高考化學(xué)第二單元 元素及其化合物 第8講 鐵、銅及其化合物

第8講鐵、銅及其化合物考綱導(dǎo)視考綱定位選項(xiàng)示例1.了解鐵、銅及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。1.將0.1 molL1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生，再滴加0.1 molL1 CuSO4溶液，先有白色沉淀生成后變?yōu)闇\藍(lán)色沉淀。(2015年新課標(biāo)卷)2.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(lán)色。Fe3的氧化性比I2的強(qiáng)。(2016年江蘇卷T13C)3.化學(xué)在生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是：B.鐵比銅金屬性強(qiáng)，F(xiàn)eCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板。(2016年新課標(biāo)卷)基礎(chǔ)反饋1判斷正誤，正確的畫(huà)“”，錯(cuò)誤的畫(huà)“”。(1)將 Fe(NO3)2 樣品溶于稀 H2SO4 后，滴加 KSCN 溶液，觀察溶液是否變紅，可以檢驗(yàn) Fe(NO3)2 晶體是否已氧化變質(zhì)()。(2)濃氨水中滴加FeCl3飽和溶液可制得Fe(OH)3膠體)。(3)1 mol FeI2與足量氯氣反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA( )。(5)四川災(zāi)區(qū)重建使用了大量鋼材，鋼材是合金()。(6)銅鋅合金的熔點(diǎn)高于銅或鋅的熔點(diǎn)()。答案：(1)(2)(3)(4)(5) (6)2.鐵、鋁遇冷的濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化，是物理變化還是化學(xué)變化？答案：常溫下鐵、鋁遇冷的濃H2SO4、濃HNO3時(shí)表面會(huì)生成一層致密的氧化物薄膜，化學(xué)上稱(chēng)為鈍化，屬于化學(xué)變化?？键c(diǎn)一鐵及其化合物【知識(shí)梳理】一、鐵1.物理性質(zhì)。銀白良好鐵是_色金屬，具有_的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，能被磁鐵吸引。2與非金屬反應(yīng)。Fe2O3(1)與 O2：常溫下 Fe 易生銹，鐵銹的主要成分為_(kāi)；點(diǎn)燃條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)與 S 反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(3)與 Cl2 反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。3與 H2O 反應(yīng)：3Fe4H2O(g)_。Fe3O44H23Fe2O2Fe3O4FeSFeS2Fe3Cl22FeCl34與酸反應(yīng)。FeH2SO4=FeSO4H2(1)非氧化性酸。反應(yīng)的化學(xué)方程式為(如稀硫酸):_。(2)氧化性酸。與過(guò)量稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。Fe(NO3)32H2ONO與少量稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Fe 8HNO3(稀)=3Fe(NO3)24H2O2NO。鈍化常溫下遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生_。Fe4HNO3(稀)=FeCuSO4=2FeCl3Fe=3FeCl25與鹽溶液反應(yīng)。(1)與 CuSO4 溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)與 FeCl3 溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。FeSO4Cu二、鐵的氧化物鐵紅磁性氧化鐵黑色紅棕色黑色FexOyyCO氧化物FeOFe2O3Fe3O4物理性質(zhì)俗稱(chēng)_顏色_水溶性均難溶于水化學(xué)性質(zhì)與鹽酸反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽與CO反應(yīng) xFeyCO2用途紅色油漆和涂料用于電磁領(lǐng)域三、鐵的氫氧化物白色紅褐色難氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3物理性質(zhì)顏色_水溶性均_溶于水化學(xué)性質(zhì)與鹽酸反應(yīng)(離子方程式)_與稀硝酸反應(yīng)(離子方程式)_受熱分解_制備原理相應(yīng)的可溶性鹽與堿(如NaOH或氨水)反應(yīng)Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2OFe(OH)33H=Fe33H2O2Fe(OH)3 Fe2O33H2O【考點(diǎn)集訓(xùn)】例1(2015年四川成都模擬)某溶液中可能存在Mg2、Fe2、Fe3，加入 NaOH 溶液，開(kāi)始時(shí)有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，下列結(jié)論正確的是()。