（通用版）2022高考化學一輪復習 第三章 金屬及其化合物 3.3 點點突破 過渡金屬的2種典型代表（鐵、銅）學案（含解析）

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1、（通用版）2022高考化學一輪復習 第三章 金屬及其化合物 3.3 點點突破 過渡金屬的2種典型代表（鐵、銅）學案（含解析） 1．鐵的存在 2．鐵的性質(zhì) (1)物理性質(zhì) 顏色狀態(tài) 導電、導熱性、延展性 特性 地殼含量 銀白色固體 良好 被磁鐵吸引 占第位 (2)化學性質(zhì)(寫出化學方程式或離子方程式) ①與非金屬反應 與O2反應 常溫 鐵銹(成分為Fe2O3·xH2O) 點燃 3Fe＋2O2Fe3O4 與Cl2反應 點燃 2Fe＋3Cl22FeCl3 與S、I2反應 Fe＋SFeS、Fe＋I2FeI2 ②與H2O(g)反應 3Fe

2、＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2。 ③與酸反應 與H＋反應 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 與稀HNO3 反應 過量 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 少量 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 與濃H2SO4、 濃HNO3反應 常溫下鈍化，加熱分別生成SO2、NO2 ④與鹽(Cu2＋、Fe3＋)反應 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ [提醒]　鐵與弱氧化劑(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反應時被氧化為Fe2＋，鐵與強氧化劑(如Cl2、Br2、HNO3、濃H2

3、SO4等)反應時被氧化為Fe3＋。 化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗稱 — 鐵紅 磁性氧化鐵 色態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 溶解性 難溶于水 難溶于水 難溶于水 鐵的價態(tài) ＋2價 ＋3價 ＋2價，＋3價 與H＋反應的離子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 共性 高溫時，都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原，生成單質(zhì)鐵 化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色態(tài) 白色固體 紅褐色固體 溶

4、解性 難溶于水 難溶于水 與鹽酸反應 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋=== Fe3＋＋3H2O 受熱分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亞鐵鹽與堿反應：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性鐵鹽與堿反應：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的關系 空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 [提醒]?、貴eO和Fe3O4與HNO3反應時，除考慮與

5、H＋的反應外，還考慮Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 ②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與HI反應時，除考慮與H＋的反應外，還考慮Fe3＋被I－還原為Fe2＋。 1．亞鐵鹽 含有Fe2＋的溶液，呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。 (1)氧化性：Fe2＋與Zn反應的離子方程式為 Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。 (2)還原性：Fe2＋與Cl2反應的離子方程式為 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 2．鐵鹽 (1)氧化性：含F(xiàn)e3＋的溶液，呈色，F(xiàn)e3＋具有較強的氧化性。Fe3＋與Cu、I－反應的離子方程式為 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2

6、＋， 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 (2)特性：含有Fe3＋的鹽溶液遇到KSCN時變成血紅色。 (3)FeCl3易水解：將其飽和溶液滴入沸水中制備膠體的化學方程式為FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl。 (4)其他重要的鐵鹽及應用 綠礬(FeSO4·7H2O) 用作補血劑及植物補鐵劑 高鐵酸鉀(K2FeO4) 用作水處理劑或制作高能電池 莫爾鹽(或摩爾鹽) [(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 用于冶金、電鍍及織物媒染劑 赤血鹽[K3Fe(CN)6] 用于檢驗Fe2＋ 3．Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化 Fe2＋Fe3＋ 上

7、述轉(zhuǎn)化中標號反應的離子方程式為 ①3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O； ②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 [對點訓練] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。 (1)(2018·全國卷Ⅱ)向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液，觀察顏色變化；該實驗過程可用來探究維生素C的還原性(√) (2)(2018·北京高考)將NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，觀察到產(chǎn)生白色沉淀，隨后變?yōu)榧t褐色；該實驗中的顏色變化與氧化還原反應無關(×) (3)(2018·江蘇高考)Cu與FeCl3溶液反應可生成CuCl2(√) (4)(2017·海南

8、高考)細鐵粉可作食品抗氧劑(√) (5)(2017·江蘇高考)向某黃色溶液中加入淀粉KI溶液，溶液呈藍色，證明溶液中含Br2(×) (6)(2016·全國卷Ⅲ)鐵比銅金屬性強，所以可用FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板(×) (7)(2016·江蘇高考)向Fe2(SO4)3溶液中加入過量鐵粉：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋(×) (8)(2016·江蘇高考)室溫下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加幾滴淀粉溶液，溶液變藍色，說明Fe3＋的氧化性比I2的強(√) (9)(2016·上海高考)用NaOH溶液和鹽酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2(×) 2．《本草綱目》中記載

