2012届高考化学知识点导学案复习22

第8讲：铁、铜及其化合物【内容与解析】本节课要复习的内容是了解金属铁及其化合物的主要性质及应用。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【教学目标与解析】1．教学目标(1)铁的原子结构特点(2)铁的物理性质（2）．铁的化学性质2．目标解析(1)铁的原子结构特点就是指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)铁的物理性质就是指：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。（2）．铁的化学性质就是指：(1)铁与非金属的反应(2)铁与水蒸气的反应(3)铁与酸反应(4)铁与盐溶液的反应【问题诊断分析】本节的复习学习是高中知识的重要组成部分，本节中难在铁的两性上，再就是铁热反应与铁的计算问题。其重点是化学方程式与离子方程式的书写。【复习过程】自主复习一、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。2．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铁和氧气的反应实验步骤：把细铁丝在火柴杆上盘成螺旋状，点燃火柴，然后迅速伸入盛有O2的集气瓶中，观察现象。实验现象：铁丝在O2中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质。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或石棉绒的混合物，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。实验结论：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋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＋。二、铁的重要化合物1．铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4名称氧化亚铁氧化铁(俗名铁红)四氧化三铁(俗名磁性氧化铁)铁的价态＋2＋3＋2、＋3颜色和状态黑色固体红棕色固体黑色晶体类别碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物与还原剂的反应(如H2、CO、Al)H2＋FeOFe＋H2O3CO＋Fe2O32Fe＋3CO28Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe与酸(H＋)的反应FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O2.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＋=Fe2＋＋2H2O4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O制法可溶性碱与亚铁盐溶液反应Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓3.Fe2＋和Fe3＋的相互转化及Fe3＋的检验比较Fe2＋Fe3＋颜色浅绿色棕黄色主要化学性质还原性：Fe2＋Fe3＋与碱反应：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓水解性：水溶液显酸性氧化性：Fe3还原剂还原剂与碱反应：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓水解性：水溶液显酸性检验方法(1)加KSCN溶液不变色，再加氯水溶液变红色(2)加碱反应产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色遇含SCN－的溶液显红色，与碱反应生成红褐色沉淀保存方法加Fe防止氧化，密封无特殊要求溶液配制加酸防变浑浊，加Fe防止氧化加酸防止变浑浊转化关系三、铜及其化合物1．铜的物理性质紫红色固体，符合金属的通性，具有导电性、导热性和延展性。2．铜的化学性质铜在金属活动性顺序表中排在H后，活动性较弱，不能从酸中置换H。但能与非金属发生反应，一定条件下也能与强氧化性酸反应。铜的化学性质简表铜的性质化学方程式及有关反应现象与O2反应2Cu＋O22CuO；表面变黑与S反应2Cu＋SCu2S；剧烈燃烧，铜丝红热，生成黑色物质与Cl2反应Cu＋Cl2CuCl2；剧烈燃烧，产生棕色烟生成铜锈2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3；生成绿色固体与浓H2SO4反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；Cu溶解，溶液变黑，有刺激性气味气体生成，反应液加水稀释呈蓝色与HNO3反应Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；Cu溶解，生成蓝绿色溶液与Fe3＋溶液反应2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋；棕黄色溶液转化为绿色3.铜的化合物(1)氧化物物质性质Cu2OCuOCu的化合价＋1＋2对应的水化物CuOHCu(OH)2物理性质红色粉末、不溶于水黑色粉末、不溶于水主要化学性质Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2OCu2O＋H22Cu＋H2OCuO＋2H＋=Cu2＋＋H2OCuO＋H2Cu＋H2O(2)氢氧化铜和硫酸铜①Cu(OH)2：蓝色固体，难溶于水，是一种弱碱，与强酸反应的离子方程式：Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O。②CuSO4：其无水盐为白色粉末，遇少量水时转化成蓝色晶体，化学式为CuSO4·5H2O，俗名胆矾。CuSO4和CuSO4·5H2O均易溶于水，在水溶液中，Cu2＋呈现蓝色。网络构建1.铁及其重要化合物的转化关系2．铜及其化合物的转化关系CuClCuCl2CuCuOCU(OH)2Cu2OCuSO4CuSO4·5H2O热点典例突破热点考向1.以铁及其化合物为载体考查基本概念、理论。