第4讲铁铜及其化合物基础盘点铁自我诊断1写出Fe与课件.ppt

第4讲 铁、铜及其化合物基础盘点一、铁自我诊断1.写出Fe与O2、Cl2、S、HCl、稀HNO3反应的化学方程式和对应的实验现象。答案 3Fe+2O2 Fe3O4 火星四射 2Fe+3Cl2 2FeCl3 剧烈燃烧产生棕色的烟 Fe+S FeS 发出红热现象,Fe+2HCl FeCl2+H2 产生气泡，生成浅绿色溶液 Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+NO+2H2O（铁不足）生成无色气体，在试管中变红棕色，得到棕黄色溶液 3Fe+8HNO3 3Fe(NO3)2+2NO+4H2O(铁过量)生成无色气体，在试管中变红棕色，得到浅绿色溶液,基础回归1.铁的存在形态 在地壳中铁的含量位于第 位，在自然界铁既有游离态（存在于陨石中，也有化合态，主要化合价为，其 更稳定）。2.铁的化学性质（1）与非金属反应 Fe与较强的氧化剂反应生成 价化合物；Fe与较弱的氧化剂反应生成 价化合物。（2）与水蒸气反应 反应的化学方程式为：。,四,+2、+3,+3价化合物,3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,高温,+3,+2,（3）与酸反应与非氧化性酸反应产生H2如与稀H2SO4、盐酸等反应，其离子方程式为：。与氧化性酸反应不生成H2过量铁与稀硝酸反应的化学方程式为,离子方程式为。少量铁与足量稀硝酸反应的化学方程式为。常温下铁、铝遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会,2H+Fe H2+Fe2+,3Fe+8HNO3 3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,3Fe+8H+2 3Fe2+2NO+4H2O,Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+NO+2H2O,2Fe3+Fe 3Fe2+,生成一层致密的 薄膜，化学上称为，属于 变化（填“物理”或“化学”）。（4）与盐溶液反应能与活动性较弱的金属盐溶液反应，如Fe和CuSO4溶液反应的离子方程式为：。与FeCl3溶液反应，其离子方程式为：。,氧化物,钝化,化学,Fe+Cu2+Cu+Fe2+,思考铁与其他物质反应时，何时生成+2价铁的化合物？何时生成+3价铁的化合物？铁与氧化性比较弱的非金属（如S、I2）、非氧化性酸（如盐酸、稀H2SO4）、不活泼金属的盐溶液（如CuSO4溶液）、FeCl3溶液反应生成Fe2+。铁与强氧化剂，如Cl2、H2O2、KMnO4(H+)、HNO3、浓H2SO4在一定条件下反应都会生成Fe3+。,答案,二、铁的重要化合物2.下列中学化学中常见物质的转化关系如图，反应条件及部分反应物和产物未全部注明，已知A、D为金属单质，其他为化合物。试推断：（1）写出物质的化学式：A、C、I。（2）写出下列反应的方程式：,C F的离子方程式。H I的化学方程式。G H的离子方程式。I B的化学方程式。解析 根据红棕色粉末可知B为Fe2O3，则I、H、G、D依次为Fe(OH)3、Fe(OH)2、FeCl2、Fe。A、D为金属单质，则A+B C+D为置换反应，C为金属化合物，试剂为HCl，试剂为NaOH，既能与酸反应，又能与碱反应的金属化合物C应为Al2O3，其余问题可迎刃而解。,高温,答案(1)Al Al2O3 Fe(OH)3(2)Al2O3+2OH-2+H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O4 Fe(OH)3Fe2+2OH-Fe(OH)22Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O,基础回归1.铁的氧化物,黑色,红棕色,黑色晶体,+2,+3,+2，+3,2.铁的氢氧化物,Fe(OH)2+2H+Fe2+2H2O,Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2O,白色固体,红褐色固体,4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,思考1.Fe3O4是碱性氧化物吗？Fe3O4可写作FeO Fe2O3，能否认为Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物？答案 Fe3O4和非氧化性酸反应生成的是两种盐和水，不符合碱性氧化物的概念，所以不是碱性氧化物（FeO、Fe2O3是碱性氧化物）。Fe3O4中有 的Fe是+2价，有 的Fe是+3价，可写成：，但不能认为Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物，实际上，Fe3O4是纯净物。与非氧化性酸（如盐酸）、氧化性酸（如稀HNO3）反应方 程式分别为：Fe3O4+8HCl FeCl2+2FeCl3+4H2O 3Fe3O4+28HNO3 9Fe(NO3)3+NO+14H2O,三、铜及其重要化合物自我诊断 3.Fe2O3和Cu2O都是红色粉末，常用作颜料。某校 一化学实验小组通过实验来探究“红色”粉末是 Fe2O3还是Cu2O或二者混合物。