第三单元 第15讲 铁、铜及其化合物

1、第 15 讲 铁、铜及其化合物第三单元元素及化合物2011 考纲展示2012 高考导视1.了解铁、铜及其重要化合物的主要性质，了解其应用。2了解合金的概念及其重要应用。3了解金属活动性顺序。1.铁及其化合物知识点多，高考命题往往将实验、理论、化学常识及概念的考查集为一身，设计成具有一定综合性的题目。2有关对铜及其化合物的考查有“升温”的表现。它的命题主要是设计铜与硝酸、硫酸反应的实验，探究产物的性质。3金属的通性、金属冶炼的一般原理、金属的回收和资源保护等与生产、生活紧密相联，也是高考的重点之一。考点考点 1 1铁、铜铁、铜1物理性质铁是银白色金属，铜是紫红色金属，二者都具有良好的导电性、导热

2、性和延展性，其中铁能被磁铁吸引。2化学性质23铁是第四周期第族元素，常见价态是_价和_价，常温下遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化；铜是第四周期第B 族元素，常见价态是1 价和2 价。与 Cl2 反应：_，现象：产生棕色的烟；CuCl2CuCl2，现象：通常保持红热，产生棕色的烟，溶于水呈溶液蓝色。2Fe3Cl22FeCl3与 O2 反应：3Fe2O2四射，生成黑色固体；2CuO2Fe3O4，现象：剧烈燃烧，火星2CuO，现象：铜丝表面发黑。与 S 反应：_，现象：固体保持红热，生成黑色固体；2CuS(g)与 I2 反应：FeI2Cu2S，现象：铜丝表面发黑。FeI2。FeSFeS(1)与非金属单质的反

3、应3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，现象：铁粉表面有黑色固体产生，生成无色无味可燃性气体。铜通常不与水反应。(3)与酸反应与非氧化性酸反应：Fe2HCl=FeCl2H2，铜与非氧化性酸不反应。铜与氧化性酸反应：CuH2SO4(浓)CuSO4SO22H2O；3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O；Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。(4)与盐溶液反应(2)铁与水的反应1铁在空气中形成的氧化膜能否保护内部的铁？答：不能，铁在空气中形成的氧化膜是疏松的。2过量铁与氯气反应产物是什么？答：不论铁的量多少，与氯气反应产物都是氯化铁。316 g Cu 与硫反应转移

4、电子的物质的量是多少？答：0.25 mol。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。答案：AA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； 增加，但是没有气体产生的是()1常温下把铁片投入到下列溶液中，铁片溶解，溶液质量选项陈述陈述判断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；有B铜表面形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸对；对；有C铁比铜活泼铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈对；对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜

5、粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂错；对；无断都正确的是()2下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判解析：铜表面不能形成致密氧化膜；铜和浓硫酸在常温下反应非常缓慢，但随着反应过程中放热，反应速率会越来越快的，所以不能用铜制容器装浓硫酸，B 错误；因为 Fe 比 Cu 活泼，所以形成 FeCu 的原电池中，Fe 作负极，更容易被氧化生锈，C 错误；硫酸铜晶体失去结晶水的过程是化学变化，D错误。答案：A考点考点 2 2铁、铜的氧化物铁、铜的氧化物铁红磁性氧化铁黑色黑色黑色红棕色1写出 Fe3O4 与盐酸反应的离子方程式。上存在或曾经存在过水。以下叙述正确的是()答：Fe3O48H=

6、Fe22Fe34H2O2写出 Fe2O3 与氢碘酸反应的离子方程式。3在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关 Fe2O3 及硫酸盐的信息，以证明火星答：Fe2O32I6H=2Fe2I23H2OB检验从火星上带回来的红色物质是否是 Fe2O3 的操作步骤为样品粉碎加水溶解过滤向滤液中滴加 KSCN 溶液C分别还原 a mol Fe2O3 所需 H2、Al、CO 的物质的量之比为 3 2 3D明矾属硫酸盐，含结晶水，是混合物解析：A 中铝热剂是指能发生铝热反应的物质，不单是指Al 和 Fe2O3，铝与其他难熔金属氧化物也可称为铝热剂；B 中Fe2O3 难溶于水，故

