Zn+Fe2+ Zn2++Fe,2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。(2)铁盐a.氧化性含有Fe3+的溶液呈 棕黄色,Fe3+具有氧化性,Fe3+与Cu反应的离子方程式为 2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+。b.特性向含有Fe3+的溶液中滴加 KSCN溶液时,溶液变成血红色。c.易水解饱和FeCl3溶液滴入沸水中发生反应的化学方程式: FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl。1.【易错辨析】判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。(1)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。 (✕)(2)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。 (✕)(3)Fe2O3是红棕色粉末,俗称铁红,常用作红色油漆和涂料。 (√)(4)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式:2Fe+6H+ 2Fe3++3H2↑。 (✕)(5)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应。 (✕)(6)Fe(OH)2在空气中加热,可得到FeO。 (✕)(7)Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3,所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3。 (✕)(8)铁质容器贮运浓硝酸要密闭,贮运浓硫酸可以不密闭。 (✕)(9)向硫酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁。 (✕)(10)铁的氧化物均可以和铝粉发生铝热反应。 (√)(11)铁和稀硝酸反应一定生成氢气和Fe(NO3)2。 (✕)(12)氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O。 (✕)2.【多维思考】按要求书写下列反应的离子方程式。(1)足量的铁屑与少量稀硝酸反应:。(2)FeO与稀硝酸的反应:。(3)Fe(OH)2与稀硝酸的反应:。(4)Fe(OH)3与HI溶液的反应(HI是强酸):。答案(1)3Fe+8H++2N  3Fe2++2NO↑+4H2O(2)3FeO+N +10H+ 3Fe3++NO↑+5H2O(3)3Fe(OH)2+N +10H+ 3Fe3++NO↑+8H2O(4)2Fe(OH)3+2I-+6H+ 2Fe2++I2+6H2O3O3O3O题组一铁及其化合物的性质与制备1.下列说法正确的是 (A)A.足量的Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3B.铁的化学性质比较活泼,它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3C.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2D.向某溶液中加入NaOH溶液得到白色沉淀,且颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+解析A项,铁在氯气中燃烧,无论Fe是否过量都生成FeCl3,正确;B项,铁与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,错误;C项,酸性KMnO4溶液能把Cl-氧化成Cl2,对Fe2+的检验产生干扰,错误;D项,生成的白色沉淀变为红褐色沉淀,说明原溶液中一定含有Fe2+,但也可能含有Mg2+等,与NaOH溶液反应产生白色沉淀,被红褐色沉淀干扰,错误。方法技巧铁反应后元素价态的判断方法(1)铁与弱氧化剂(如:S、I2、H+、Fe3+、Cu2+等)反应所得产物为Fe2+,铁元素的价态为+2价。如Fe+I2 FeI2。(2)铁与强氧化剂(如:Cl2、Br2、浓H2SO4、硝酸等)反应所得产物为Fe3+,铁元素的价态为+3价。如2Fe+3Br2 2FeBr3。(3)铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4,铁元素的价态为+2、+3价。(4)铁与硝酸的反应产物,铁元素的价态可能为+3价,也可能为+2价,还可能两种价态均有(看反应物的用量)。2.(2019南京月考)Fe和Fe2O3的混合物共13.6g,加入150mL稀H2SO4,在标准状况下收集到1.12LH2,Fe和Fe2O3均无剩余。为了中和过量的H2SO4,并使铁元素全部转化为Fe(OH)2沉淀,消耗了200mL3mol/L的NaOH溶液,则该稀H2SO4的物质的量浓度为(B)A.2.25mol/LB.2mol/LC.4mol/LD.0.6mol/L解析Fe和Fe2O3的混合物与稀H2SO4反应,Fe和Fe2O3均无剩余,且有H2生成,说明反应生成FeSO4,为了中和过量的H2SO4,而且使FeSO4完全转化成Fe(OH)2,共消耗3mol/L的NaOH溶液200mL,说明反应后的溶液溶质只有Na2SO4,根据硫元素守恒,则n(H2SO4)=n(Na2SO4),根据钠元素守恒,则n(Na2SO4)= n(NaOH),则有n(H2SO4)=n(Na2SO4)= n(NaOH)= ×3mol/L×0.2L=0.3mol,故该稀H2SO4的物质的量浓度为c(H2SO4)= =2mol/L。1212120.3mol0.15L3.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉,得到的Fe2+的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。 ①Fe3+②Fe2+③Fe、Fe2+④Fe2+、Fe3+(1)AB段铁元素以形式存在。(2)BC段铁元素以形式存在。(3)CD段铁元素以形式存在。