江苏专用2019版高考化学专题3从矿物到基础材料2第二单元铁铜的获取及应用教案.docx

第二单元铁、铜的获取及应用铁及其重要化合物的性质 知识梳理一、单质铁1物理性质铁具有金属的共性，具有能被磁体吸引的特性。2化学性质(1)与非金属单质的反应(2)与水蒸气的反应3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(3)与酸、盐的反应钝化二、铁的冶炼1铁元素的存在铁元素在自然界主要以化合态的形式存在，常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)。2炼铁原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。3完成下列化学方程式(1)一氧化碳的生成：CO2CO2、CO2C2CO。(2)铁矿石被还原：Fe2O33CO2Fe3CO2。(3)石灰石的作用：CaCO3CaOCO2、CaOSiO2CaSiO3。三、铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价232，3稳定性不稳定稳定稳定与H反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O四、铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应的离子方程式Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe33OH=Fe(OH)3二者的关系空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O= 4Fe(OH)3自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)铁位于元素周期表中第4周期第B族。()(2)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。()(3)将一定量的铁、铜的混合物加入到100 mL 0.1 molL1的FeCl3溶液中，充分反应后，溶液中有固体剩余，则剩余的固体中一定含有铜，可能含有铁。()(4)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。()(5)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。A具有较强的还原性(1)Fe2O3a红褐色 B易被氧化成灰绿色，(2)Fe(OH)2 b红棕色 最终变成红褐色(3)Fe(OH)3 c白色 C制作红色油漆、涂料(4)Fe2 d棕黄色 D受热分解成红棕色粉末(5)Fe3 e浅绿色 E具有较强的氧化性答案：(1)bC(2)cB(3)aD(4)eA(5)dEFe3O4中2个Fe为3价，1个Fe为2价，可表示为FeOFe2O3，平均价态为价。在发生氧化还原反应时，对应价态的铁参与相关反应，如Fe3O4与HNO3反应时只有2价铁被氧化。(2015高考全国卷改编，10，6分)下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()选项实验现象结论A将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈血红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3B将铜粉加入1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝、有黑色固体出现金属铁比铜活泼C向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应溶液中有固体存在溶液中一定含有Cu2D相同质量、相同表面积的纯铁和生铁分别与相同浓度的盐酸反应生铁的反应速率比纯铁快原电池反应能加快化学反应速率解析A稀硝酸与过量铁粉发生的反应分两步进行，先发生反应：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，过量的铁粉再与Fe(NO3)3发生反应：Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，充分反应后滴加KSCN溶液，溶液不会变为血红色，实验现象错误，故A不正确。B.铜粉与Fe2(SO4)3溶液发生反应：CuFe2(SO4)3=CuSO42FeSO4，实验现象为溶液变蓝色，但是没有黑色固体出现，该实验能说明Fe3的氧化性比Cu2强，不能说明金属铁比铜活泼，因为铁没有置换出铜单质，故B不正确。C.Fe3的氧化性比Cu2的氧化性强，Fe先与Fe3反应生成Fe2，再与Cu2反应生成单质Cu。固体一定含Cu，可能含Fe；溶液中一定含Fe2，可能含Cu2，故C不正确。D.纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故D正确。答案D下列物质反应后一定有3价铁生成的是_。过量的Fe与Cl2加热时发生反应Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3Fe与过量的S加热时发生反应Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中解析：Fe与Cl2反应只生成FeCl3；FeFe2Fe3；Fe与S反应只生成FeS；Fe2Fe3；Fe2O3溶于盐酸生成Fe3，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3，当Fe足量时，溶液中无Fe3。答案：分析铁的化合物时的“两分清”1价态要分清(1)要注意单质铁被不同氧化剂氧化时，产物不同。(2)要注意不同价态的化合物所表现的不同的化学性质，如Fe3以氧化性为主，Fe2以还原性为主。2颜色要分清铁的化合物“五颜六色”，一定要记牢：Fe2溶液为浅绿色，Fe3溶液为棕黄色，Fe(SCN)3溶液为血红色，Fe(OH)3胶体为红褐色，Fe(OH)2沉淀在空气中的颜色变化为白色灰绿色红褐色，Fe(OH)3沉淀为红褐色固体，Fe2O3为红棕色，Fe3O4、FeO、FeS均为黑色。 