第4讲铁铜及其化合物基础盘点铁自我诊断1写出Fe与课件

第4讲铁、铜及其化合物基础盘点一、铁自我诊断1.写出Fe与O2、Cl2、S、HCl、稀HNO3反应的化学方程式和对应的实验现象。答案3Fe+2O2Fe3O4火星四射2Fe+3Cl22FeCl3

剧烈燃烧产生棕色的烟Fe+SFeS发出红热现象第4讲铁、铜及其化合物1Fe+2HClFeCl2+H2↑产生气泡，生成浅绿色溶液Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O（铁不足）生成无色气体，在试管中变红棕色，得到棕黄色溶液3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O(铁过量)生成无色气体，在试管中变红棕色，得到浅绿色溶液Fe+2HClFeCl2+H2基础回归1.铁的存在形态在地壳中铁的含量位于第

位，在自然界铁既有游离态（存在于陨石中，也有化合态，主要化合价为

，其

更稳定）。2.铁的化学性质（1）与非金属反应Fe与较强的氧化剂反应生成

价化合物；Fe与较弱的氧化剂反应生成

价化合物。（2）与水蒸气反应反应的化学方程式为：

。四+2、+3+3价化合物3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2高温+3+2基础回归四+2、+3+3价化合物3Fe+4H2O(g)3（3）与酸反应①与非氧化性酸反应产生H2如与稀H2SO4、盐酸等反应，其离子方程式为：

。②与氧化性酸反应不生成H2过量铁与稀硝酸反应的化学方程式为

,离子方程式为

。少量铁与足量稀硝酸反应的化学方程式为

。常温下铁、铝遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会2H++FeH2↑+Fe2+3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O3Fe+8H++23Fe2++2NO↑+4H2OFe+4HNO3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O（3）与酸反应2H++FeH2↑+Fe2+42Fe3++Fe3Fe2+生成一层致密的

薄膜，化学上称为

，属于

变化（填“物理”或“化学”）。（4）与盐溶液反应①能与活动性较弱的金属盐溶液反应，如Fe和CuSO4溶液反应的离子方程式为：

。②与FeCl3溶液反应，其离子方程式为：

。氧化物钝化化学Fe+Cu2+Cu+Fe2+2Fe3++Fe3Fe2+生成一层5思考铁与其他物质反应时，何时生成+2价铁的化合物？何时生成+3价铁的化合物？铁与氧化性比较弱的非金属（如S、I2）、非氧化性酸（如盐酸、稀H2SO4）、不活泼金属的盐溶液（如CuSO4溶液）、FeCl3溶液反应生成Fe2+。铁与强氧化剂，如Cl2、H2O2、KMnO4(H+)、HNO3、浓H2SO4在一定条件下反应都会生成Fe3+。答案思考答案6二、铁的重要化合物2.下列中学化学中常见物质的转化关系如图，反应条件及部分反应物和产物未全部注明，已知A、D为金属单质，其他为化合物。

试推断：（1）写出物质的化学式：A

、C

、I

。（2）写出下列反应的方程式：二、铁的重要化合物7CF的离子方程式

。HI的化学方程式

。GH的离子方程式

。IB的化学方程式

。解析根据红棕色粉末可知B为Fe2O3，则I、H、G、D依次为Fe(OH)3、Fe(OH)2、FeCl2、Fe。A、D为金属单质，则A+BC+D为置换反应，C为金属化合物，试剂①为HCl，试剂②为NaOH，既能与酸反应，又能与碱反应的金属化合物C应为Al2O3，其余问题可迎刃而解。高温CF的离子方程式8答案

(1)AlAl2O3Fe(OH)3(2)Al2O3+2OH-2+H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3Fe2++2OH-Fe(OH)2↓2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O答案(1)AlAl2O3Fe(9基础回归1.铁的氧化物氧化物氧化亚铁三氧化二铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4颜色状态

粉末

粉末（有磁性）溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价稳定性不稳定稳定稳定与H+FeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2OFe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O黑色红棕色黑色晶体+2+3+2，+3基础回归氧化物氧化亚铁三氧化二铁四氧化三铁化学式FeOFe2102.铁的氢氧化物氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态

溶解性难溶于水难溶于水稳定性很不稳定，易被氧化不稳定，受热分解与H+反应

转化关系Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+Fe3++3H2O白色固体红褐色固体4Fe(OH)2+O2+2H2O

4Fe(OH)32.铁的氢氧化物氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)11思考1.Fe3O4是碱性氧化物吗？Fe3O4可写作FeO·Fe2O3，能否认为Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物？

