高三一轮复习铁铜及其化合物PPT课件

1、考点一 铁、铜单质的性质铁、铜单质的性质考点二 铁、铜的氧化物和氢氧化物铁、铜的氧化物和氢氧化物考点三 “铁三角铁三角”重要应用及重要应用及Fe3、Fe2、Cu2的检验的检验考纲展示了解铁、铜及其化合物的性质和应用。第1页/共85页一、铁、铜在元素周期表的位置及其性质铁、铜单质的性质铁、铜单质的性质铁铁(Fe)铜铜(Cu)在元素周期表中在元素周期表中的位置的位置_物理物理性质性质颜色颜色_导电性导电性都具有较好的导电性，其中铁能被磁铁都具有较好的导电性，其中铁能被磁铁吸引吸引第四周期第第四周期第族族第四周期第第四周期第B族族银白色银白色红色红色第2页/共85页2、31、2第3页/共85页第4页

2、/共85页温馨提示(1)铁在空气中形成的氧化膜是疏松的，不能保护内部的铁。(2)铁与氯气反应，不论铁过量还是不足，产物只有氯化铁。第5页/共85页二、铁、铜与强氧化性酸的反应1铁与强氧化性酸的反应(1)常温下铁与浓HNO3、浓H2SO4发生钝化，在铁的表面能形成一层稳定的致密的氧化物薄膜，阻止反应继续进行。(2)判断铁与稀HNO3反应的生成物的关键：一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断。依据的反应方程式如下：HNO3过量：Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O，Fe过量：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O；第6页/共85页可以用数轴表示如下：第7页/共8

3、5页第8页/共85页1.FeCl3、FeCl2和和Fe( (OH) )3是否都可以通过化合反应制取？是否都可以通过化合反应制取？2.常温下，铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变常温下，铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？化还是化学变化？答案答案常温下铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸时表面会生成一常温下铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸时表面会生成一层致密的氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。层致密的氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。第9页/共85页3.铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物中主要表现为2价和3价，请归纳总结：(1)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成2价铁？写出有关

4、反应的化学方程式或离子方程式。(2)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成3价铁？写出有关反应的化学方程式。第10页/共85页第11页/共85页4判断正误，正确的划“”“”，错误的划“”。(1)(2014高考天津卷)铁表面镀锌可增强抗腐蚀性。()(2)(2014高考江苏卷)若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀。()(3)(2013高考新课标全国卷)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe6H=2Fe33H2。()(4)(2012高考山东卷)Fe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。()第12页/共85页题组一铁、铜在元素周期表中的位置及其性质考查 下

5、列关于铁的叙述正确的是()铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀在人体内的血红蛋白中含有铁元素铁位于元素周期表中第四周期第B族铁能在氧气中剧烈燃烧，但不在水蒸气中燃烧铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3ABC DB第13页/共85页解析当铁中含有杂质时，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，而纯铁的抗腐蚀能力较强；铁位于元素周期表的第族，而不是第B族；铁与强氧化剂反应，能被氧化为Fe3，但若铁过量，则Fe3被Fe还原为Fe2，所以Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分别通过化合反应制得：Fe2FeCl

6、3=3FeCl2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。故选项B正确。第14页/共85页B第15页/共85页解析：Fe在Cl2中燃烧的产物与Fe和Cl2的用量无关，其产物只有FeCl3。第16页/共85页2铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请思考以下问题：装置一装置一装置二装置二实验装实验装置置第17页/共85页(1)装置一中，装置A的作用：_；装置二中，装湿棉花的作用：_。(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：_。提供水蒸气提供水蒸气提供水蒸气提供水蒸气在溶液中在溶液中Fe3被未反应的铁粉完全还原为被未反应的铁

7、粉完全还原为Fe2第18页/共85页题组二铁、铜与强氧化性酸的反应考查 常温下把铁片投入到下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但是没有气体产生的是()A硫酸铁溶液 B浓HNO3C盐酸 D硫酸锌溶液解析A项中发生反应2Fe3Fe=3Fe2，符合题目要求；B项中铁发生钝化；C项中发生反应Fe2HCl=FeCl2H2，使溶液质量增加，但有气体生成；D项中ZnSO4与Fe不反应。A第19页/共85页3某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色B常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C将

8、CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D将表面有铜绿Cu2(OH)2CO3的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿D第20页/共85页解析：A项应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中；B项应将铜丝在空气中加热到红热后再伸入盛装氯气的集气瓶中；C项CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。第21页/共85页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()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