9、“慈石治腎家諸病，而通耳明目。慈石，色輕紫，石上皸澀，可吸連針鐵，俗謂之熁鐵石”?！按仁钡闹饕煞质?　　) A．鐵　　　　　　　 B．氧化銅 C．氧化鐵 D．四氧化三鐵 解析：選D　磁石，古代煉丹常用的礦物原料，又稱作“慈石”，即四氧化三鐵(Fe3O4)。 3．如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應。下列各對應反應的離子方程式書寫不正確的是(　　) A．Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO==

10、=3Fe3＋＋NO↑＋8H2O 解析：選B　Fe3O4與HNO3反應生成Fe3＋，正確的離子方程式為3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。 4．下列試劑中，不能使Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋的是(　　) ①氯氣?、贜aCl溶液?、跭MnO4溶液　④稀HNO3?、蓰}酸?、轓aNO3溶液 A．①②③　　　　　　　 B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥ 解析：選D　Cl2、KMnO4、稀HNO3都具有強氧化性，能將Fe2＋氧化成Fe3＋，而NaCl溶液、鹽酸、NaNO3溶液不能將Fe2＋氧化成Fe3＋。 知識點二　Fe2＋、Fe3＋的檢驗及鐵三角的應用 1．

11、Fe2＋的檢驗 方法1 無現(xiàn)象溶液變紅色，證明含有Fe2＋ 方法2 產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明含有Fe2＋ 方法3 生成藍色沉淀，證明含有Fe2＋ 2.Fe3＋的檢驗 方法1 溶液變紅色，證明含有Fe3＋ 方法2 產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明含有Fe3＋ [提醒]?、贆z驗Fe2＋時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。 ②Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。 1．完成下列離子方程式，體會

12、Fe2＋與Fe3＋轉(zhuǎn)化條件 (1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀： 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 (2)將FeCl3溶液滴入KI-淀粉溶液，溶液變藍： 2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。 (3)向FeCl2溶液中滴入H2O2： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 (4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色： 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 (5)將FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有無色氣體放出： 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 2．“

13、鐵三角”轉(zhuǎn)化關系的應用 (1)判斷離子能否共存 Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋) Fe3＋S2－、I－、SO Fe3＋HCO、CO等水解相互促進的離子 (2)鹽溶液的配制與保存 3．物質(zhì)的制備 [對點訓練] 1．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋，進行如下實驗操作時，最佳順序為(　　) ①加入足量氯水　②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液 A．①③　　　　　　　　 B．③② C．③① D．①②③ 解析：選C　用NH4SCN檢驗Fe3＋是否存在，用氯水將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋進行檢驗Fe2＋的存在。 2．(20

14、19·九江模擬)下列離子的檢驗方法合理的是(　　) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2＋ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 解析：選C　A項，KSCN溶液不能直接檢驗Fe2＋的存在，F(xiàn)e2＋是否存在不確定，檢驗方法不合理；B項，F(xiàn)e3＋干擾Fe2＋的檢驗，若原溶液中含有Fe3＋且不含F(xiàn)e2＋，也會產(chǎn)生相同現(xiàn)象，檢驗方法不合理；C項，F(xiàn)e3

15、＋與OH－生成紅褐色的Fe(OH)3沉淀，檢驗方法合理；D項，Mg(OH)2為白色沉淀，易被紅褐色沉淀掩蓋，無法確定原溶液中是否含有Mg2＋，檢驗方法不合理。 3．在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g銅，完全溶解后，再加b g鐵，充分反應后得到c g殘余固體，且a>c，下列說法正確的是(　　) A．殘余固體是銅和鐵 B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋ C．將殘余固體加入稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生 D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋ 解析：選B　因為a>c，說明b g鐵完全反應，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含F(xiàn)e3＋，B正確。 知識點三　銅及其化合物 1．單質(zhì)銅 (1)物

16、理性質(zhì) 紫紅色固體，具有良好的延展性、導熱性和導電性。 (2)化學性質(zhì) ①常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹。有關化學方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。 ②寫出下列化學方程式： 銅在空氣中加熱：2Cu＋O22CuO； 銅絲在硫蒸氣中反應：2Cu＋SCu2S。 (3)制備方法 ①干法制銅： Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O CO＋CuOCu＋CO2↑ ②濕法制銅： Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O＋CO2↑ Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋

17、Cu 2．氧化銅和氧化亞銅 名稱 氧化銅 氧化亞銅 顏色 黑色 磚紅色 與酸反應 (H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋=== Cu2＋＋Cu＋H2O 與H2反應 H2＋CuO Cu＋H2O H2＋Cu2O2Cu＋H2O 轉(zhuǎn)化關系 4CuO2Cu2O＋O2↑ [提醒]　區(qū)別紅色物質(zhì)Cu和Cu2O的方法 向紅色物質(zhì)中加入稀硫酸，若溶液由無色變成藍色，則該紅色物質(zhì)為Cu2O，否則為Cu。反應的化學方程式為Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。 3．氫氧化銅 (1)物理性質(zhì)：色溶于水的固體。 (2)化學性質(zhì)及應用

18、 反應①的化學方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O； 反應②的離子方程式：Cu(OH)2＋2H＋Cu2＋＋2H2O。 4．銅鹽 (1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，是銅在潮濕的空氣中被腐蝕的結果，其受熱分解的化學方程式為Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2。 (2)CuSO4·5H2O為藍色晶體，俗稱藍礬、膽礬，其受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，藍色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。無水CuSO4遇水變色(生成CuSO4·5H2O)，可作為檢驗水的依據(jù)。 (3)銅鹽溶液有毒，主要是因為Cu2＋作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)

19、作用，使蛋白質(zhì)變性失去生理活性，因此可將膽礬、熟石灰、水配成波爾多液，用來殺滅植物的病毒。 [提醒]?、偻ǔ＠梅磻?Cu＋O22CuO除去混合氣體中的少量O2。 ②Cu與稀H2SO4不反應，但在通入O2的條件下，Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。 ③無水CuSO4只能作為檢驗水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。 5．銅及其化合物的顏色、狀態(tài)及溶解性 物質(zhì) 顏色 狀態(tài)及溶解性 物質(zhì) 顏色 狀態(tài)及溶解性 Cu 紫紅色、金屬光澤 固態(tài)，難溶于非氧化性酸，易溶于強氧化性酸 CuSO4 白色 粉

20、末，易溶于水，水溶液呈藍色 CuO 黑色 粉末，可溶于酸溶液 CuSO4·5H2O 藍色 晶體 Cu2O 磚紅色 固體，難溶于水，可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2＋) Cu2(OH)2CO3 綠色 粉末，難溶于水，可溶于酸溶液 CuCl CuI 白色 粉末，難溶于水 Cu(OH)2 藍色 難溶于水，可溶于酸溶液 CuS 黑色 粉末，難溶于水及非氧化性強酸 [Cu(NH3)4]2＋ 深藍色 絡合離子，溶于水 [提醒]　反應CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4可說明CuS難溶于非氧化性強酸。 [對點訓練] 1．判斷正誤(正確的打“√”，

21、錯誤的打“×”)。 (1)(2018·北京高考)電解精煉銅的陰極反應： Cu2＋＋2e－===Cu(√) (2)(2018·江蘇高考)向CuSO4溶液中加入鐵粉，有紅色固體析出，說明Fe2＋的氧化性強于Cu2＋的氧化性(×) (3)(2016·全國卷Ⅱ)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥(×) (4)(2015·全國卷Ⅰ)將銅粉加入1.0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，現(xiàn)象是溶液變藍，有黑色固體出現(xiàn)(×) (5)(2015·廣東高考)1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應可生成NA個SO3分子(×) (6)(2015·天津高考)中國古代利用明礬

22、溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹(√) (7)(2015·天津高考)氣體通過無水硫酸銅，粉末變藍，證明原氣體中含有水蒸氣(√) (8)(2014·全國卷Ⅱ)H2通過灼熱的CuO粉末，反應后固體物質(zhì)增重(×) 2．下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關系的判斷都正確的是(　　) 選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷 A 銅綠的主要成分是堿式碳酸銅 可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠 Ⅰ對；Ⅱ?qū)?；無 B 銅表面易形成致密的氧化膜 銅制容器可以盛放濃硫酸 Ⅰ對；Ⅱ?qū)?；? C 向硫酸銅溶液中通入氨氣，有藍色沉淀產(chǎn)生，過濾后灼燒濾渣，最后變成黑色固體 把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表