答案Fe3O4和非氧化性酸反应生成的是两种盐和水，不符合碱性氧化物的概念，所以不是碱性氧化物（FeO、Fe2O3是碱性氧化物）。Fe3O4中有的Fe是+2价，有的Fe是+3价，可写成：，但不能认为Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物，实际上，Fe3O4是纯净物。与非氧化性酸（如盐酸）、氧化性酸（如稀HNO3）反应方程式分别为：Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O3Fe3O4+28HNO39Fe(NO3)3+NO↑+14H2O思考12三、铜及其重要化合物自我诊断

3.Fe2O3和Cu2O都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究“红色”粉末是Fe2O3还是Cu2O或二者混合物。探究过程如下：【查阅资料】Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO。

【提出假设】假设1：红色粉末是Fe2O3假设2：红色粉末是Cu2O假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物三、铜及其重要化合物13【设计实验】取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。（1）若假设1成立，则实验现象是

。（2）若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗？

。简述你的理由（不需写出反应的方程式）

。（3）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是

，写出发生反应的离子方程式：

。【设计实验】取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加K14答案（1）固体完全溶解，溶液呈红色（2）不合理当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀H2SO4后Cu2O生成Cu和CuSO4，产生的Fe3+与Cu反应生成Fe2+,滴加KSCN溶液后也可以不变红色（3）Fe2O3和Cu2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2O，Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O，2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+答案（1）固体完全溶解，溶液呈红色15Cl2+CuCuCl2基础回归1.铜（1）物理性质：

色，不能被磁铁吸引。（2）化学性质：紫红反应物质化学方程式非金属O2

(

色固体)Cl2、S

(

色烟)氧化性酸浓H2SO4Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O浓HNO3Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O稀HNO33Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O盐AgNO3Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2AgFeCl3Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2点燃2Cu+O22CuO2Cu+SCu2S黑棕黄Cl2+CuCuCl2基础回归紫红反应物质162.氧化铜和氢氧化铜物质氧化铜氢氧化铜化学式状态不溶于水的

色固体（粉末）不溶于水的

色固体化学性质CuO+2H+Cu2++H2OCuO+H2Cu+H2OCuO+COCu+CO2Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2OCu(OH)2

CuO+H2OCuOCu(OH)2黑蓝2.氧化铜和氢氧化铜物质氧化铜氢氧化铜化学式状态不溶于水的不173.CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O为

色晶体，俗称

。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色（生成CuSO4·5H2O）可作为

的检验依据。指点迷津

①溶液中的Cu2+常为蓝色（浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色），可作为Cu2+的判定依据。如CuSO4溶液为蓝色。②Cu2+与碱反应生成蓝色沉淀［Cu(OH)2］，这是鉴定Cu2+的原理之一。蓝蓝矾、胆矾水3.CuSO4·5H2O蓝蓝矾、胆矾水18要点精讲要点一铁三角及其重要应用1.“铁三角”中的转化关系(1)Fe→Fe2+：铁与氧化性比较弱的非金属（如S、I2）、非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应，都可实现这种转化。例如：Fe+CuSO4Cu+FeSO4要点精讲19(2)Fe2+→Fe:比较活泼的金属（如Al、Zn）能从亚铁盐溶液中置换出铁。例如：FeCl2+ZnZnCl2+Fe(3)Fe→Fe3+:铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如:2Fe+3Cl22FeCl3(4)Fe3+→Fe:铁盐溶液与活泼的金属（K、Na、Ca除外）反应时，可被还原。例如：2FeCl3+3Zn2Fe+3ZnCl2(5)Fe2+→Fe3+:亚铁盐与强氧化剂反应。例如：2FeCl2+Cl22FeCl3(2)Fe2+→Fe:比较活泼的金属（如Al、Zn）能从亚铁20(6)Fe3+→Fe2+:铁盐溶液与比较强的还原剂反应。例如：Fe+2FeCl33FeCl22FeCl3+2NaI2FeCl2+I2+2NaCl(7)Fe2+Fe3+(6)Fe3+→Fe2+:铁盐溶液与比较强的还原剂反应。例如212.有关Fe2+、Fe3+的性质及之间的转化经常应用在以下几个方面：（1）判断离子共存①Fe2+、Fe3+均水解，与等因水解相互促进在溶液中不能大量共存。②Fe3+与S2-、I-、HS-、，Fe2+与(H+)、ClO-、(H+)在溶液中因氧化还原反应不能大量共存。(2)盐溶液的配制与保存①Fe2+的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2+被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2+水解。2.有关Fe2+、Fe3+的性质及之间的转化经常应用在以下几22②Fe3+的盐溶液：加少量相应的酸防止Fe3+水解。(3)制取Fe(OH)3胶体Fe3++3H2O（沸水）Fe(OH)3(胶体）+3H+(4)制备无水FeCl3FeCl3·6H2OFeCl3+6H2O(5)氧化性、还原性关系氧化性：Cl2>Br2>Fe3+>I2>S还原性：Cl-<Br-<Fe2+<I-<S2-(6)除杂方法①Fe2+(Fe3+):加Fe粉，过滤；②FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2；③FeCl2(CuCl2)：加Fe粉，过滤。HCl气流中△