9、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31C第22页/共85页第23页/共85页5在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如下图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3(1)AB段铁元素以_形式存在。(2)BC段铁元素以_形式存在。(3)CD段铁元素以_形式存在。第24页/共85页解析：向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3Fe=3Fe2，最后全部转化为Fe2。第25

10、页/共85页第26页/共85页一、铁、铜的常见氧化物铁、铜的氧化物和氢氧化物铁、铜的氧化物和氢氧化物红棕色粉末红棕色粉末第27页/共85页Fe3O48H=Fe22Fe34H2O第28页/共85页二、铁、铜的氢氧化物1铁的氢氧化物灰绿灰绿第29页/共85页2.氢氧化铜(1)物理性质：_色_溶于水的固体。(2)化学性质及应用蓝不第30页/共85页1.氧化铁的用途是什么？答案红棕色氧化铁粉末可作颜料、油漆。2Fe(OH)3分别与足量的HCl、HI反应有何异同？答案Fe(OH)3作为一种碱，能与酸反应生成盐和水，但Fe3有较强的氧化性，若酸为还原性酸(如H2S、HI)，则再发生氧化还原反应，故与HCl

11、反应只是中和反应，而与HI反应的化学方程式如下：2Fe(OH)36HI=2FeI2I26H2O。第31页/共85页3实验室制备氢氧化亚铁应采取什么措施？答案制备氢氧化亚铁应采取防氧化措施。例如：(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气；(2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部，再慢慢挤出氢氧化钠溶液；(3)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯或植物油等；(4)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液，利用新产生的Fe2与OH反应制取Fe(OH)2。第32页/共85页4将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。答案bCcBaDeAbE第33页/共85页题组一

12、铁、铜的氧化物及氢氧化物的性质考查 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)3DFe(OH)2Fe3O4B第34页/共85页解析铁与稀硫酸生成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。第35页/共85页1(2014高考山东卷)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()AFeOBFe2O3CFeS

13、O4DFe3O4解析：根据得失电子守恒，还原剂提供的电子越多，氧化剂硝酸生成的NO的物质的量就越多。A第36页/共85页2(双选)据中科院网报道，纳米Fe3O4晶体材料可作为核磁共振造影增强剂，用于疾病的诊断和作为药物载体用于疾病的治疗。其制备过程如下：下列有关叙述不合理的是() AFe3O4可表示为FeOFe2O3，属于混合物 B反应的化学方程式是6FeOOHCO=2Fe3O43H2OCO2C纳米四氧化三铁分散在适当分散剂中，形成的分散系可能有丁达尔现象D反应是氧化还原反应AD第37页/共85页解析：A项，Fe3O4属于化合物；D项，反应中Fe的化合价没有变化，所以是非氧化还原反应。第38页

14、/共85页3已知酸性条件下有如下反应：2Cu=Cu2Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：加入加入试剂试剂稀硫酸稀硫酸浓硫酸、加浓硫酸、加热热稀硝酸稀硝酸浓硝酸浓硝酸实验实验现象现象有红色固有红色固体剩余和体剩余和溶液变为溶液变为蓝色蓝色产生无色气产生无色气体体产生无色气产生无色气体和溶液变体和溶液变为蓝色为蓝色产生红棕产生红棕色气体和色气体和溶液变为溶液变为绿色绿色第39页/共85页由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()ACuBCu2OC一定有Cu，可能

15、有Cu2OD一定有Cu2O，可能有Cu解析：此题是通过实验现象推测反应的本质。H2还原CuO生成红色固体，可能是Cu和Cu2O中的一种或两种，加入稀H2SO4溶液变蓝色和得到红色固体，证明原固体中一定含有Cu2O，但题给实验不能证明Cu是否存在。D第40页/共85页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制取胆矾。其设计的实验过程为(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于_上(填写以下所给仪器的编号，下同)，取用坩埚应使用_，灼烧后的坩埚应放在_上，不能直接放在桌面上。ceb第41页/共85页实验所用仪器：a蒸发皿b石棉网c泥三角d表面皿e

16、坩埚钳f试管夹(2)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ab第42页/共85页(3)通过途径实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、_、冷却结晶、_、自然干燥。(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径相比，途径有明显的两个优点是_、_。(5)在测定所得胆矾(CuSO4xH2O)中结晶水x值的实验过程中，称量操作至少进行_次。蒸发蒸发过滤过滤产生等量胆矾消耗硫酸少产生等量胆矾消耗硫酸少不会产生污染大气的