答案：DA.一定有Fe2，一定沒(méi)有Fe3、Mg2B.一定有Fe3，一定沒(méi)有Fe2、Mg2C.一定有Fe3，可能有Fe2，一定沒(méi)有Mg2D.一定有Fe2，可能有Mg2，一定沒(méi)有Fe3選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論A將稀硝酸加入過(guò)量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加 KSCN 溶液有氣體生成，溶液呈血紅色稀硝酸將Fe氧化為Fe3B將銅粉加入1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中溶液變藍(lán)、有黑色固體出現(xiàn)金屬鐵比銅活潑C用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過(guò)的鋁箔在酒精燈上加熱熔化后的液態(tài)鋁滴落下來(lái)金屬鋁的熔點(diǎn)較低D將0.1 molL1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生，再滴加0.1 molL1CuSO4溶液先有白色沉淀生成后變?yōu)闇\藍(lán)色沉淀Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小例2(2015 年新課標(biāo)卷)下列實(shí)驗(yàn)中，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象以及結(jié)論都正確且兩者具有因果關(guān)系的是()。體、水，無(wú)Fe3生成，所以加入KSCN溶液后，不變紅色，A解析：稀硝酸與過(guò)量的Fe 粉反應(yīng)，生成硝酸亞鐵和NO 氣錯(cuò)誤；Cu 與硫酸鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸銅和硫酸亞鐵，無(wú)黑色固體出現(xiàn)，B 錯(cuò)誤；鋁在空氣中加熱生成氧化鋁的熔點(diǎn)較高，所以?xún)?nèi)部熔化的鋁不會(huì)滴落，C 錯(cuò)誤。答案：D 例3下列有關(guān)鐵及其化合物的有關(guān)說(shuō)法中正確的是()。A.赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B.鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入鐵粉，然后過(guò)濾D.Fe3與KSCN產(chǎn)生血紅色沉淀答案：C解析：赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，故A錯(cuò)誤；鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2，故B錯(cuò)誤；鐵粉把FeCl3還原成FeCl2，從而除去FeCl3，故C正確；Fe3與KSCN產(chǎn)生血紅色溶液，不是沉淀，故D錯(cuò)誤。例4(2016 年安徽師大附中模擬)實(shí)驗(yàn)室采用簡(jiǎn)易裝置模擬演示工業(yè)煉鐵原理，實(shí)驗(yàn)裝置圖和實(shí)驗(yàn)步驟如下：按上圖連接好裝置，檢查裝置氣密性。稱(chēng)取適量 Fe2O3 于石英試管中，點(diǎn)燃處酒精燈，緩慢滴入甲酸。在完成某項(xiàng)操作后，點(diǎn)燃另外兩處酒精燈。30 min 后熄滅酒精燈，關(guān)閉彈簧夾。待產(chǎn)物冷卻至室溫后，收集產(chǎn)物。采用如上方法分別收集帶金屬網(wǎng)罩酒精燈(金屬網(wǎng)罩可以集中火焰、提高溫度)和酒精噴燈加熱的產(chǎn)物。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)制備 CO 的原理是利用甲酸(HCOOH)在濃硫酸加熱條件下的分解制得，盛放甲酸的儀器名稱(chēng)為_(kāi)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)實(shí)驗(yàn)步驟某項(xiàng)操作是指_。(3)實(shí)驗(yàn)步驟熄滅酒精燈的順序?yàn)開(kāi)(填裝置編號(hào))。(4)通過(guò)查資料獲取如下信息：.酒精燈平均溫度為 600 ；加網(wǎng)罩酒精燈平均溫度為700 ，酒精噴燈平均溫度為 930 。.資料指出當(dāng)反應(yīng)溫度高于710 ，F(xiàn)e能穩(wěn)定存在，680 710 之間，F(xiàn)eO 穩(wěn)定存在，低于 680 ，則主要是 Fe3O4。試分析酒精燈加熱條件下生成 Fe 的原因是_。加熱方式產(chǎn)物元素組成各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%FeO酒精燈Fe 和 O74.5025.50帶網(wǎng)罩酒精燈Fe 和 O76.4823.52酒精噴燈Fe100.000.00(5)已知FeO、Fe2O3、Fe3O4氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：22.2%、30%、27.6%。利用儀器分析測(cè)出 3 種樣品所含元素種類(lèi)和各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表：分析各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可知前兩種加熱方式得到的產(chǎn)物為混合物，其中酒精燈加熱所得產(chǎn)物的組成最多有_種可能。