2020年高考化学一轮复习课件：模块3 第七单元 第3节 铁、铜及其化合物 100页

第 3 节 铁、铜及其化合物 考纲点击： 了解铁、铜及其重要化合物的制备方法，掌握 其主要性质及其应用。 回归教材 一、铁 第四周期第 Ⅷ 族 1. 铁的位置、结构、化合价 (1) 在周期表中的位置： ______________ ；原子结构示意图： ____________ 。 (2) 在化学反应中，铁易失去最外层上的 2 个电子，有时它 还失去次外层上的一个电子，所以 铁有 ___________ 两种价态， 且 _______ 价 稳定。 ＋ 2 、＋ 3 ＋ 3 2. 铁的物理性质 银白 磁铁 纯铁具有金属的共性，如具有 ______ 色金属光泽和良好的 延 展性，是电和热的良导体，具有能被 ______ 吸引的特性。还 原铁粉为黑色粉末。 3. 铁的化学性质 写出有关化学方程式或离子方程式： 钝化 化学式 FeO Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 俗称 — ______ _______________ 色态 _____________ ____________ ________ Fe 元素 的价态 ______ ______ __________ 二、铁的氧化物 铁红 磁性氧化铁 1. 物理性质 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 2. 化学性质 ＋ 2 ＋ 3 ＋ 2, ＋ 3 FeO 、 Fe 2 O 3 、 Fe 3 O 4 分别与盐酸反应的离子方程式为 FeO ＋ 2H ＋ ===Fe 2 ＋ ＋ H 2 O ； Fe 2 O 3 ＋ 6H ＋ ===2Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 O ； Fe 3 O 4 ＋ 8H ＋ ===2Fe 3 ＋ ＋ Fe 2 ＋ ＋ 4H 2 O 。 [ 特别提醒 ] (1) 重要的铁矿石主要成分的化学式： 三、铁的氢氧化物 白色 红褐色 白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变 成红褐色 四、铜及其化合物 1. 铜的物理性质 紫红 延展 铜是一种有金属光泽的 ______ 色固体，有良好的导电 、导 热性 ( 仅次于银，可用于制电缆 ) ，有良好的 ________ 性。 2. 铜的化学性质 (1) 与非金属反应 ( 写出化学方程式 ) ① 与 O 2 反应 Cu 2 (OH) 2 CO 3 加热： ______________________________ 。 常温下在潮湿的空气中： 2Cu ＋ O 2 ＋ H 2 O ＋ CO 2 ===__________________ 。 ② 与 Cl 2 反应： Cu ＋ Cl 2 CuCl 2 ( 棕黄色烟 ) 。 (2) 与酸反应 ( 写出化学方程式 ) ① 与非氧 化性酸：不反应。 ②与氧化性酸反应 2Cu ＋ O 2 2CuO 与浓硫酸反应： _________________________________________________ 。 与浓硝酸反应： _________________________________________________ 。 与稀硝酸反应： _________________________________________________ 。 (3) 与盐溶液反应 ( 用离子方程式表示 ) 与硝酸银溶液反应： ______________________________ 。 与氯化铁溶 液反应： _____________________________ 。 Cu ＋ 2Ag ＋ ===Cu 2 ＋ ＋ 2Ag 2Fe 3 ＋ ＋ Cu===2Fe 2 ＋ ＋ Cu 2 ＋ 3. 铜的化合物的主要性质 (1) 氧化铜、氧化亚铜和氢氧化铜 黑 红 蓝 Cu 2 ＋ ＋ Cu ＋ H 2 O (2) 碱式碳酸铜 Cu 2 (OH) 2 CO 3 碱式碳酸铜的化学式为 ____________ ，是铜绿孔雀石的主 要成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化 学方程式为 __________________________________________ 。 (3) 硫酸铜 ①CuSO 4 ·5H 2 O 为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解。 ②无水 CuSO 4 为 ______ 色粉末，遇水变 ______ 色 ( 生成 CuSO 4 ·5H 2 O) ，据此可用来检验水 的存在。 白 蓝 (4) 铜盐的毒性 蛋白质 蛋白质 铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与 __________ 作用， 使 __________ 变性失去生理活性，因此人们根据这一性质用胆 矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来防治植物的毒害。 [ 特别提醒 ](1) 铜在通入氧气的情况下，可在稀的非氧化性 酸 ( 稀盐酸、稀硫酸 ) 中逐渐溶解： 2Cu ＋ O 2 ＋ 2H 2 SO 4 ===2CuSO 4 ＋ 2H 2 O 。 (2) 铜为变价金属，与 Cl 2 反应生成 CuCl 2 ，与 S 反应生成 Cu 2 S 。 基础测评 　　解析： 溶液中的 Fe 2 ＋ 与加入的新制氯水发生反应： 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － ，氧化性： Fe 3 ＋ c (H ＋ ) ， OH － 也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区，导致 CuSO 4 溶液 pH 升高 铁元素有多种价态，化合物种类多，特别是 Fe 2+ 、 Fe 3+ 的 以变价元素铁及其化合物为载体的综合探究实验 性质多样，是命制综合实验题的热点载体。考查内容可涉及物 质性质的探究、物质的制备、成分测定、离子检验等。通过上 述问题的设计，同时可考查仪器的使用、条件的控制、物质的 分离提纯、实验安全等化学实验基础知识。 [ 典例 ] (2018 届甘肃兰州一中三模 ) 从宏观现象探究微观本 质是重要的化学学科素养。