2017年高考化学一轮复习 专题3.4 铁、铜及其化合物（讲）（含解析）

1、专利文献3.4铁元素、铜及其化合物1 .掌握铁元素及其化合物的物理、化学性质和应用。2 .掌握fe2、Fe3的相互转换，可以鉴别溶液中的fe2、Fe3。掌握Fe(OH)2、FeCl3的制造方法。4 .了解铜及其重要化合物的主要性质及其应用一、铁元素及其化合物1、铁元素的存在2、铁元素的性质(1)物理性质纯铁元素具有金属的共性，如银白色金属的光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有被吸铁石吸引的特性，纯铁元素具有较强的耐腐蚀性。(2)化学性质：铁元素是一种比较活泼的金属，具有较强的还原性，发生化学反应可以生成2，3种价态的化合物。以下变化用化学方程式或络离子方程式表示铁Fe H2O(g)3Fe

2、 4H2O(g)Fe3O4 4H2fe-3、铁元素氧化物的比较化学式二氧化碳二氧化碳Fe3O4型火箭俗称红铁元素磁性氧化铁元素色彩状态黑色粉末红褐色粉末黑色晶体定价状态231/3加2价、2/3加3价水溶性不会融化不会融化不会融化与酸的反应FeO 2H=Fe2 H2O遇到氧化性酸生成Fe3盐Fe2O3 6H=2Fe3 3H2OFe3O4 8H=Fe2 2Fe3 4H2O与二氧化碳反应高温FexOy yCO=xFe yCO2四、Fe2和Fe3的比较二级方程式Fe3颜色水合离子浅绿色褐色氧化还原性有氧化性和还原性只有氧化性可水解作用性Fe2 2H2OFe(OH)2 2HFe3 3H2OFe(OH)3

3、 3H与碱的反应我是fe22oh-=fe(oh)2。我是fe33oh-=fe(oh)3。五、Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较化学式二号元素三号元素色彩状态白色固体红褐色固体与盐酸反应二二h=二二h2oFe33 h=Fe33 h2o热裂化2Fe(OH)3Fe2O3 3H2O制法可溶性第一铁元素盐与碱溶液反应Fe2 2OH-=Fe(OH)2可溶性铁元素盐与碱溶液反应我是fe3 3oh-=fe(oh)3。两者的关系在空气中，Fe(OH)2非常迅速地被氧氧化为Fe(OH)3，现象是白色的棉状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4fe(oh)2 o2 2h2o=4fe【典型例题1】铁元素

4、屑溶解于过剩的稀硫酸中，在过滤后的滤液中加入过剩的试剂氨水，产生白色沉淀，进行过滤，在空气中加热沉淀直至品质不变，得到红褐色残渣，上述沉淀和残渣分别为()A.Fe(OH)3 Fe2O3 B.Fe(OH)2 Fe2O3C.Fe(OH)2 Fe(OH)3 D.Fe(OH)2 Fe3O4【答案】b【解析】铁元素生成稀硫酸和FeSO4，进一步与过剩的试剂氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素元素体氧化为3，最后得到的红褐色残渣为Fe2O3。【注释】铁元素为变价金属，在反应过程中必须注意价格状态。 与稀硫酸反应，作为弱酸剂生成2价铁元素，加入试剂氨水生成氢氧化亚铁元素，在

5、加热中氧化，最后脱水。【迁移训练1】以下的物质反应的话一定会生成3价的铁元素的是()过剩的Fe在Cl2加热时反应Fe与过剩的稀薄H2SO4反应后，在其中加入KNO3Fe在过度的s加热时反应在Fe(NO3)2溶液中加入少量盐酸Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸A. B. C. D.【回答】d试验点：研究铁元素及其化合物的性质二、铜及其化合物1、单质铜(1)物性：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质与图中的反应有关的化学方程式或络离子方程式：化学方程式：2Cu O2 CO2 H2O=Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。化学方程式：2Cu SCu2S。氧化性酸和与浓硫酸的共热：

