高考第一轮复习——铁、铜的性质（学案含答案）

1、.年 级高三学 科化学版 本苏教版内容标题高三第一轮复习：铁、铜的性质【本讲教育信息】一. 教学内容：铁、铜的性质二. 教学目的认识铁是一种较活泼的金属，理解铁的物理性质，掌握铁的化学性质；掌握铁的有关性质实验以及对实验现象的分析；通过演绎法去分析铜及其重要化合物的化学性质。三. 教学重点、难点铁的性质及有关性质实验和实验现象的分析四、教学过程：一铁及其化合物的性质1、铁在周期表中的位置及构造铁位于第四周期第族，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2原子构造示意图为在化学反响中易失去两个或三个电子形成2或3价：Fe2eFe2+；Fe3eFe3+2、纯铁具有银白色光泽、密度大，

2、熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。纯铁的抗腐蚀才能很强，通常我们所见的铁中由于含有碳等物质，抗腐蚀才能较弱，易发生电化腐蚀。在酸性介质中发生：析氢腐蚀： 负极：Fe2eFe2；正极反响为：2H+2eH2； 在中性或碱性介质中发生：吸氧腐蚀：负极：Fe2eFe2；正极反响为：2H2OO24e- 4OH-3、化学性质：铁是较活泼的金属，易失去最外层和次外层的电子，常显+2、+3价，且Fe3+比Fe2+稳定。1与非金属反响：铁与强氧化剂反响生成3价铁的化合物，与弱氧化剂反响生成2价铁的化合物。如：3Fe+2O2Fe3O4；2Fe+3Cl22FeCl3；Fe+SFeS2与水反响：铁在加

3、热至红热时能与水蒸气发生反响。3Fe+4H2OgFe3O4+4H2 常温下，铁与水不起反响，但在水和空气里O2、CO2等共同作用下，铁易被腐蚀。3与酸反响：非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2+H2氧化性酸：常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会钝化，加热条件下可发生氧化复原反响。Fe+4HNO3过量=FeNO33+NO+2H2O3Fe过量+8HNO3=3FeNO32+2NO+4H2OFe+6HNO3浓FeNO33+3NO2+3H2O4与盐溶液反响：FeCu2Fe2Cu；Fe2Fe33Fe24、铁的重要化合物：铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4价态+2+3+2、+3俗名铁

4、红磁性氧化铁名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性不溶于水与HCl反响与HNO3反响与HI反响特性不稳定。在空气中加热，易被氧化成四氧化三铁。用作油漆的颜料等具有磁性FeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+ + 3H2OFe3O4+8H+=Fe2+ +2Fe3+ +4H2O 3FeO+10HNO3=3FeNO33+NO+5H2OFe2O3+6H+=2Fe3+ + 3H2O 3Fe3O4+28HNO3=9FeNO33+NO+14H2OFeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6HI=2FeI2+I2+3H2OFe3O4+8HI=3FeI2+I2+

5、4H2O铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式FeOH2FeOH3色态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水与HCl反响FeOH2+2H+=Fe2+ 2H2OFeOH3+3H+=Fe3+ 3H2O热稳定性无O2条件下，生成FeO，有O2时4FeOH2+O2+2H2O=4FeOH3白色灰绿色红褐色2FeOH3=Fe2O3 + 3H2O制备Fe2+ 2OH=FeOH2Fe3+ 3OH=FeOH3说明：1、铁在化学反响中不仅可失去最外层的电子显2价，还可以失去部分次外层的电子显3价，当失去d能级中1个电子时，形成3d5的半充满状态，比较稳定，因此，铁的3价化合物较稳定。2、铁的三种价态之间的转变

6、：铁三角之间的关系3、铁在冷的浓硝酸和浓硫酸中钝化，但在热的浓硫酸或浓硝酸中可以发生氧化复原反响。铁在稀硝酸中发生氧化复原反响时，铁元素的价态与铁和硝酸的量的多少有关，当铁过量时，生成2价铁，当硝酸过量时，生成3价铁。4、Fe2和Fe3的检验1观察法：其溶液呈棕黄色者是Fe3，呈浅绿色者是Fe22H2S法：通入H2S气体或参加氢硫酸，有浅黄色沉淀析出者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。3KSCN法：参加KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，呈血红色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。Fe3+3SCNFeSCN3 4苯酚法：参加苯酚溶液，呈紫色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。Fe3+6C6