17、气体不会产生污染大气的气体4第43页/共85页解析：(1)因加热坩埚时温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，并且为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，灼烧后的坩埚要放在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。(2)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利用途径 制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质，然后蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥，由此可写出答案。第44页/共85页第45页/共85页首先明确命题意图，在考查Cu及其化合物性质及转化关系的同时，考查绿色化学思想和

18、实验设计、实验操作、实验评价等能力。然后结合基本实验操作和铜及氧化铜的性质，经过周密而有序地思维，认真作答。第46页/共85页题组二氢氧化亚铁的制备 制取Fe(OH)2并使之能久存，可采取的操作有：加入一些植物油，溶解FeSO4配成溶液，把蒸馏水加热煮沸并密封冷却，加入少量铁屑，加入少量CCl4，向FeSO4溶液中滴入足量氨水，把盛有氨水的滴管伸入FeSO4溶液中后再挤出氨水。其中必须进行的操作及其正确顺序是()A BCDB第47页/共85页解析由于Fe(OH)2易被氧化，所以溶解FeSO4的水应煮沸以除去其中溶解的氧气，在FeSO4溶液中应加入少量铁屑防止Fe2被氧化，在其溶液中加植物油是隔

19、绝空气，然后把盛有氨水的滴管伸入FeSO4溶液中后再挤出氨水。第48页/共85页5(双选)下列物质的制备操作，可以达到实验目的的是()A向氯化铁溶液中不断加入氢氧化钠溶液制备氢氧化铁胶体B用铜粉和硫粉混合加热制备硫化亚铜C用铁作阳极电解硫酸钠溶液可以制得氢氧化亚铁D向铝盐溶液中不断滴入过量烧碱溶液制备Al(OH)3解析：A中只能制得Fe(OH)3沉淀而得不到胶体；D中铝盐与过量的烧碱反应最后生成偏铝酸钠。BC第49页/共85页6下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是_(填序号)。第50页/共85页解析：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应：4

20、Fe(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。原理一样，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，因而不能较长时间看到白色沉淀。第51页/共85页在实验室中制备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

21、体系中。第52页/共85页一、“铁三角”中的转化关系“铁三角铁三角”重要应用及重要应用及Fe3、Fe2、Cu2的检验的检验第53页/共85页相互促进水解相互促进水解氧化还原氧化还原第54页/共85页2除杂方法(括号内为杂质)物质物质试剂及方法试剂及方法Fe2(Fe3)FeCl3(FeCl2)FeCl2(CuCl2)Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)加过量铁粉，过滤加过量铁粉，过滤加氯水或加氯水或H2O2加过量铁粉，过滤加过量铁粉，过滤加过量强碱溶液，过滤加过量强碱溶液，过滤第55页/共85页3.盐溶液的保存(1)含Fe2的溶液：加入少量_，防止Fe2被氧化；加入少量_，防止Fe2

22、水解Fe(NO3)2例外。(2)含Fe3的溶液：加入少量_，防止Fe3水解。4物质的制备(1)制备无水FeCl3：在_中加热浓缩FeCl3溶液。(2)制备Fe(OH)3胶体：向沸水中加入饱和FeCl3溶液并煮沸至变成_为止。铁粉铁粉(或铁钉、铁屑或铁钉、铁屑)相应的酸相应的酸相应的酸相应的酸HCl气流气流红褐色红褐色第56页/共85页三、检验Fe2、Fe3、Cu2的常用方法1溶液颜色含有Fe2的溶液显浅绿色；含有Fe3的溶液显黄色；含有Cu2的溶液显蓝色。第57页/共85页3用NaOH溶液温馨提示Fe3最常用的灵敏检验方法是滴加KSCN溶液。第58页/共85页溶液中存在Fe3、Fe2，如何检验

23、二者？答案取少量样品分装两个试管，在一个试管中滴加12滴KSCN溶液，溶液会变红色，证明有Fe3；在另一个试管中滴加12滴酸性KMnO4溶液，紫色褪去，证明有Fe2。第59页/共85页题组一Fe2、Fe3的转化 (2014高考安徽卷)下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是()A该溶液中，K、Fe2、C6H5OH、Br可以大量共存B.和KI溶液反应的离子方程式：Fe32I=Fe2I2C和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe3SO24Ba23OH=Fe(OH)3BaSO4D1 L 0.1 molL1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g FeD第60页/共85页第61页/共85页B