探究过程如下：【查阅资料】Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀 硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO。【提出假设】假设1：红色粉末是Fe2O3 假设2：红色粉末是Cu2O 假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物,【设计实验】取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。（1）若假设1成立，则实验现象是。（2）若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末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（不需写出反应的方程式）。（3）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是，写出发生反应的离子方程式：。,答案（1）固体完全溶解，溶液呈红色（2）不合理 当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀H2SO4后Cu2O生成Cu和CuSO4，产生的Fe3+与Cu反应生成Fe2+,滴加KSCN溶液后也可以不变红色（3）Fe2O3和Cu2O Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O，Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O，2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,Cl2+Cu CuCl2,基础回归1.铜（1）物理性质：色，不能被磁铁吸引。（2）化学性质：,紫红,点燃,2Cu+O2 2CuO,2Cu+S Cu2S,黑,棕黄,2.氧化铜和氢氧化铜,CuO,Cu(OH)2,黑,蓝,3.CuSO45H2O CuSO45H2O为 色晶体，俗称。无 水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色（生成CuSO4 5H2O）可作为 的检验依据。指点迷津 溶液中的Cu2+常为蓝色（浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色），可作为Cu2+的判定依据。如CuSO4溶液为蓝色。Cu2+与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，这是鉴定Cu2+的原理之一。,蓝,蓝矾、胆矾,水,要点精讲要点一 铁三角及其重要应用1.“铁三角”中的转化关系(1)FeFe2+：铁与氧化性比较弱的非金属（如S、I2）、非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应，都可实现这种转化。例如：Fe+CuSO4 Cu+FeSO4,(2)Fe2+Fe:比较活泼的金属（如Al、Zn）能从亚铁盐溶液中置换出铁。例如：FeCl2+Zn ZnCl2+Fe(3)FeFe3+:铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如:2Fe+3Cl2 2FeCl3(4)Fe3+Fe:铁盐溶液与活泼的金属（K、Na、Ca除外）反应时，可被还原。例如：2FeCl3+3Zn 2Fe+3ZnCl2(5)Fe2+Fe3+:亚铁盐与强氧化剂反应。例如：2FeCl2+Cl2 2FeCl3,(6)Fe3+Fe2+:铁盐溶液与比较强的还原剂反应。例如：Fe+2FeCl3 3FeCl22FeCl3+2NaI 2FeCl2+I2+2NaCl(7)Fe2+Fe3+,2.有关Fe2+、Fe3+的性质及之间的转化经常应用在以下几个方面：（1）判断离子共存 Fe2+、Fe3+均水解，与 等因水解相互促进在溶液中不能大量共存。Fe3+与S2-、I-、HS-、，Fe2+与(H+)、ClO-、(H+)在溶液中因氧化还原反应不能大量共存。(2)盐溶液的配制与保存 Fe2+的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2+被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2+水解。,Fe3+的盐溶液：加少量相应的酸防止Fe3+水解。(3)制取Fe(OH)3胶体Fe3+3H2O（沸水）Fe(OH)3(胶体）+3H+(4)制备无水FeCl3FeCl36H2O FeCl3+6H2O(5)氧化性、还原性关系氧化性：Cl2Br2Fe3+I2S还原性：Cl-Br-Fe2+I-S2-(6)除杂方法Fe2+(Fe3+):加Fe粉，过滤；FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2；FeCl2(CuCl2)：加Fe粉，过滤。