7、H5OH FeC6H5O63-6H+ 5碱液法：分别通入氨气或参加氨水或碱液，生成红褐色沉淀者是Fe3+，生成白色沉淀，并变为灰绿色，最终变成红褐色者是Fe2+。6淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝者为Fe3+，无明显变化的是Fe2+。2Fe3+2I2Fe2+ I27铜片法：分别参加铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+ 8KMnO4法：分别参加少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅的是Fe3+，颜色根本无变化的是Fe2+：5Fe2+MnO48H+5Fe3+Mn2+4H2O例1. 以下物质发生反响时其离子方程式正确的

8、选项是A. 铁与三氯化铁溶液反响：FeFe3+2Fe2+B. 足量的氯气通入溴化亚铁溶液中：2Fe2+4Br3Cl22Fe3+2Br26ClC. FeOH3跟盐酸反响：FeOH33H+Fe3+3H2OD. FeS跟稀硝酸反响：FeS2H+Fe2+H2S解析：离子方程式判断正误，主要从元素守恒、电荷守恒、得失电子守恒以及是否符合题意、是否部分化简等角度分析：A中电荷和得失电子均不守恒，不正确；B、C正确；D中2价的S和Fe2+都具有强的复原性，都能被硝酸氧化成高价的物质，故D错误。答案：BC例2. 适量铁粉与稀硝酸恰好完全反响，那么铁粉与HNO3的质量比不可能为:A. 13B. 31C. 29D

9、. 14解析：铁与稀硝酸反响的规律：硝酸过量时按：Fe4HNO3FeNO33NO2H2O铁过量时按：3Fe8HNO33FeNO322NO4H2O当铁和硝酸的物质的量之比1：4，或质量比2：9时，按反响式进展；当铁和硝酸的物质的量之比3：8，或质量比1：3时，按反响式进展；当1：4铁和硝酸的物质的量之比3：8时，或质量比在2：9到1：3之间时，按反响、式进展，此时，同时生成了FeNO32和FeNO33铁粉和硝酸都完全反响。综上所述，此题的答案为B答案：B例3. 将13.92克Fe3O4溶于过量稀H2SO4中，再参加0.2mol/LK2Cr2O7溶液50mL，恰好使溶液中不再含有Fe2，那么K2C

10、r2O7的复原产物中Cr元素的化合价为：A. 6B. 3C. 2D. 1解析：此题考察的是Fe2+和Fe3+之间的互相转化。在酸性条件下K2Cr2O7氧化Fe2+生成Fe3+，Fe2+失去的电子总数K2Cr2O7得到的电子总数。由于Fe3O4可以看成是Fe2O3·FeO，那么13.92克Fe3O4含有的Fe2+总量为13.92g/232g/mol0.06mol，转移的电子总数为0.06mol，0.2mol/L×0.05LK2Cr2O7得到的电子总数0.06mol，那么复原产物中Cr元素的化合价为3价答案：B例4. 图为制备FeOH2实验的改进装置，使用该装置将能在较长时间内

11、观察到白色絮状沉淀。 如何操作该装置才能得到FeOH2？ 解释为何能在较长时间内观察到FeOH2白色沉淀。解析：FeOH2露置于空气中迅速被空气中的氧气氧化生成红褐色的FeOH3，因此，在制备过程中一定要防止空气等氧化剂进入，以防FeOH2被氧化。在上图装置中，翻开止水夹a利用稀硫酸与铁反响产生H2和FeSO4溶液，用H2赶跑装置中的空气，然后再关闭止水夹a，利用H2产生的压力将FeSO4溶液压入B装置中与NaOH作用产生白色的FeOH2沉淀，由于在制备过程中排除了空气的干扰，因此，产生的FeOH2白色沉淀可以保存较长时间。答案：1翻开止水夹a利用稀硫酸与铁反响产生H2和FeSO4溶液，用H2

