李千乐 金属元素(Fe、Cu)及其化合物(答案)

知人善教培养品质引发成长动力星火教育一对一辅导教案学生姓名李千乐性别男年级高二学科化学授课教师安志涛上课时间2015年7月30日第（8）次课共（40）次课课时：3课时教学课题金属元素（Fe、Cu）及其化合物教学目标1.了解金属在自然界的存在形式及物理性质；2.掌握金属的化学性质3.熟悉各物质之间的转换及简单计算。教学重点与难点重点：金属及其化合物的化学性质难点：化学式的书写教学过程金属元素（Fe、Cu）及其化合物知识梳理知识点一、铁的结构和性质1．铁的原子结构和物理性质(1)铁的原子结构特点铁位于元素周期表中的第四周期，第Ⅷ族。Fe的原子序数是26，其原子结构示意图为。铁为变价金属，通常显＋2和＋3价。(2)铁的物理性质纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔、沸点较高，纯铁的抗腐蚀性强，有较好的导电、导热、延展性。铁能被磁铁吸引。(3)铁的存在主要形式磁铁矿：Fe3O4、赤铁矿Fe2O32．铁的化学性质(1)铁与非金属的反应①铁和氯气的反应化学方程式：2Fe＋3Cl22FeCl3。②铁和氧气的反应化学方程式：3Fe＋2O2Fe3O4。③铁和其他非金属的反应2Fe＋3Br2===2FeBr3Fe＋SFeS(黑色固体)Fe＋I2FeI2。(2)铁与水蒸气的反应实验步骤：在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。观察现象。实验现象：红热的铁与水蒸气起反应，放出气体。用试管收集气体，将气体靠近火焰点火，能燃烧或发出爆鸣声。化学方程式：3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2。(3)铁与酸反应①铁与非氧化性酸(如稀H2SO4、HCl等)反应生成Fe2＋，放出H2。离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。②铁与氧化性酸(如稀HNO3)反应时，不放出H2。a．HNO3(稀)过量时生成Fe3＋Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。b．铁粉过量时生成Fe2＋3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(4)铁与盐溶液的反应①铁能与比它活动性弱的金属的盐溶液反应，置换出这种金属。Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。②铁能与FeCl3溶液反应生成FeCl2。离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。例1下列各物质中，不能由组成它的两种元素的单质直接化合而得到的是()A.FeSB.Fe3O4C.FeCl3D.FeCl2【解析】选D。铁和氯气反应生成氯化铁而不是氯化亚铁。例2在盛有氯化铜、氯化亚铁和氯化铁混合溶液的容器中加入铁粉和铜粉，讨论以下几种情况阳离子或金属单质存在：(1)反应后有铁剩余，则容器中还可能有__________。(2)反应后铜有剩余且有相当数量的Fe2＋，则容器中可能还存在__________。(3)反应后溶液中有相当数量的Cu2＋，则还可能有______________。(4)若反应后容器中除有相当数量的铜离子外，若还有相当数量的铜，则一定不存在的有______________；若有相当数量的Fe3＋存在，则一定不存在______________。【解析】本题考查氧化还原反应与铁的性质的综合运用。有关反应：①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，②Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，③2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。Fe2＋不参加反应。氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，还原性：Fe>Cu，如果反应中有一种物质过量，则另一种物质反应完。(1)铁过量，则Fe3＋，Cu2＋反应完了，铜以单质形式存在。(2)铜有剩余，则Fe3＋反应完了，有相当数量的Fe2＋存在，则可能Cu2＋存在。(3)溶液中有相当数量的Cu2＋，不存在铁。一定存在Fe2＋，可能存在铜或Fe3＋。(4)有Cu2＋，Cu存在，不存在：Fe，Fe3＋；若Fe3＋存在，则铁和铜一定不存在。【参考答案】(1)铜粉；(2)Cu2＋；(3)Cu或Fe3＋；(4)Fe，Fe3＋；Fe，Cu【点拨】本题中“Fe2＋”没有参加反应，所以无论哪种情况，它一定存在。“可能存在”指有两种情况并存：存在和不存在。解这类题，先写出相关的化学方程式，后根据氧化性或还原性强弱，确定发生反应的先后顺序，再根据题给条件，判断哪些物质反应完了，哪些物质存在。当一种物质过量时，与其反应的所有物质都视为完全反应了。另外，根据质量守恒定律，一种元素只有两个存在形式，一种形式不存在，另一种形式一定存在。如，铜离子不存在，则一定存在铜单质。例3在FeCl3和CuCl2的混合液中，加入过量的Fe粉，若充分反应后溶液的质量没有改变，则原混合溶液中Fe3＋和Cu2＋的物质的量之比为()A．14∶5B．5∶14C．7∶2D．2∶7【解析】选D设溶液中有FeCl3xmol、CuCl2ymol，发生的反应有：①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋Δm1＝28xgxmolmolmol②Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋CuΔm2＝8ygymolymolymolymolΔm1＝Δm2时符合题意，即28x＝8yx∶y＝2∶7例4.