高考第一轮复习——铁、铜及其化合物.docx

高考第一轮复习铁及其化合物一、 单质铁物理性质：银白色，具有金属光泽；质地较软，有良好的导电性、延展性。位置：第四周期，第 族化学性质：1.与非金属反应1)Fe+S（I2） FeS（FeI2） 2)4Fe+3O2 2Fe3O4 3)2Fe+3Cl2(Br2) 2FeCl3 弱氧化剂 Fe3+、H+、I2、S、铁后的金属阳离子（置换） Fe2+Fe 强氧化剂 Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、MnO4-(H+) Fe3+2.与水反应3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4 H2 (置换注意：铁在常温下不会和水发生反应，但在水和空气中O2和CO2的共同作用下，铁却很容易被腐蚀(生锈/电化学腐蚀)3 与酸反应 1）与非氧化性酸反应 ： Fe +2H+= Fe2+ + H22)与氧化性酸反应 ：a）常温下，铁在冷浓硫酸，浓硝酸中发生钝化b）与浓硫酸反应：2Fe +6 H2SO4(浓） Fe2(SO4)3 +3SO2 +6 H2Oc)与稀硝酸反应当Fe少量时，离子方程式为：Fe + 4H+ + NO3= Fe3+NO+2H2O当Fe过量时，离子方程式为：3Fe+8H+2NO3= 3Fe2+2NO+4H2O当1:4n( Fe) :n (HNO3)3:8 时，此情况下，Fe3+ 和Fe2+ 共存。：例1： 下列关于铁的叙述正确的是B()铁能被磁铁吸引，但纯铁易锈蚀在人体的血红蛋白中含有铁元素铁位于周期表中的第四周期第B族铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧铁与硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3不能通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3A B C D例2：如下图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol/L的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是B()A NO Fe3HNONO2A只有 B C D例3. 下列图象是表示铁跟一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁之间物质的量（mol）的关系，其中正确的是（ ）B例4： 把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是C()A反应后生成的盐只为Fe(NO3)3B反应后生成的盐只为Fe(NO3)2C反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为13D反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为31例5：20 g由两种金属粉末组成的混合物,与足量的盐酸充分反应后得到11.2L氢气(标准状况),这种金属混合物的组成可能是BAMg和Al BAl和Fe CFe和Zn DZn和Cu4.与盐溶液反应 2Fe 3+ Cu = 2Fe 2+ Cu 2+（印刷电路板反应原理）Fe + 2Fe3+ = 3 Fe2+Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu例1： 制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”：发生的反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是B A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜 C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无例2：向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3，同时析出0.1 mol Ag。下列结论错误的是A()A氧化性：Zn2Cu2Fe3Ag BFe3的氧化性大于Cu2C溶液中Cu2与Fe2的物质的量之比为12 D1 mol Fe可还原2 mol Fe3例3：现有浓度分别为1 mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。(1)充分反应后，如果溶液中还有一定量的Cu2，则溶液中一定含有的金属离子还有_，该离子在溶液中的物质的量范围为_，可能含有的金属或金属离子为_。(2)反应完毕后，铁粉有剩余，溶液中一定含有的金属离子为_，为_mol，一定没有的金属离子为_。(3) 充分反应后铁粉无剩余，有铜生成。则反应后的溶液中一定含有_阳离子；溶液中可能含有_阳离子，该阳离子在溶液中物质的量的可能存在范围是： _。(4) 充分反应后，无固体沉淀物存在，反应后的溶液中一定含有_和_阳离子。例4：取100mL 0.2mol/L FeCl3溶液置于烧杯中,向其中加后入一定量的Fe、Cu混合物,充分反映后仍有固体剩余，下列叙述一定正确的是（设溶液体积不变，不考虑水解因素C） A，烧杯中有Fe无Cu，c（Fe2+）=0.2mol/L B，烧杯中有Cu无Fe，c（Fe2+）=0.3mol/L C，烧杯中有Cu无Fe，c（Cl-)=0.6mol/LD，烧杯中Fe、Cu均有，c（Fe2+）=0.3mol/L例5：（2012年五校联考）11、部分氧化的Fe-Cu合金样品（氧化产物为Fe2O3、CuO）共5.76 g，经如下处理D：下列说法正确的是A滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+ B样品中Fe元素的质量为1.12 gC样品中CuO的质量为4.0 g DV=448二、 铁的化合物1、铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4铁的化合价+2+3+2、+3颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体俗名铁红磁性氧化铁与非氧化性酸反应FeO+2H + =Fe2+ +H2OFe2O3+6H + =2Fe3+ +3H2OFe3O4+8H + =2Fe3+ + Fe2+4H2O与还原剂反应(H2、CO、Al等)FeO+COFe+CO2Fe2O3+3CO2Fe+3CO23Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3掌握几种计算方法：1、 终态法2、 守恒法3、 差量法例1：在Fe、FeO、和Fe2O3组成的混合物中加入100mL 2mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448mL气体（标准状况），此时溶液中无Fe3+离子，则下列判断正确的是BA.混合物里3种物质反应时消耗盐盐酸的物质的量浓度之比为1:1:3B.