2021高考化学一轮复习专题4第3讲铁铜的获取及应用课件苏教版 74页

第 3 讲　铁、铜的获取及应用 - 2 - 考纲要求 :1. 了解常见金属的活动顺序。 　 2. 了解铁及其化合物的制备方法 , 掌握其主要性质及其应用。 　 3. 了解铜及其化合物的制备方法 , 掌握其主要性质及其应用。 　 4. 了解合金的概念及其重要应用。 - 3 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 导学诱思 (1) 铁有 +2 、 +3 价两种价态 , 单质铁与 　　　　　　 ( 填下列编号 , 下同 ) 反应时只生成 +3 价铁 ; 与 　　　　　　　　　　 反应时生成 +2 价铁 ; 与 　　　　　　 反应时既生成 +2 价铁也生成 +3 价铁。   所选试剂 : ① Cl 2 　 ② O 2 　 ③ H 2 O 　 ④ S 　 ⑤ 盐酸 ⑥ 稀硝酸 ( 足量 ) 　 ⑦ 稀硫酸　 ⑧ CuSO 4 溶液　 ⑨ FeCl 3 溶液 (2) 氧化亚铁与稀硫酸反应生成 　　　　　　 ( 填含铁物质的化学式 , 下同 ), 然后加入过量氨水 , 生成白色沉淀 　　　　　　　　 , 过滤 , 在空气中白色沉淀生成红褐色沉淀 　　　　　　　　 , 加热得到红棕色 　　　　　　　　 。   ①⑥ 　 ④⑤⑦⑧⑨ 　 　 ②③ FeSO 4 　 Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 　 Fe 2 O 3 铁及其化合物的性质 - 4 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 落实基础 1 . 铁的存在 - 5 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 2 . 铁的性质 (1) 物理性质 银白 4 - 6 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (2) 化学性质 ( 写出化学方程式或离子方程式 ) Fe+4HNO 3 ( 稀 ) ═ Fe(NO 3 ) 3 +NO↑+2H 2 O 　 3Fe+8HNO 3 ( 稀 ) ═ 3Fe(NO 3 ) 2 +2NO↑+4H 2 O 　 钝化 Fe+2Fe 3+ ═ 3Fe 2+ - 7 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 3 . 铁的氧化物 黑 红棕 黑 - 8 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 - 9 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 4 . 铁的氢氧化物 Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 　 白色固体 红褐色固体 - 10 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 - 11 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 注意 : 在判断铁的化合物与酸反应时 , 要注意铁及其化合物的价态 , 利用铁的价态及与其反应的化合物的氧化性或还原性判断发生反应的类型是属于复分解反应还是氧化还原反应。 白色 灰绿 红褐 - 12 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度一 　 铁的性质及用途 例 1 下列叙述正确的是 　　　　　　　 。   ① 铁在过量氧气中燃烧生成 Fe 2 O 3 　 ② 铁在常温下与浓硝酸反应比稀硝酸反应剧烈　 ③ 过量的铁与稀硝酸反应生成 Fe 3+ 　 ④ 分别加入浓硝酸来比较 Fe 和 Cu 的金属活动性　 ⑤ 将铁粉加入 FeCl 3 、 CuCl 2 混合溶液中 , 充分反应后剩余的固体中必有铁　 ⑥ 过量的 Fe 分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同　 ⑦ 向 FeCl 3 溶液中加入还原铁粉 , 铁粉溶解 , 溶液颜色由黄色变为浅绿色　 ⑧ 生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 答案 解析 解析 关闭 ①不论氧气是否过量均生成 Fe 3 O 4 , 错误 ; ②铁在浓硝酸中发生钝化 , 错误 ; ③过量的铁还会与 Fe 3+ 反应 , 错误 ; ④浓硝酸与 Fe 发生钝化 , 错误 ; ⑤如果铁少量 , 则固体中只有铜 , 错误 ; ⑥不论 Fe 是否过量 , 与氯气反应均生成 FeCl 3 , 错误 ; ⑧生铁含碳量最高 , 错误。 答案 解析 关闭 ⑦ - 13 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度二 　 铁及其化合物的性质 例 2 通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是 ( 　　 ) 答案 解析 解析 关闭 A 项中 Fe 3+ 将 I - 氧化为 I 2 , 淀粉遇 I 2 变蓝 ;B 项中红棕色斑点是 Fe 2 O 3 ;C 项中铁与稀硝酸反应生成 NO 。 答案 解析 关闭 D - 14 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度三 　 铁及其化合物的定量计算 例 3 已知 Fe 5 O 7 可以看作 Fe 2 O 3 和 Fe 3 O 4 的混合物。