2．与实验推断相结合考查Fe(OH)2的制备、Fe2＋与Fe3＋的检验等知识。3．以铁元素的转化关系考查化学方程式的计算。热点探究热点1铁及其化合物的相互转化铁是常见的还原剂，在参与化学反应时，一般可失去2e－或3e－而变成Fe2＋或Fe3＋。铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂(如S、H＋、Cu2＋、I2等)时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成＋2价铁的化合物，当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成＋3价铁的化合物，Fe、Fe2＋、Fe3＋形成三角关系：Fe→Fe3＋和Fe2＋→Fe3＋需要较强的氧化剂。如O2、Cl2、HNO3(浓、稀)、H2SO4(浓)、KMnO4(H＋)溶液等。2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3；2FeCl2＋Cl2=2FeCl3。(2)Fe→Fe2＋需要较弱的氧化剂，如S、Cu2＋(CuSO4)、H＋(稀H2SO4、盐酸)等。Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu；Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Fe＋SFeS；Fe＋I2FeI2(3)Fe2＋→Fe，在金属活动性顺序表中排在Fe前的金属，如Zn、Al等，可以将Fe2＋还原成Fe。Zn＋FeSO4=ZnSO4＋Fe注意：K、Ca、Na等活泼金属，由于它们在水溶液中先跟水反应，所以不能作为还原剂来完成Fe2＋→Fe的转化。(4)Fe3＋→Fe2＋需要较强的还原剂。如Fe、Zn、H2S(S2－)、KI(I－)、Na2SO3(SOeq\o\al(2－,3))等，Cu虽不是强还原剂，但因Fe3＋具有较强的氧化性，可被Cu还原成Fe2＋。Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2；H2S＋2FeCl3=2FeCl2＋S↓＋2HCl；2KI＋2FeCl3=2FeCl2＋I2＋2KCl。(5)Fe3＋→Fe常发生在金属的热还原反应中。如高温下用CO还原铁矿石中的铁。Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2铝热反应也是这种转化的实例。如：Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe。【例1】下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是()①过量的Fe与Cl2加热时发生反应；②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3；③Fe与过量的S加热时发生反应；④Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸；⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。A．只有①②⑤B．只有②④C．只有①②④D．只有②③④[解析]明确哪些氧化剂能将Fe2＋氧化为Fe3＋，以及哪些还原剂能将Fe3＋还原为Fe2＋是正确解题的关键。Fe2＋、Fe3＋常见的相互转化关系归纳如下：①中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀H2SO4反应只能生成Fe2＋，但要注意，由于稀H2SO4过量，加入KNO3后，H＋、NOeq\o\al(－,3)能将Fe2＋氧化成Fe3＋。③S的氧化性不强，与Fe发生反应只能生成FeS。④H＋和NOeq\o\al(－,3)会将Fe2＋氧化为Fe3＋。⑤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]C变式1根据下列框图回答问题(答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示)：(1)写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式：______________________________________。(2)某同学取X的溶液，酸化后加入KI—淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式：__________________________，____________________________。(3)写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式：__________________________________________。(4)将M、E、ECl3溶液、ECl2溶液、MCl2溶液混合于某容器中充分反应(容器不参与反应)，试判断下列情况下容器中存在的金属离子和金属单质。①若E有剩余，则容器中不可能有________。②若MCl2有剩余，则容器中还可能有________，一定有________。解析：M为红色金属，与酸反应生成蓝色溶液，推知M为Cu。由Y中加KSCN得红色溶液，确定Y中含有Fe3＋，从而确定E为Fe。M为Cu，X为FeSO4，Y为Fe2(SO4)3，Z为Fe(OH)3，K2EO4为K2FeO4。(2)FeSO4溶液酸化后加入KI－淀粉溶液变蓝色，说明有I2生成。其变化过程中相关离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O,2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2。(4)该题属物质共存问题，解答该题应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质，就不可能(大量)共存。该题涉及的反应有：2FeCl3＋Fe=3FeCl2①Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu②2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2③①若铁粉有剩余，则容器中就不可能有Fe3＋、Cu2＋，因为它们能发生上述①②反应；②若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe3＋或Cu，一定有Fe2＋。