反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl-离子的物质的量浓度之比为1:2C.混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多D.混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多例2：将a g铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中充分反应后，固体无剩余，测得参加反应的HCl为0.08 mol，放出标准状况下的气体0.224 L。则下列判断中正确的是C()A原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)21B向溶液中滴入KSCN溶液，显血红色C无法计算原混合物的质量D此时溶液中Fe2和Fe3的物质的量之比为31例3：用足量的一氧化碳还原14.5g铁的氧化物的混合物。将生成的气体通入足量的澄清石灰水中，生成沉淀25g，则该混合物的组合不可能是（ ）AFe2O3、Fe3O4、FeO BFeO、Fe3O4CFe3O4、Fe2O3 DFeO、Fe2O3例4：【2012杭州学军】向Fe2O3、CuO、Fe、Cu的混和粉末中加入过量的稀硫酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是（ ）C A.只有Fe2+和Cu2+ B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+ C. 一定有Fe2+,可能有Cu2+ D.只有Fe2+例4：某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为ymol，其中Cu的物质的量分数为a ，将其全部投入100mLbmolL1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。当溶液中金属离子只有Fe3、Cu2时，则a与b的关系为C： Ab40y(2) Bb80y(2) Cb40y(1) Db80y(1)例6：将8gFe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g铁粉收集到1.68LH2（标准状况），同时，Fe和Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为 （ ）。CA.1.5mol/L B.0.5mol/LC.2mol/L D.1.2mol/L例7：【2012杭州学军】有一块铁的“氧化物”样品，用140mL 5.0molL 盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025mol Cl2，恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+，则该样品可能的化学式为D AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O78、【2012杭州学军】某合金（仅含铜、铁）中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50 mL b mo1L1的硝酸溶液中，加热使其充分反应（假设NO是唯一的还原产物）。下列说法正确的是DA若金属有剩余，在溶液中再滴人硫酸后，金属不会再溶解B若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3C若金属全部溶解，且产生336 mL气体（标准状况），则b0.3D当溶液中金属离子只有Fe3、Cu2时，则a与b的关系为：b80 y (1)9【2012杭州学军】现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，进行如下实验（假定反应前后溶液的体积不变D）：向其中一份固体中加入100 mL 2.0molL-1的NaOH溶液，加热使其充分反应后过滤，测得溶液的C(OH)=1mol/L向另一份固体中加入100 mL 4.0 molL-1的HCl溶液，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且C(H+）=0.1mol/L则产生的气体的体积(标准状况)为A2.352L B2.448L C2.688L D2.856L10（2010安徽卷）12.右图是一种稀硫酸对Fe-Gr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是A.稀硫酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱B.稀硝酸和铁反应的化学方程式是:Fe+6HNO3(稀)Fe(NO3)3+3NO2+3H2OC.Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强答案：DD.随着Cr含量增加，稀硫酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱三、铁和铜的氧化还原 1、2012新课程理综化学卷26(14分) 铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可利用离子交换和滴定地方法。实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH-用0.40 molL-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x的值： （列出计算过程【答案】：(1) n(Cl) = 0.0250L0.40molL-1 = 0.01 mol m(Fe) = 0.54g 0.10 mol35.5gmol-1 = 0.19g故 n(Fe) = 0.19g/56gmol-1 = 0.0034 mol n(Fe)n(Cl) = 0.00340.010 13， 即x = 3(2) 0.10； 盐酸， 氯气；(3) 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 (或2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I3-)；(4) 2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 5H2O + 3Cl-；FeO42- + 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH-；2FeO42- + 8H2O + 3Zn = 2Fe(OH)3 + 3Zn(OH)2 + 4OH-）(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)n(Cl) = 12.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。在实验室中，FeCl2可用铁粉和 反应制备，FeCl3可用铁粉和 反应制备；(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为 。