12、赶跑装置中的空气，然后再关闭止水夹a，利用H2产生的压力将FeSO4溶液压入B装置中与NaOH作用产生白色的FeOH2沉淀2利用H2赶跑装置中和溶液中的空气，使得产生的FeOH2白色沉淀与氧化剂不接触，不能发生氧化复原反响，所以能保存较长时间例5. 某赤铁矿石经处理后检测只含有杂质CuO、FeO，化学研究性小组的同学取试样ag，在加热条件下用足量的CO将其充分复原后，得金属混合物10g，生成的CO2用过量的澄清石灰水吸收，得到20.0g沉淀。试答复：1a g；2另取ag上述矿石试样溶于200mL 2.50mol/L的H2SO4溶液，充分反响后，那么计算所得溶液中cH+= 忽略溶液体积的变化。3

13、将2所得溶液以惰性电极电解，当电路中通过0.2mol电子时，停顿电解。试通过计算和推理判断电解过程中阴极上是否一定有金属析出。解析:1用CO复原金属氧化物时：CuOCOCuCO2；FeOCOFeCO2，CO承受一个O生成CO2，因此生成的CO2的物质的量就等于原金属氧化物中所含O的物质的量。根据题意，生成了0.2mol的CO2，说明原金属氧化物中含有0.2mol的O，即3.2g的O原子，那么根据质量守恒定律可得试样的质量为：a13.2g2样品溶于硫酸时，生成CuSO4和FeSO4，相当于原金属氧化物中的O被SO42代替，那么消耗的硫酸的物质的量原金属氧化物中O原子的物质的量0.2mol，那么剩

14、余硫酸的物质的量为0.2L×2.50mol/L0.2mol0.3mol，那么cH+0.3mol×2÷0.2L3mol/L；3假设13.2g固体全为FeO，那么其物质的量为13.2g/88g/mol0.15mol，小于电路中通过的电子的电量，说明在溶液中肯定存在Cu2，在电解过程中在阴极肯定有Cu析出。答案：1a13.2g；23mol/L；3肯定有金属析出二铜及其重要的化合物：铜位于第四周期第B族，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，铜是一种亮红色的固体，具有良好的导电导热性。铜在化学反响中易失去两个电子形成2价。铜的化学性质比较稳定，一般不

15、与其他物质发生化学反响，利用铜的这一性质，古代人用铜制作货币。但铜在特定的条件下，也能被许多氧化性物质所氧化。如：1、铜在加热条件下与O2、S、Cl2等非金属单质化合：2CuO22CuO；2CuSCu2S；CuCl2CuCl2在潮湿空气中还可发生腐蚀生成绿色的铜锈：2CuO2H2OCO2Cu2OH2CO32、铜与非氧化性酸一般不反响，但与强氧化性酸，那么可以发生氧化复原反响，但无H2产生：如：Cu2CuSO4SO22H2O3、铜还可以与某些盐溶液反响：如：2FeCl3 Cu2FeCl2CuCl2；Cu2AgNO3 CuNO32 2Ag4、铜的冶炼：工业上，主要采用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜。这

16、种方法冶炼的铜，其含量为99.5%99.7%，还有Ag、Au、Fe、Zn等杂质。要到达电气化消费铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼的铜还必须经过电解精炼，电解精炼得到的铜，其含量高达99.95%99.98%。5、铜及其化合物的互相转化关系：说明：1、铜在和强氧化性物质如：X2、O2等反响时生成2价，而在和S等弱氧化性物质反响时，那么生成1价。铜可以和强氧化性酸反响，但不能与H+作用；2、CuO在高温下可以分解产生Cu2O和O2。在用H2复原CuO时，也可能产生少量的Cu2O红色。在有H存在时不稳定：Cu2O2HCu2CuH2O，利用这一性质，可鉴别H2复原CuO的产物中是否存在Cu2O；3、铜可以

17、与多种物质形成络合物，CuCl2在水溶液中存在如下平衡：CuH2O424ClCuCl424H2O，当浓度较大时，平衡正向挪动，CuCl42增大，显绿色，浓度较稀时，平衡逆向挪动，溶液显蓝色。向Cu2溶液中参加氨水，先生成蓝色沉淀，继续参加氨水，生成深蓝色溶液：Cu22NH3·H2OCuOH22NH4；CuOH24NH3·H2OCuNH3424H2O4、新制的CuOH2可以和含有醛基的物质作用产生砖红色的Cu2O，利用这一性质可以鉴别含有醛基的物质。CH3CHO2CuOH2CH3COOHCu2O2H2O例6. 铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的消费对国计民生