题组一铁及其化合物的性质1下列叙述正确的是()AFe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B足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3CFe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出DFe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化解析：选C。HNO3具有强氧化性，与Fe发生氧化还原反应，产生的气体为NO，A项错；铁与Cl2反应无论量的多少产物都是FeCl3，B项错；C项中Fe2O3溶解产生Fe3恰好将铁单质氧化，因而不能置换出H2，正确；FeCl3溶液加热时易水解，D项错。2铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是()AFe(OH)3Fe2O3BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2Fe3O4解析：选B。铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。 题组二有关铁及其化合物的实验探究3下列关于FeCl3进行的实验，预测正确的是()选项实验预测A蒸发FeCl3溶液得到FeCl3固体B在FeCl3、CuCl2混合液中，加入少量Fe粉一定有H2产生且有Cu析出C用FeCl3固体溶于水配制饱和溶液会有Fe(OH)3沉淀产生D在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液有CO2产生，但无Fe(OH)3沉淀生成解析：选C。蒸发FeCl3溶液可促进Fe3水解，由于HCl易挥发，最后得到Fe(OH)3，A错；混合液中加入Fe粉时，不会有H2产生且Fe应先和Fe3反应，再与Cu2反应，B错；FeCl3易水解生成Fe(OH)3沉淀，C对；Fe3与HCO发生水解相互促进的反应，有CO2和Fe(OH)3沉淀生成，D错。4用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_。(4)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是_。解析：(1)Fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2易被空气中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2较少。(4)因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。、原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；的原理为铁作阳极产生Fe2，与电解水产生的OH结合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间观察到白色沉淀。答案：(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2(4)制备Fe(OH)2的关键与方法由于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。制备原理：Fe22OH=Fe(OH)2。(1)成功关键溶液中不含Fe3和O2等氧化性物质；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。(2)制备Fe(OH)2时常采用的方法采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2易被空气中的氧气氧化成Fe3)；将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；将碱直接加到亚铁盐溶液的底部使生成的Fe(OH)2与空气隔离；在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有机溶剂)。 Fe2和Fe3的性质及其检验方法 知识梳理1Fe2、Fe3的性质及相互转化(1)Fe2的氧化性和还原性Fe2处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性。在中学阶段接触Fe2的氧化还原反应中其主要表现还原性，如Fe2遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H)等均表现还原性。(2)Fe3的氧化性Fe3处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。(3)Fe2与Fe3的相互转化用离子方程式表示下列转化：Fe2Fe32Fe2Cl2=2Fe32Cl；3Fe24HNO=3Fe32H2ONO；2Fe3Fe=3Fe2；Cu2Fe3=Cu22Fe2。2Fe2、Fe3的检验(1)Fe2的检验取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，无现象，再通入Cl2，若变成血红色溶液，说明有Fe2存在(验证时不能先通氯气)。反应方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，Fe33SCN=Fe(SCN)3(血红色)。取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2存在。反应方程式：Fe22OH=Fe(OH)2(白色沉淀)，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(红褐色沉淀)。(2)Fe3的检验取出少量被检验的溶液，加入KSCN溶液，溶液呈血红色，证明有Fe3存在。反应方程式：Fe33SCN=Fe(SCN)3(血红色)。取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，证明有Fe3存在。反应方程式：Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色沉淀)。自我检测1为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是_。解析：CuSO4与FeCl3不反应；生成AgCl白色沉淀，与Fe3无关。答案：2如何除去括号中的杂质：(1)Fe2(Fe3)：_；(2)FeCl3(FeCl2)：_；(3)FeCl2(CuCl2)：_；(4)Fe(Al)：_；(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：_。