②Fe3+的盐溶液：加少量相应的酸防止Fe3+水解。HCl气23特别提醒Fe2+具有较强的还原性，Fe3+具有较强的水解能力，实际上pH>4时，Fe3+即可形成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2+杂质时，一般先向该溶液中加入氧化剂（如H2O2），使Fe2+被氧化为Fe3+,然后通过加碱液调节pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。特别提醒24【典例导析1】在一些茶叶的包装盒中有一个小袋，将小袋打开可看到灰黑色粉末，其中有的已变成棕褐色。将这种灰黑色粉末投入稀盐酸后，取其上层清液并加几滴氯水，再滴加KSCN溶液，马上出现血红色。以下结论不正确的是（）A.该灰黑色粉末作抗氧化剂B.该灰黑色粉末不可食用C.小袋中原来装有铁粉D.小袋中原来装有氧化铁

D【典例导析1】在一些茶叶的包装盒中有一个小袋，将小袋打开可看25迁移应用1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。（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。迁移应用1在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到26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，发生反应2Fe3++Fe3Fe2+,最后全部转化为Fe2+。答案（1）①（2）④（3）③解析向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生27要点二Fe2+和Fe3+的检验Fe2+和Fe3+的检验方法（1）直接观察颜色：Fe2+的溶液呈浅绿色，Fe3+的溶液呈棕黄色。（2）利用显色反应：

有关离子反应方程式：Fe3++SCN-［Fe(SCN)］2+要点二Fe2+和Fe3+的检验28（3）利用其化合物沉淀的颜色：有关反应的方程式：Fe2++2OH-Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3Fe3++3OH-Fe(OH)3↓(4)利用Fe3+的氧化性：

有关离子反应方程式：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+（3）利用其化合物沉淀的颜色：29

有关离子反应方程式：2Fe3++2I-2Fe2++I2(5)利用Fe2+的还原性：有关离子反应方程式：5Fe2+++8H+5Fe3++Mn2++4H2O有关离子反应方程式：2Fe2++Br22Fe3++2Br-

30【典例导析2】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（）①加入足量氯水②加入足量KMnO4③加入少量NH4SCN溶液A.①③ B.③② C.③① D.①②③

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。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以这儿不用KMnO4溶液。C【典例导析2】要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进31迁移应用2将几滴KSCN(SCN-是“类卤离子”)溶液加入酸性的含有Fe3+的溶液中，溶液变成红色，将该红色溶液分为两份，①一份中加入适量KMnO4溶液，红色褪去；②向另一份中通入SO2，红色也褪去。下列说法不正确的是()A.①红色褪去的原因是KMnO4将SCＮ-氧化，使Fe（SCN）3消失B.②红色褪去的原因是SO2将Fe3+还原为Fe2+C.②红色褪去的原因是SO2将SCN-还原D.SCN-在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为（SCN）2迁移应用2将几滴KSCN(SCN-是“类卤离子”)溶32解析由于SCN-是“类卤离子”，与卤素离子性质相似，可以被KMnO4（H+）氧化为（SCN）2，而使红色消失。Fe3+具有氧化性，可被SO2还原为Fe2+，也可使红色消失。综上分析可知C项错误。答案C解析由于SCN-是“类卤离子”，与卤素离子性33要点三Fe（OH）2的制备与实验条件的控制要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态。一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。既要除去三价铁离子，又不引入新的杂质，一般选用铁粉来还原三价铁离子。实验中一般采用新制的硫酸亚铁与NaOH溶液反应来制取Fe(OH)2沉淀。下面我们来探究其他制备氢氧化亚铁的方法。要点三Fe（OH）2的制备与实验条件的控制34【典例导析3】用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。方法一用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含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溶液时还需要加入

。（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用

的方法。（3）生成Fe(OH)2白色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

。【典例导析3】用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。35方法二在如右图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是

。（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是。（3）为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是

。（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是

。方法二在如右图所示的装置中，用NaOH溶液、36方法三利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。（1）a电极的材料应为

，电极反应式为

。（2）电解液c可以是

（填编号）。A.纯水 B.NaCl溶液C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液（3）d为苯，其作用是

，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？

。方法三利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白37（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是