18、各个方面都产生了深远的影响。请完成以下各题：1在化学反响中，铜元素可表现为0、+1、+2价。在西汉古籍中有记载：曾青得铁那么化为铜即曾青CuSO4跟铁反响就生成铜。试写出该反响的化学方程式 。铜器外表有时会生成铜绿Cu2OH2CO3，这层铜绿可用化学方法除去。试写出一个除去铜绿而不损坏器物的化学方程式 。2铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币，试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。铜的熔点是1183.4，铁的熔点是1534.8历史上的“青铜器时期早于“铁器时期，而近百年才大量使用铝制品，试分析人类使用这些金属的时间的事实与金属活泼性及冶炼难易的联络 解析：西汉时期的“曾青得铁

19、那么化为铜是湿法冶金术的先驱，FeCuSO4FeSO4Cu。当铜生成铜绿时，铜元素的化合价升高到+2，所以空气中必有氧化剂参加了反响。因铜在常温下不与稀硫酸反响，而铜绿那么能与稀酸反响，所以可考虑用稀硫酸清洗。2CuO2H2OCO2Cu2OH2CO3 Cu2OH2CO34H+2Cu2+CO23H2O根据题给信息以及作货币的实际需要，选择铜作货币不仅是因为铜的熔点比较低，容易铸造成型，同时铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，加上铜有迷人的光泽。答案：1FeCuSO4CuFeSO42CuO2CO2H2OCu2OH2CO3Cu2OH2CO322CuSO4CO23H2O2铜的熔点低，化学性质稳定，有迷人

20、的光泽，易铸造。例7. 冶炼金属一般有以下四种方法：焦炭法；水煤气或氢气，或一氧化碳法活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有I火烧孔雀石炼铜；II湿法炼铜；现代有III铝热法炼铬；IV从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的选项是A. I用B. II用 C. III用D. IV用解析：金属冶炼的方法很多：电解法用于冶炼活泼性很强的金属元素，如金属钠、镁、铝等，MgCl2MgCl2，2Al2O34Al3O2等；热复原剂法，用于冶炼活泼性较强的金属，如：铁、铜、锌等金属：CuOCOCuCO2；Fe2O33CO2Fe3CO2；铝热法，用于冶炼高熔点金属，如：铁、铬、钨等：2A

21、lFe2O32FeAl2O3，2AlWO3WAl2O3；湿法冶金，利用金属活泼性顺序表，排在前面的金属可以把排在它后面的金属从它的盐溶液中置换出来活泼性强的金属不与水作用，如：FeCuSO4CuFeSO4；热分解法，用来冶炼活泼性很弱的金属，如Hg、Ag等金属：2HgO2HgO2；化学平衡法：如用来冶炼金属钾：NalKCll NaCllKg，使生成的K从混合物中别离出来，平衡正向挪动来制取金属钾。综上所述，I火烧孔雀石炼铜是热复原剂法II湿法炼铜是活泼金属置换法；III铝热法炼铬，是铝热法；IV从光卤石中炼镁是电解法。那么此题中符合题意的是：AD答案：BC例8. 在一定条件下，可实现以下图所示

22、的物质之间的转化。试填写以下空白：1孔雀石的主要成分为Cu2OH2CO3，它受热易分解。上图中的F是 。2写出明矾溶液与过量的NaOH溶液反响的离子方程式3图中所得的C、D都是固体，混合后在高温下可发生反响，写出该反响的化学方程式 。4B既可与盐酸反响，又可与NaOH溶液反响，离子方程式分别为5工业上用电解熔融的B来制单质D，每生成1 mol D的同时，可生成 mol E。解析：孔雀石高温分解：Cu2OH2CO32CuOH2OCO2；明矾主要成份为：KAlSO42，它与过量NaOH溶液反响生成NaAlO2：Al34OHAlO22H2O；CO2可与NaAlO2溶液反响生成AlOH3：AlO22H2OCO2AlOH3HCO3；生成的AlOH3高温分解产生Al2O3，电解熔融Al2O3制取金属铝：2