答案(1)①(2)④(3)③解析向稀HNO3中加入铁粉,开始时稀HNO3过量,生成Fe3+,随加入铁粉量的增加,HNO3反应完全后,发生反应2Fe3++Fe 3Fe2+,最后全部转化为Fe2+。 方法技巧Fe与稀HNO3反应产物的判断方法 4.铁屑溶于过量的稀硫酸,过滤后向滤液中加入适量硝酸,再加入过量的氨水,有红褐色沉淀生成。过滤,加热沉淀物至质量不再发生变化,得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为(A)A.Fe(OH)3;Fe2O3B.Fe(OH)2;FeOC.Fe(OH)2、Fe(OH)3;Fe3O4D.Fe2O3;Fe(OH)3解析铁屑溶于过量的稀硫酸,发生的反应是:Fe+H2SO4(稀) FeSO4+H2↑,反应后过滤,滤液中溶质应为FeSO4和H2SO4。加入硝酸的反应为:6FeSO4+8HNO3 2Fe2(SO4)3+2Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O,即溶液中Fe2+转变为Fe3+。加入过量氨水时,除中和H2SO4外还将生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,Fe3++3NH3·H2O Fe(OH)3↓+3N 。加热沉淀物至质量不再发生变化,则Fe(OH)3完全分解:2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O,所得残渣为红棕色的Fe2O3。所以沉淀是Fe(OH)3,残渣是Fe2O3,选A。4H反思归纳制备Fe(OH)2常用的三种方法由于Fe(OH)2具有很强的还原性,易被氧化为Fe(OH)3,在实验室中制备Fe(OH)2,并使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。(1)制备原理:Fe2++2OH- Fe(OH)2↓。(2)成功关键:①溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质;②制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。方法一:有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应,如下图所示。方法二:还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀,如下图所示。方法三:电解法用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯或煤油,如下图所示。题组二铁的化合物在化工生产中的应用5.铁单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料,其中一个反应为3FeS2+8O2 6SO2+Fe3O4,3molFeS2参加反应转移mol电子。(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为。从腐蚀废液回收得到金属铜还需要的试剂为。(3)与明矾相似,硫酸铁也可用作絮凝剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是。答案(1)32(2)2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+铁粉、稀硫酸(3)酸性废水抑制Fe3+的水解,使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体解析(1)O2为氧化剂,FeS2为还原剂,3molFeS2反应时,O2得电子8×4mol=32mol。(2)氯化铁溶液腐蚀印刷电路铜板时,发生的是Fe3+与Cu的氧化还原反应,产物为Fe2+与Cu2+;加入过量铁粉,铁粉与溶液中的Cu2+发生置换反应可得Cu,过量的铁粉与硫酸反应,则剩余固体为Cu。(3)酸性废水中存在浓度较大的H+,抑制了Fe3+的水解。6.绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法: 已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。(1)通入硫化氢的作用是:①除去溶液中的Sn2+;②除去溶液中的Fe3+,其反应的离子方程式为。操作Ⅱ,在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是。(2)操作Ⅳ的顺序依次为、、过滤、洗涤、干燥。(3)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②。(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:a.称取一定质量绿矾产品,配制成250.00mL溶液;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。滴定时发生反应的离子方程式为5Fe2++Mn +8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O。4O①用硫酸酸化的0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视。②判断此滴定实验达到终点的方法是。③若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有。答案(1)2Fe3++H2S 2Fe2++S↓+2H+使Sn2+沉淀完全,防止Fe2+生成沉淀(2)蒸发浓缩冷却结晶(3)降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗(4)①锥形瓶中溶液颜色的变化②溶液恰好由无色变成浅红色且半分钟内不褪色③样品中存在少量的杂质或样品部分被氧化解析(1)Fe3+具有氧化性,可以氧化S2-生成单质S沉淀。SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6,通入H2S调节pH=2,既可使Sn2+沉淀完全,又可使Fe2+不沉淀。考点二铜及其重要化合物1.铜及铜的化合物(1)铜的化学性质(2)硫酸铜a.CuSO4·5H