7、用该实验方法不能检验该红色物质是否是Fe2O3；D 中明矾是结晶水合物，是纯净物，不是混合物。答案：CA铝热剂就是单指 Fe2O3 粉和铝粉的混合物加入试剂稀硫酸浓硫酸加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体和蓝色溶液无色气体无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液4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：由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()A.Cu B.Cu2OC.一定有 Cu，可能有 Cu2OD.一定有 Cu2O，

8、可能有 Cu解析：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 溶液变蓝和得到红色固体，证明原固体中含 Cu2O，而 Cu 不能证明其有无。答案：D考点考点 3 3铁、铜的氢氧化物铁、铜的氢氧化物白色红褐色蓝色Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2OCu(OH)2+2H+=Cu2+2H2O3Fe(OH)2+10H+NO3 =3Fe3+NO+8H2O2Fe(OH)3Fe2O3+3H2OCu(OH)2CuO+H2O被氧化；加稀硫酸防 Fe2+ 水解；煮1氢氧化亚铁溶液露置于空中会发生什么反应？答：4Fe(O

9、H)22H2OO2=4Fe(OH)3。加少量的还原铁粉防 Fe2+沸 NaOH 溶液，赶走溶解的氧气；胶头滴管将 NaOH 溶液伸入 FeSO4 溶液液面以下，防在滴加过程带入氧气。2氢氧化亚铁极易被氧化，据此试回答以下几个问题：配制 FeSO4 溶液要注意哪些方面？为什么要煮沸 NaOH 溶液？在制备氢氧化亚铁时，胶头滴管为什么要伸到液面以下？答：煮沸蒸馏水，赶走水中的溶解氧，配制 FeSO4 溶液，5工业上制备氯化铜时，是将浓盐酸用蒸气加热至 80 左右，慢慢加入粗制氧化铜粉末(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌，使之溶解，反应如下：CuO2HCl=CuCl2H2OFeO2HCl=FeCl2H2O

10、是( )已知：pH9.6时，Fe2以Fe(OH)2形式完全沉淀；pH6.4 时，Cu2以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH在34时，Fe3以 Fe(OH)3的形式完全沉淀。除去溶液中的Fe2，可以采用的方法 答案：CB加纯铜粉，将Fe2还原出来C先将Fe2氧化成Fe3，再调节pH在34 D通入硫化氢，使Fe2直接沉淀解析：根据题给信息，在调节pH由小到大的过程中，使各 离子完全沉淀的先后顺序应是Fe3、Cu2、Fe2，所以应先将 Fe2氧化为Fe3，再除去，选C。 A直接加碱，调整溶液 pH9.6再挤出氨水。其中必须进行的操作及其正确顺序是()6制取 Fe(OH)2 并使之能久存，可采取的操作

11、有：加入少量植物油；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ACBD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氨水的滴管伸入 FeSO4 溶液中后再挤出氨水。答案：B止Fe2被氧化，在其溶液中加植物油是隔绝空气，然后把盛有 FeFe2+2+、FeFe3+3+和和CuCu2+2+的鉴别的鉴别考点考点 4 41化学性质对应的盐溶液颜色通常分别为浅绿色、黄色及蓝色(实际颜色与Fe2、Fe

12、3和Cu2三种离子的盐溶液因水解均呈现酸性， 盐溶液的浓度有关)。Fe2的盐溶液通常表现为还原性，Fe3的盐溶液则主要表现为较强氧化性，Cu2的盐溶液有一定的氧化性。2Fe2和 Fe3的鉴别棕黄色浅绿色红褐色(1) 观 察 法 ： Fe3盐 溶 液 呈 _ ， Fe2盐 溶 液 呈_。(2)SCN法：滴入 KSCN 或其他可溶性硫氰化物溶液，呈_的是 Fe3溶液，不变色的是 Fe2溶液。血红色(3)碱液法：分别加入碱液(如氨水)，生成_沉淀的是Fe3溶液，先生成_沉淀，又迅速转变为_，最后变为_的是 Fe2溶液。白色絮状灰绿色红褐色(4)H2S 法：分别通入 H2S 气体或加入氢硫酸，有_沉淀