现有 Fe 、 Fe 5 O 7 的混合物共 0.1 mol, 加盐酸后固体全部溶解 , 共收集到 0.01 mol H 2 , 且向反应后的溶液中加入 KSCN 溶液不显血红色 , 则原混合物中铁的物质的量为 ( 　　 ) A.0.05 mol B.0.06 mol C.0.07 mol D.0.08 mol 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 15 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 跟踪训练 1 . 建筑用的红砖和青砖 , 其颜色是由其中含有的不同价态的铁的氧化物所致。我国古代砖瓦建筑能够保持到现在的 , 几乎无一例外的是由青砖建成。有人提出以下可能的原因 , 你认为有道理的是 ( 　　 ) ① 青砖中含的是 FeO 　 ② 青砖中含的是 Fe 3 O 4 ③ Fe 2 O 3 遇长期酸雨侵蚀会风化溶解使砖瓦强度降低 ④ Fe 3 O 4 性质稳定　 ⑤ FeO 性质稳定 A. ①③⑤ B. ②③④ C. ③⑤ D. ①②③④⑤ 答案 解析 解析 关闭 ⑤ FeO 易被氧化 , 性质不稳定 , 错误。 答案 解析 关闭 B - 16 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 2 . 等质量的下列物质与足量稀硝酸反应 , 放出 NO 物质的量最多的是 ( 　　 ) A.FeO B.Fe 2 O 3 C.FeSO 4 D.Fe 3 O 4 答案 解析 解析 关闭 Fe 2 O 3 与硝酸反应不产生 NO, 等质量的 FeO 、 FeSO 4 、 Fe 3 O 4 中 +2 价 Fe 的物质的量最大的是 FeO, 失电子数最多 , 产生 NO 的物质的量最多。 答案 解析 关闭 A - 17 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 3 . 将 a g 铁和氧化铁的混合物加入 800 mL pH=1 的盐酸中充分反应后 , 固体无剩余 , 盐酸全部消耗 , 放出气体 0.224 L( 标准状况下 ) 。则下列判断中正确的是 ( 　　 ) A. 原混合物中 n (Fe) ∶ n (Fe 2 O 3 )=2 ∶ 1 B. 向溶液中滴入无色的 KSCN 溶液 , 显血红色 C. 无法计算出原混合物的质量 D. 此时溶液中 Fe 2+ 和 Fe 3+ 的物质的量之比为 3 ∶ 1 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 18 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 4 . 下列中学常见实验现象或表述正确的是 ( 　　 ) A. 过量的铁投入一定量的稀硝酸中 , 充分反应后取上层清液于试管中 , 滴加 KSCN 溶液 , 溶液显血红色 B. 制备氢氧化亚铁时 , 向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液 , 边加边搅拌 , 即可制得白色的氢氧化亚铁 C. 检验红砖中的氧化铁成分 , 向红砖粉末中加入盐酸 , 充分反应后取上层清液于试管中 , 滴加 KSCN 溶液 2~3 滴即可 D.FeO 投入稀硫酸和稀硝酸中均得到浅绿色溶液 答案 解析 解析 关闭 A 项 , 铁过量 , 会得到 Fe 2+ , 滴加 KSCN 溶液无明显现象 ;B 项 , 制备氢氧化亚铁 , 不能搅拌 , 以防止其被氧化 ;D 项 ,FeO 被硝酸氧化 , 得到棕黄色溶液。 答案 解析 关闭 C - 19 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 5 . 若下图所示实验均进行合理的操作。则 (1) ① 中观察到的现象为 　　　　　　　　　　　 ; 写出相关的化学方程式或离子方程式 : 　   　 。   (2) ② 中加入苯的作用是 　 。   (3) 若要较长时间看到白色的 Fe(OH) 2 沉淀 , ③ 所示装置的操作为   　 。   答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 20 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 Fe 2+ 、 Fe 3+ 的性质及检验 导学诱思 (1) 怎样除去 FeCl 2 溶液中混有的 FeCl 3 ?   　 。   (2) 怎样除去 FeCl 3 溶液中混有的 FeCl 2 ?   　 。   (3) 证明某溶液含有 Fe 3+ 的实验方法是   　 。   答案 : (1) 加入过量铁粉充分反应后 , 过滤　 (2) 通入适量氯气　 (3) 取少量溶液于试管中 , 加入 KSCN 溶液 , 如果溶液显血红色 , 则说明溶液中含有 Fe 3+ - 21 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 落实基础 1 .Fe 2+ 、 Fe 3+ 的相互转化 写出上述转化的离子方程式 : ① 　　　　　　　　　　　　　　　　 ;   ② 　　　　　　　　　　　　　　　　 ;   ③ 　　　　　　　　　　　　　　　　 ;   ④ 　　　　　　　　　　　　　　　　 。   2 .Fe 2+ 、 Fe 3+ 的检验 向含有 Fe 3+ 的盐溶液中滴加 　　　　 溶液 , 溶液显 　　　　 色。   KSCN 　 　血红 - 22 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度一 　 Fe 2+ 与 Fe 3+ 的相互转化 例 1 用 FeCl 3 溶液腐蚀印刷电路板上的铜 , 所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是 ( 　　 ) A. 若无固体剩余 , 则溶液中一定有 Fe 3+ B. 