下列物质可用铁桶盛装的是()A.浓盐酸B.CuSO4C.0.5mol·L-1HNO3D.98%H2SO4【解析】选D。铁遇到浓硫酸(98%)发生钝化，所以可以用铁器盛放浓硫酸。铁和浓盐酸、硫酸铜和0.5mol·L-1稀硝酸均反应彻底。知识点二、铁的重要化合物1．铁的氧化物化学式Fe2O3Fe3O4FeO色态红棕色粉末黑色晶体黑色粉末俗称铁红磁性氧化铁--------价态+3+3、+2+2Fe与O的质量比21:921:821:6反应条件常温点燃高温2.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物理性质白色固体，不溶于水红棕色固体，不溶于水化学性质Fe(OH)2+2H+===4Fe(OH)2+O2+2H2O===Fe(OH)3+3H+===Fe(OH)3制法可溶性碱与亚铁盐溶液反应：可溶性碱与铁盐溶液反应：知识点三、Fe2＋与Fe3＋的比较知识点四、Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的三角转化①Fe→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，都会实现这种转化。②Fe2＋→Fe：比较活泼的金属(如Al、Zn)能从亚铁盐溶液中置换出铁。如：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe。③Fe→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。④Fe3＋→Fe：铁盐溶液与活泼的金属(K、Na、Ca除外)反应时，铁可被还原。如：2FeCl3＋3Zn(足量)===2Fe＋3ZnCl2。⑤Fe2＋→Fe3＋：亚铁盐与强氧化剂反应。如：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。⑥Fe3＋→Fe2＋：铁盐溶液与比较强的还原剂反应。如：Fe＋2FeCl3===3FeCl2。例5向某晶体的水溶液中加入Fe2＋的溶液后，无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现血红色，那么由此得出的下列结论，错误的是()A．该晶体中一定含有SCN－B．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性强C．Fe2＋被溴氧化为Fe3＋D．Fe2＋与SCN－不能形成血红色的化合物【解析】选B溴水可将Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe3＋遇SCN－生成血红色溶液，由反应2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，说明Br2的氧化性强于Fe3＋，B选项错误。【点拨】(1)Fe2＋的鉴别方法一：在被检验的溶液中，滴加KSCN溶液，无现象，再通入Cl2，若变成红色溶液，说明有Fe2＋存在(鉴别时不能先通氯气)。2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)。方法二：在被检验的溶液中加碱，产生白色沉淀，很快白色沉淀转变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋存在。Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(2)Fe3＋的鉴别方法一：加入NaOH等碱溶液，生成红褐色沉淀。Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)方法二：加入KSCN溶液，溶液变为红色。Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)例6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．①③B．③②C．③①D．①②③【解析】选C检验Fe3＋使用SCN－，检验Fe2＋时先加入SCN－，确认没有Fe3＋后加入新制氯水，若出现血红色，则证明含Fe2＋。例7某溶液中含有的溶质是FeBr2、FeI2，若向该溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加少量的KSCN溶液，结果溶液变为红色，则下列叙述中正确的是()①原溶液中Br-一定被氧化②通入氯气后原溶液中的Fe2+一定被氧化③不能确定通入氯气后的溶液中是否存在Fe2+④若取少量所得溶液，加入CCl4，静置，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，只产生白色沉淀，说明原溶液中Fe2+、Br-均被完全氧化A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④【解析】选B。还原性I->Fe2+>Br-，往含以上三种离子的溶液中通入Cl2，能得到Fe3+，故I-一定先被氧化成I2，Fe2+被氧化成Fe3+，但Br-不一定被氧化，①错误，②、③正确；若取少量所得的溶液，加入CCl4，静置，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，结果只产生白色沉淀，没有AgBr浅黄色沉淀，说明Br-(Fe2+)已完全被氧化，④正确。