,HCl气流中,特别提醒Fe2+具有较强的还原性，Fe3+具有较强的水解能力，实际上pH4时，Fe3+即可形成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2+杂质时，一般先向该溶液中加入氧化剂（如H2O2），使Fe2+被氧化为Fe3+,然后通过加碱液调节pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。,【典例导析1】在一些茶叶的包装盒中有一个小袋，将小袋打开可看到灰黑色粉末，其中有的已变成棕褐色。将这种灰黑色粉末投入稀盐酸后，取其上层清液并加几滴氯水，再滴加KSCN溶液，马上出现血红色。以下结论不正确的是（）A.该灰黑色粉末作抗氧化剂 B.该灰黑色粉末不可食用 C.小袋中原来装有铁粉 D.小袋中原来装有氧化铁,D,迁移应用1 在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2+的物质的量（纵坐标）与所加铁粉的物质的量（横坐标）的关系如下图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。（1）AB段铁元素以 形式存在。（2）BC段铁元素以 形式存在。（3）CD段铁元素以 形式存在。,解析 向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3+,随加入铁粉量的增加，发生反应2Fe3+Fe 3Fe2+,最后全部转化为Fe2+。答案（1）（2）（3）,要点二 Fe2+和Fe3+的检验 Fe2+和Fe3+的检验方法（1）直接观察颜色：Fe2+的溶液呈浅绿色，Fe3+的溶液呈棕黄色。（2）利用显色反应：有关离子反应方程式：Fe3+SCN-Fe(SCN)2+,（3）利用其化合物沉淀的颜色：有关反应的方程式：Fe2+2OH-Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3Fe3+3OH-Fe(OH)3(4)利用Fe3+的氧化性：有关离子反应方程式：2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,有关离子反应方程式：2Fe3+2I-2Fe2+I2(5)利用Fe2+的还原性：有关离子反应方程式：5Fe2+8H+5Fe3+Mn2+4H2O有关离子反应方程式：2Fe2+Br2 2Fe3+2Br-,【典例导析2】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（）加入足量氯水加入足量KMnO4加入少量NH4SCN溶液 A.B.C.D.解析 在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，无Fe3+存在，再加入氯水，将Fe2+氧化成Fe3+，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以这儿不用KMnO4溶液。,C,迁移应用2 将几滴KSCN(SCN-是“类卤离子”)溶液加入酸性的含有Fe3+的溶液中，溶液变成红色，将该红色溶液分为两份，一份中加入适量KMnO4溶液，红色褪去；向另一份中通入SO2，红色也褪去。下列说法不正确的是()A.红色褪去的原因是KMnO4将SC-氧化，使 Fe（SCN）3消失 B.红色褪去的原因是SO2将Fe3+还原为Fe2+C.红色褪去的原因是SO2将SCN-还原 D.SCN-在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化 为（SCN）2,解析 由于SCN-是“类卤离子”，与卤素离子性质相似，可以被KMnO4（H+）氧化为（SCN）2，而使红色消失。Fe3+具有氧化性，可被SO2还原为Fe2+，也可使红色消失。综上分析可知C项错误。答案 C,要点三 Fe（OH）2的制备与实验条件的控制 要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态。一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。既要除去三价铁离子，又不引入新的杂质，一般选用铁粉来还原三价铁离子。实验中一般采用新制的硫酸亚铁与NaOH溶液反应来制取Fe(OH)2沉淀。下面我们来探究其他制备氢氧化亚铁的方法。,【典例导析3】用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。方法一 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。,方法二 在如右图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管里加入的试剂是。（2）在试管里加入的试剂是。（3）为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管和中加入试剂，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。,方法三 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。（1）a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（3）d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 方法一 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+。