若有固体存在 , 则溶液中一定有 Fe 2+ C. 若溶液中有 Cu 2+ , 则一定没有固体析出 D. 若溶液中有 Fe 2+ , 则一定有 Cu 析出 答案 解析 解析 关闭 　如果 Fe 粉恰好把 Fe 3+ 反应完 , 而铁粉未与 Cu 2+ 反应 ,A 、 D 选项错误 ; 若溶液中有 Cu 2+ , 则 Fe 粉可能把部分 Cu 2+ 还原 , 析出部分铜 ,C 项错误。 答案 解析 关闭 B - 23 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 方法指导 复习此部分知识一定要从氧化还原反应的角度分析 , 如 Fe 3+ 具有氧化性 , 与 Fe 、 Cu 、 S 2- 、 H 2 S 、 SO 2 、 I - 等还原剂反应 ; Fe 2+ 具有还原性 , 与 Cl 2 、 HClO 、 HNO 3 、 、 H 2 O 2 等氧化剂反应。 - 24 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度二 　 Fe 2+ 与 Fe 3+ 混合物的提纯 例 2 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一组是 ( 　　 ) 答案 解析 解析 关闭 Cl 2 与 FeCl 2 反应 ,A 错误 ;Fe 与 FeCl 3 、 CuCl 2 均反应 ,B 错误 ;D 有新的杂质 CuSO 4 生成。 答案 解析 关闭 C - 25 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 方法指导 常见的有关铁的化合物的除杂 - 26 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度三 　 Fe 2+ 、 Fe 3+ 的鉴别及有关 Fe 2+ 、 Fe 3+ 的离子共存问题 例 3 某溶液中可能存在 Fe 3+ 、 Fe 2+ 、 I - 、 六种离子中的几种。现进行下列实验 : ① 取少量溶液滴加 KSCN 溶液 , 溶液呈血红色 ; ② 另取少量原溶液滴加盐酸 , 溶液的棕黄色加深。 据此可以推断 , 该溶液中肯定不存在的离子是 ( 　　 ) 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 27 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 方法指导 (1)Fe 2+ 、 Fe 3+ 的检验方法很多 , 但不外乎两点 : ① 显色反应 ( 含 Fe 3+ 的溶液中加入 KSCN 溶液 , 溶液显血红色 ); ② 氧化还原反应 , 如 :Fe 3+ 使淀粉碘化钾试纸变蓝、 Fe 2+ 使酸性高锰酸钾溶液褪色等。 注意 : ① Fe 3+ 的检验方法很多 , 但在没有特殊要求的条件下 , 最好选择 KSCN 溶液 , 此法最灵敏 ; ② 检验 Fe 2+ 的最好方法 : 加 KSCN 溶液 ( 无明显现象 ), 然后加氯水 ( 溶液变血红色 ); ③ 检验 Fe 3+ 中是否还有 Fe 2+ 的最好方法 : 加酸性高锰酸钾溶液 ( 观察溶液是否褪色 ) 。 (2) 有关 Fe 2+ 、 Fe 3+ 的离子共存常常从氧化还原反应的角度出题 , 如 ② Fe 3+ 与 S 2- 、 I - 、 不能大量共存。 - 28 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度四 　 Fe 2+ 、 Fe 3+ 的水解 例 4 (1) 实验室怎样保存硫酸亚铁溶液 ?   　 。   (2) 加热蒸干氯化铁溶液最终得到的物质的化学式为 　 。   答案 解析 解析 关闭 (1)Fe 2+ 既易被空气中的氧气氧化 , 又易发生水解 , 要从这两个方面进行分析。 答案 解析 关闭 (1) 加入少量硫酸和适量铁粉　 (2)Fe 2 O 3 - 29 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度五 　 铁及其化合物的综合利用 例 5 某厂的酸性工业废水中含有一定量的 Fe 3+ 、 Cu 2+ 、 Au 3+ 等离子。有人设计了下图的工艺流程 , 利用常见的稀硫酸、稀硝酸、烧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。 - 30 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 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 　　　　　　　　　　 。   (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 　　　　　　 。 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 31 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 互动探究 (1) 上述流程中 , 需要几次过滤 ? (2) 由 F 到铁红发生反应的化学方程式有哪些 ? 如果制取 F, 并能观察到 F 的真正颜色 , 应该采取哪些措施 ? - 32 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 跟踪训练 1 . 下列离子的检验方法合理的是 ( 　　 ) A. 向某溶液中滴入 KSCN 溶液 , 溶液呈血红色 , 说明不含 Fe 2+ B. 向某溶液中通入 Cl 2 , 然后再加入 KSCN 溶液 , 溶液变为血红色 , 说明原溶液中含有 Fe 2+ C. 向某溶液中加入 NaOH 溶液 , 得红褐色沉淀 , 说明溶液中含有 Fe 3+ D. 