例8为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入()A.NaOH溶液B.铁片C.KSCN溶液D.石蕊溶液【解析】选C。Fe2+易被氧化为Fe3+，可用KSCN溶液检验是否存在Fe3+。知识点五、铜的化学性质铜位于金属活动性顺序表中氢原子之后，它属于不活泼金属，不能置换出酸或水中的氢。(1)铜露置于潮湿空气中，表面产生绿色的铜绿2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。(2)铜在空气中加热，表面变黑。2Cu＋O22CuO(黑)。红热的铜丝插入盛氯气的集气瓶中，产生棕黄色的烟。Cu＋Cl2CuCl2(棕黄色)。(4)红热的铜丝插入硫蒸气中，铜丝变黑。2Cu＋SCu2S(黑)。(5)在酒精灯外焰加热，铜丝则由红变黑，再将变黑的铜丝伸入酒精灯焰心，又由黑变红。外焰：2Cu＋O22CuO；内焰：C2H5OH＋CuOCH3CHO＋Cu＋H2O。(6)在棕黄色的三氯化铁溶液中加入少量铜粉，片刻后铜粉溶解消失，溶液变为浅绿色。2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(7)与盐溶液反应：2Ag＋＋Cu===2Ag＋Cu2＋。(8)铜与浓硫酸共热，铜溶解，溶液变蓝。Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(9)铜与浓硝酸混合，迅速发生反应，形成蓝色溶液，同时产生红棕色气体；铜与稀硝酸混合形成蓝色溶液，产生无色气体。Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(10)铜与热的稀硫酸混合，通入氧气，过一段时间，可观察到溶液变蓝，铜粉逐渐减少至消失。2Cu＋O2＋2H2SO4(浓)2CuSO4＋2H2O。知识点6．铜的化合物(1)氧化铜的性质：黑色不溶于水的固体。与酸的反应：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。将黑色氧化铜加热至800℃以上，变成红色粉末：4CuO2Cu2O＋O2↑。与还原性物质(H2、C、CO、NH3)反应：CuO＋H2Cu＋H2O；3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2。(2)Cu2O呈砖红色，可用于制红色玻璃，Cu2O本身较稳定，但在酸液中易发生歧化反应生成Cu和Cu2＋。(3)Cu(OH)2：蓝色固体，不溶于水。(4)可与酸反应：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。(5)受热易分解：Cu(OH)2CuO＋H2O。(6)有弱氧化性，新制的Cu(OH)2悬浊液能氧化醛基化合物，本身被还原为Cu2O，常用于醛基化合物的检验：CH3CHO＋2Cu(OH)2CH3COOH＋Cu2O＋2H2O。(7)制备：可溶性铜盐与强碱反应：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓(蓝色絮状沉淀)。例9孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物，实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：(1)溶液A的金属离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为________(填代号)，检验溶液A中Fe3＋的最佳试剂为________(填代号)。a．KMnO4b．(NH4)2Sc．H2O2d．KSCN(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、___________、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是_____________。(3)制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)____________(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列________装置回收(填代号)。欲测定溶液A中Fe2＋的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应______________，直到______________________________。用KMnO4标准溶液滴定时应选用__________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。【解析】(1)为使Fe2＋、Fe3＋同时沉淀，要加氧化剂将Fe2＋氧化而又不引入新杂质，选H2O2；检验Fe3＋选择SCN－。(2)从溶液中要析出晶体，采用冷却结晶法；过滤时要用到玻璃棒引流。(3)CaCl2溶液不能与CO2反应，加入碱能反应，但又不能引入杂质，应通入NH3(或先加入NH3·H2O)；氨气极易溶于水，要注意防倒吸，a装置广口瓶内的进气管长，容易倒吸，b装置中的倒置漏斗可以防倒吸。【参考答案】(1)cd(2)冷却结晶引流(3)NH3(或NH3·H2O)b(4)平视凹液面的最低处凹液面的最低处与刻度线相切酸式例10实验室用共沉淀法制备纳米级Fe3O4的流程如下：该方法的关键为促进晶粒形成，并控制晶体生长。试回答下列问题：(1)该反应原理的离子方程式可表示为：____________________________________。