答案：(1)加过量铁粉，过滤(2)加氯水(或H2O2)(3)加过量铁粉，过滤(4)加过量强碱溶液，过滤(5)加过量强碱溶液，过滤检验Fe2和Fe3时的注意事项(1)检验Fe2时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可以氧化SCN)。(2)当溶液浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2和Fe3的存在。(3)Fe3、Fe2、Cl同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2(Cl能还原酸性KMnO4，有干扰)。(4)检验Fe2、Fe3的其他方法检验Fe2最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K3Fe(CN)6：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62(蓝色)。检验Fe3也可用苯酚(C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。(2016高考全国卷，28，15分)某班同学用如下实验探究Fe2、Fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6 溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在I过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_；生成沉淀的原因是_ (用平衡移动原理解释)。解析(1)Fe2具有还原性，FeCl2溶液易被氧化而变质，配制FeCl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止Fe2被氧化。(2)溶液变红，说明有Fe3生成，则FeCl2溶液与氯水反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)甲组实验中，FeCl2易被空气中的O2氧化，会生成FeCl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。(4)实验中K3Fe(CN)6溶液的作用是检验Fe2。根据实验，CCl4层显紫色，说明有I2生成，根据实验，生成蓝色沉淀，说明有Fe2生成，根据实验，溶液变红，说明有Fe3剩余，I过量的情况下，溶液中仍含有Fe3，由此说明该反应为可逆反应。(5)溶液变为棕黄色，说明生成了Fe3，离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。溶液中有气泡出现，说明H2O2在Fe3的催化作用下发生了分解反应，生成了O2。随后生成红褐色沉淀，则沉淀为Fe(OH)3，H2O2分解放出热量，Fe3的水解平衡Fe33H2OFe(OH)33H向正反应方向不断进行，因此得到Fe(OH)3沉淀。答案(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2Fe3可逆反应(5)2Fe2H2O22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热，促进Fe3的水解平衡正向移动(2015高考上海卷)检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可使用的试剂是()ANaOHBKMnO4CKSCN D解析：选B。A.若加入NaOH，硫酸亚铁发生反应产生的白色Fe(OH)2会被硫酸铁发生反应产生的红褐色的Fe(OH)3遮挡，不容易观察到，因此不能检验，错误。B.KMnO4有氧化性，硫酸亚铁有还原性，会发生氧化还原反应，使KMnO4的紫色褪去，而硫酸铁不能与KMnO4发生反应，因此可以作为检验试剂，正确。C.KSCN与硫酸铁会发生反应，使溶液变血红色，而硫酸亚铁不能反应，因此无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变血红色，因此无法检验，错误。D.苯酚与硫酸铁溶液发生显色反应，使溶液变为紫色，而与硫酸亚铁不能发生反应，无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变紫色，所以不能作为检验试剂，错误。 题组一Fe2、Fe3的性质及相互转化1在含有Fe3、Fe2、Al3、NH的稀溶液中加入足量Na2O2固体，充分作用后，再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是()AFe3、Al3BAl3CFe2、NH DFe3解析：选B。2Na2O22H2O=4NaOHO2，Fe2转变为Fe3，Fe3转变为Fe(OH)3沉淀析出，Al3转变为AlO，NH转变为NH3气体，NH减少。没有过滤，再加入过量稀盐酸，Fe(OH)3沉淀转变为Fe3，所以Fe2减少，Fe3增多，AlO再转变为Al3，几乎不变。2下列除杂的操作不正确的是()AMgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤BFeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤CCuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤DCuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2氧化成Fe3，再加入CuO充分反应后过滤解析：选C。FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl33H2OFe(OH)33HCl，加入MgO与H反应，上述平衡右移，使Fe3转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；先用H2O2将Fe2氧化成Fe3，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H反应，将Fe3转化成Fe(OH)3而除去，D正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2、Fe3均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。 