第19讲《铁、铜及其重要化合物》

2011年高考化学一轮精品讲练析第19讲铁、铜及其重要化合物考点解读1.了解铁单质及化合物的颜色.状态及性质。

2.通过合金材料了解铜及化合物的性质。

3.能用氧化还原反应的规律探究铁的化合物之间的相互转化。

4.能掌握氢氧化铁胶体制备，能列举合金材料的应用。

知识体系(1)NO3-与Fe2+在酸性条件下，不能共存。

(2)过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，要注意产生的Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+。

(3)注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。

FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe3+水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH)3，如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。

但Fe2(SO4)3溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性酸，将不能得到Fe(OH)3固体。

(4)注意亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。

如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有Fe3+，而也可能含有Fe2+。

(5)注意铁单质与强氧化性物质反应时，也有生成二价铁化合物的可能性。

反应中若铁为足量，最终铁元素将以二价铁形式存在，因为2Fe3++Fe=3Fe2+。

基础过关第1课时铁和“铁三角”1．铁的氧化物的比较化学式FeO Fe2O3Fe3O4俗称—铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体价态 +2 +3 1/3正2价，2/3正3价水溶性 不溶不溶 不溶与酸的反应FeO+2H +===Fe 2++H 2O遇氧化性酸生成Fe 3+ 盐Fe 2O 3+6H +===2Fe 3++3H 2O Fe 3O 4+8H +===Fe 2++2Fe 3++4H 2O与CO 的反应高温FexOy+yCO===xFe+yCO 22．Fe 2+ 和Fe 3+ 的比较Fe 2+ Fe 3+ 水合离子颜色 浅绿色棕黄色 氧化还原性 既有氧化性，又有还原性 只有氧化性水解性 Fe 2+ +2H 2O ←→Fe （OH ）2+2H + Fe 3+ +3H 2O ←→Fe （OH ）3+3H + 与碱的反应 Fe 2+ +2OH —=== Fe （OH ）2 ↓Fe 3+ +3OH —=== Fe （OH ）3 ↓3．Fe （OH ）2与Fe （OH ）3的比较 Fe （OH ）2 Fe （OH ）3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 水溶性 不溶不溶稳定性易氧化为Fe （OH ）3，空气中加热得不到FeO较稳定： ∆Fe （OH ）3== Fe 2O 3+3H 2O与酸的反应Fe （OH ）2+2H +=== Fe 2+ +3H 2OFe （OH ）3+3H +=== Fe 3+ +3H 2O制法 在隔绝O 2的条件下Fe 2+与碱反应Fe3+与碱反应4.铁三角：注：（1）一般是指Zn .Al .CO. H 2. 等还原剂。

（2）是指H +. S. I 2. Cu 2+. Fe 3+.等氧化剂.（3）（5）是指Cl 2. Br 2. O 2. HNO 3. KMnO 4等氧化剂. （4）一般是指Fe. Cu. HI. H 2S.等还原剂. （6）是指Zn. Al. CO. H 2. 等还原剂。

根据铁三角有关（1）---(6)的化学方程式如下。

(1)FeCl 2+Zn=ZnCl 2+Fe 3FeCl 2+2Al=2AlCl 3+3FeFeO+CO===Fe+CO 2 FeO+H 2===Fe+H 2O (2)Fe+2H +=Fe 2++H 2↑ Fe+S===FeS Fe+I 2===FeI 2 Fe+Cu 2+=Fe 2++Cu Fe+2Fe 3+=3Fe 2+ (3)2Fe 2++Cl 2=2Fe 3++2Cl -2Fe 2++Br 2=2Fe 3++2Br -4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(OH)3△△ △ △点燃3Fe 2++4H ++NO 3-=3Fe 3++NO ↑+2H 2O 5Fe 2++MnO 4-+8H +=Mn 2++5Fe 3++4H 2O (4) 2Fe 3++Cu=Cu 2++2Fe 2+ Fe 3++Fe=3Fe 2+ 2Fe 3++2I -=2Fe 2++I 2↓ 2Fe 3++H 2S=2Fe 2++S ↓+2H + (5)2Fe+3Cl 2===2FeCl 3 2Fe 3++Br 2==2FeBr 3Fe+4HNO 3=Fe(NO 3)3+NO ↑+2H 2O 4Fe+3O 2(纯)====2Fe 2O 3 (6)2Fe 3++3Zn （足）=3Zn 2+2Fe Fe 3++Al=Al 3++FeFe 2O 3+2Al===Al 2O 3+2FeFe 2O 3+3CO====2Fe+3CO 2 Fe 2O 3+3H 2====2Fe+3H 2O5.检验Fe 3+.常用方法有：（1）向未知溶液滴入少量KSCN 溶液呈血红色。