气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。方法二 两支试管，试管是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管中，所以制取FeSO4应在试管中，而在试管中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管后，产生的H2可以从试管内短管处排出，从而排尽试管内空气。再经过止水夹通入试管中，排尽试管内空气。然后关闭止水夹，试管内产生的H2无法逸出，,造成管内压强增大，将试管内FeSO4溶液通过长导管压入试管内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中的O2氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。方法三 电解时阳极Fe-2e-Fe2+,阴极上2H2O+2e-H2+2OH-,或电解质溶液能直接提供OH-。当Fe2+与OH-接触时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，当选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀（大约在电池中部）；当反接电源后，阳极4OH-4e-2H2O+O2,产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。,答案 方法一（1）稀H2SO4、铁屑（2）煮沸（3）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化方法二（1）稀H2SO4和铁屑（2）NaOH溶液（3）检验试管出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹（4）试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界O2不易进入方法三（1）Fe Fe-2e-Fe2+(2)BC(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，排出溶解的O2（4）BC（5）白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色,迁移应用3 某研究性学习小组在研究由Fe2+制备 Fe(OH)2的过程中，设计了如下实验方案：按照图示进行实验，容器A中的反应开始时，弹簧夹C处于打开状态，一段时间后，关闭弹簧夹C，容器A中的反应仍在进行，最终在 容器中观察到白色沉淀，该实验中涉及到的化学方程式有。,【探究思考】实验表明上述实验中出现的白色沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色，那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？（1）甲同学查阅资料后，得到Fe(OH)2如下信息：,阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是；资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成。（2）乙同学依据配色原理：白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识，认为绿色可能是形成Fe(OH)2nH2O所致。用热水浴的方式加热实验中生成的绿色沉淀，观察到沉淀由绿变白的趋势。加热时,实验中弹簧夹C应处于（填“打开”或“关闭”）状态，容器A中的反应须处于（填“停止”或“发生”）状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式。,（3）欢迎你参加该研究小组的讨论，请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路。,答案 B Fe+H2SO4 FeSO4+H2；FeSO4+2NaOH Fe(OH)2+Na2SO4；H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O【探究思考】（1）由于Fe(OH)2部分被氧化，混入少量的Fe(OH)3 FeOFe2O34H2O（2）打开 发生 Fe(OH)2nH2O Fe(OH)2+nH2O(3)向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色（或者可以将Fe(OH)3和Fe(OH)2混合后观察其颜色）。,要点四 有关Fe、Cu及其化合物的综合推断 有关铁、铜的单质、化合物推断突破口有：（1）特征颜色：如Fe2+溶液浅绿色，Fe3+溶液棕黄色，Fe(SCN)3溶液红色，Fe(OH)3胶体红褐色，Fe(OH)2在空气中的颜色变化，Fe(OH)3红褐色，FeCl3固体红棕色，Fe2O3红棕色，Fe3O4、FeO、FeS黑色等。