（填编号）。A.改用稀H2SO4作电解液B.适当增大电源的电压C.适当减小两极间的距离D.适当降低电解液的温度（5）若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为

。（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是38解析

方法一Fe2+易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2+易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化的Fe3+还原成Fe2+。气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。方法二两支试管，试管Ⅱ是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管Ⅰ中，所以制取FeSO4应在试管Ⅰ中，而在试管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后，产生的H2可以从试管Ⅰ内短管处排出，从而排尽试管Ⅰ内空气。再经过止水夹通入试管Ⅱ中，排尽试管Ⅱ内空气。然后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，解析方法一Fe2+易水解，要加入稀H2SO4防39造成管内压强增大，将试管Ⅰ内FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中的O2氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。方法三电解时阳极Fe-2e-Fe2+,阴极上2H2O+2e-H2↑+2OH-,或电解质溶液能直接提供OH-。当Fe2+与OH-接触时Fe2++2OH-Fe(OH)2↓，当电解液选用NaOH溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，当选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀（大约在电池中部）；当反接电源后，阳极4OH--4e-2H2O+O2↑,产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。造成管内压强增大，将试管Ⅰ内FeSO4溶液通过长40答案方法一（1）稀H2SO4、铁屑（2）煮沸（3）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化方法二（1）稀H2SO4和铁屑（2）NaOH溶液（3）检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界O2不易进入方法三（1）FeFe-2e-Fe2+(2)BC(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化加热煮沸，排出溶解的O2（4）BC（5）白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色答案方法一（1）稀H2SO4、铁屑（2）煮沸41迁移应用3某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，设计了如下实验方案：

按照图示进行实验，容器A中的反应开始时，弹簧夹C处于打开状态，一段时间后，关闭弹簧夹C，容器A中的反应仍在进行，最终在

容器中观察到白色沉淀，该实验中涉及到的化学方程式有

。迁移应用3某研究性学习小组在研究由Fe2+制备42【探究思考】实验表明上述实验中出现的白色沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色，那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？（1）甲同学查阅资料后，得到Fe(OH)2如下信息：【探究思考】实验表明上述实验中出现的白色沉43资料名称物理性质描述化学性质描述《化学辞典》,顾翼东编，1989年版P637白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体与空气接触易被氧化，将细粉喷于空气中，则立即燃烧出火花《大学普通化学（下册）》傅鹰著P637白色沉淀此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8《普通化学教程》（下册）P788白色能强烈吸收O2，迅速变成棕色Fe(OH)3，这时作为氧化的中间产物为土绿色，其中含有Fe2+、Fe3+资料名称物理性质描述化学性质描述《化学辞典》,顾翼东编，1944阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是

；资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成

。（2）乙同学依据配色原理：白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识，认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热实验中生成的绿色沉淀，观察到沉淀由绿变白的趋势。加热时,实验中弹簧夹C应处于

（填“打开”或“关闭”）状态，容器A中的反应须处于（填“停止”或“发生”）状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式

。阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿45（3）欢迎你参加该研究小组的讨论，请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路。（3）欢迎你参加该研究小组的讨论，请提出一种46答案BFe+H2SO4FeSO4+H2↑；FeSO4+2NaOHFe(OH)2↓+Na2SO4；H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O【探究思考】（1）由于Fe(OH)2部分被氧化，混入少量的Fe(OH)3FeO·Fe2O3·4H2O（2）打开发生Fe(OH)2·nH2OFe(OH)2+nH2O(3)向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色（或者可以将Fe(OH)3和Fe(OH)2混合后观察其颜色）。

答案BFe+H2SO447要点四有关Fe、Cu及其化合物的综合推断有关铁、铜的单质、化合物推断突破口有：（1）特征颜色：如Fe2+溶液浅绿色，Fe3+溶液棕黄色，Fe(SCN)3溶液红色，Fe(OH)3胶体红褐色，Fe(OH)2在空气中的颜色变化，Fe(OH)3红褐色，FeCl3固体红棕色，Fe2O3红棕色，Fe3O4、FeO、FeS黑色等。Cu2+溶液蓝色、Cu2O红色、CuO黑色，Cu(OH)2蓝色等。（2）特征变价：铁有+2、+3价。（3）特征反应：铝热反应。（4）FeCl3变色种类要点四有关Fe、Cu及其化合物的综合推断48①向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液呈血红色；②FeCl3溶液能使紫色石蕊试液呈红色；③FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀；④向FeCl3溶液中加入过量Fe粉,溶液变为浅绿色；⑤向FeCl3溶液中加入过量Cu粉,溶液变为蓝绿色；⑥将FeCl3溶液滴入到淀粉-碘化钾溶液中，溶液变为蓝色；⑦将FeCl3溶液滴入AgNO3溶液中,生成白色沉淀；①向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液呈血红色；49⑧将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合，放出气体，生成红褐色沉淀；⑨将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3胶体。⑧将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合，放出气体，生50【典例导析4】（2008·宁夏理综，26）某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。填写下面空白：（1）图中标号处需加入的相应物质分别是①