13、析出(或_)的是 Fe3溶液，无此现象的是 Fe2溶液。(5)苯酚法：分别滴入苯酚溶液，溶液呈_的是 Fe3，不变色的是 Fe2。淡黄色混浊紫色变蓝(6)淀粉KI 法：能使淀粉碘化钾试纸_的溶液是 Fe3，无此现象的是 Fe2。(7)KMnO4(溴水)法：分别加入少量酸性 KMnO4 溶液(或溴水)，能使之_的是 Fe2溶液，不能使之褪色的是 Fe3溶液。(8)铜片法：分别加入铜片，溶液逐渐变为_色的是 Fe3溶液，不变色的的 Fe2溶液。(9)此外还可利用 Na2CO3、Na2S 等鉴别。褪色蓝1配制可溶性铁盐与亚铁盐、铜盐的溶液应采取什么措施？答：因 Fe2、Fe3、Cu2易水解，且 Fe

14、2易被空气中的氧气氧化(要加铁粉)，故配制过程为先将它们溶解在对应的酸中，然后加水稀释到指定的浓度。2在 Cu2、Fe2、Fe3混合溶液中的除去 Fe2、 Fe3杂质，采用什么方法？答：原理是利用 Fe2、Cu2、Fe3水解完全生成沉淀所需的 pH 范围不同。一般操作方法是先加入氧化剂，将 Fe2氧化成 Fe3，然后加入 CuO、Cu(OH)2、CuCO3 等物质(不引入杂质离子)，调节溶液的 pH，待 Fe3水解完全生成沉淀(此时其他离子不水解)，过滤除去。3用离子方程式表示可溶性铁盐能净水的原理。答：Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H。4如何检验 Cu2？答：(1)观察法，含 Cu2

15、的溶液呈蓝绿或蓝色。(2)加 NaOH 溶液，产生蓝色絮状沉淀。(3)加 Na2S 溶液，产生黑色沉淀，沉淀溶于稀 HNO3。7某学生设计了如图 3151 的方法对 A 盐进行鉴定：图 3151AA 中一定有 Fe3+由此分析，下列结论中，正确的是()BB 为 AgI 沉淀CC 中一定有 Fe3+DA 一定为 FeBr2 溶液答案：C分反应后，其结果是()B往溶液中滴入无色 KSCN 溶液，显红色8将 1.12 g 铁粉加入 25 mL 2 mol/L 的氯化铁溶液中，充A铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl浓度基本不变考点考点 5 5金属的通性及合金金属的通性及合金1金属的通性2.金属的冶炼概念两种

16、或两种以上金属(或金属与非金属) 熔合而成的具有金属特性的物质特性是混合物熔点一般比它的成分金属熔点低合金的强度和硬度都比它的成分金属大3.合金1冶炼金属镁能否用电解氧化镁的方法？答：不能，氧化镁熔点很高，对电解池材料的要求很高，且需要比电解氯化镁多得多的能耗，不符合工业生产的低成本的原则。2冶炼金属铝能否用电解氯化铝的方法？答：不能，熔融状态下的氯化铝不导电。9(双选)下列说法正确的是()解析：铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如 2AlFe2O32FeAl2O3；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来。答案：ADA有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂B用电解 NaCl 溶液的方法来冶炼金

17、属钠C可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物NaCuAlFe熔点( )97.51 0836601 535沸点( )8832 5952 2003 00010所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔沸点：其中不能形成合金的是()ACu 和 AlCFe 和 NaBFe 和 CuDAl 和 Na解析：形成合金必须满足各成分金属都要有共同的液态温度范围(即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点但低于它的沸点)，这样才能熔合在一起。当铁熔化时，钠已经变成钠蒸气了，所以铁和钠不具备形成合金的条件。答案：C

18、热点热点 1 1合金合金【典例 1】(2011 年广东深圳检测，双选)镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，已大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领)域。下列关于镁铝合金的性质的叙述中，正确的是(A此合金的熔点比镁和铝的熔点都高B此合金能全部溶解于稀盐酸中C此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中D此合金的硬度比镁和铝的硬度都大解析：合金的熔点一般情况下低于其组分金属的熔点；镁不与氢氧化钠反应。答案：BD)下列有关汞合金的说法不正确的是(A汞合金的熔点比汞的低B汞合金的强度和硬度比锡的大C汞合金的毒性远低于汞的毒性1汞合金是目前使用较多的补牙材料，英国新科学家杂志发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出