Cu2+溶液蓝色、Cu2O红色、CuO黑色，Cu(OH)2蓝色等。（2）特征变价：铁有+2、+3价。（3）特征反应：铝热反应。（4）FeCl3变色种类,向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液呈血红色；FeCl3溶液能使紫色石蕊试液呈红色；FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀；向FeCl3溶液中加入过量Fe粉,溶液变为浅绿色；向FeCl3溶液中加入过量Cu粉,溶液变为蓝绿色；将FeCl3溶液滴入到淀粉-碘化钾溶液中，溶液变为蓝色；将FeCl3溶液滴入AgNO3溶液中,生成白色沉淀；,将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合，放出气体，生成红褐色沉淀；将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3胶体。,【典例导析4】（2008宁夏理综，26）某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、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。填写下面空白：（1）图中标号处需加入的相应物质分别是、。,（2）写出处发生反应的离子方程式；写出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。解析（1）本实验的目的是用废铁屑、常用的酸和碱，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。而废水中含有Fe3+、Cu2+、Au3+，因此首先加入废铁屑将Cu和Au都置换出来。Cu和Au的分离可以利用Cu与稀硝酸能反应而Au不能，将其分离，Cu2+和Fe2+分别加入碱使其转化为沉淀，灼烧分别生成它们的氧化物。,（2）由于废水显酸性，又含有Cu2+、Au3+、Fe3+，因此加入铁屑发生反应的离子方程式为：Fe+2H+H2+Fe2+Fe+Cu2+Cu+Fe2+3Fe+2Au3+2Au+3Fe2+2Fe3+Fe 3Fe2+（3）铁红的化学式为Fe2O3，铁红常用作红色颜料，氧化铜常用作制铜盐的原料。,答案(1)铁屑稀硫酸稀硝酸氢氧化钠氢氧化钠（2）Fe+2H+Fe2+H2，2Fe3+Fe 3Fe2+，Cu2+Fe Cu+Fe2+，2Au3+3Fe 2Au+3Fe2+3Cu+8HNO3（稀）3Cu(NO3)2+2NO+4H2O（3）Fe2O3 用作红色涂料 用作制造铜盐的原料,迁移应用4（2008北京理综，28）由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验（部分产物略去）：（1）取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是（填写化学式）。（2）Z为一种或两种气体：,若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是。若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是。（3）向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后,溶液中的阳离子是（填写离子符号）。（4）取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉-KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I-时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是。,（5）另取原样品，加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体，则原样品中所有可能存在的物质组合是（各组合中的物质用化学式表示）。解析 由题干中框图转化的关系可知，Y中必含Cu，另有Fe2+；产生两种气体必有C。（1）上层清液中通入CO2无明显现象说明无进一步说明样品中无Al。（2）Z为一种气体，则必为CO2，说明另一种气体为SO2被NaHCO3溶液除去，浓酸为浓H2SO4，反应为：C+2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O,Z为两种气体，a为H2O，则说明浓酸为浓HNO3，Z中气体为NO和CO2。（3）Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+；2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+循环反应，则溶液中阳离子为Fe3+、Cu2+和过量酸余下的H+。（4）据题目信息可推知氧化还原反应为：4I-+3H2O2+2Fe2+2I2+2Fe（OH）3（5）由题意分析无Cu生成，则必定是不发生Cu2+Fe Cu+Fe2+或2Al+3Cu2+3Cu+2Al3+的置换反应，说明混合物中无Fe和Al。由题干框图知必含CuO和C。则组合可能为CuO、C；CuO、C、Fe2O3。