向某溶液中加入 NaOH 溶液得白色沉淀 , 又观察到颜色逐渐变为红褐色 , 说明该溶液中只含有 Fe 2+ , 不含有 Mg 2+ 答案 解析 解析 关闭 A 项中只能说明含有 Fe 3+ , 不能说明不含 Fe 2+ ;B 项原溶液中也可能只有 Fe 3+ 而没有 Fe 2+ ;D 项中氧化后生成的红褐色沉淀 Fe(OH) 3 也可能掩盖了白色沉淀 Mg(OH) 2 。 答案 解析 关闭 C - 33 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 2 . 浓度均为 1 mol·L -1 的 FeCl 3 、 CuCl 2 、 FeCl 2 的混合溶液 100 mL, 向该溶液中加入 5.6 g 铁粉 , 待反应完毕。下列有关叙述不正确的是 ( 　　 ) A. 反应后的溶液中含有 Fe 2+ 、 Cu 2+ , 不含 Fe 3+ B. 反应后的溶液中含有 Fe 2+ 0.2 mol 、 Cu 2+ 0.1 mol C. 反应后的溶液中 Fe 2+ 增至 0.3 mol D. 反应后容器中残留有 Cu 0.05 mol 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 34 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 3 . 某班同学用如下实验探究 Fe 2+ 、 Fe 3+ 的性质。回答下列问题 : (1) 分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体 , 均配制成 0.1 mol·L -1 的溶液。在 FeCl 2 溶液中需加入少量铁屑 , 其目的是 　　　　　　　 。 (2) 甲组同学取 2 mL FeCl 2 溶液 , 加入几滴氯水 , 再加入 1 滴 KSCN 溶液 , 溶液变红 , 说明 Cl 2 可将 Fe 2+ 氧化。 FeCl 2 溶液与氯水反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (3) 乙组同学认为甲组的实验不够严谨 , 该组同学在 2 mL FeCl 2 溶液中先加入 0.5 mL 煤油 , 再于液面下依次加入几滴氯水和 1 滴 KSCN 溶液 , 溶液变红 , 煤油的作用是 　　　　　　　　　　　　 。 - 35 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (4) 丙组同学取 10 mL 0.1 mol·L -1 KI 溶液 , 加入 6 mL 0.1 mol·L -1 FeCl 3 溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于 3 支试管中进行如下实验 : ① 第一支试管中加入 1 mL CCl 4 充分振荡、静置 ,CCl 4 层显紫色 ; ② 第二支试管中加入 1 滴 K 3 [Fe(CN) 6 ] 溶液 , 生成蓝色沉淀 ; ③ 第三支试管中加入 1 滴 KSCN 溶液 , 溶液变红。 实验 ② 检验的离子是 　　　　 ( 填离子符号 ); 实验 ① 和 ③ 说明 : 在 I - 过量的情况下 , 溶液中仍含有 　　　　 ( 填离子符号 ), 由此可以证明该氧化还原反应为 　 。   (5) 丁组同学向盛有 H 2 O 2 溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl 2 溶液 , 溶液变成棕黄色 , 发生反应的离子方程式为 　　　　 ; 一段时间后 , 溶液中有气泡出现 , 并放热 , 随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 ;   生成沉淀的原因是 　　　　　 ( 用平衡移动原理解释 ) 。 - 36 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 - 37 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 解析 : (1)Fe 2+ 具有还原性 , 可被空气中的 O 2 氧化 , 所以配制 FeCl 2 溶液时加少量铁屑可防止 Fe 2+ 被氧化。 (2)Cl 2 可将 Fe 2+ 氧化为 Fe 3+ ,Cl 2 自身被还原为 Cl - , 反应的离子方程式为 Cl 2 +2Fe 2+ == 2Cl - +2Fe 3+ 。 (3) 煤油不溶于水 , 且其密度比水的小 , 可覆盖在 FeCl 2 溶液上面以隔绝空气 , 防止 Fe 2+ 被氧化。 - 38 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 4 .(2018 全国 Ⅱ )K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ]·3H 2 O( 三草酸合铁酸钾 ) 为亮绿色晶体 , 可用于晒制蓝图 , 回答下列问题 : (1) 晒制蓝图时 , 用 K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ]·3H 2 O 作感光剂 , 以 K 3 [Fe(CN) 6 ] 溶液为显色剂 , 其光解反应的化学方程式为 :2K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 2FeC 2 O 4 +3K 2 C 2 O 4 +2CO 2 ↑; 显色反应的化学方程式为 　　　　　　 。 - 39 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (2) 某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物 , 按下图所示装置进行实验。   ① 通入氮气的目的是 　 。   ② 实验中观察到装置 B 、 F 中澄清石灰水均变浑浊 , 装置 E 中固体变为红色 , 由此判断热分解产物中一定含有 　　　　　 、 　　　　 。 ③ 为防止倒吸 , 停止实验时应进行的操作是   　 。   ④ 样品完全分解后 , 装置 A 中的残留物含有 FeO 和 Fe 2 O 3 , 检验 Fe 2 O 3 存在的方法是 :   　 。   - 40 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (3) 测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。 ① 称量 m g 样品于锥形瓶中 , 溶解后加稀硫酸酸化 , 用 c mol·L -1 KMnO 4 溶液滴定至终点 , 滴定终点的现象是 　 。   ② 向上述溶液中加入适量锌粉至反应完全后 , 过滤、洗涤 , 将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中 , 加稀硫酸酸化 , 用 c mol·L -1 KMnO 4 溶液滴定至终点 , 消耗 KMnO 4 溶液 V mL, 该晶体中铁的质量分数的表达式为 　 。   - 41 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 答案 (1) 3FeC 2 O 4 +2K 3 [Fe(CN) 6 ] Fe 3 [Fe(CN) 6 ] 2 +3K 2 C 2 O 4 (2) ① 隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 ② CO 2 　 CO ③ 先熄灭装置 A 、 E 处的酒精灯 , 冷却后停止通入氮气 ④ 取少许固体粉末于试管中 , 加稀硫酸溶解 , 滴入 1~2 滴 KSCN 溶液 , 溶液变红色 , 证明含有 Fe 2 O 3 (3) ① 溶液出现粉红色且半分钟内粉红色不消失　 - 42 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 解析 ( 1) 根据题目信息 , 三草酸合铁酸钾感光后得到 FeC 2 O 4 , 故以 K 3 [Fe(CN) 6 ] 溶液为显色剂 , 发生反应的化学方程式为 : 3FeC 2 O 4 +2K 3 [Fe(CN) 6 ]== Fe 3 [Fe(CN) 6 ] 2 +3K 2 C 2 O 4 。 (2) ① 探究三草酸合铁酸钾热分解的产物 , 通入氮气可以起到隔绝空气 , 使反应产生的气体全部进入后续装置的作用。 ② 分析装置图各部分的作用 ,A 为热分解的反应装置 ,B 用于检验 生成的 气体中是否含有 CO 2 ,C 吸收生成的 CO 2 ,D 为干燥装置 ,E 、 F 检验生成的气体中是否含有 CO 。若 B 、 F 中澄清石灰水均变浑浊 ,E 中 CuO 变为红色 , 则热分解的产物中一定含有 CO 2 和 CO 。 ③ 为防止倒吸 , 停止实验时应先熄灭 A 、 E 处酒精灯并继续通入氮气 , 待反应管冷却后停止通入氮气。 ④ 检验装置 A 中的残留物中是否含有 Fe 2 O 3 , 可 将 残留物溶于稀硫酸 , 使 Fe 2 O 3 转化 为 Fe 3+ , 然后用 KSCN 溶液检验。 - 43 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (3) ① 用 KMnO 4 溶液滴定三草酸合铁酸钾 , 滴定终点的现象是溶液出现粉红色 ( 极稀的酸性 KMnO 4 溶液颜色 ) 且半分钟内粉红色不消失。 - 44 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 铜及其化合物 导学诱思 铜片放在酒精灯火焰上灼烧生成黑色 　　　 ( 填化学式 ), 然后放入稀硫酸中发生反应的离子方程式为 　　 　　　　　　　 , 又变成光亮的红色 , 铜片质量 　　　　　　 。   CuO 　 减小 - 45 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 落实基础 1 . 铜 (1) 物理性质 : 紫红色 , 不能被磁铁吸引。 (2) 化学性质 : 2NO↑ 2NO 2 ↑ SO 2 ↑ - 46 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 2 . 氧化铜和氢氧化铜 CuO 　 Cu(OH) 2 　 黑 蓝 Cu 2+ +H 2 O Cu+H 2 O 　 Cu+CO 2 　 Cu 2+ +2H 2 O 　 CuO+H 2 O - 47 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 3 . 铜盐 (1)Cu 2 (OH) 2 CO 3 的名称为碱式碳酸铜 , 是铜绿的成分 , 它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果 , 它受热易分解 : Cu 2 (OH) 2 CO 3 　 。   (2) 无水 CuSO 4 遇水变蓝色 ( 生成 CuSO 4 ·5H 2 O), 可作为水的检验依据 ;CuSO 4 ·5H 2 O 受热易分解 :CuSO 4 ·5H 2 O 　　　　　　　 , 蓝色晶体受热转化为白色粉末。   (3) 铜盐溶液有毒 , 主要是因为铜离子能与蛋白质作用 , 使蛋白质变性失去生理活性 , 因此人们利用了它的这一性质 , 用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液 , 用来消毒。 