答案：(1)Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O(2)4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2(3)10KOH＋3Cl2＋2Fe(OH)3=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O(4)①Fe3＋、Cu2＋②Fe3＋或CuFe2＋热点2铁的氢氧化物的制备Fe(OH)2沉淀的制备1．碱液沉淀法(1)操作：将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐溶液(或FeSO4溶液)的液面下，缓慢挤出NaOH溶液。(2)原理：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓。(3)改进方法：为了防止Fe(OH)2被O2氧化，在制备Fe(OH)2时可采取如下改进措施：①微热FeSO4溶液、煮沸NaOH溶液(除去溶解的O2)、滴加植物油或苯(隔绝空气)等。②在FeSO4溶液中通入N2或CO2赶出装置中的O2。③在FeSO4溶液中不断通入H2形成还原性氛围。2．电解法以铁棒作阳极，石墨作阴极，用NaOH溶液或NaCl溶液作电解质溶液进行电解。如下图原理：阳极：Fe－2e－=Fe2＋阴极：2H＋＋2e－=H2↑Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓为了加速电解，可增大电源电压、缩短两极间距离或增大离子浓度。【例2】下面是制备Fe(OH)2白色沉淀的几种方案，请回答下列各问题：(1)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____________________________________________________(2)在如图所示的装置中，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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。①a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③d为苯，其作用是____________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？______________________________。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________________________________________________________________________。[解析](1)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＋，气体的溶解度随着温度升高而降低，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。(2)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应放在试管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，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O2的氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。(3)电解时阳极反应Fe－2e－=Fe2＋，阴极反应2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，或电解质溶液能直接提供OH－，Fe2＋与OH－发生反应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，选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀(大约在电解池中部)；当反接电源后，阳极反应4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。[答案](1)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(2)①稀H2SO4和铁屑②NaOH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(3)①FeFe－2e－=Fe2＋②BC③隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化加热煮沸，排出溶解的O2④BC⑤白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色变式2有人设计了如图制备氢氧化亚铁的改进实验：(1)按图所示组装仪器；向一支小的具支试管中加入2mL左右稀盐酸，再加入2mL左右的煤油；玻璃管下端粘住钠粒(用滤纸吸干表面煤油，切去氧化层)。(2)将铁丝浸入盐酸，反应放出氢气，待试管内空气排尽后，向上提拉铁丝，使铁丝脱离液面。并关闭弹簧夹；用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中。请回答下列问题：(1)写出该实验中发生反应的化学方程式：_______________________________________________。(2)如何检验试管内空气已排尽(回答具体操作)?_____________________________________。(3)捣入钠粒后，预测具支试管中的现象：___________________________________。(4)已知钠粒的质量约0.05g，现实验室有以下两种不同浓度的盐酸，你选择(填A或B)__________。A．1.1mol/LB．