,答案（1）Al（2）C+2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O NO、CO2（3）Cu2+、Fe3+、H+（4）2Fe2+3H2O2+4I-2Fe（OH）3+2I2（5）CuO、C或CuO、C、Fe2O3,对点训练题组一 铁、铜的性质及Fe2+、Fe3+检验1.下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是（）A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加 入铁粉，然后过滤 D.Fe3+与KSCN产生血红色沉淀,解析 赤铁矿的主要成分是Fe2O3，铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,+3价铁离子遇KSCN溶液变为血红色，但没有沉淀产生，一般 可以用此方法检验+3价铁离子的存在。答案 C,2.下列离子方程式中，正确的是()A.氧化亚铁和稀硝酸反应FeO+2H+Fe2+H2O B.铜和三氯化铁溶液反应Cu+Fe3+Fe2+Cu2+C.氯化亚铁溶液中滴入氯水Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+D.金属铝投入NaOH溶液中2Al+2OH-+H2O 2+2H2 解析 A项中稀硝酸可将FeO氧化；B项中电荷不守恒；D项中原子不守恒。,C,3.化合物A是一种重要的光化学试剂,属于不含结晶水的复盐。AH之间相互转化关系如下图所示:(部分反应物、生成物没有列出)已知:A中含两种阳离子和一种带两个单位负电荷的阴离子,三种离子的个数比为313。阴离子中各元素的质量分数与C中的相同且式量是,C的2倍。C、D都为气体且含有的元素种类相同，C能使澄清石灰水变浑浊，E是一种红棕色的颜料，F的焰色反应呈紫色，I能使苯酚溶液显紫色。回答下列问题：（1）C的电子式是。（2）A的化学式是。（3）D+E C+G的方程式是。（4）H+H2O2+H+I的离子反应方程式是。（5）在A的溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液紫色褪去，而在A的溶液中滴入硫氰化钾溶液，溶液呈红色。产生上述现象的主要原因是。,解析 本题的突破口是I能使苯酚显紫色，说明I含有Fe3+，结合题意I为FeCl3。E为红棕色的颜料，E为Fe2O3。结合Fe2+Fe3+相互转化关系，知G为Fe，H为FeCl2。C能使澄清石灰水变浑浊，C、D含有的元素种类相同，D能和Fe2O3反应，则D为CO、C为CO2。F的焰色反应呈紫色，F为KCl，B为K2CO3（加热下不可能为KHCO3）。A中所含阳离子为Fe3+、K+，阴离子中各元素的质量分数与C中的相同且式量是C的2倍，则阴离子为C2（草酸根），A为K3Fe（C2O4）3。,答案（1）（2）K3Fe（C2O4）3（3）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2（4）2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O（5）因为溶液中的草酸根（C2）被高锰酸钾氧化，故使溶液的紫色褪去；溶液中的Fe3+与SCN-反应，使溶液呈红色,4.现有一份含有FeCl3和FeCl2的固体混合物，为测 定各成分的含量进行如下两个实验：实验1 称取一定质量的样品，将样品溶解；向溶解后的溶液中加入足量的AgNO3溶液，产 生沉淀；将沉淀过滤、洗涤、干燥得到白色固体17.22 g。实验2 称取与实验1中相同质量的样品，将样品溶解；向溶解后的溶液中通入足量的Cl2;,再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，得到红褐色沉淀；将沉淀过滤、洗涤后，加热灼烧，到质量不再减少，得到固体物质4 g。根据实验回答下列问题：（1）溶解过程中所用到的玻璃仪器有。（2）实验室保存FeCl2溶液时通常会向其中加入少量试剂 和。（3）实验2通入足量Cl2的目的是；涉及的化学反应的离子方程式是。（4）检验实验2的步骤中沉淀已经洗涤干净的方法是。,（5）通过实验所得数据，计算固体样品中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为。（6）可以采用下列装置制取少量的FeCl3固体，已知FeCl3易潮解。（部分夹持仪器已略去）,该装置存在不足，往往无法得到FeCl3固体，请你对装置提出合理的改进措施：。,解析（2）为了防止FeCl2溶液水解、氧化应加入稀盐酸、铁粉；（4）做此种类型的题时，首先要明确沉淀中所含杂质，此题中的杂质是Na+、Cl-，检验沉淀是否洗涤干净，只要检验洗涤后的溶液中是否含有Na+、Cl-中的一种就可以。（5）是有关混合物的计算，设原固体混合物中FeCl3为x mol，FeCl2为y mol，n（AgCl）=0.12 mol,n(Fe2O3)=0.025 mol,依据Cl、Fe守恒3x mol+2y mol=0.12 mol,x mol+y mol=0.025 mol2,解得x=0.02,y=0.03。（6）因为FeCl3易水解，所以其制备应在无水的条件下进行，即C装置中应干燥，并防止水分进入。