2CuO+H 2 O+CO 2 ↑ CuSO 4 +5H 2 O - 48 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度一 　 铜及其化合物的性质 例 1 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 ( 　　 ) 答案 解析 解析 关闭 稀盐酸与 Cu 2 (OH) 2 CO 3 反应 , 而且稀盐酸不能与 Cu 反应 , 所以稀盐酸可以除铜器表面的铜绿 , Ⅰ、Ⅱ有因果关系 ,A 错误 ; 铜表面不能形成致密氧化膜 , 铜与浓硫酸在加热条件下能发生反应 , 常温下 , 能用铜制容器盛装浓硫酸 , Ⅰ错 , Ⅱ对且二者没有因果关系 ,B 错误 ; 硫酸铜与氨水反应生成 Cu(OH) 2 ,Cu(OH) 2 受热分解生成黑色 CuO, Ⅰ、Ⅱ均正确 , 但没有因果关系 ,C 错误 ; 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末 , 有新物质生成 , 该过程属于化学变化 ,CuSO 4 可用作消毒剂 , 但与前者没有因果关系 ,D 正确。 答案 解析 关闭 D 　 - 49 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 互动探究 怎样从硫酸铜溶液中提取胆矾 (CuSO 4 · 5H 2 O)? 答案 : 加热浓缩、冷却结晶、过滤。因为 CuSO 4 ·5H 2 O 受热易分解 , 所以不能把溶液蒸干。 - 50 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度二 　 铜及其化合物的制取 例 2 将辉铜矿、软锰矿做如下处理 , 可以制得碱式碳酸铜 [Cu 2 (OH) 2 CO 3 ]: - 51 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (1) 铜单质放置于潮湿空气中 , 容易生成碱式碳酸铜 , 反应的化学方程式是   　 。   (2) 步骤 Ⅱ 中 , 碳酸氢铵参与反应的离子方程式为   　 。 (3) 步骤 Ⅰ 中发生如下 3 个反应 , 已知反应 ( ⅰ ) 中生成的硫酸铁起催化作用。请写出反应 ( ⅲ ) 的化学方程式。 ( ⅲ )    答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 52 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 跟踪训练 1 . 某研究小组通过实验探究铜及其化合物的性质 , 操作正确且能达到实验目的的是 ( 　　 ) A. 将铜丝插入浓硫酸中并加热 , 反应后再加入水 , 观察硫酸铜溶液的颜色 B. 常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中 , 观察氯化铜的生成 C. 将 CuCl 2 溶液在蒸发皿中加热蒸干 , 得到无水 CuCl 2 固体 D. 将表面有铜绿 [Cu 2 (OH) 2 CO 3 ] 的铜器放入盐酸中浸泡 , 除去铜绿 答案 解析 解析 关闭 铜与浓硫酸反应后的剩余物中仍有浓硫酸 , 将水加入反应器中易发生危险 ,A 项错误 ; 观察氯化铜的生成需要在加热条件下 ,B 项错误 ;CuCl 2 水解生成的 HCl 易挥发 , 加热蒸干能促进 CuCl 2 的水解而得不到 CuCl 2 固体 ,C 项错误。 答案 解析 关闭 D - 53 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 2 .(2019 南京金陵中学高三模拟 ) 已知在酸性条件下可发生下列反应 :2Cu + ═ Cu 2+ +Cu↓ 。由于反应温度不同 , 用氢气还原氧化铜时 , 可能产生 Cu 或 Cu 2 O, 两者都是红色固体。一同学对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.Cu 2 O C. 一定有 Cu, 可能有 Cu 2 O D. 一定有 Cu 2 O, 可能有 Cu 答案 解析 解析 关闭 Cu 和 Cu 2 O 都有还原性 , 与浓硫酸、硝酸反应都有相同现象 , 上述实验只有加稀硫酸的设计是合理和必要的。加入稀硫酸变蓝和得到红色固体 , 可证明原固体中含 Cu 2 O, 由题目已知反应 2Cu + ═ Cu 2+ +Cu, 则不能证明还原产物中有无 Cu 。 答案 解析 关闭 D - 54 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 3 . 工业上由黄铜矿 ( 主要成分为 CuFeS 2 ) 冶炼铜的主要流程如下 : (1) 气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的 　　　　 吸收。   a. 浓硫酸 b. 稀硝酸 c.NaOH 溶液 d. 氨水 (2) 由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为 　　　　　　　　　　　 。   - 55 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (3) 以 CuSO 4 溶液为电解质溶液进行粗铜 ( 含 Al 、 Zn 、 Ag 、 Pt 、 Au 等杂质 ) 的电解精炼 , 下列说法正确的是 　　　　　　　　 。   a. 电能全部转化为化学能 b. 粗铜接电源正极 , 发生氧化反应 c. 溶液中 Cu 2+ 向阳极移动 d. 从阳极泥中可回收 Ag 、 Pt 、 Au 等金属 (4) 利用反应 2Cu+O 2 +2H 2 SO 4 ==2CuSO 4 +2H 2 O 可制备 CuSO 4 , 若将该反应设计为原电池 , 其正极电极反应式为 　　　　　　　　　　 。 - 56 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 解析 (1) 气体 A 中的大气污染物为 SO 2 , 可以用 NaOH 溶液或氨水吸收。 (2) 依据图示 , 泡铜中的 Cu 2 O 与 Al 高温下发生铝热反应制得铜。 (3) 电解精炼铜过程中 , 电能转变为化学能的同时 , 部分电能也转化为热能 ,a 错 ; 电解精炼粗铜时 , 粗铜作阳极 , 与电源正极相连 , 发生氧化反应 ,b 对 ; 电解过程中 Cu 2+ 向阴极移动 ,c 错 ; 粗铜中 Ag 、 Pt 、 Au 的放电能力比铜的弱 , 形成阳极泥 , 可以回收 ,d 对。 (4) 根据总反应 ,O 2 发生还原反应 , 因此正极反应式为 O 2 +4H + +4e - == 2H 2 O 。 - 57 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 4 . 氯化亚铜 (CuCl) 常用作有机合成工业中的催化剂 , 是一种白色粉末 , 微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。如图是工业上用印刷电路的蚀刻液的废液 ( 含 Fe 3+ 、 Cu 2+ 、 Fe 2+ 、 Cl - ) 生产 CuCl 的流程 : - 58 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 按要求回答下列问题 : (1) 滤液 ① 中主要含有的金属阳离子是 　　　　 ( 填化学符号 , 下同 ); 滤渣 ① 的成分是 　　　　 ,Y 为 　　　　 。   (2) 滤液 ① 与 Z 反应的离子方程式为 　　　　　　　　　 。   (3) 写出滤渣 ② 生成二氧化硫的化学方程式 : 　　　　　　　　 。 (4) 为得到纯净的 CuCl 晶体 , 可用下列 　　　　 进行洗涤。   a. 纯净水 b. 无水乙醇 c. 稀硫酸 d. 氯化铜溶液 (5) 生产过程中调节溶液的 pH 不能过大的原因是   　 。   (6) 写出产生 CuCl 的离子方程式 :   　 。   - 59 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (7) 氯化亚铜的定量分析 : ① 称取样品 0.25 g 加入含 10 mL 过量 FeCl 3 溶液的 250 mL 锥形瓶中 , 不断摇动 ; ② 待样品溶解后 , 加 50 mL 水和 2 滴指示剂 ; ③ 立即用 0.10 mol·L -1 硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点 ; ④ 重复三次 , 消耗硫酸铈溶液的平均体积为 25.00 mL 。 已知 :CuCl 的相对分子质量为 99;CuCl+FeCl 3 ==CuCl 2 +FeCl 2 ; Fe 2+ +Ce 4+ ==Fe 3+ +Ce 3+ 。 则 CuCl 的纯度为 　　　　 。   - 60 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 - 61 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 解析 向滤液中 ( 含 Fe 3+ 、 Cu 2+ 、 Fe 2+ 、 Cl - ) 加入过量的铁粉 ,Fe 3+ 与铁粉反应转化为 Fe 2+ ,Cu 2+ 与铁反应生成 Cu, 过滤后滤渣 ① 为过量的 Fe 和生成的 Cu, 将滤渣 ① 溶于盐酸后过滤得到的滤渣 ② 为铜 , 滤液 ① 中加入的 Z 为 Cl 2 或 H 2 O 2 , 将 Fe 2+ 氧化为 Fe 3+ 得到蚀刻液 , 然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜溶液、与氯气反应生成氯化铜 , 硫酸铜溶液、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜。 (1) 根据 上述分析 , 滤液 ① 中的金属离子主要是 Fe 2+ , 滤渣 ① 中含有铜和铁 , 加入的 Y 是盐酸。 - 62 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (4) 根据题中 CuCl 的溶解性信息 , 析出的 CuCl 晶体不用水而用无水乙醇洗涤。 (5) 调节溶液的 pH 不能过大的原因是防止生成氢氧化铜沉淀或防止 CuCl 水解。 (6) 依据图示可知 :CuCl 2 、 CuSO 4 、 SO 2 、 H 2 O 反应生成 H 2 SO 4 、 CuCl, 根据得失电子守恒和原子守恒配平 :CuCl 2 +CuSO 4 +SO 2 +2H 2 O==2CuCl↓+2H 2 SO 4 , 反应的离子方程式为 SO 2 +2Cu 2+ +2Cl - +2H 2 O==2CuCl↓+ +4H + 。 (7) 滴定 0.25 g 样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是 25.00 mL, 根据关系式 CuCl~Fe 2+ ~Ce 4+ , 可得 CuCl 的纯度为 - 63 - 分类思想认识金属及其化合物 一、金属单质 1 . 价态 因为金属元素在化合物中只表现正化合价 , 无负价 , 所以金属单质只具有还原性 , 也就是说金属单质在反应中只能失电子 , 不能得电子。 - 64 - 2 . 活动性 依据金属活动性顺序可把金属分为很活泼金属 , 如 K 、 Ca 、 Na, 均能与水剧烈反应生成氢气 ; 排在 H 前面的较活泼金属 , 如 Zn 、 Fe 等 , 均能与非氧化性酸反应生成氢气 ; 不活泼金属 , 如 Cu 、 Ag 等 , 不能与非氧化性酸反应生成氢气 , 只能与氧化性酸反应。 