以 FeCl 3 溶液为实验对象，探究其 与碱性物质之间反应的复杂多样性。实 验如下： (1)① 中反应的离子方程式是 _______________________ 。 (2)② 中逸出的无色气体是 __________ 。从物质类别的角度 分析， Na 2 CO 3 与 Na 2 SO 3 在化学性质方面的共性是 ___________ ___________( 写一条 ) ；从化合价角度分析， Na 2 CO 3 与 Na 2 SO 3 在化学性质方面的差异是 ________________________________ __________________________________________( 写一条 ) 。 (3) 对于③中的实验现象，同学们有诸多猜测，继续进行实 验： Ⅰ. 甲取③中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的 BaCl 2 溶 液，产生白色沉淀。甲得出结论： FeCl 3 与 Na 2 SO 3 发生了氧化 还原反应，离子方程式是 ___________________________ 。 Ⅱ. 乙认为甲的实验不严谨，重 新设计并进行实验，证实了 甲的结论是正确的。其实验方案是 ________________________ __________________________________________________ 。 (4) 受以上实验的启发，同学们对 pH≈8 的 1 mol·L － 1 NaF 溶液与 FeCl 3 溶液混合时的现象 产生了好奇并进行实验： Ⅰ.⑤ 的实验目的是 _______________________________ 。 实验操作 及现象 ④ 向 2 mL 0.2 mol · L － 1 FeCl 3 溶液中滴入 2 mL 1 mol · L － 1 NaF 溶液，溶液变无色 ⑤ 向 2 mL 0.2 mol · L － 1 FeCl 3 溶液中滴入 2 mL 蒸馏水，溶液颜色变浅 Ⅱ. 为 探究④中溶液变无色的原因，进行如下实验： 资料显示： FeF 3 溶液为无色。 用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因： _________ _____________________________________________________ 。 (5) 根据实验， FeCl 3 溶液与碱性物质之间的反应的多样性与 __________________ 有关。 [ 演练 ] (2018 年山东青岛三模 )(1) 小组同学利用 FeCl 3 溶液探 究其与足量锌粉的反应。实验操作及现象如下： 操作 现象 向反应瓶中加入 6.5 g 锌粉，然后加入 50 mL 1.0 mol · L － 1 的 FeCl 3 溶液，搅拌 溶液温度迅速上升，稍后出现红褐色沉淀，同时出现少量气泡；反应一段时间后静置，上层溶液为浅绿色，反应瓶底部有黑色固体 收集检验反应过程中产生的气体 集气管口靠近火焰，有爆鸣声 ① 结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原 因： _____________________________________________ 。 ②用离子方程式解释反应后溶液为浅绿色的原因： _______ ___________________________ 。 ③ 分离出黑色固体，经下列实验证实了其中含有的主要物 质。 ⅰ. 黑 色固体可以被磁铁吸引； ⅱ. 向黑色固体中加入足量的 NaOH 溶液，产生气泡； ⅲ. 将 ⅱ 中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大 量气泡； ⅳ. 向 ⅲ 反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，无变化 a. 黑色固体中一定含有的物质是 ________ 。 b. 小组同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有 Fe 3 O 4 ，理由是 ______________________________________ 。 操作 现象 将 5 mL 1.0 mol · L － 1 的 FeCl 3 溶液与 0.65 g 锌粉混合 溶液温度迅速上升，开始时几乎没有气泡 将 _______________________ 与 0.65 g 锌粉混合 溶液中立即产生大量气泡 解析： (1)③ 黑色固体可以被磁铁吸引，说明可能含有 Fe 或 Fe 3 O 4 ，由已知信息可知， Zn 的性质与 Al 的性质相似，可与 NaOH 溶液反应生成氢气，所以向黑色固体中加入足量的 NaOH 溶液，产生气泡，说明黑色固体中肯定有 Zn ，由于加入的 NaOH 溶液足量，则 Zn 在这一过程中已反应完， ⅱ 中 剩余固体中已无 Zn ，将 ⅱ 中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量 气泡，说明黑色固体中肯定有 Fe ，故黑色固体中一定含有的物 质是 Zn 和 Fe 。 (2) 该物质与锌粉混合可产生大量的气泡，说明 － 1 ，所以加入盐酸的浓度也应为 0.2 氢离子浓度为 0.2 mol·L mol·L － 1 或 pH ＝ 0.7 。 加入的物质应为盐酸，由于 1.0 mol·L － 1 的 FeCl 3 溶液的 pH ＝ 0.7 ， 　　答案： (1) ① 溶液温度升高，反应过程中生成 H 2 使溶液中 c (H ＋ ) 降低，都会促进平衡 Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 O 　　 2Fe(OH) 3 ＋ 3H ＋ 正向移动，出现红褐色沉淀 Fe(OH) 3 　　② 2Fe 3 ＋ ＋ Zn===2Fe 2 ＋ ＋ Zn 2 ＋ 　 ③ a.Fe 和 Zn 　 b. ⅲ 中，若存在 Fe 3 O 4 ，稀盐酸与 Fe 3 O 4 反应产生的 Fe 3 ＋ 可与 Fe 继续反应生成 Fe 2 ＋ ，导致在 ⅳ 中检测不到 Fe 3 ＋ ，与没有 Fe 3 O 4 时得到的 ⅳ 中现象相同 　　 (2)5 mL 0.2 mol·L － 1 ( 或 pH ＝ 0.7) 的盐酸 ( 可不考虑 Cl － 对反应的影响 )