19、了质疑。汞合金补牙材料中除了水银(汞)外，还含有锌、锡、铜等金属。D汞合金具有金属的特性，但性质并不是其各成分金属性质的简单加和解析：汞在常温下呈液态，而汞合金的熔点由题给信息知比汞的熔点高，故选 A。答案：AFeFe2+2+、FeFe3+3+的相互转化的相互转化热点热点 2 2(1)【典例 2】(2010 年全国卷)能正确表示下列反应的离子方程式是()2下列物质反应后一定有3 价铁生成的是()过量的 Fe 与 Cl2 反应Fe 与过量稀 H2SO4 反应后， 再向其中加 KNO3Fe(NO3)2 溶液中加少量盐酸Fe 和 Fe2O3 的混合物溶于盐酸中A只有C只有B只有D全部酸生成 FeCl

20、3 的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的 FeCl3 全部还原为 FeCl2。答案：C1(2009 年广东化学，双选)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有 Cu2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的是()A锡青铜的熔点比纯铜高B在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成 Cu2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程解析：A 项合金的熔点一般比组分金属低；D 项电化学腐蚀过程一定是化学反应过程。答案：BC有()2(2010 年广东中山调研)将 Fe，Cu，Fe2，Fe3和Cu2盛于同一容器中充

21、分反应，如 Fe 有剩余，则容器中只能ACu，Fe3CCu，Cu2，FeBCu，Fe2，FeDFe2，Fe3解析：比较氧化性：Fe2Cu2Fe3，Fe 可被Cu2和Fe3氧化为 Fe2，Cu 可被 Fe3氧化为 Cu2，容器内有 Fe 剩余，则容器内必然不存在 Cu2和Fe3，只有B项符合。答案：B3(2011 年广东湛江模拟)下列说法正确的是()A在船舶的外壳上铜块可防止其发生电化学腐蚀BMnO2、FeCl3 和 CuSO4 都可加快 H2O2 的分解速率C FeCl3 溶液和 Fe2(SO4)3 溶液加热蒸干、灼烧都得到Fe2O3D用惰性电极分别电解 CuCl2 溶液和 MgCl2 溶液分

22、别得到单质 Cu 和 Mg解析：船体材料主要为铁，即构成 FeCu 电池，Fe 更活泼作为负极被腐蚀，A 错误；Fe2(SO4)3 是难挥发性酸硫酸的盐，溶液蒸干灼烧产物依然是 Fe2(SO4)3，C 错误；电解 MgCl2 的产物是 Mg(OH)2、H2和 Cl2，D 错误。答案：B答案：CD5(2011 年广东惠州调研)某同学对 Cu 的常见化合物的性质进行实验探究，研究的问题和过程如下：在周期表中 Cu 和 Al 位置比较接近，Al(OH)3 具有两性Cu(OH)2 是否也有两性？通常情况下，2 价 Fe 不如3 价 Fe 稳定，1 价 Cu一定不如2 价 Cu 稳定吗？CuO 有氧化性

23、，能被 H2 、CO 还原，CuO 也能被 NH3还原吗？() 为 探 究 问 题 ， 除 Cu(OH)2 外 必 需 选 用 的 试 剂 为_(填序号)。a稀 H2SO4b浓的 NaOHc浓氨水()为探究问题，进行如下实验(1)将 CuO 加热 1 000 以上完全分解成红色 Cu2O 粉末，该反应的化学方程式为_。该反应说明：在高温条件下，1 价 Cu 比2 价 Cu 更_(填“稳定”或“不稳定”，下同)。(2)向 Cu2O 中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，由此可知，在酸性溶液中，1 价 Cu 比2 价 Cu 更_。()为解决问题他设计了如下实验(夹持装置未画)图 3152装置