3 . 特殊性 (1)Al 不仅与强酸反应还与强碱反应生成氢气。 (2)Fe 、 Al 在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化。 - 65 - 例 1 用自然资源生产部分材料产品的流程示意图如下。下列有关说法正确的是 ( 　　 ) A. 制取铝也可用电解熔融 AlCl 3 的方法 B. 由赤铁矿冶炼生铁时 , 发生的反应既有吸热反应又有放热反应 C. 粗铜精炼时往往以粗铜作电解池的阴极 D. 将 MgCl 2 溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤 , 即可得到氯化镁晶体 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 66 - 二、金属的氧化物、氢氧化物及其碳酸盐 1 . 氢氧化物的溶解性 常见的四大强碱 :KOH 、 NaOH 、 Ba(OH) 2 和 Ca(OH) 2 , 前三种易溶于水 ,Ca(OH) 2 微溶于水 , 其余的氢氧化物大多数不溶于水 , 属于弱碱 [Al(OH) 3 属于两性氢氧化物 ] 。 所以大多数可溶性的盐与 NaOH 溶液反应生成金属的氢氧化物沉淀 , 这一规律常用于金属阳离子的检验、除杂等。 - 67 - 3 . 氧化物与水反应 除了 KOH 、 NaOH 、 Ca(OH) 2 、 Ba(OH) 2 分别对应的碱性氧化物 K 2 O 、 Na 2 O 、 CaO 、 BaO 可与水反应生成碱 ( 非氧化还原反应 ), 过氧化物 K 2 O 2 、 Na 2 O 2 与水反应生成碱和氧气 ( 不属于碱性氧化物 , 发生的是氧化还原反应 ) 外 , 其余金属氧化物大多数不与水反应 , 如 Al 2 O 3 、 Fe 2 O 3 、 Fe 3 O 4 、 FeO 、 CuO 、 MgO 等均不与水反应。 - 68 - 4 . 氧化物、氢氧化物与酸、碱反应 (2) 特例 :Fe(OH) 2 、 Fe 3 O 4 、 FeO 与硝酸反应时 ,+2 价铁被氧化 , 发生氧化还原反应。 (3) 中学化学中只有 Al 、 Al 2 O 3 、 Al(OH) 3 与碱反应 , 其他金属、金属氧化物、氢氧化物均不与碱反应。 - 69 - 5 . 氯化物的水溶液加热蒸干 除了 KCl 、 NaCl 、 CaCl 2 、 BaCl 2 的溶液加热蒸干可得到相应氯化物外 , 其余金属氯化物如 AlCl 3 、 FeCl 3 、 CuCl 2 、 MgCl 2 等物质的水溶液受热均会发生水解生成相应的氢氧化物 , 氢氧化物受热分解生成相应的氧化物。 - 70 - 例 2 下列各组物质中 , 物质之间通过一步反应就能实现图示变化的是 ( 　　 ) A. ③④ B. ①②③ C. ①③④ D. ①②④ 答案 解析 解析 关闭 ③中 NaOH 不能一步生成 Na 2 O, 其他三组均可行。 答案 解析 关闭 D 　 - 71 - 对点训练 1 . 元素及其化合物的性质是化学研究的主要内容之一。下列叙述正确的是 ( 　　 ) A.Na 与氧气反应只生成 Na 2 O 2 B. 将 SO 2 通入过量 CaCl 2 溶液可生成 CaSO 3 沉淀 C. 向 Fe(NO 3 ) 2 溶液滴加稀盐酸 , 溶液变黄色 D. 向酚酞溶液中加足量 Na 2 O 2 粉末 , 充分振荡后溶液呈红色 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 72 - 2 . 下列制备金属单质的方法或原理正确的是 ( 　　 ) A. 在高温条件下 , 用 H 2 还原 MgO 制备单质 Mg B. 在通电条件下 , 电解熔融 Al 2 O 3 与冰晶石 (Na 3 AlF 6 ) 混合物制备单质 Al C. 在通电条件下 , 电解饱和食盐水制备单质 Na D. 加强热 , 使 CuO 在高温条件下分解制备单质 Cu 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 73 - 3 .(2019 江苏梅村高级中学高三模拟改编 ) 为了探究常见金属单质 M 与盐溶液的反应 , 某同学进行了下列实验 , 实验过程及现象如图所示 , 结合实验现象判断 , 该同学得出的下列结论中正确的是 ( 　　 ) 。 A. 向滤液中滴加盐酸的实验现象是产生白色沉淀 B. 滤渣可能是两种金属单质的混合物 C. 滤渣在足量的稀硝酸中能完全溶解 D. 加入的金属 M 可能是镁或钠 答案 解析 解析 关闭 滤液为金属 M 的硝酸盐溶液 , 向其中滴加盐酸不会产生白色沉淀 ,A 项错误 ; 由于 Ag 或 Cu 均不与稀盐酸反应 , 故由题意可知 , 滤渣中一定含有 Ag 、 Cu 和过量的金属 M,B 项错误 ;Ag 、 Cu 和金属 M 均能够溶解在足量的稀硝酸中 ,C 项正确 ; 由于 Na 能够与水反应 , 故金属 M 不可能是 Na,D 项错误。 答案 解析 关闭 C - 74 - 4 . 固体粉末 X 中可能含有 K 2 SO 3 、 KAlO 2 、 MgCl 2 、 Na 2 CO 3 中的一种或几种。为确定该固体粉末的成分 , 取 X 少量溶于水得澄清透明溶液。再取 X 进行下列实验 , 实验过程及现象如下 : 根据上述实验 , 以下说法正确的是 ( 　　 ) A. 气体 1 可能为 SO 2 和 CO 2 的混合物 B. 沉淀 3 可能为 Mg(OH) 2 和 Al(OH) 3 的混合物 C. 固体粉末 X 中一定有 Na 2 CO 3 , 可能有 KAlO 2 D. 固体粉末 X 中一定有 K 2 SO 3 和 KAlO 2 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