题组二Fe2、Fe3的检验3下列离子的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明原溶液中不含Fe2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2，不含有Mg2解析：选C。A.原溶液呈血红色，说明含Fe3，无法判断是否含有Fe2；B.原溶液 呈血红色，说明反应后溶液中含Fe3，但Cl2有氧化性，无法判断原溶液中是含有Fe2还是含有Fe3；C.原溶液红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3；D.原溶液白色沉淀红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe2，但由于红褐色的掩盖，无法说明是否含有Mg2。4工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓H2SO4 b稀HNO3cNaOH溶液 d氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈血红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2的方法是_ (注明试剂、现象)。解析：(1)冰铜(mCu2SnFeS)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2气体(A)。SO2是一种酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈血红色，说明含有Fe3。可利用Fe2的还原性来检验溶液中是否存在Fe2，加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明还存在Fe2。答案：(1)cd(2)Fe3另取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明还存在Fe21.含Fe3、Fe2的混合溶液中Fe3、Fe2的检验（1）Fe3的检验溶液变血红色，说明含有Fe3试纸变蓝色，说明含有Fe3(2)Fe2的检验KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2溴水褪色，说明含有Fe22Fe2、Fe3性质的应用(1)判断离子共存Fe3与I、S2、SO因发生氧化还原反应而不能大量共存。Fe2与ClO、MnO、NO(H)等离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。(2)盐溶液的配制与保存Fe2的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2被氧化；加少量相应的酸，抑制Fe2水解。Fe3的盐溶液：加少量相应的酸抑制Fe3水解。 铜及其化合物的性质 知识梳理1单质铜(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。2CuSCu2S。与氧化性酸反应a与浓硫酸共热的化学方程式：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O；b与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。与盐溶液反应(写离子方程式)a与硝酸银溶液：Cu2Ag=2AgCu2；b与FeCl3溶液：Cu2Fe3=2Fe2Cu2。2氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色黑色砖红色与酸反应(H)CuO2H=Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O与H2反应CuOH2CuH2OCu2OH22CuH2O转化关系4CuO2Cu2OO23.氢氧化铜(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。(2)化学性质及应用4CuSO45H2OCuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)，可作为检验水的依据。自我检测1波尔多液是一种农业上应用广泛的杀菌剂，它是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液，思考下列问题：(1)波尔多液能否用铁桶盛放？为什么？(2)波尔多液能杀菌的原因是什么？答案：(1)不能。原因是铁能置换波尔多液中的Cu2，降低杀菌能力。(2)CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性。2把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。答案：(1)通常利用反应：2CuO22CuO除去混合气体中的少量O2或用于测定混合气体中O2的含量。(2)无水CuSO4常用作水的检验剂；由于其吸水效率低，一般不用作干燥剂。(3)铜可在O2和H共存环境中逐渐溶解，如2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O。(4)溶液中的Cu2常为蓝色(浓CuCl2溶液为蓝绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2的判定依据，如CuSO4溶液呈蓝色。(5)Cu2与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，这是鉴定Cu2的原理之一。为了比较铁和铜的金属活动性强弱，某化学研究小组的同学设计了如下方案，并将实验结果记录如下：方案现象或产物将铁片置于CuSO4溶液中铁片上有亮红色物质析出将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧产物分别为FeCl3和CuCl2将铁片和铜片分别放入热的浓硫酸中产物分别为Fe2(SO4)3和CuSO4将铁片和铜片分别放入稀硫酸中铁片上有气泡逸出，铜片上没有气泡逸出将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接铁片逐渐溶解，铜片上有气泡逸出能根据上述现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有()A2种B3种C4种 D5种解析铁能置换出铜，可证明铁比铜活泼；铁能置换出稀硫酸中的氢，而铜不能，可证明铁比铜活泼；铁、铜、稀硫酸形成原电池，铁作负极，铜作正极，可证明铁比铜活泼，共有3种方案符合题意，选项B正确。