、②

、③

、④

、⑤

。【典例导析4】（2008·宁夏理综，26）某厂的酸性工业废水51（2）写出①处发生反应的离子方程式

；写出③处发生反应的化学方程式

。（3）铁红的化学式为

；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红

；氧化铜

。解析（1）本实验的目的是用废铁屑、常用的酸和碱，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。而废水中含有Fe3+、Cu2+、Au3+，因此首先加入废铁屑将Cu和Au都置换出来。Cu和Au的分离可以利用Cu与稀硝酸能反应而Au不能，将其分离，Cu2+和Fe2+分别加入碱使其转化为沉淀，灼烧分别生成它们的氧化物。（2）写出①处发生反应的离子方程式52（2）由于废水显酸性，又含有Cu2+、Au3+、Fe3+，因此加入铁屑发生反应的离子方程式为：Fe+2H+H2↑+Fe2+Fe+Cu2+Cu+Fe2+3Fe+2Au3+2Au+3Fe2+2Fe3++Fe3Fe2+（3）铁红的化学式为Fe2O3，铁红常用作红色颜料，氧化铜常用作制铜盐的原料。（2）由于废水显酸性，又含有Cu2+、Au3+、Fe3+，因53答案(1)①铁屑②稀硫酸③稀硝酸④氢氧化钠⑤氢氧化钠（2）Fe+2H+Fe2++H2↑，2Fe3++Fe3Fe2+，Cu2++FeCu+Fe2+，2Au3++3Fe2Au+3Fe2+3Cu+8HNO3（稀）3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O（3）Fe2O3用作红色涂料用作制造铜盐的原料答案(1)①铁屑②稀硫酸③稀硝酸④氢氧化钠54迁移应用4（2008·北京理综，28）由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验（部分产物略去）：（1）取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是（填写化学式）

。（2）Z为一种或两种气体：迁移应用4（2008·北京理综，28）由Fe2O3、55①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是

。②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是

。（3）向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后,溶液中的阳离子是（填写离子符号）

。（4）取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉-KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI-时，共转移3mol电子，该反应的离子方程式是

。①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应I中56（5）另取原样品，加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体，则原样品中所有可能存在的物质组合是（各组合中的物质用化学式表示）

。解析由题干中框图转化的关系可知，Y中必含Cu，另有Fe2+；产生两种气体必有C。（1）上层清液中通入CO2无明显现象说明无进一步说明样品中无Al。（2）①Z为一种气体，则必为CO2，说明另一种气体为SO2被NaHCO3溶液除去，浓酸为浓H2SO4，反应为：C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O（5）另取原样品，加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产57②Z为两种气体，a为H2O，则说明浓酸为浓HNO3，Z中气体为NO和CO2。（3）Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+；2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+循环反应，则溶液中阳离子为Fe3+、Cu2+和过量酸余下的H+。（4）据题目信息可推知氧化还原反应为：4I-+3H2O2+2Fe2+2I2+2Fe（OH）3↓（5）由题意分析无Cu生成，则必定是不发生Cu2++FeCu+Fe2+或2Al+3Cu2+3Cu+2Al3+的置换反应，说明混合物中无Fe和Al。由题干框图知必含CuO和C。则组合可能为CuO、C；CuO、C、Fe2O3。②Z为两种气体，a为H2O，则说明浓酸为浓HNO3，Z中气体58答案（1）Al（2）①C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O②NO、CO2（3）Cu2+、Fe3+、H+（4）2Fe2++3H2O2+4I-2Fe（OH）3↓+2I2（5）CuO、C或CuO、C、Fe2O3答案（1）Al59对点训练题组一铁、铜的性质及Fe2+、Fe3+检验1.下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是（）A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤D.Fe3+与KSCN产生血红色沉淀对点训练60解析赤铁矿的主要成分是Fe2O3，铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,+3价铁离子遇KSCN溶液变为血红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验+3价铁离子的存在。答案C解析赤铁矿的主要成分是Fe2O3，铁与水蒸气在高温下612.