6、 Cu 2H2SO4(浓) CuSO4 SO2 2H2O；与稀硝酸反应的络离子方程式： 3Cu 8H 2NO=3Cu2 2NO 4H2O。与盐溶液反应(写出络离子方程式)硝酸银溶液： Cu 2Ag=2Ag Cu2；FeCl3溶液： Cu 2Fe3=2Fe2 Cu2。2 .氧化铜和氧化亚铜名字氧化铜氧化亚铜颜色黑色红板砖与酸反应(h )CuO 2H=Cu2 H2OCu2O 2H=Cu2 Cu H2O与H2反应CuO H2Cu H2OCu2O H22Cu H2O改变关系4CuO2Cu2O O23、氢氧化铜(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。(2)化学性质和应用四、CuSO45H2OCuSO45H2

7、O是蓝色晶体，通称矾土、矾土。 无水CuSO4是白色粉末，当水变蓝(生成CuSO45H2O )时，成为水的检查依据。【典型例题2】【2016年福建省福州市永泰县城关中学三前期期】在稀硫酸溶液中添加铜粉也不反应，添加以下任意一种物质的话铜粉就能够溶解.满足这个条件的物质是()美国足球甲级联赛第三名【答案】b铜虽然是惰性的金属，但也能与硝酸等强氧化性物质反应，必须熟练掌握铜及其化合物的性质。【迁移训练2】【河北衡水中学2016次第二次月考】下表中，陈述I，ii的精准性和因果关系的有无的判断正确的是()【回答】d【解析】问题分析： a .铜绿与稀盐酸反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3 4HCl

8、=2CuCl2 3H2O CO2，陈述、有因果关系，a是错误的。 b .铜表面难以形成致密的氧化膜，常温下铜和浓硫酸不发生反应，铜器可以加入浓硫酸，I、ii没有因果关系，b说是错误的。 c .硫酸铜能够与试剂氨水反应生成Cu(OH)2，Cu(OH)2能够热裂化生成黑色氧化铜，铜在加热条件下与氧反应生成黑色氧化铜，I、ii无因果关系，说明c是错误的。 d .硫酸铜结晶热裂化而生成的白色硫酸铜粉末为化学变化，叙述了I错误。 铜盐是重金属盐，只要能使蛋白质变性，就可以作为池的消毒剂使用，陈述正确，陈述、无因果关系，d正确。 答案是选择d。试验点：了解常见物质的性质和应用试验点1 :铁元素的变化以及F

9、e2、Fe3的性质、检查1 .铁元素和硝酸的反应一是明确哪一种物质过剩，二是根据两种物质的量分析进行化学基判断，根据反应方程式。HNO3过剩量： Fe 4HNO3=Fe(NO3)3 NO 2H2O，如果Fe过剩： Fe 2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，两者合计的总方程式：3fe 8hno3=3fe(no3)2 2no 4h2o可以用数轴表示。解题要注意量的范围。即，生成物仅为Fe(NO3)3，HNO3有可能存在剩馀。，产物只有Fe(NO3)2，可能留有Fe。生成物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，Fe和HNO3都完全反应。二、二、三价铁元素的化学性质(1)Fe2的氧化性和还原性Fe

10、2处于铁元素的中间价状态，具有氧化性和还原性。 在中学阶段与Fe2接触的氧化还原反应中，其主要表现还原性，例如Fe2表现出Br2、Cl2、H2O2、NO(H )等表现还原性。(2)Fe3的氧化性Fe3处于铁元素的高价状态，显示出强的氧化性，例如能够氧化Fe、Cu、HI、H2S等。(3)Fe2和Fe3的相互转换用络离子方程实现以下变换： Fe2 Fe32Fe2 Cl2=2Fe3 2Cl-；3 Fe24 h否=3Fe32 h2o否。2Fe3 Fe=3Fe2；Cu 2Fe3=Cu2 2Fe2。三、二铁元素和三价铁元素的检验(1)溶液的颜色含有Fe2的溶液呈淡绿色含有Fe3的溶液呈黄色(用KSCN溶液