答案B(1)已知2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，上述反应能否证明铁比铜活泼？(2)向FeCl3、CuCl2、FeCl2混合液中插入锌棒，金属阳离子先后发生反应的顺序怎样？答案：(1)不能。只证明氧化性：Fe3Cu2，还原性：CuFe2。(2)先后发生反应的顺序为Fe3、Cu2、Fe2。 题组一铜及其化合物的性质1现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是()SiO2Na2SiO3CuSO4CuCl2SiO2H2SiO3CuOCu(OH)2Na2O2Na2SO4ABC D解析：选B。SiO22NaOH=Na2SiO3H2O；CuSO4BaCl2=BaSO4CuCl2；SiO2不溶于水，不能一步生成H2SiO3；CuO不溶于水，不能一步生成Cu(OH)2；Na2O2SO2=Na2SO4。2下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()选项陈述陈述判断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对；对；无B铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸对；对；有C向硫酸铜溶液通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑对；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错；对；无解析：选D。稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，、有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，、均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。 题组二铜及其化合物的制备3孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：(1)反应能观察到的现象是_，有关反应的化学方程式为_。(2)反应加入的金属可能是_，有关反应的离子方程式为_。(3)操作a可能的方法是_，欲除掉的杂质为_；要从操作a所得到的溶液中得到溶质的晶体，需要进行的操作是_。解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O。(2)(3)经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe或Zn等；要从滤液中得到CuSO4晶体，需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。答案：(1)固体逐渐消失，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O(2)铁粉FeCu2=Fe2Cu(答案合理即可)(3)过滤难溶于水和稀硫酸的杂质加热浓缩、冷却结晶4某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是_。A灼烧过程中部分氧化铜被还原B灼烧不充分铜未被完全氧化C氧化铜在加热过程中分解生成铜D该条件下铜无法被氧气氧化(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO，与途径相比，途径有明显的两个优点是_。(3)有同学指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节，即应先生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解Cu(OH)2得CuO。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是_。ACuO比Cu(OH)2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离BCu(OH)2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解C干态下分解Cu(OH)2，温度难以控制，可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2OD过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净答案：(1)AB(2)耗酸少，无污染性气体SO2产生(3)D铜的冶炼“三方法”(1)湿法炼铜：FeCuSO4=FeSO4Cu。(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)： 2CuFeS24O2Cu2S3SO22FeO(炉渣)2Cu2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2粗铜中铜的含量为99.5%99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2，用纯铜棒作阴极即可得到精铜。(3)生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点：成本低；污染小；反应条件简单；含量(品位)很低的矿石也可以被利用。 课后达标检测一、选择题1唐代中药学著作新修本草中，有关于“青矾”的记录为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”。据此推测，“青矾”的主要成分为()ACuSO45H2OBFeSO47H2OCKAl(SO4)212H2ODFe2(SO4)39H2O解析：选B。 “青矾”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”，青矾是绿色，经煅烧后，分解成粒度非常细而活性又很强的Fe2O3超细粉末，为红色。