下列离子方程式中，正确的是()A.氧化亚铁和稀硝酸反应FeO+2H+Fe2++H2OB.铜和三氯化铁溶液反应Cu+Fe3+

Fe2++Cu2+C.氯化亚铁溶液中滴入氯水Cl2+2Fe2+2Cl-

+2Fe3+D.金属铝投入NaOH溶液中2Al+2OH-+H2O2+2H2↑

解析A项中稀硝酸可将FeO氧化；B项中电荷不守恒；D项中原子不守恒。C2.下列离子方程式中，正确的是623.化合物A是一种重要的光化学试剂,属于不含结晶水的复盐。A~H之间相互转化关系如下图所示:(部分反应物、生成物没有列出)

已知:A中含两种阳离子和一种带两个单位负电荷的阴离子,三种离子的个数比为3∶1∶3。阴离子中各元素的质量分数与C中的相同且式量是3.化合物A是一种重要的光化学试剂,属于不含结晶水的复盐。A63C的2倍。C、D都为气体且含有的元素种类相同，C能使澄清石灰水变浑浊，E是一种红棕色的颜料，F的焰色反应呈紫色，I能使苯酚溶液显紫色。回答下列问题：（1）C的电子式是

。（2）A的化学式是

。（3）D+EC+G的方程式是

。（4）H+H2O2+H+I的离子反应方程式是

。（5）在A的溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液紫色褪去，而在A的溶液中滴入硫氰化钾溶液，溶液呈红色。产生上述现象的主要原因是

。C的2倍。C、D都为气体且含有的元素种类相同，C能使澄清石灰64解析本题的突破口是I能使苯酚显紫色，说明I含有Fe3+，结合题意I为FeCl3。E为红棕色的颜料，E为Fe2O3。结合Fe2+~Fe3+相互转化关系，知G为Fe，H为FeCl2。C能使澄清石灰水变浑浊，C、D含有的元素种类相同，D能和Fe2O3反应，则D为CO、C为CO2。F的焰色反应呈紫色，F为KCl，B为K2CO3（加热下不可能为KHCO3）。A中所含阳离子为Fe3+、K+，阴离子中各元素的质量分数与C中的相同且式量是C的2倍，则阴离子为C2（草酸根），A为K3Fe（C2O4）3。解析本题的突破口是I能使苯酚显紫色，说明I含有Fe365答案（1）（2）K3Fe（C2O4）3（3）3CO+Fe2O32Fe+3CO2（4）2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O（5）因为溶液中的草酸根（C2）被高锰酸钾氧化，故使溶液的紫色褪去；溶液中的Fe3+与SCN-反应，使溶液呈红色答案（1）664.现有一份含有FeCl3和FeCl2的固体混合物，为测定各成分的含量进行如下两个实验：实验1①称取一定质量的样品，将样品溶解；②向溶解后的溶液中加入足量的AgNO3溶液，产生沉淀；③将沉淀过滤、洗涤、干燥得到白色固体17.22g。实验2①称取与实验1中相同质量的样品，将样品溶解；②向溶解后的溶液中通入足量的Cl2;4.现有一份含有FeCl3和FeCl2的固体混合物，为测67③再向②所得溶液中加入足量的NaOH溶液，得到红褐色沉淀；④将沉淀过滤、洗涤后，加热灼烧，到质量不再减少，得到固体物质4g。根据实验回答下列问题：（1）溶解过程中所用到的玻璃仪器有

。（2）实验室保存FeCl2溶液时通常会向其中加入少量试剂

和

。（3）实验2通入足量Cl2的目的是

；涉及的化学反应的离子方程式是

。（4）检验实验2的步骤④中沉淀已经洗涤干净的方法是

。③再向②所得溶液中加入足量的NaOH溶液，得到红褐色沉淀；68（5）通过实验所得数据，计算固体样品中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为

。（6）可以采用下列装置制取少量的FeCl3固体，已知FeCl3易潮解。（部分夹持仪器已略去）该装置存在不足，往往无法得到FeCl3固体，请你对装置提出合理的改进措施：

。（5）通过实验所得数据，计算固体样品中FeCl3和FeCl269解析（2）为了防止FeCl2溶液水解、氧化应加入稀盐酸、铁粉；（4）做此种类型的题时，首先要明确沉淀中所含杂质，此题中的杂质是Na+、Cl-，检验沉淀是否洗涤干净，只要检验洗涤后的溶液中是否含有Na+、Cl-中的一种就可以。（5）是有关混合物的计算，设原固体混合物中FeCl3为xmol，FeCl2为ymol，n（AgCl）==0.12mol,n(Fe2O3)==0.025mol,依据Cl、Fe守恒3xmol+2ymol=0.12mol,xmol+ymol=0.025mol×2,解得x=0.02,y=0.03。（6）因为FeCl3易水解，所以其制备应在无水的条件下进行，即C装置中应干燥，并防止水分进入。解析（2）为了防止FeCl2溶液水解、氧化应加入70答案（1）烧杯、玻璃棒（2）稀盐酸铁粉（3）将Fe2+全部转化为Fe3+