(2)反应温度需控制在50℃，其方法是________，温度偏低造成产量低的可能原因是___________________________________________________________。(3)在搅拌Ⅱ的过程中还需加入10mL正丙醇，其作用是______________________________________________。(4)黑色糊状物转移至烧杯中，用倾析法洗涤，检验洗净的操作是________________________________________________________________________________________________(5)由上述分析可知，影响纳米级Fe3O4粒径大小的因素有(写出一条即可)___________________________________________________________________________________________________________________。例11CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu2S两种黑色粉末的方法合理的是()A．将两种样品分别溶于硝酸，区别所产生的气体B．将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色C．取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的质量D．取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的颜色【解析】选CCuS和Cu2S都能溶于硝酸，产生相同的气体，溶液的颜色也相同，无法鉴别；高温灼烧时，残留固体的颜色也相同，所以从定性角度无法鉴别。但根据煅烧前后物质质量的变化是可以鉴别的，若质量与原样品质量相等，则为Cu2S，因为Cu2S＋2O22CuO＋SO2，固体质量不变，而CuS灼烧质量是变化的。【点拨】物质鉴别的方法：物理方法：①观察法，②嗅试法，③加热法，④水溶法，⑤焰色反应法，⑥辨味法，⑦辨重法，⑧开瓶观雾法。化学方法：①加热法，②点燃法，③指示剂法，④显色法(如无水硫酸铜遇水显蓝色)，⑤互滴法，⑥不同试剂两两混合法(又称简明列表法)等。例12氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，不溶于水、乙醇，熔点422℃，沸点1366℃，在空气中迅速被氧化成绿色，常用作有机合成工业中的催化剂。以粗盐水(含Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质)、Cu、稀硫酸、SO2等为原料合成CuCl的工艺如下：(1)反应Ⅰ中加Na2CO3溶液的作用是___________。(2)反应Ⅱ在电解条件下进行，电解时阳极发生的电极反应可表示为__________________________。(3)写出反应Ⅵ的化学方程式_________________________________________________________________________________。(4)反应Ⅳ加入的Cu必须过量，其目的是_______。(5)反应Ⅵ后，过滤得到CuCl沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀，在真空干燥机内于70℃干燥2小时，冷却，密封包装即得产品。于70℃真空干燥的目的是________________________________________。【解析】在本题的流程中，反应Ⅰ、Ⅱ为粗盐水的提纯，反应Ⅲ为电解食盐水，反应Ⅳ、Ⅵ为生成CuCl，反应Ⅴ是生成CuSO4溶液。反应Ⅳ中要注意铜必须过量，否则氯气和铜反应会生成CuCl2，由于CuCl在空气中迅速被氧化成绿色，所以在干燥的过程中要隔绝空气，适当的高温干燥可以加快乙醇和水的蒸发。知识点七、金属的冶炼1．金属材料：包括纯金属和合金。合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的熔点一般也比它的各成分金属的低。我国最早使用的合金是青铜，铜合金的种类很多，除青铜外，常见的还有黄铜和白铜。2．金属的冶炼金属的冶炼方法与金属活动性：金属的活动性影响该元素在自然界的存在形式。一般活泼的金属在自然界中以化合态存在，而活动性很差的金属则以游离态存在，如金以单质形式存在，采用物理方法富集冶炼。在以化合态存在的金属元素中，因活动性不同，采用冶炼方法也不同：(1)K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属：一般采用的是电解熔融盐或氧化物的方法冶炼。(2)Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等金属，一般采用还原剂(如CO、H2、C)等高温还原的方法冶炼，必要时再进一步精炼。(3)Hg、Ag等较不活泼的金属，一般采用高温分解相应的化合物的方法冶炼。(4)铝热法：当铝粉跟某些金属氧化物反应时，产生大量的热量，使被还原的金属在较高的温度下，呈熔融状态并跟形成的熔渣分离开来，从而获得较纯的金属，工业上常用这种方法冶炼难熔的金属，如钒、铬、锰等。由于生产条件的不同，同一种金属也可能有多种冶炼方法。3.金属的回收和资源保护：废旧金属的最好处理方法是回收利用，回收利用废旧金属的意义是节约矿物资源、减少环境污染、节约能源。大部分废金属可以重新制成金属及其化合物再用。实例：①从电解精炼铜的阳极泥中，可以回收金、银等贵重金属。②从定影液中可以回收提取金属银。③废旧钢铁可以用于炼钢，废铁屑可以制取绿矾。例13下列说法正确的是()A.