(6)通過(guò)進(jìn)一步的儀器分析測(cè)出前兩種加熱方式得到的固體粉末成分均為 Fe3O4和 Fe，用酒精噴燈加熱得到的固體粉末成分為 Fe。請(qǐng)計(jì)算利用酒精燈加熱方式混合物中 Fe3O4 和 Fe的質(zhì)量比為_(kāi) 1(要求保留整數(shù))。解析：(1)根據(jù)裝置圖可知盛放甲酸的儀器名稱(chēng)為分液漏斗；在濃硫酸加熱條件下，HCOOH 分解可得CO，根據(jù)質(zhì)量守恒可知另一個(gè)產(chǎn)物為水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCOOHCOH2O。(2)CO 與氧氣混合加熱易爆炸，所以點(diǎn)燃前要檢驗(yàn)純度，則實(shí)驗(yàn)步驟某項(xiàng)操作是指檢驗(yàn)CO 純度。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要等試管冷卻后才停止通一氧化碳，故先熄滅中酒精燈，是為了防止生成熱的鐵被空氣中的氧氣氧化；應(yīng)最后熄滅中酒精燈，目的是防止多余的一氧化碳進(jìn)入空氣中污染環(huán)境，故實(shí)驗(yàn)步驟熄滅酒精燈的順序?yàn)?、?4)當(dāng)反應(yīng)溫度高于 710 ，F(xiàn)e 能穩(wěn)定存在，酒精燈的平均溫度 600 ，不可能達(dá)到鐵穩(wěn)定存在的溫度，但是，在實(shí)際操作過(guò)程中，由于受熱及散熱的問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間集中加熱會(huì)出現(xiàn)局部溫度較高的現(xiàn)象，達(dá)到還原生成鐵所需要的溫度。(5)Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4中Fe 元素的百分含量分別為100%、77.8%、70%、72.4%，酒精燈加熱所得產(chǎn)物中 Fe 元素的百分含量為 74.50%，混合物中至少有一種 Fe 元素含量大于 74.50%的和一種 Fe 元素含量小于74.50%，故混合物中一定有 Fe 和 FeO 中的至少一種，也一定有Fe2O3和Fe3O4中的至少一種，兩種物質(zhì)混合的有Fe和Fe2O3，74.50%，解得：xy12 1。Fe和Fe3O4，F(xiàn)eO和Fe2O3，F(xiàn)eO和Fe3O4 共4種組合，三種物質(zhì)混合的有Fe、Fe2O3和Fe3O4，F(xiàn)eO、Fe2O3和Fe3O4，F(xiàn)e2O3、Fe和FeO，F(xiàn)e3O4、Fe和FeO共4種組合，四種物質(zhì)混合的有Fe、FeO、Fe2O3和Fe3O41種，共9種組合。(6)根據(jù)酒精燈加熱得到的產(chǎn)物為Fe3O4和Fe，且鐵元素的百分含量為74.50%，答案：(1)分液漏斗HCOOHCOH2O(2)檢驗(yàn) CO 純度(3)、(4)長(zhǎng)時(shí)間集中加熱使局部溫度達(dá)到還原生成鐵所需要的溫度(5)9 (6)12考點(diǎn)二“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用【知識(shí)梳理】Fe、Fe2和Fe3之間可相互轉(zhuǎn)化，相互間能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(5)Fe2被濃硝酸氧化：_。(6) Fe2被氧氣氧化：_。1Fe2具有較強(qiáng)的還原性，與氧化劑反應(yīng)生成 Fe3。(1)Fe2被氯氣氧化：_。(2)Fe2被溴水氧化：_。(3)Fe2被高錳酸鉀氧化：_。(4)Fe2被稀硝酸氧化：_。2Fe2Cl2=2Cl2Fe32Fe2Br2=2Br2Fe34Fe2O24H=4Fe32H2O2Fe3有較強(qiáng)的氧化性，與還原劑反應(yīng)生成 Fe2。(1)Fe3被 Fe 還原：_。(2)Fe3被 Cu 還原：_。(3)FeCl3 中滴加氫硫酸，溶液變渾濁：_。(4)Fe3能使淀粉-KI 溶液變藍(lán)：_。(5)SO2 通入 FeCl3 溶液中：_。2Fe3Fe=3Fe22Fe3Cu=2Fe2Cu2 2Fe3H2S=2Fe2S2H2Fe32I=2Fe2I2(1)Fe3的檢驗(yàn)。紅紅褐方法一：取出少量被檢驗(yàn)的溶液于試管中，滴加 KSCN 溶液，溶液變_色，證明有Fe3存在。方法二：取出少量被檢驗(yàn)的溶液于試管中，加入 NaOH 溶液，產(chǎn)生_色沉淀，證明有Fe3存在。3.Fe3、Fe2的檢驗(yàn)。KSCN氯水NaOH紅褐(2)Fe2的檢驗(yàn)。方法一：取出少量被檢驗(yàn)的溶液于試管中，滴加_溶液，無(wú)現(xiàn)象，再滴加_，若變成紅色溶液，說(shuō)明有Fe2存在(鑒別時(shí)不能先滴加氯水)。2Fe2Cl2=2Fe32Cl，F(xiàn)e33SCN=Fe(SCN)3(紅色)。方法二：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，加入_溶液，產(chǎn)生白色絮狀沉淀，白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最終變?yōu)開(kāi)色，證明有Fe2存在。Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(3)含F(xiàn)e2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的檢驗(yàn)Fe3的檢驗(yàn)：紅藍(lán)紫紅色褪去褪色4.含鐵物質(zhì)的分離與提純。鐵粉氯水鐵粉主要物質(zhì)雜質(zhì)除雜方法Fe2Fe3加過(guò)量_后過(guò)濾FeCl3FeCl2加_或H2O2Fe2Cu2加過(guò)量_后過(guò)濾FeAl加過(guò)量NaOH溶液后過(guò)濾Fe2O3Al2O3、SiO2加過(guò)量NaOH溶液后過(guò)濾【考點(diǎn)集訓(xùn)】例5(2017屆甘肅平?jīng)銮f浪紫荊中學(xué)一模)含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各項(xiàng)為通Cl2過(guò)程中，溶液內(nèi)A.x0.4a,2Fe2Cl2=2Fe32ClB.x0.6a,2BrCl2=Br22ClC.xa,2Fe22Br2Cl2=Br22Fe34ClD.x1.5a,2Fe24Br3Cl2=2Br22Fe36Cl答案：B例 6(20162017 學(xué)年湖北荊州沙市中學(xué)模擬)某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，取一支試管加入一定量的 FeBr2 溶液，再向其中滴加一定量的氯水，溶液變黃。根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)反應(yīng)后的溶液成分，推出以下幾種可能：(1)結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和你的化學(xué)知識(shí)，你認(rèn)為哪幾種可能是正確的_(填序號(hào))。溶液中含有Fe3，無(wú)Fe2和Br2；溶液中含有Fe2和Fe3，無(wú)Br2；溶液中含有Fe2、Fe3和Br2；溶液中含有Br2，無(wú)Fe3。(2)要檢驗(yàn)溶液中有哪些離子，分別取反應(yīng)后的溶液進(jìn)行如下操作：判斷溶液中是否含有 Fe3，向溶液中加入KSCN 溶液，判斷溶液變化。你認(rèn)為這種方法是否可靠？_(填“可靠”或“不可靠”)。如果溶液中既含 Fe2又含 Fe3，_(填“能”或“不能”)通過(guò)先加 KSCN 溶液，再滴加氯水的方法檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2；有人提出，可以向溶液中滴加酸性KMnO4溶液，根據(jù) KMnO4 溶液是否褪色來(lái)判斷，該方法是否可靠_(填“可靠”或“不可靠”)，理由是_；還有人提出，滴加_溶液(填化學(xué)式)觀察是否有藍(lán)色沉淀可檢驗(yàn) Fe2。解析：(1)向溴化亞鐵溶液中滴加一定量的氯水，溶液變黃，F(xiàn)e2還原性大于Br，氯氣先和Fe2反應(yīng)生成Fe3，再和Br反應(yīng)生成溴單質(zhì)，若溶液中含有Fe3，氯氣只氧化Fe2則無(wú)Fe2和Br2，故正確；若溶液中氯氣只氧化Fe2的一部分，則溶液中含有Fe2和Fe3，無(wú)Br2，故正確；依據(jù)氧化還原反應(yīng)順序分析，溶液中含有Fe2、Fe3不可能含Br2，故錯(cuò)誤；溶液中含有Br2，F(xiàn)e2已經(jīng)全部被氧化為Fe3，一定含有Fe3，故錯(cuò)誤。(2)判斷溶液中是否含有Fe3，向溶液中加入KSCN溶液，溶液變紅色說(shuō)明一定含鐵離子，實(shí)驗(yàn)方法可靠。如果溶液中既含F(xiàn)e2又含F(xiàn)e3，先加KSCN溶液，溶液變紅色，再滴加氯水的方法不能檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2。向溶液中滴加酸性KMnO4溶液，不能判斷是Fe2還原褪色還是Br還原褪色，所以方案不可靠，F(xiàn)e2遇到鐵氰化鉀變藍(lán)色是特征性質(zhì)可以檢驗(yàn)Fe2的存在。(3)在100 mL FeI2溶液中通入2.24 L解得c0.8 molL1，n(Cl2)0.1 mol，n(I)0.16 mol，n(Fe2 )0.04 mol，n(Fe2 )n(I)n(Cl2)0.040.160.1285，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe28I5Cl2=10Cl4I22Fe3。答案：(1)(2)可靠不能 不可靠此時(shí)的溶液中可能還有Br，Br同樣可使酸性KMnO4溶液褪色 K3Fe(CN)6(3)2Fe28I5Cl2=10Cl4I22Fe3 0.8 molL1例7(2016年新課標(biāo)卷)某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2、Fe3的性質(zhì)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_。(2)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液。加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明Cl2可將Fe2氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在 2 mLFeCl2 溶液中先加入 0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和 l 滴 KSCN 溶液，溶液變紅，煤油的作用是_。