11、和氯元素水过程：溶液相关反应： Fe3 3SCN-Fe(SCN)3(血红色)2Fe2 Cl2=2Fe3 2Cl-(使用NaOH溶液过程：溶液相关反应： Fe3 3OH-=Fe(OH)3(红褐色沉淀)Fe2 2OH-=Fe(OH)2(白色沉淀)2 o2h2o=4Fe (oh ) 3【典型例题3】在氯化第二铁元素溶液中加入一定量的铁元素粉，使其完全反应后，得到的溶液中的Fe2和Fe3的物质的量浓度之比为12。 反应的Fe3和未反应的Fe3的物质的量之比()A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.2:3【答案】c试验点：调查Fe元素体的各价态的化合物的订正计算的知识。本内容近年来，主要调查了铁元素及

12、其化合物的转化关系，Fe2、Fe3的还原性、氧化性、Fe3和Fe2的检查等是试验的重点，应该把握各种价格状态时的性质。【移动训练3】【2016次山东枣庄八中下2月教学质量调查】将铜和氧化铁元素的混合物溶于一盏茶的稀盐酸中，在得到的溶液中滴加2滴KSCN溶液后出现红色。 以下说法错误的是()a .容器中有可能存在固体残渣b .得到的溶液中必定存在Fe2c .反应过程中水的电离度为d .再加入铜时，溶液的红色逐渐后退【答案】a试验点：调查了铁元素及其化合物性质的分析应用相关知识。试验点2 :铁元素三角和应用1、“铁元素三角”变换关系(指Zn .Al .CO. H2.等还原剂。fecl2zn=znc

13、l2fe3fecl22al=2全球33fe二氧化碳二氧化碳h 2二氧化碳(2)是指H . S. I2. Cu2 . Fe3.等氧化剂。Fe 2H=Fe2 H2 Fe SFeS Fe I2FeI2Fe Cu2=Fe2 Cu Fe 2Fe3=3Fe2(3)(5)是指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂。2 Fe2cl2=2fe32cl-2 Fe2br2=2fe32br -4 Fe (oh )2o 22 h2o=4Fe (oh )3Fe 24 h no3-=3f e3no2h2o5Fe2 MnO4- 8H=Mn2 5Fe3 4H2O(4)一般指Fe. Cu. HI. H2S .

14、等还原剂。2Fe3 Cu=Cu2 2Fe2 Fe3 Fe=3Fe22 fe32 I-=2Fe2I 22 f e3h2s=2Fe2s2 h(指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂。2Fe 3Cl22FeCl3 2Fe3 Br2=2FeBr3Fe 4HNO3=Fe(NO3)3 NO 2H2O 4Fe 3O2(纯)2Fe2O3(指Zn. Al. CO. H2.等还原剂。2Fe3 3Zn (脚)=3Zn 22 fefe3al=al3fefe2o 32 al2o 32 FeFe2O3 3CO2Fe 3CO2 Fe2O3 3H22Fe 3H2O2、“铁元素三角”的转换关系和应用实例(

15、1)判断络离子的共存与Fe2、Fe3一起水解作用，通过水解作用与HCO、AlO、CO等相互促进，不能在溶液中大量共存。Fe3和S2-、I-、HS-、SO、Fe2和NO(H )、ClO-、MnO(H )在溶液中发生氧化还原反应，因此不能大量共存。(2)盐溶液的制备和保存Fe2的盐溶液：加入少量铁元素粉，加入少量使Fe2不被氧化的对应的酸，防止Fe2水解作用。Fe3的盐溶液：加入少量相应的酸防止Fe3的水解作用。向含有典型例题Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3的各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁元素粉，搅拌到一盏茶中后，Fe溶解，溶液中不存在feea .减轻溶液质量B.Fe3的氧化性大于Cu2c .溶液中Cu2和Fe2的物质的量比为11D.Fe位于元素周期律表第4周期VIII族，是过渡金属【答案】c【解析】问题分析：在a .混合溶液中加入0.1mol铁元素粉，析出0.1 mol Ag，由于铁元素的相对原子质量比银的相对原子质量小，溶液质量减轻，如果添加a项正确的b.fe，由于Fe3、Ag最初被还原，因此Fe3氧化能力比Cu2强，表示b项正确从