(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为 ；与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为 ，该电池总反应的离子方程式为 。2、（2010安徽卷）28.（13分）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：实验制备银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是 。a.边振荡盛有2的AgNO3溶液的试管，边滴入2的氨水。至最初的沉淀恰好溶解为止b.将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中 c.制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热d.银氨溶液具有较弱的氧化性 e.在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大提出假设假设1：Fe1具有氧化性，能氧化Ag。假设2：Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3能氧化Ag答案（1）ade (2)Fe3+Ag= Fe2+Ag+ （3）将银镜在硝酸铜溶液中（4）同意 4Fe3+6H2O+9Ag+3NO3-=4Fe（OH）3+9Ag+3NO。设计实验方案，验证假设（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe3，验证了假设1成立。请写出Fe3氧化Ag的离子方程式： 。（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示： NO在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。实验步骤（不要求写具体操作过程）预期现象和结论若银镜消失，假设2成立。若银镜不消失，假设2不成立。思考与交流（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论：Fe（NO3）3溶液中的Fe3和NO都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由： 。3浙江省龙游中学（共14分）Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必须的元素答案.（1）Fe2O3 （1分） （2）D（1分） （3）氢氧化铁胶体，（1分）先产生红褐色沉淀，后沉淀逐渐溶解，溶液变成黄色且有气泡产生（1分）Fe3+ + 3SCN- = Fe（SCN）3 （1分） Ba2+ + SO42- = BaSO4（1分） Fe3+与SO32-同时发生氧化还原反应和双水解反应（2分）2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Fe（OH）3+ 3CO2（2分）SO32-有较强的还原性，CO32-没有还原性（1分）；SO32-水解能力较CO32-小（1分）（4）4-21mO /2mFe。（1） 我国南方某些地区的井水取来久置后，井水由澄清变成少量红棕色絮状沉淀积于缸底，水面浮着一层“锈皮”。这层“锈皮”的主要成分是（写化学式） 。（2） 家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是 ；A4Fe（OH）2 + 2H2O + O2 = 4Fe（OH）3 B2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe（OH）2C2H2O + O2 + 4e- = 4OH- DFe 3e- = Fe3+（3） 某化学研究性学习小组讨论Fe3+和SO32-之间发生怎样的反应，提出了两种可能：一是发生氧化还原反应：2Fe3+ + SO32- + H2O = 2Fe2+ + SO42- + 2H+；二是发生双水解反应：2Fe3+ +3SO32- +6H2O = 2Fe（OH）3（胶体） + 3H2SO3。为了证明是哪一种反应发生，同学们设计并实施了下列实验，请填写下列空白：实验，取5mLFeCl3浓溶液于试管中，逐滴加入Na2SO3浓溶液，观察到溶液的颜色由黄色变为红棕色，无气泡产生，无沉淀生成，继续加入Na2SO3浓溶液至过量，溶液颜色加深，最终变为红褐色。这种红褐色液体是 。向红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量，可以观察到的现象是 。将溶液分成两等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液变为血红色，反应的离子方程式为 。另一份中加入BaCl2稀溶液，有少量白色沉淀生成，产生该白色沉淀的离子方程式 。实验，换用稀释的FeCl3和Na2SO3溶液重复实验，产生的现象完全相同。由上述实验得出的结论是 。若在FeCl3浓溶液中加入Na2CO3浓溶液，观察到红褐色沉淀并且产生无色气体，该反应的化学方程式是 。从形式上看，Na2CO3和Na2SO3相似，但是从上述实验中可以看到，二者的水溶液与氯化铁溶液反应的现象差别很大，分析其原因可能是： ； ；（4） 自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，应用高炉能冶炼制得金属铁。Fe3O4在高炉中有下列反应：Fe3O4 + CO 3FeO + CO2反应形成的固体混合物（FeO、Fe3O4）中，元素氧和铁的质量比用mO：mFe表示。设Fe3O4被CO还原的质量分数为x，则x和混合物中mO：mFe的关系式（用含mO、mFe的代数式表示）。x= 。例4：【2011浙江五校一次联考】20.(8分)金属（M）的腐蚀是因为发生反应： MneMn+。金属腐蚀造成很大的经济损失，甚至超过自然灾害，其中钢铁锈蚀最为严重，寻求防止钢铁腐蚀的方法意义重大铁20.（8分）（1）铁在冷的浓硝酸中会“钝化”，在钢铁表面形成一层致密氧化物保护膜。（1分） （2）硝酸易挥发，且不稳定，见光易分解，故不易操作；生成物对环境污染严重 （1分） （3）NO2、NO （1分）；NO2 NO N2 N2O（1分），硝酸密度的减少（1分） 硝酸的浓度越大，其还原产物中氮元素化合价越高。或者硝酸浓度越低，还原产物中氮元素化合价越低（1分） （4）Fe3+（1分） B （1分）。 （1）一种钢铁防腐的方法是将钢铁放在冷的浓硝酸中浸泡。但是加热或在稀 HNO3中，铁与硝酸会不断反应。不同浓度的 HNO3 与铁反应的还原产物很复杂，其分布曲线如图。钢铁在冷的浓硝酸中浸泡能防腐的原因是： 。（2）工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，其可能的原因是： 。 （3）由图示可知，密度等于1.35 gmL1的硝酸与铁反应时，其还原产物主要是 ；足量的铁与一定量的浓硝酸反应时，反应过程中可能的气体产