(4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 molL1 KI溶液，加入6 mL 0.1molL1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：第一支試管中加入 1 mL CCl4 充分振蕩、靜置，CCl4 層呈紫色；第二支試管中加入 1 滴 K3Fe(CN)6 溶液，生成藍(lán)色沉淀；第三支試管中加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液變紅。實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的離子是_(填離子符號(hào))；實(shí)驗(yàn)和說(shuō)明：在 I過(guò)量的情況下，溶液中仍含有_(填離子符號(hào))，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為_(kāi)。(5) 丁組同學(xué)向盛有 H2O2 溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2 溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)；一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是_；生成沉淀的原因是_(用平衡移動(dòng)原理解釋)。解析：(1)亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2被氧化。(2)Cl2可將Fe2氧化成Fe3，自身得電子生成氯離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2Cl2=2Fe32Cl。 (3)防止空氣中的氧氣將Fe2氧化，產(chǎn)生干擾，所以煤油的作用是隔絕空氣。(4)根據(jù)Fe2的檢驗(yàn)方法，向溶液中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成藍(lán)色沉淀，一定含有Fe2；則實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的離子是Fe2；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，F(xiàn)e3遇KSCN溶液顯血紅色，實(shí)驗(yàn)和說(shuō)明，在I過(guò)量的情況下，溶液中仍含有Fe3，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(5)H2O2溶液中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H2O22Fe22H=2Fe32H2O，F(xiàn)e3的溶液呈棕黃色；一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成，產(chǎn)生氣泡的原因是Fe3催化H2O2分解產(chǎn)生O2；生成沉淀的原因是H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3的水解平衡正向移動(dòng)。答案：(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔絕空氣(排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)(4)Fe2Fe3可逆反應(yīng)(5)H2O22Fe22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3的水解平衡正向移動(dòng)考點(diǎn)三銅及其化合物【知識(shí)梳理】一、銅1.物理性質(zhì)。銅是紫紅色金屬，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，不能被磁鐵吸引。2.化學(xué)性質(zhì)。2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3寫(xiě)出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：化學(xué)方程式：_?；瘜W(xué)方程式：_。2CuSCu2S與氧化性酸反應(yīng)：a.與濃硫酸共熱的化學(xué)方程式：_。Cu2H2SO4(濃)b.與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：_。與鹽溶液反應(yīng)：CuSO4SO22H2O3Cu22NO4H2Oa.與硝酸銀溶液反應(yīng)：Cu2Ag=2AgCu2b.與FeCl3溶液反應(yīng)：Cu2Fe3=2Fe2Cu2物質(zhì)氧化銅氫氧化銅化學(xué)式CuOCu(OH)2狀態(tài)不溶于水的黑色固體(粉末)不溶于水的藍(lán)色固體化學(xué)性質(zhì)CuO2H=Cu2H2OCuOH2 CuH2OCuOCO CuCO2Cu(OH)22H=Cu22H2OCu(OH)2 CuOH2O二、銅的化合物1.氧化銅和氫氧化銅。2.銅鹽。(1)Cu2(OH)2CO3的名稱(chēng)為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果，其受熱分解的化學(xué)方程式為_(kāi)。