2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(4)向洗涤后的溶液中滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液，如果没有白色沉淀生成，说明沉淀已经洗涤干净（5）2∶3（6）在B、C之间和C、D之间分别增加盛有浓硫酸的洗气瓶防止FeCl3潮解答案（1）烧杯、玻璃棒（2）稀盐酸铁粉715.运用铁及其化合物的知识，完成下列各题。（1）下列物质跟铁反应后的生成物，能跟KSCN溶液作用生成红色溶液的是（）A.盐酸 B.氯气C.CuSO4溶液 D.稀硫酸（2）既有氧化性又有还原性的微粒是（）A.Fe B.Fe2+ C.Fe3+（3）把过量的铁粉加入稀硝酸中，其结果是（）A.不反应B.生成硝酸铁C.生成硝酸亚铁5.运用铁及其化合物的知识，完成下列各题。72（4）要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的办法是（）A.滴入KSCN溶液 B.通入氯气C.加入铜粉 D.加入铁粉（5）当人体缺铁时，往往需要吃补铁保健品，人体能够吸收的是+2价铁元素。但是+2价铁元素很容易被氧化。查看一种补铁保健品，了解其中铁元素的价态。①你认为可以采用什么方法检验补铁保健品中铁元素的价态？（4）要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的办法是73②天然食品中含有的大多是+3价铁元素，为了使+3价铁元素转化为+2价铁元素并被人体较好地吸收，你认为应该采取哪些措施？请查找资料，寻找办法。②天然食品中含有的大多是+3价铁元素，为了使74答案（1）B（2）B（3）C（4）D（5）①检验铁元素的价态，可以考虑先观察其水溶液的颜色：含Fe2+的溶液为浅绿色，含有Fe3+的溶液为棕黄色。然后将其与NaOH溶液或KSCN溶液反应观察产物的颜色来鉴别检验:Fe2+与NaOH生成不稳定的白色沉淀Fe(OH)2，该白色沉淀暴露在空气中会迅速转变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀Fe(OH)3,Fe2+和KSCN溶液作用没有颜色变化；而Fe3+与NaOH溶液直接生成红褐色沉淀，或与KSCN溶液作用呈红色。②为使铁元素被人体较好地吸收，需将+3价铁元素转化为+2价铁元素，可以考虑加还原剂，但该还原剂必须对人体健康无害，如加入维生素C。答案（1）B（2）B（3）C（4）D75题组二有关Fe、Cu的计算6.向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1mol的混合溶液中加入0.1mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3+，同时析出0.1molAg。下列结论错误的是()A.氧化性：Zn2+>Cu2+>Fe3+>Ag+B.Fe3+的氧化性大于Cu2+C.溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为1∶2D.1molFe可还原2molFe3+题组二有关Fe、Cu的计算76解析根据金属活动顺序表，银的还原性较差，一旦失去电子变成银离子其氧化性较强。铁粉先跟银离子反应，然后再与铁离子反应，由反应方程式或电子守恒得，银离子、铁离子完全反应后铁粉没有剩余，B、C选项正确。一个铁原子失两个电子，一个铁离子得一个电子，所以1mol铁可还原2mol铁离子。答案A解析根据金属活动顺序表，银的还原性较差，一旦失去电子777.把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3molNO2和0.2molNO，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，其物质的量之比为1∶3D.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶17.把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集78解析由于铁的物质的量为=0.4mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8mol（此时只产生Fe2+）和1.2mol（此时只产生Fe3+)之间，又产生0.3molNO2和0.2molNO，即反应过程中硝酸得到的电子数为0.3mol×（5-4）+0.2mol×(5-2)=0.9mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁守恒可得x+y=0.4,由得失电子守恒得3x+2y=0.9,解得x=0.1mol,y=0.3mol。答案C解析由于铁的物质的量为798.向含agHNO3的稀溶液中，加入bg铁粉充分反应全部溶解。已知有gHNO3被还原，则a∶b不可能是（）A.2∶1 B.3∶1 C.4∶1 D.9∶2