,答案（1）烧杯、玻璃棒（2）稀盐酸 铁粉（3）将Fe2+全部转化为Fe3+2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-(4)向洗涤后的溶液中滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液，如果没有白色沉淀生成，说明沉淀已经洗涤干净（5）23（6）在B、C之间和C、D之间分别增加盛有浓硫酸的洗气瓶防止FeCl3潮解,5.运用铁及其化合物的知识，完成下列各题。（1）下列物质跟铁反应后的生成物，能跟KSCN 溶液作用生成红色溶液的是（）A.盐酸B.氯气 C.CuSO4溶液D.稀硫酸（2）既有氧化性又有还原性的微粒是（）A.FeB.Fe2+C.Fe3+（3）把过量的铁粉加入稀硝酸中，其结果是（）A.不反应 B.生成硝酸铁 C.生成硝酸亚铁,（4）要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的办法是（）A.滴入KSCN溶液B.通入氯气C.加入铜粉D.加入铁粉（5）当人体缺铁时，往往需要吃补铁保健品，人体能够吸收的是+2价铁元素。但是+2价铁元素很容易被氧化。查看一种补铁保健品，了解其中铁元素的价态。你认为可以采用什么方法检验补铁保健品中铁元素的价态？,天然食品中含有的大多是+3价铁元素，为了使+3价铁元素转化为+2价铁元素并被人体较好地吸收，你认为应该采取哪些措施？请查找资料，寻找办法。,答案（1）B（2）B（3）C（4）D（5）检验铁元素的价态，可以考虑先观察其水溶液的颜色：含Fe2+的溶液为浅绿色，含有Fe3+的溶液为棕黄色。然后将其与NaOH溶液或KSCN溶液反应观察产物的颜色来鉴别检验:Fe2+与NaOH生成不稳定的白色沉淀Fe(OH)2，该白色沉淀暴露在空气中会迅速转变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀Fe(OH)3,Fe2+和KSCN溶液作用没有颜色变化；而Fe3+与NaOH溶液直接生成红褐色沉淀，或与KSCN溶液作用呈红色。为使铁元素被人体较好地吸收，需将+3价铁元素转化为+2价铁元素，可以考虑加还原剂，但该还原剂必须对人体健康无害，如加入维生素C。,题组二 有关Fe、Cu的计算6.向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3+，同时析出0.1 mol Ag。下列结论错误的是()A.氧化性：Zn2+Cu2+Fe3+Ag+B.Fe3+的氧化性大于Cu2+C.溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为12 D.1 mol Fe可还原2 mol Fe3+,解析 根据金属活动顺序表，银的还原性较差，一旦失去电子变成银离子其氧化性较强。铁粉先跟银离子反应，然后再与铁离子反应，由反应方程式或电子守恒得，银离子、铁离子完全反应后铁粉没有剩余，B、C选项正确。一个铁原子失两个电子，一个铁离子得一个电子，所以1 mol铁可还原2 mol铁离子。答案 A,7.把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是()A.反应后生成的盐只为Fe(NO3)3 B.反应后生成的盐只为Fe(NO3)2 C.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其 物质的量之比为13 D.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其 物质的量之比为31,解析 由于铁的物质的量为=0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 mol（此时只产生Fe2+）和1.2 mol（此时只产生Fe3+)之间，又产生0.3 mol NO2和0.2 mol NO，即反应过程中硝酸得到的电子数为0.3 mol（5-4）+0.2 mol(5-2)=0.9 mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁守恒可得x+y=0.4,由得失电子守恒得3x+2y=0.9,解得x=0.1 mol,y=0.3 mol。答案 C,8.向含a g HNO3的稀溶液中，加入b g铁粉充分反应全部溶解。已知有 g HNO3被还原，则ab不可能是（）A.21B.31C.41D.92 解析 根据3Fe+8HNO3(稀）3Fe(NO3)2+2NO+4H2O Fe+4HNO3(稀）Fe(NO3)3+NO+2H2O 当反应按恰好完全进行时 当反应按恰好完全进行时 因有 g HNO3被还原，且b g铁粉全部溶解。故,A,9.某稀溶液中含有Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu（NO3）2、HNO3物质的量浓度之比为（）A.111B.131 C.338D.114,解析 据氧化性由强到弱的顺序HNO3Fe3+Cu2+，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为：4HNO3（稀）+Fe Fe（NO3）3+NO+2H2O4 mol 1 mol 1 mol2Fe（NO3）3+Fe 3Fe（NO3）22 mol 1 mol 3 molCu（NO3）2+Fe Fe（NO3）2+Cu1 mol 1 mol 1 mol所以原溶液中，Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO3的物质的量之比为：（2 mol-1 mol）1 mol4 mol=114。