Cu2(OH)2CO3 2CuOH2OCO2(2) CuSO45H2O為藍(lán)色晶體，俗稱(chēng)藍(lán)礬、膽礬，其受熱分解的化學(xué)方程式為_(kāi)，藍(lán)色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。無(wú)水 CuSO4 遇水變藍(lán)色(生成CuSO45H2O)，可作為水的檢驗(yàn)依據(jù)。CuSO45H2O CuSO45H2O(3)銅鹽溶液有毒，主要是因?yàn)镃u2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，因此人們利用了它的這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來(lái)殺滅植物的病毒?！究键c(diǎn)集訓(xùn)】例 8(2015 年福建卷)純凈物 X、Y、Z 轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所)。示，下列判斷正確的是(A.X 可能是金屬銅C.Z 可能是氯化鈉B.Y 不可能是氫氣D.Z 可能是三氧化硫答案：A解析：若X是Cu，Y是Cl2，Cu在Cl2燃燒產(chǎn)生的Z是CuCl2，電解CuCl2溶液產(chǎn)生Cu和Cl2，符合上述物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，A正確；若X是Cl2，Y是氫氣，氫氣在氯氣中燃燒產(chǎn)生Z是HCl，電解HCl的水溶液，產(chǎn)生氫氣和氯氣，符合上述物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，B錯(cuò)誤；若Z是氯化鈉，則X、Y分別是Na和Cl2中的一種；電解氯化鈉水溶液會(huì)產(chǎn)生氫氣、氯氣、氫氧化鈉，不能產(chǎn)生金屬鈉，不符合上述物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，C錯(cuò)誤；若Z是三氧化硫，而X、Y分別是O2和SO2中的一種，SO3溶于水產(chǎn)生硫酸，電解硫酸溶液，實(shí)質(zhì)是電解水，產(chǎn)生氫氣和氧氣，不能產(chǎn)生O2和SO2，不符合上述轉(zhuǎn)化關(guān)系，D錯(cuò)誤。例9(20162017 學(xué)年湖北孝感高中調(diào)研)一定量的CuS 和Cu2S 的混合物投入足量的硝酸中，收集到氣體 V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，過(guò)濾，洗滌，灼燒，得到 24.0 g CuO，若上述氣體為 NO 和 NO2 的混合物，且體積比為 1 1，則 V 可能為()。A.18.0 LC.31.4 LB.27.0 LD.33.6 L答案：A例 10(20162017 學(xué)年貴州遵義一中訓(xùn)練)某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況設(shè)計(jì)了如圖 1 所示裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)：圖 1圖 2(1)先關(guān)閉活塞a，將44.8 g銅片和50 mL 18 molL1的濃硫酸放在圓底燒瓶中，燒杯中放入300 mL 1 molL1的NaOH溶液，加熱燒瓶，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，再打開(kāi)活塞a，將氣球中的氧氣緩緩擠入圓底燒瓶，最后銅片完全消失。寫(xiě)出上述過(guò)程中燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：打開(kāi)活塞a之前_；打開(kāi)活塞a之后_。(2)另一組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出如圖 2 的裝置進(jìn)行銅與濃H2SO4反應(yīng)并檢驗(yàn)所產(chǎn)生氣體的性質(zhì)，試指出圖 2 中使用銅絲的優(yōu)點(diǎn)_，裝置中玻璃管的作用為_(kāi)(只要求寫(xiě)出一條即可)，實(shí)驗(yàn)完成后，應(yīng)如何操作才不會(huì)造成SO2 的污染_。(3)假定從氣球中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下 5.6 L 的氧氣時(shí)，銅片完全溶解且無(wú)氧氣逸出，生成的氣體全部被燒杯中的 NaOH 溶液完全吸收，則生成的 Na2SO3 的質(zhì)量為_(kāi)g。解析：(1)打開(kāi)活塞a 之前，濃硫酸和Cu 在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuSO4、SO2和H2O，反應(yīng)方程式為Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O；打開(kāi)活塞a后，Cu、O2和稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和H2O，反應(yīng)方程式為2Cu2H2SO4O2=2CuSO42H2O。