A中CuSO45H2O为蓝色晶体；B中FeSO47H2O是绿色晶体；C中KAl(SO4)212H2O是无色晶体；D中Fe2(SO4)39H2O为黄色晶体，所以判断“青矾”的主要成分为FeSO47H2O。2下列关于铁及其化合物的说法中正确的是()A氯化亚铁溶液保存时加少量盐酸，是为了防止其被氧化B将氯化铁溶液直接蒸干可得到无水氯化铁C通入氯气可除去硫酸铁中少量硫酸亚铁杂质D用磁铁吸引可分离铁粉和铜粉解析：选D。A项加少量盐酸是为了抑制亚铁离子水解，错误；B项应该在HCl气流中蒸干，错误；C项通入氯气会引入新杂质Cl，错误。3下列物质不能通过化合反应直接制得的是()AFeCl2BNaHSO3CCu(OH)2 DFe(OH)3解析：选C。C项，氧化铜和水不能反应。D项，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。4(2018沧州高三模拟)铁片投入下列溶液后，铁片质量减少，但无气体产生的是()A冷浓HNO3 BCu(NO3)2溶液C稀硫酸 DFe(NO3)3溶液解析：选D。Fe在冷浓硝酸中钝化，铁片质量增加；Fe和Cu(NO3)2反应，在Fe片上附有Cu，铁片质量增加；Fe和稀H2SO4反应有H2产生；Fe与Fe(NO3)3反应无气体放出，生成Fe(NO3)2，铁片质量减少。5在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备铜，有下列两种途径：(1)FeH2Cu；(2)CuOCuSO4Cu。若用这两种方法制得的铜质量相等，则下列有关说法符合实际情况的是()A消耗氧化铜的质量不同B消耗铁的质量相同C消耗硫酸的质量相同D生成硫酸亚铁的质量不同解析：选D。途径(1)中用H2还原CuO时，实验前需先通H2排出装置中的空气，实验结束时要继续通H2至试管冷却，故利用途径(1)制取1 mol Cu，消耗的H2大于 1 mol，即Fe和H2SO4的消耗量均为(1)(2)，生成FeSO4的质量(1)(2)，但两种途径中消耗CuO的质量相等。6下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是()选项ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3ZCl2FeNaOH溶液Cu解析：选C。Cl2与FeCl2反应，A错误；Fe与FeCl3、CuCl2均反应，B错误；D项有新的杂质CuSO4生成，D错误。7(2018河北三市联考)化学美无处不在，如图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是()选项物质a物质b物质c物质dACu2(OH)2CO3Ba(OH)2Fe(OH)3酚酞试液BCuONaAlO2Fe2O3紫色石蕊试液CCu2OBaCl2Fe2O3和Cu酚酞试液DCu(OH)2Ba(NO3)2Fe(OH)2紫色石蕊试液解析：选D。稀硫酸与Fe(OH)3、Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈棕黄色，稀硫酸遇酚酞试液显无色，A、B、C项均错误；稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO3)2反应得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸与Fe(OH)2反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色，稀硫酸遇紫色石蕊试液变红，D项正确。8将1.12 g铁粉加入25 mL 2 molL1氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl浓度基本不变B向溶液中滴入无色KSCN溶液，显血红色CFe2和Fe3的物质的量之比为51D氧化产物与还原产物的物质的量之比为25解析：选B。n(Fe)0.02 mol，n(Fe3)0.025 L2 molL10.05 mol，由反应：Fe2Fe3=3Fe2可知Fe3过量，加入KSCN显血红色，溶液中n(Fe2)3n(Fe)0.06 mol，溶液中剩余n(Fe3)0.05 mol2n(Fe)0.01 mol，即Fe2和Fe3的物质的量之比为61；氧化产物与还原产物的物质的量之比为12。9通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是()选项操作与现象解释A向淀粉KI溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气D新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3解析：选D。A项中Fe3将I氧化为I2，碘遇淀粉变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。10下列说法中正确的个数为()氢气通过灼热的CuO粉末反应后固体物质增重用CuCl2溶液做导电实验，灯泡发光是因为CuCl2Cu22ClCu溶于稀HNO3的离子方程式：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O常温下，Cu既能与FeCl3溶液反应又能与浓硝酸反应A1B2C3 D4解析：选B。中，CuO(s)Cu(s)，固体物质质量减少，错误；中，用CuCl2溶液做导电实验，实质是电解CuCl2溶液，其电解化学方程式为CuCl2CuCl2，错误；正确。11在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间关系如图所示，则原混合溶液中Fe(NO3)3与Cu(NO3)2的物质的量浓度之比为()A31 B12C21 D11解析：选C。由离子方程式：2Fe3Fe=3Fe2、FeCu2=Fe2Cu，结合图像可知，c(Fe2)的大小范围在 03 molL1变化快，3 molL1是拐点，此前发生2Fe3Fe=3Fe2，在34 molL1范围内变化时发生FeCu2=Fe2Cu，两阶段消耗Fe的量相同。由化学方程式2Fe3Fe=3Fe2可得，n(Fe3)2n(Fe)，由化学方程式FeCu2=Fe2Cu可得，n(Cu2)n(Fe)，故原溶液中c(Fe3)c(Cu2)21。二、非选择题12根据下列转化关系，回答有关问题。(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为_，试剂1是_。(2)下列物质不能作为试剂2的是_(填序号)。aCl2 b新制氯水c浓硫酸 dSe硝酸(3)固体A溶于