青铜器时代、铁器时代均已远离我们几千年，铜、铁不再是重要的金属材料B.当代使用的铜和铁大都是经过物理方法获取的C.自然界中铁主要以磁铁矿、赤铁矿等化合态形式存在D.生铁的含碳量不如钢的高【解析】选C。铁与铜在当代仍然是重要的基础金属材料，A项不正确；当代使用的铁、铜一般是通过化学方法获取的，B项不正确；生铁的含碳量比钢高，D项错误。例14.我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜。孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2，这种冶炼铜的方法是()A.焦炭还原法B.湿法炼铜C.铝热还原法D.电解冶炼法【解析】选A。孔雀石受热发生分解反应生成了氧化铜、CO2和H2O，生成的氧化铜被混合物中的焦炭还原而生成了铜。例15.高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是()A.焦炭和一氧化碳都是还原剂B.采用富氧空气可以得到纯铁C.加石灰石的目的主要是为了得到CO2D.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿【解析】选A。高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，这些反应中焦炭和一氧化碳都是还原剂，A正确；采用富氧空气并不能得到纯铁，B不正确；加石灰石的目的主要是为了造渣，C不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，D不正确。例16生物炼铜实际上是微生物帮助我们从矿石中提取铜。这些“吃岩石的细菌”能利用空气中的氧气将不溶性的CuS转化成可溶性铜的化合物，该化合物是()A.碳酸铜B.硝酸铜C.硫酸铜D.氢氧化铜【解析】选C。从元素守恒与氧化还原的角度来分析，CuS和氧气反应，硫元素被氧化，且转化为可溶性的铜盐，所以该化合物为硫酸铜。例17下列物质在冶炼过程中，需加入还原剂的是()A.HgOB.Al2O3C.AgD.CuSO4【解析】选D。在冶炼金属的方法中，只有热还原法需要加入还原剂。这种方法适合冶炼金属活动性顺序表中间部分的金属如Fe、Cu，而后面的金属如Hg适合用热分解法，Ag在自然界中就以单质形式存在，前面的金属如Al适合用电解法。课后作业一、选择题1.位于规划区的一座大型钢铁厂搬迁后,附近居民将不再受到该厂产生的红棕色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物中可能含有()A.FeO粉尘B.碳粉尘C.Fe2O3粉尘D.Al2O3粉尘【解析】选C。氧化铁颜色为红棕色。氧化亚铁、碳粉尘为黑色,Al2O3粉尘为白色。2.将铁屑溶于过量的盐酸后再加入下列物质,会有三价铁生成的是()A.硫酸B.盐酸C.硝酸锌D.氯化铜【解析】选C。铁屑溶于过量盐酸后生成FeCl2,再加入硝酸锌则相当于溶液中有了硝酸,把二价铁离子氧化为三价铁离子。【易错提醒】硝酸根离子没有氢离子的时候没有强氧化性,但和氢离子共存时,相当于硝酸溶液,有强氧化性,能把亚铁离子氧化为三价铁离子。如果认识不到这点,本题易错选其他选项。3.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()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产生红色沉淀【解析】选C。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溶液变为红色溶液,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。4.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加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A.①③B.③②C.③①D.①②③【解析】选C。加入少量NH4SCN溶液,若溶液不变红,则说明溶液中不含Fe3+,溶液中若含有Fe2+,再加入氯水,溶液会变红。若用足量酸性KMnO4溶液,则酸性KMnO4溶液本身显紫色,难以观察现象。【方法规律】离子检验的基本原则(1)“先取样,后操作”,如果待检物是固体,则应先将其溶解后再取样检验;(2)对几种待测离子要进行并列实验时,每进行一次实验,都要另取新溶液,避免已加试剂的干扰;如果进行连续实验时,要注意每一次用的试剂是另取原溶液还是接着上次的;(3)用一种试剂鉴别多种物质时,所选用的试剂必须能和被鉴别物质的大多数反应,且能产生不同的实验现象;(4)“先现象,后结论”,不能把要检验的离子当作已知物来叙述实验现象。5.(双选)能正确表示下列反应的离子方程式的是()A.将铜屑加入Fe3+溶液中:2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+====3Fe3++4H2OC.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:3Fe2++NQUOTE+4H+====3Fe3++NO↑+2H2OD.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+====2Fe3++3H2↑【解析】选A、C。B错误,电荷不守恒,Fe3O4中Fe有两种价态,正确的离子方程式应该为Fe3O4+8H+====2Fe3++Fe2++4H2O;D错误,不符合客观实际,反应后只能生成Fe2+和H2。6.