(2)可通過(guò)上下移動(dòng)銅絲使之與濃硫酸接觸或脫離而控制反應(yīng)的進(jìn)行或停止；二氧化硫有毒不能直接排放，通過(guò)玻璃管向裝置中通入空氣排出裝置中二氧化硫，還可以防止倒吸且能指示裝置中是否發(fā)生堵塞；實(shí)驗(yàn)完成后，為防止污染大氣，應(yīng)先通入足量的空氣，排出裝置中的二答案：(1)Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O2Cu2H2SO4O2=2CuSO42H2O(2)可通過(guò)上下移動(dòng)銅絲使之與濃硫酸接觸或脫離而控制反應(yīng)的進(jìn)行或停止可以防止倒吸、指示后續(xù)裝置中是否發(fā)生堵塞、實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)刻通入空氣排出裝置中二氧化硫從而防止污染先通入足量的空氣，排出裝置中的二氧化硫后再拆卸裝置(3)25.2實(shí)驗(yàn)探究氫氧化亞鐵的制備由于 Fe(OH)2 具有很強(qiáng)的還原性，在空氣中易被氧化為Fe(OH)3，因此改進(jìn) Fe(OH)2 的制備方案，使 Fe(OH)2 長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。要解決的核心問(wèn)題有兩個(gè)：一是溶液中溶解的氧必須除去，二是反應(yīng)過(guò)程中必須與 O2 隔絕。典例利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的 Fe(OH)2 白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。(1)a 電極的材料應(yīng)為_(kāi)，電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)電解液 c 可以是_(填編號(hào))。A.純水C.NaOH 溶液B.NaCl 溶液D.CuCl2 溶液(3)d 為苯，其作用是_，在加入苯之前對(duì)電解液 c 應(yīng)作怎樣的簡(jiǎn)單處理？_。(4)若c 用 Na2SO4 溶 液 ，當(dāng)電解一段時(shí)間后看到白色Fe(OH)2 沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為_(kāi)。解析：此方法為電解法。(1)用電解法制備Fe(OH)2，應(yīng)采用鐵作陽(yáng)極，制得Fe2，在堿性條件下生成Fe(OH)2。(2)為了提高導(dǎo)電性，電解液往往不用純水，電解NaCl溶液或NaOH溶液，在陰極均能產(chǎn)生H2，溶液呈堿性，能產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀，電解液若為CuCl2溶液，在陰極產(chǎn)生Cu，不能生成Fe(OH)2沉淀。(3)電解液c在電解前應(yīng)加熱煮沸，排盡溶液中溶解的O2，為了隔絕空氣，防止制得的Fe(OH)2被氧化，在電解液c上面加苯。(4)制得Fe(OH)2沉淀后反接電源，電解Na2SO4溶液在陽(yáng)極產(chǎn)生O2，O2會(huì)將Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3。答案：(1)FeFe2e=Fe2(2)BC(3)隔絕空氣，防止生成的 Fe(OH)2 被氧化加熱煮沸，排出溶解的 O2(4)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色應(yīng)用如下圖所示，此裝置可用來(lái)制取并觀察 Fe(OH)2 在空氣中被氧化的顏色變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用鐵屑和6 molL1的硫酸，其他試劑任選。填寫(xiě)下列空白：(1)B 中盛有一定量的 NaOH ，A 中應(yīng)預(yù)先加入的藥品是_。A 中反應(yīng)的離子方程式是：_。(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先將活塞 a_(填“打開(kāi)”或“關(guān)閉”)。(3)簡(jiǎn)述生成 Fe(OH)2 的操作過(guò)程_。(4)實(shí)驗(yàn)完畢，打開(kāi) b 處活塞，放入一部分空氣，此時(shí) B 瓶中發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)。(5)下列各圖示中_能較長(zhǎng)時(shí)間看到 Fe(OH)2 白色沉淀。解析：在加藥品時(shí)應(yīng)先加固體，故A中應(yīng)預(yù)先加入鐵屑，鐵屑與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，產(chǎn)生的H2可排盡裝置中的空氣，關(guān)閉活塞a后，A中產(chǎn)生的H2將FeSO4溶液壓入B中，在B中發(fā)生反應(yīng)Fe22OH=Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2易被空氣中的O2氧化，發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2O22H2O= 4Fe(OH)3。若要較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排盡裝置中的O2或空氣，并保證整個(gè)裝置與O2或空氣隔絕。答案：(1)鐵屑Fe2H=Fe2H2(2)打開(kāi)(3)關(guān)閉活塞a，使FeSO4溶液壓入B中進(jìn)行反應(yīng)(4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(5)