解析根据3Fe+8HNO3(稀）3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O①Fe+4HNO3(稀）Fe(NO3)3+NO↑+2H2O②当反应按①恰好完全进行时当反应按②恰好完全进行时因有gHNO3被还原，且bg铁粉全部溶解。故A8.向含agHNO3的稀溶液中，加入bg铁粉充分反应全809.某稀溶液中含有Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu（NO3）2、HNO3物质的量浓度之比为（）A.1∶1∶1 B.1∶3∶1C.3∶3∶8 D.1∶1∶49.某稀溶液中含有Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO81解析据氧化性由强到弱的顺序HNO3>Fe3+>Cu2+，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为：4HNO3（稀）+FeFe（NO3）3+NO↑+2H2O4mol1mol1mol2Fe（NO3）3+Fe3Fe（NO3）22mol1mol3molCu（NO3）2+FeFe（NO3）2+Cu1mol1mol1mol所以原溶液中，Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO3的物质的量之比为：（2mol-1mol）∶1mol∶4mol=1∶1∶4。答案D解析据氧化性由强到弱的顺序HNO3>Fe3+>Cu28210.粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol/L盐酸中，得溶液C；③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L（标准状况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。10.粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混83请回答：（1）①中引发铝热反应的实验操作是

，产物中的单质B是

。（2）②中所发生的各反应的化学方程式是

。（3）③中所发生的各反应的离子方程式是

。（4）若溶液D的体积仍视为0.15L，则该溶液中c(Mg2+)为

，c(Fe2+)为

。解析此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的容量，增强了试题的测试能力。（1）铝热反应是指单质Al和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要请回答：84较高的温度才能引发。在混合物中加少量KClO3并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3分解放出O2，进一步加剧Mg条的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,所以产物中单质B为Fe。（2）Fe2O3和MgO都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水。Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O;MgO+2HClMgCl2+H2O。（3）混合物中只有Fe2O3能和Al发生铝热反应，生成Fe单质。C溶液中有反应生成的FeCl3,还有未较高的温度才能引发。在混合物中加少量KClO3并插上Mg条，85反应的HCl。发生的离子反应为：Fe+2H+Fe2++H2↑;Fe+2Fe3+3Fe2+。（4）假设步骤②用去的20g固体中，MgO的物质的量为x，Fe2O3的物质的量为y，则40g/mol·x+160g/mol·y=20g。又由题干MgO与Fe2O3的物质的量相等知x=y,解得x=y=0.1mol。发生的反应有：MgO+2HClMgCl2+H2O;Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O。反应的HCl。发生的离子反应为：Fe+2H+86根据MgO~MgCl2的关系，溶液中MgCl2的浓度为：0.1mol÷0.15L=0.67mol/L。步骤④说明溶液中没有Fe3+,也就是溶质为FeCl2和MgCl2。根据Cl-不变的关系，可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于=0.45mol,所以，FeCl2的浓度为：=2.3mol/L根据MgO~MgCl2的关系，溶液中MgCl2的浓度87答案（1）加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃Fe(2)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O；MgO+2HClMgCl2+H2O(3)Fe+2H+Fe2++H2↑；Fe+2Fe3+3Fe2+(4)0.67mol/L2.3mol/L答案（1）加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃Fe88定时检测一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分)1.(2009·广东，10改编)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，锡青铜中的铜可对锡起保护作用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定时检测89解析锡青铜是合金，合金的熔点往往降低。锡和铜在一定条件下形成原电池，锡较活泼作负极对铜有保护作用，在潮湿环境中腐蚀加快，故B错，C正确；电化学腐蚀也是化学反应的过程。答案C解析锡青铜是合金，合金的熔点往往降低。锡和铜在一定条902.

北京2008奥运会金牌直径为70mm,厚6mm。某化学兴趣小组对金牌成分提出猜想：甲认为金牌是由纯金制造；乙认为金牌是由金银合金制成；丙认为金牌是由黄铜（铜锌合金）制成。为了验证他们的猜想，请你选择一种试剂来证明甲、乙、丙猜想的正误()A.硫酸铜溶液 B.稀硝酸C.盐酸 D.硝酸银溶液

解析

当金牌是纯金时遇到稀硝酸不溶解；当金牌是金银合金时遇到稀硝酸会部分溶解；当金牌是黄铜时遇到稀硝酸会全部溶解。B2.北京2008奥运会金牌直径为70mm,厚6mm。某913.

有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是()A.盐酸 B.烧碱溶液C.氨水 D.KSCＮ溶液

解析

将过量NaOH溶液分别加入上述几种溶液，无明显现象的是NaCl，生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是FeCl2，生成红褐色沉淀的是FeCl3，生成白色沉淀不溶解的是MgCl2，生成白色沉淀又溶解的是AlCl3，而氨水虽然能区分出NaCl、FeCl2、FeCl3，但不能将MgCl2与AlCl3区分开。B3.有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlC924.

下列实验中，金属或固体可以完全溶解的是()A.在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末B.镀锌铁皮加入足量的NaOH溶液中C.1mo