24、 B 中 CuO 和 NH3 反应生成铜，同时生成一种没有污染的气体，反应化学方程式为_，说明 CuO 能被 NH3 还原。装置 C 的作用_。解析：()为探究 Cu(OH)2 是否有两性，需选择强酸、强碱。()(1)将 CuO 加热 1 000 以上完全分解，2 价 Cu 转化为1 价 Cu，故高温下更稳定的是1 价 Cu；(2)向 Cu2O 中加答案：()ab()(1)4CuO2Cu2OO2(2)稳定不稳定N2 3Cu 3H2O充分吸收多余氨()3CuO2NH3气，并防止倒吸溶液中，1 价 Cu 比2 价 Cu 更不稳定。()CuO 与 NH3 反应生成没有污染的气体，即 N2。适量稀硫酸

25、，得到蓝色溶液，说明生成Cu2+由此可知，在酸性1下列有关纯铁的描述正确的是()A熔点比生铁的低B与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C在潮湿的空气中比生铁容易被腐蚀D在冷的浓硫酸中可钝化解析：生铁属于合金，其熔点比纯铁的低；生铁与盐酸反应及生铁在潮湿空气中的腐蚀，因形成原电池，故反应速率均比纯铁的快；常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中均发生钝化。答案：D2下列化合物可通过化合反应制备的是()Fe(OH)3CuSNaHCO3FeCl2 FeCl3A全部B除外C除外D除外解析：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3；Cu和S反 应 只 生 成 Cu2S ； Na2CO3CO2H2O=2N

26、aHCO3；2FeCl3Fe=3FeCl2；2FeCl2Cl2=2FeCl3。答案：B3(双选)有 NO3、Fe2、Fe3、NH+、H2O 和 H六种微粒，分别属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物。下列叙述错误的是()A氧化剂与还原剂的物质的量之比为 8 1B还原产物为 NH4+C若有 1 mol NO3参加还原反应，则转移 3 mol eD若把该反应设计为原电池，则负极反应为 Fe2+e=Fe3解析：由化合价变化可知 Fe2被硝酸氧化为 Fe3自身被还原为 NH4+，若有 1 mol NO3参加还原反应，电子转移 8 mol。答案：AC4 某研究性学习小组为了检验硫酸亚铁铵晶体中含 有NH

27、4+、Fe2、SO42和 H2O，设计了如下实验步骤：取少量晶体放在试管内，用酒精灯加热试管口有液体产生，说明晶体中含有水；将加热后剩余的晶体溶解于水，加入用盐酸酸化过的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明晶体中含有 SO42；滤去白色沉淀，向滤液中加入过量的浓氢氧化钠溶液，加热，有能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体产生，说明晶体中含有 NH4+；向步骤的剩余液体中加入 KSCN 溶液，无明显变化，再加入少量氯水，溶液变红色，说明晶体中含有亚铁离子，其中不能达到实验目的的是()ABCD解析：能证明晶体中含有水；是 SO42的检验，正确；中产生使红色石蕊试液变蓝的气体一定为 NH3，证明晶体中有 NH4

28、+，正确；中加入过量的浓 NaOH 溶液，则 Fe2完全被 OH沉淀，因此不能达到实验目的，故选 D。答案：D5(双选)在由 Fe、FeO、Fe2O3组成的混合物中加入 100 mL2 mol/L 的盐酸，恰好使混合物溶解，并放出 448 mL 气体(标准情况)，此时溶液中无 Fe3离子，则下列判断正确的是()A混合物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1 1 3B反应后所得溶液中的 Fe2与 Cl的物质的量之比为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的物质的量多解析：根据题意，n(HCl)0.2 mol，生成 n(H2)0.448 L/22.4反应后再还原 H，由 Fe2Fe3=3Fe2和 Fe与H反应放出 H2，可知 n(Fe)n(Fe2O3)；由反应后溶液中溶质全为 FeCl2知，n(Fe2) n(Cl)1 2；至于混合物中 Fe、Fe2O3 及 FeO之间量的关系，无从知道。答案：BC6氯化铜(CuCl22H2O)中含 FeCl2 杂质，为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下图 3158 所示操作步骤进行提纯。图 3158氧化剂 X 与物质 Y 的化学式分别是(已知完全