24、第62页/共85页C第63页/共85页解析：根据题给信息知，Fe2、Cu2、Fe3三种离子在溶液中以氢氧化物形式沉淀的pH不同，要制备CuCl2且除去其中的Fe2，若直接通过调整溶液的pH使Fe(OH)2生成，需pH9.6，此时对于Cu2来说pH6.4时就已完全转化为Cu(OH)2，Fe(OH)2、Cu(OH)2混在一起难以分离，应当先将Fe2氧化成Fe3后，再将pH调至34之间将Fe(OH)3沉淀出来，此时Cu2并不沉淀，C选项符合题意。第64页/共85页3(双选)某学生设计了如图的方法对A盐进行鉴定：由此分析，下列结论中正确的是()AA中一定有Fe3BB为AgI沉淀CC中一定有Fe3DA可

25、能为FeBr2溶液解析：A中加入酸化的AgNO3，H和NO组成硝酸，有强氧化性，不能确定 A中一定有Fe3，也可能是Fe2。AgI沉淀为黄色。CD第65页/共85页4下列试剂中，不能使Fe2转化为Fe3的是( )氯气NaCl溶液酸性KMnO4溶液稀硝酸盐酸NaNO3溶液ABCD解析：要实现Fe2转化为Fe3，必须加强氧化性物质，NaCl、HCl均没有强氧化性，NO在酸性条件下才表现强氧化性。D第66页/共85页题组二检验Fe2、Fe3、Cu2的常用方法 要证明某溶液中不含Fe3而可能含有Fe2进行如下实验操作时，最佳顺序为()加入足量氯水加入足量酸性KMnO4溶液加入少量NH4SCN溶液ABC

26、D解析在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，无Fe3存在，再加入氯水，将Fe2氧化成Fe3，溶液变为红色。酸性KMnO4溶液呈紫色，会对溶液变红色产生干扰，所以不用酸性KMnO4溶液。C第67页/共85页名师点津突破解题障碍理清解题思路(1)首先检验溶液中是否有Fe3，可用KSCN溶液。(2)加入氧化剂，验证溶液中含有Fe2，但要注意加入的氧化剂不能对观察现象产生干扰。第68页/共85页5下列离子的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液得红褐色沉

27、淀，说明溶液中含有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Mg2C第69页/共85页解析：A项中只能说明含有Fe3，不合理；B项原溶液中可能只有Fe3而没有Fe2；D项中氧化后生成红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2。第70页/共85页D第71页/共85页解析：根据图像可知，Cr的含量不同，三种酸对FeCr合金的腐蚀性不同，当w(Cr)较小时，稀硝酸对其腐蚀性最强，A错；铁与稀硝酸反应生成的是NO而不是NO2，B错；三种酸的质量分数相同，盐酸中的氢离子浓度最大，C错；根据图中稀HNO3的曲线变化，可知D正确

28、。第72页/共85页对接点一南粤五年真题对接点一南粤五年真题第73页/共85页2(2014潮汕名校摸底)近年来高铁酸钾(K2FeO4)已经被广泛应用在水处理方面，高铁酸钾的氧化性超过高锰酸钾，是一种集氧化、吸附、凝聚、杀菌的新型高效的多功能水处理剂。高铁酸钾在水处理过程中涉及的过程正确的有()蛋白质的变性蛋白质的盐析胶体的聚沉盐类水解焰色反应氧化还原反应ABC DB第74页/共85页解析：高铁酸钾氧化性超过高锰酸钾，所以会使蛋白质变性，被还原后生成Fe3，其水解生成Fe(OH)3胶体，能吸附杂质。第75页/共85页解析：A项导管应长进短出；B项会发生倒吸；D项不能在量筒中稀释浓硫酸。C第76页

29、/共85页4(2014广州一模)下列说法正确的是()AFe在一定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3BFe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液显红色CFeCl2溶液蒸干灼烧后得到FeCl2固体DFeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体解析：A.Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe3O4；C.FeCl2溶液蒸干灼烧后得到Fe2O3固体；D.FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中得到的是Fe(OH)3沉淀。B第77页/共85页对接点二广东高考展播1(2013高考广东卷)下列叙述和均正确并且有因果关系的是()选项选项叙述叙述叙述叙述ANH4Cl为强酸弱碱盐为强酸弱碱盐用加热法除去用加热法除去NaCl中中的的NH4ClBFe3具有氧化性具有氧化性用用KSCN溶液可以鉴别溶液可以鉴别Fe3C溶解度：溶解度：CaCO3Ca(HCO3)2溶解度：溶解度：Na2CO3NaHCO3DSiO2可与可与HF反应反应氢氟酸不能保存在玻氢氟酸不能保存在玻璃瓶中璃瓶中D第78页/共85页解析：充分运用物质的性质及其特性进行分析。A项，叙述对应的原因是NH4Cl受热易分解；B项，叙述对应的原因是Fe3与SCN生成配合物，显