（2）向未知溶液滴入少量苯酚溶液呈紫色。

（3）向未知溶液中滴入少量NaOH 溶液呈红褐色。

6.检验Fe +.是向未知溶液滴入少量KSCN 溶液呈无色，继续滴入少量氯水呈血红色。

【例1】（2010全国卷1）能正确表示下列反应的离子方程式是A ．将铜屑加入3+Fe 溶液中：3+2+2+2Fe +Cu=2Fe +CuB ．将磁性氧化铁溶于盐酸：+3+342Fe O +8H =3Fe +4H OC ．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：2++332Fe +4H +NO =Fe +2H O+NO -+↑D ．将铁粉加入稀硫酸中：+322Fe+6H =2Fe 3H ++↑【例2】（2010上海卷）由5mol Fe 2O 3、4mol Fe 3O 4和3mol FeO 组成的混合物，加入纯铁1mol 并在高温下和Fe 2O 3反应。

若纯铁完全反应，则反应后混合物中FeO 与Fe 2O 3的物质的量之比可能是A ．4:3B ．3:2C ．3:1D ．2:l【例3】（2010福建卷）工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动： [探究一]（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。

（2）另称取铁钉6．0g 放入15．0ml ．浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X 并收集到气体Y 。

①甲同学认为X 中除3Fe +外还可能含有2Fe +。

若要确认其中的2Fe +，应先用 选填序典型例题高温高温加热加热号）。

a ．KSCN 溶液和氯水b ．铁粉和KSCN 溶液c ．浓氨水d ．酸性4KMnO 溶液 ②乙同学取336ml （标准状况）气体Y 通入足量溴水中，发生反应：2222422SO Br H O HBr H SO ++=+然后加入足量2BaCl 溶液，经适当操作后得干燥固体2．33g 。

由于此推知气体Y 中2SO 的体积分数为 。

[探究二]分析上述实验中2SO 体积分数的结果，丙同学认为气体Y 中还可能含量有2H 和Q 气体。

为此设计了下列探究实验状置（图中夹持仪器省略）。

（3）装置B 中试剂的作用是 。

（4）认为气体Y 中还含有Q 的理由是 （用化学方程式表示）。

（5）为确认Q 的存在，需在装置中添加M 于 （选填序号）。

a ． A 之前 b ．A-B 间 c ．B-C 间 d ．C-D 间 （6）如果气体Y 中含有2H ，预计实验现象应是 。

（7）若要测定限定体积气体Y 中2H 的含量（标准状况下约有28ml 2H ），除可用测量2H 体积的方法外，可否选用质量称量的方法？做出判断并说明理由 。

【例4】（2010四川理综卷）（16分）四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。

用钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO 、Fe 2O 3,Ti 的最高化合价为+4）作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：请回答下列问题：硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________。

（1）向滤液I中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：_________________________、____________________。

（2）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。

水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。

请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：_______________________________________________。

过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、___________、______________、_______________________（填化学式），减少废物排放。

（4）A可用于生产红色颜料（Fe2O3）,其方法是：将556a kgA（摩尔质量为278 g/mol）溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3336b kg A和112c kg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。

若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料_______________________kg。

【例5】（2009广东理科基础，25）钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。

下列说法正确的是（） A．反应①、②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D ．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀第2课时 铜及其化合物有关1～17的化学方程式.如下： 1.2Cu+S ==== Cu 2S 2.Cu+2H 2SO 4(浓) ===== CuSO 4+SO 2↑+H 2O 3. CuSO 4+Zn ==== ZnSO 4+ Cu CuSO 4+Fe ==== FeSO 4+ Cu4. CuCl 2+Fe ==== FeCl 2+ Cu CuCl 2 ===== Cu+Cl 25. Cu+Cl 2 ===== CuCl 26. 2Cu+O 2+H 2O+CO 2 ===== Cu 2(OH)2CO 37. Cu 2(OH)2CO 3 ===== 2CuO+CO 2↑+H 2O ↑8. 2Cu+O 2 ==== 2CuO 9. CuO+CO ==== Cu+CO 2 CuO+H 2 ==== Cu+H 2O 10. Cu(NO 3)2+Zn ==== Zn(NO 3)2+Cu11. 3Cu+8HNO 3 (稀) ==== 3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H 2O 12. CuO+2HNO 3 ==== Cu(NO 3)2+H 2O13. 2Cu( NO 3)2 ==== CuO+4NO 2↑+O 2↑ 14. Cu(NO 3)2+2NaOH ==== Cu(OH)2↓+2NaNO 3 15. Cu(OH)2+2HNO 3 ==== Cu(NO 3)2+2H 2O16. 2 Cu(OH)2+R-CHO —→R- COOH+ Cu 2O ↓+2H 2O17. Cu(OH)2 ==== CuO+H 2O【例1】（2010全国卷1）下列叙述正确的是A ．Li 在氧气中燃烧主要生成22Li OB ．将SO 2通入2BaCl 溶液可生成3BaSO 沉淀基础过关典型例题△△△ △△△电解点燃△△△C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu【例2】（2009广东化学10）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。