10mol/L答案：(1)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，2Na＋2H2O＋FeCl2=Fe(OH)2↓＋2NaCl＋H2↑(也可写成3个：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，2NaOH＋FeCl2=Fe(OH)2↓＋2NaCl)(2)在具支试管的出口处用向下排空气法收集满一试管气体，用拇指堵住管口，移向酒精灯火焰，松开拇指，若听到“噗”的一声，则说明空气已排尽(3)钠不停地上下移动，并有气泡产生，很快有白色沉淀出现(答其他现象如：熔化成闪亮的小球，在煤油与界面间上下移动，钠粒最后消失等的不扣分)(4)A(估算，B选项中盐酸的量太大，溶液呈酸性，不能生成氢氧化亚铁，也不符合节约药品的原则)热点3Fe2＋、Fe3＋的检验鉴别方法Fe2＋Fe3＋直接观色浅绿色棕黄色利用显色反应与KSCN溶液不显红色显红色与苯酚不显紫色显紫色利用Fe3＋的氧化性与铜片无现象Cu溶解，溶液变为蓝绿色与KI淀粉溶液无现象溶液变蓝利用Fe2＋的还原性与溴水溴水褪色无现象与KMnO4(H＋)紫色褪去无现象利用沉淀反应Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓沉淀颜色：白色→灰绿色→红褐色Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓红褐色沉淀【例3】张老师做了一个如图所示实验，发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色，若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeCl2溶液，溶液显红色，判断下列说法正确的是()A．该条件下生成的水分子化学性质比较活泼B．该条件下H2被冷却为液态氢，液氢的水溶液具有还原性C．该条件下H2燃烧生成了只具有氧化性的物质D．该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2[解析]生成的物质既可使KMnO4(H＋)褪色，又可将Fe2＋氧化为Fe3＋，则既有氧化性又有还原性。[答案]D变式3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KSCN溶液。A．①③B．③②C．③①D．①②③解析：KMnO4能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫色，使溶液显色不易观察。答案：C热点4铜及其化合物1.铜是第29号元素，位于周期表中第四周期、第ⅠB族，最外层有1个e－，常见化合价为＋1和＋2价。2．铜的物理性质：红色，有金属光泽，密度8.92g/cm3，导电、导热性、延展性良好，焰色反应呈绿色。3．铜的化学性质：铜是一种较不活泼的金属。(1)与非金属单质反应①铜在常温下不和干燥空气反应，加热时发生氧化，在潮湿空气中可锈蚀。2Cu＋O22CuO(黑色)用此反应可除去混在氢气、一氧化碳中的少量O2。2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3(绿色)。②Cu＋Cl2CuCl2(棕黄色)2Cu＋SCu2S(黑色)。(2)与酸的反应①与稀盐酸、稀H2SO4溶液不反应。②与强氧化性酸反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)与盐溶液反应Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2AgCu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋(印刷电路板反应原理)(4)作催化剂：铜能催化醇氧化为醛或酮的反应，如2CH3CH2OH＋O2△Cu或Ag2CH3△Cu或Ag实际反应过程为2Cu＋O22CuOCH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋H2O＋Cu4．铜的化合物(1)氧化物①CuO是不溶于水的碱性氧化物，具有较强氧化性，在加热时能被CO、H2、C等还原，可与酸反应。CuO＋H2Cu＋H2O2CuO＋C2Cu＋CO2↑CuO＋COCu＋CO2CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O②Cu2O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＋。(2)Cu(OH)2：蓝色固体，不稳定，常温或稍加热即分解生成黑色CuO。Cu(OH)2的悬浊液用来检验醛基的存在和多羟基化合物的存在，如含醛基化合物遇Cu(OH)2悬浊液时(加热)可生成红色沉淀(Cu2O)，多羟基化合物遇Cu(OH)2悬浊液时，则变为绛蓝色溶液。Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2OCu(OH)2CuO＋H2OCH3CHO＋2Cu(OH)2CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O(3)CuSO4：白色粉末，有吸水性，吸水后由白色粉末变为蓝色晶体。利用这一性质常用于检验反应生成物中是否有水，也可用作干燥剂。CuSO4＋5H2O=CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O：蓝色晶体，俗称胆矾、蓝矾。胆矾受热可失去结晶水变成白色粉末，过热时，CuSO4会进一步分解出CuO。CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O(4)Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)：铜锈的主要成分，为绿色(俗称铜绿)。(5)可溶性铜盐能与H2S或S2－反应生成黑色的CuS沉淀，它难溶于强酸，常用于Cu2＋的检验。【例4】铜在自然界存在于多种矿石中，如：矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3·Cu(OH)2请回答下列问题：(1)上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是__________。(2)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，反应的氧化剂是__________。