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶,再加入下列物质:①FeCl3②Fe2O3③Cu(NO3)2④KNO3,铜粉溶解的是()A.只有①或②B.只有②或④C.只有①或②或③D.上述四种物质中任意一种【解析】选D。Cu与Fe3+作用:2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+,Fe2O3与稀硫酸反应生成Fe3+,故①、②能使铜粉溶解。H+、NQUOTE具有强氧化性,能使铜粉溶解,故③、④能使铜粉溶解。7.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是()A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+【解析】选D。加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性,若有Fe3+,则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色,所以不可能存在,而Mg(OH)2是白色,有可能存在。8.用毛笔蘸取少量30%FeCl3溶液在铜片上画一个“Cu”字,放置片刻,用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中,下列说法正确的是()A.烧杯中的溶液呈棕黄色B.铜片无任何变化[来源:Zxxk.Com]C.铜片上有凹陷的“Cu”字D.发生了反应:Fe3++Cu====Cu2++Fe2+【解析】选C。Cu与FeCl3发生反应:2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2,因此可以看到画上的“Cu”字,且生成的Cu2+使溶液显蓝色。二、非选择题9.在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:Ⅰ:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液;Ⅱ:向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。回答下列问题:(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为

。(2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是,分离得到固体的主要成分是,从固体中分离出铜需采用的方法是

。(3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为。【解析】(2)过程Ⅰ是铁置换出铜,铁过量,固体为铁与铜的混合物,再分离铜应加入盐酸;(3)过程Ⅱ是亚铁离子生成Fe(OH)2,鼓入空气转化成为Fe(OH)3。答案:(1)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+(2)回收铜Cu和Fe加盐酸反应后过滤(3)FeCl2+Ca(OH)2====Fe(OH)2↓+CaCl2,4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3【能力提升训练】一、选择题1.下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是()①金属钠在纯氧中燃烧②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液④无水硫酸铜放入医用酒精中A.②③①④B.③②①④C.③①②④D.①②③④【解析】选B。①金属钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的过氧化钠;②FeSO4溶液和NaOH溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀,然后迅速被氧化为红褐色物质氢氧化铁;③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,发生络合反应,溶液呈红色;④无水硫酸铜放入医用酒精中,医用酒精中含有水,溶液变蓝,故其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列依次是③②①④。2.FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是()A.加入KSCN溶液变红色B.溶液中一定含Fe2+C.溶液中一定含Cu2+D.剩余固体中一定含Cu【解析】选A、C。①当固体为铁、铜时,溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu,反应的方程式为:2FeCl3+Fe====3FeCl2、CuCl2+Fe====Cu+FeCl2,所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+,一定含有Fe2+;②当固体为铜时,溶液中一定没有Fe3+,Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+。3.(双选)下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的是()ABCDXFeCl2溶液[来源:学.科.网Z.X.X.K]FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZFeFeNaOH溶液BaCl2溶液【解析】选A、C。A