答案 D,10.粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol/L盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L（标准状况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。,请回答：（1）中引发铝热反应的实验操作是，产物中的单质B是。（2）中所发生的各反应的化学方程式是。（3）中所发生的各反应的离子方程式是。（4）若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2+)为，c(Fe2+)为。解析 此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的容量，增强了试题的测试能力。（1）铝热反应是指单质Al和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要,较高的温度才能引发。在混合物中加少量KClO3并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3分解放出O2，进一步加剧Mg条的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe,所以产物中单质B为Fe。（2）Fe2O3和MgO都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水。Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O;MgO+2HCl MgCl2+H2O。（3）混合物中只有Fe2O3能和Al发生铝热反应，生成Fe单质。C溶液中有反应生成的FeCl3,还有未,反应的HCl。发生的离子反应为：Fe+2H+Fe2+H2;Fe+2Fe3+3Fe2+。（4）假设步骤用去的20 g固体中，MgO的物质的量为x，Fe2O3的物质的量为y，则40 g/molx+160 g/moly=20 g。又由题干MgO与Fe2O3的物质的量相等知x=y,解得x=y=0.1 mol。发生的反应有：MgO+2HCl MgCl2+H2O;Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O。,根据MgOMgCl2的关系，溶液中MgCl2的浓度为：0.1 mol0.15 L=0.67 mol/L。步骤说明溶液中没有Fe3+,也就是溶质为FeCl2和MgCl2。根据Cl-不变的关系，可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于=0.45 mol,所以，FeCl2的浓度为：=2.3 mol/L,答案（1）加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃Fe(2)Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O；MgO+2HCl MgCl2+H2O(3)Fe+2H+Fe2+H2；Fe+2Fe3+3Fe2+(4)0.67 mol/L 2.3 mol/L,定时检测一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分)1.(2009广东，10改编)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是()A.锡青铜的熔点比纯铜高 B.在自然环境中，锡青铜中的铜可对锡起保护作 用 C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中 快 D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但 不是化学反应过程,解析 锡青铜是合金，合金的熔点往往降低。锡和铜在一定条件下形成原电池，锡较活泼作负极对铜有保护作用，在潮湿环境中腐蚀加快，故B错，C正确；电化学腐蚀也是化学反应的过程。答案 C,2.北京2008奥运会金牌直径为70 mm,厚6 mm。某化学兴趣小组对金牌成分提出猜想：甲认为金牌是由纯金制造；乙认为金牌是由金银合金制成；丙认为金牌是由黄铜（铜锌合金）制成。为了验证他们的猜想，请你选择一种试剂来证明甲、乙、丙猜想的正误()A.硫酸铜溶液B.稀硝酸 C.盐酸D.硝酸银溶液 解析 当金牌是纯金时遇到稀硝酸不溶解；当金牌是金银合金时遇到稀硝酸会部分溶解；当金牌是黄铜时遇到稀硝酸会全部溶解。,B,3.有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是()A.盐酸B.烧碱溶液 C.氨水D.KSC溶液 解析 将过量NaOH溶液分别加入上述几种溶液，无明