23、面變黑 Ⅰ對；Ⅱ?qū)Γ挥? D 藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化 硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑 Ⅰ錯；Ⅱ?qū)?；無 解析：選D　稀鹽酸可以與堿式碳酸銅(銅綠的主要成分)反應，而且稀鹽酸不與Cu反應，所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠，Ⅰ、Ⅱ有因果關系，A錯誤；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應，所以不能用銅制容器盛放濃硫酸，B錯誤；硫酸銅與氨水反應生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正確，但沒有因果關系，C錯誤；藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末，屬于化學變化，CuSO4可用作消毒劑，但與前者沒有因果關系，D正確。

24、 3．部分氧化的鐵銅合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，經(jīng)如下處理： 下列說法正確的是(　　) A．濾液A中的陽離子為Fe3＋、Fe2＋、H＋ B．樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g C．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 g D．V＝896 解析：選B　硫酸足量，只有金屬Cu不與H2SO4反應，所以濾渣3.2 g為金屬銅，物質(zhì)的量為0.05 mol，因濾液A中不含Cu2＋，故合金樣品中總共含有銅原子0.05 mol，濾液A中加入足量NaOH溶液，所得濾渣灼燒得到的固體3.2 g為Fe2O3。生成的濾渣3.2 g是銅，金屬銅可以和Fe3＋反應，所以濾液A中一定不含F(xiàn)

25、e3＋，則濾液A中含有的陽離子為Fe2＋、H＋，A錯誤；Fe的物質(zhì)的量為×2＝0.04 mol，其質(zhì)量為0.04 mol×56 g·mol－1＝2.24 g，B正確；根據(jù)B項分析可知鐵元素質(zhì)量為2.24 g，而合金樣品質(zhì)量為5.76 g，所以CuO的質(zhì)量不超過5.76 g－2.24 g＝3.52 g，C錯誤；最后濾液A中溶質(zhì)為過量H2SO4和FeSO4，而鐵原子的物質(zhì)的量為0.04 mol，說明參加反應的硫酸的物質(zhì)的量為0.04 mol，含H＋0.08 mol，其中部分H＋生成氫氣，另外的H＋和合金中的氧原子結合成水，由于合金中氧原子的物質(zhì)的量為＝0.02 mol，全部轉(zhuǎn)化為H2O需消耗H＋0

26、.04 mol，所以硫酸中生成H2的H＋的物質(zhì)的量為0.08 mol－0.04 mol＝0.04 mol，即生成0.02 mol H2，標準狀況下體積為448 mL，D錯誤。 4．銅是人類發(fā)現(xiàn)最早并廣泛使用的一種金屬?；卮鹣铝袉栴}： (1)實驗室使用稀硫酸和H2O2溶解銅片，該反應的化學方程式為_____________。 (2)電子工業(yè)使用FeCl3溶液刻蝕印刷電路板銅箔，寫出該過程的離子方程式________________________；配制的FeCl3溶液應保持_________(填“酸性”“堿性”或“中性”)，原因是______________________________

27、________________________。 (3)溶液中Cu2＋的濃度可采用碘量法測得： ①2Cu2＋＋5I－===2CuI↓＋I?、贗＋2S2O===S4O＋3I－ 反應①中的氧化劑為________；現(xiàn)取20.00 mL含Cu2＋的溶液，加入足量KI充分反應后，用0.100 0 mol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液25.00 mL，此溶液中Cu2＋的濃度為________mol·L－1。 解析：(1)實驗室使用稀硫酸和H2O2溶解銅片，反應中Cu被氧化為Cu2＋，則發(fā)生反應的化學方程式為Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。

28、 (2)電子工業(yè)使用FeCl3溶液刻蝕印刷電路板銅箔，即Fe3＋將Cu氧化為Cu2＋，自身被還原為Fe2＋，所以過程中發(fā)生的反應為Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，F(xiàn)eCl3溶液中Fe3＋發(fā)生水解使溶液呈酸性，需保持溶液為酸性抑制Fe3＋水解。 (3)反應①中Cu2＋將I－氧化為I，所以氧化劑為Cu2＋，滴定時發(fā)生反應：I＋2S2O===S4O＋3I－，則消耗n(I)＝×0.100 0 mol·L－1×25.00×10－3 L＝1.25×10－3mol，根據(jù)碘原子守恒，則20.00 mL溶液中c(Cu2＋)＝ mol·L－1＝0.125 mol·L－1。 答案：(1)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O (2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋　酸性　防止Fe3＋水解生成Fe(OH)3　(3)Cu2＋　0.125