(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是_________________________________________；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称______________________________。(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：______________________________________________________________________。(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是__________。(填字母)选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ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Ⅰ对；Ⅱ对；有B铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸Ⅰ对；Ⅱ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Ⅰ对；Ⅱ对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂Ⅰ错；Ⅱ对；无[解析](1)根据矿石的主要成分分析可知：每1molCu中含有的其他元素的质量Cu2S中最小，因此Cu2S中铜的质量分数最高。(2)根据反应方程式：，可知Cu2O和Cu2S都作氧化剂。(3)SO2排放到大气中会造成酸雨，处理该尾气可得到有价值的化学品：H2SO4或Na2SO4。(4)粗铜的精炼中，应将粗铜与电源的正极相连作阳极，而将纯铜与电源的负极相连作阴极，用铜盐CuSO4、CuCl2等盐溶液作电解质溶液。(5)铜绿的成分为Cu2(OH)2CO3，能与盐酸发生反应而除去，而Cu和盐酸不反应，A正确；铜在常温下和浓H2SO4不反应，因此B中前后无因果关系，B错误；在潮湿的空气中铁和铜形成原电池，铁作负极，铜作正极，铁易生锈，因此C也不正确；CuSO4·5H2O晶体转化为CuSO4白色粉末是化学变化，CuSO4为重金属盐，可以使蛋白质变性，因此可以作为消毒剂，因此D正确。[答案](1)Cu2S(2)Cu2S和Cu2O(3)形成酸雨，会对植物和建筑物等造成严重危害硫酸、硫酸钠(4)以硫酸铜—硫酸溶液为电解液。电解时，粗铜(阳极)中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，不如铜活泼的金属沉入电解槽形成“阳极泥”；溶液中的Cu2＋得到电子沉积在纯铜(阴极)上(5)AD变式4某红色固体的成分可能是氧化亚铜、铜或三氧化二铁中的一种或几种。某学校化学研究小组欲探究该红色固体的成分。请你参与该活动，并完成相关实验设计。查资料知道，氧化亚铜是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成铜和硫酸铜，在空气中加热生成氧化铜。(1)甲同学认为，取少量固体，加入足量稀硫酸，充分搅拌后，取该溶液少量，置于一洁净的试管中，滴加硫氰化钾溶液，如溶液不变红色，证明原固体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(不需写出反应的化学方程式)：______________________________________________。(2)乙同学认为，取少量固体溶于稀硫酸，若固体全部溶解，就说明一定没有铜和氧化亚铜。这种说法不合理。在此实验过程中，可能发生如下反应(用离子方程式表示)：__________________________________________。(3)丙同学经分析确知该固体的成分是氧化亚铜和铜。他想通过实验测定两种物质的质量分数。请你帮他设计一个实验方案，写出实验涉及到反应的化学方程式；以a、b、c……代表实验测出的相应数据，写出氧化亚铜的质量分数的表达式。化学方程式：____________________。氧化亚铜的质量分数的表达式：__________。答案：(1)不合理因为Fe3＋能与Cu反应转化为Fe2＋，Fe2＋与SCN－不反应，2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(2)Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O,2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(3)a、b分别为反应前后固体的总质量方案一：Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2Oω%＝[9(a－b)/5a]×方案二：Cu2O＋H22Cu＋H2Oω%＝[9(a－b)/a]×100%方案三：2Cu2O＋O24CuO2Cu＋O22CuOω%＝[(45a－36b)/5a]方法规律技巧铁与硝酸反应的计算①Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；②3Fe(过量)＋8HNO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。1．当eq\f(n(Fe),n(HNO3))≤eq\f(1,4)，按反应①进行；当eq\f(n(Fe),n(HNO3))≥eq\f(3,8)，按反应②进行；当eq\f(3,8)>eq\f(n(Fe),n(HNO3))>eq\f(1,4)，则①②两反应都发生。2．上述反应可以认为先发生反应①，若Fe有剩余则发生2Fe(NO3)3＋Fe=3Fe(NO3)2③；合并①③即可得反应②，所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的eq\f(1,4)。【考例】向含agHNO3的稀溶液中，加入bg铁粉充分反应全部溶解。已知有eq\f(a,4)gHNO3被还原，则a：b不可能是()A．2：1B．3：1C．4：1D．9：2[解析]因为有eq\f(a,4)gHNO3被还原，即可知HNO3全部参加反应，