（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）

（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)與非金屬反應與O2反應常溫鐵銹(成分為Fe2O3·xH2O)點燃3Fe2O2Fe3O4與Cl2反應點燃2Fe3Cl22FeCl3與S、I2反應FeSFeS、FeI2FeI2與H2O(g)反應3Fe4H2O(g) Fe3O44H2。 與酸反應與H反應Fe2H=Fe2H2與稀HNO3反應過量Fe4HNO=Fe3NO2H2O少量3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O與濃H2SO4、濃HNO3反應常溫下鈍化，加熱分別生成SO2、NO2與鹽(Cu2、Fe3)反應FeCu2=Fe2Cu、Fe2Fe3=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H2SO4等)反應時被氧化為Fe3?；瘜W式FeOFe2O3Fe3O4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FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O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)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性難溶于水難溶于水與鹽酸反應Fe(OH)22H= Fe22H2OFe(OH)33H= Fe33H2O受熱分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿反應：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性鐵鹽與堿反應：Fe33OH=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)2O22H2O=4Fe(OH)3提醒FeO和Fe3O4與HNO3反應時，除考慮與H的反應外，還考慮Fe2被HNO3氧化成Fe3。Fe2O3、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ZnFe2=FeZn2。(2)還原性：Fe2與Cl2反應的離子方程式為2Fe2Cl2=2Fe32Cl。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2Fe3Cu=Cu22Fe2，2Fe32I=2Fe2I2。(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FeCl33H2OFe(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Fe23Fe2、Fe3的相互轉化Fe2Fe3上述轉化中標號反應的離子方程式為3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O；2Fe3Fe=3Fe2。對點訓練1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)。(1)(2018·全國卷)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)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：Fe3Fe=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“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()AFe4HNO=Fe3NO2H2OBFe3O48H=Fe22Fe34H2OCFe(OH)33H=Fe33H2OD3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2O解析：選BFe3O4與HNO3反應生成Fe3，正確的離子方程式為3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O。4下列試劑中，不能使Fe2轉化為Fe3的是()氯氣NaCl溶液KMnO4溶液稀HNO3鹽酸NaNO3溶液ABC D解析：選DCl2、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1Fe2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Fe22.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提醒檢驗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)。Fe3、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Fe2與Fe3轉化條件(1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：2Fe3H2S=2Fe2S2H。(2)將FeCl3溶液滴入KI­淀粉溶液，溶液變藍：2Fe32I=I22Fe2。(3)向FeCl2溶液中滴入H2O2：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。(5)將FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有無色氣體放出：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。2“鐵三角”轉化關系的應用(1)判斷離子能否共存Fe2NO(H)、ClO、MnO(H)Fe3S2、I、SOFe3HCO、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()加入足量氯水加入足量酸性KMnO4溶液加入少量NH4SCN溶液ABC D解析：選C用NH4SCN檢驗Fe3是否存在，用氯水將Fe2轉化為Fe3進行檢驗Fe2的存在。2(2019·九江模擬)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)e2B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Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3D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CA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Cu2C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)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：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3。寫出下列化學方程式：銅在空氣中加熱：2CuO22CuO；銅絲在硫蒸氣中反應：2CuSCu2S。(3)制備方法干法制銅：Cu2(OH)2CO32CuOCO2H2OCOCuOCuCO2濕法制銅：Cu2(OH)2CO34H=2Cu23H2OCO2Cu2Zn=Zn2Cu2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)CuO2H=Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O與H2反應H2CuO CuH2OH2Cu2O2CuH2O轉化關系4CuO2Cu2OO2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Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O。3氫氧化銅(1)物理性質(zhì)：色溶于水的固體。(2)化學性質(zhì)及應用反應的化學方程式：Cu(OH)2CuOH2O；反應的離子方程式：Cu(OH)22HCu22H2O。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)2CO32CuOH2OCO2。(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CuSO4·5H2OCuSO45H2O，藍色晶體受熱轉化為白色粉末。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)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。提醒通常利用反應2CuO22CuO除去混合氣體中的少量O2。Cu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：2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O。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)42深藍色絡合離子，溶于水 提醒反應CuSO4H2S=CuSH2SO4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“”，錯誤的打“×”)。(1)(2018·北京高考)電解精煉銅的陰極反應：Cu22e=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)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)將銅粉加入1.0 mol·L1 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)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、的正確性及其有無因果關系的判斷都正確的是()選項陳述陳述判斷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對；對；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對；對；有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，銅絲表面變黑對；對；有D藍色硫酸銅晶體受熱轉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錯；對；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，、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，、均正確，但沒有因果關系，C錯誤；藍色硫酸銅晶體受熱轉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。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、HB樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 gC樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 gDV896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)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×20.04 mol，其質(zhì)量為0.04 mol×56 g·mol12.24 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 g2.24 g3.52 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H0.08 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，全部轉化為H2O需消耗H0.04 mol，所以硫酸中生成H2的H的物質(zhì)的量為0.08 mol0.04 mol0.04 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。回答下列問題：(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_。(3)溶液中Cu2的濃度可采用碘量法測得：2Cu25I=2CuIII2S2O=S4O3I反應中的氧化劑為_；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·L1Na2S2O3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·L1。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CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O。(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Cu2Fe3=Cu22Fe2，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)反應中Cu2將I氧化為I，所以氧化劑為Cu2，滴定時發(fā)生反應：I2S2O=S4O3I，則消耗n(I)×0.100 0 mol·L1×25.00×103 L1.25×103mol，根據(jù)碘原子守恒，則20.00 mL溶液中c(Cu2) mol·L10.125 mol·L1。答案：(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2酸性防止Fe3水解生成Fe(OH)3(3)Cu20.125