（通用版）2020高考化学一轮复习第三章金属及其化合物3.3点点突破过渡金属的2种典型代表（铁、铜）学案（含解析）.doc

1、1第 3 课时 点点突破过渡金属的 2 种典型代表(铁、铜)知识点一 铁及铁的化合物(一 )铁 的 存 在 与 性 质1铁的存在2铁的性质(1)物理性质颜色状态 导电、导热性、延展性 特性 地壳含量银白色固体 良好 被磁铁吸引 占第 位4(2)化学性质(写出化学方程式或离子方程式)与非金属反应常温 铁锈(成分为 Fe2O3xH2O)与 O2反应点燃 3Fe2O2 Fe3O4= = = = =点 燃 与 Cl2反应 点燃 2Fe3Cl2 2FeCl3= = = = =点 燃 与 S、I 2反应 FeS FeS、FeI2 FeI2= = = = = = = = = = 与 H2O(g)反应3Fe4

2、H 2O(g) Fe3O44H 2。 = = = = =高 温 与酸反应与 H 反应 Fe2H =Fe2 H 2过量Fe4H NO =Fe3 NO2H 2O 3与稀 HNO3反应 少量3Fe8H 2NO =3Fe2 2NO4H 2O 3与浓 H2SO4、浓 HNO3反应常温下钝化，加热分别生成 SO2、NO 2与盐(Cu 2 、Fe 3 )反应2FeCu 2 =Fe2 Cu、Fe2Fe 3 =3Fe2提醒 铁与弱氧化剂(如 S、HCl、FeCl 3、CuSO 4、I 2等)反应时被氧化为 Fe2 ，铁与强氧化剂(如 Cl2、Br 2、HNO 3、浓 H2SO4等)反应时被氧化为 Fe3 。(二

3、 )铁 的 氧 化 物化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4俗称 铁红 磁性氧化铁色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水铁的价态 2 价 3 价 2 价，3 价与 H 反应的离子方程式FeO2H =Fe2 H2OFe2O36H =2Fe33H 2OFe3O48H =Fe2 2Fe3 4H 2O共性 高温时，都能被 C、CO、H 2、Al 等还原剂还原，生成单质铁(三 )铁 的 氢 氧 化 物化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3色态 白色固体 红褐色固体溶解性 难溶于水 难溶于水与盐酸反应Fe(OH)22H = Fe2 2H 2OFe(OH)33H = Fe3

4、 3H 2O受热分解 2Fe(OH)3Fe2O3= = = = = 3H 2O制法可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2 2OH =Fe(OH)2可溶性铁盐与碱反应：Fe3 3OH =Fe(OH)3二者的关系空气中，Fe(OH) 2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为 4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)3提醒 FeO 和 Fe3O4与 HNO3反应时，除考虑与 H 的反应外，还考虑 Fe2 被 HNO3氧化成 Fe3 。Fe 2O3、Fe 3O4、Fe(OH) 3与 HI 反应时，除考虑与 H 的反应外，还考虑 Fe3 被 I

5、 还原3为 Fe2 。(四 )亚 铁 盐 与 铁 盐1亚铁盐含有 Fe2 的溶液，呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。(1)氧化性：Fe 2 与 Zn 反应的离子方程式为ZnFe 2 =FeZn 2 。(2)还原性：Fe 2 与 Cl2反应的离子方程式为2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl 。2铁盐(1)氧化性：含 Fe3 的溶液，呈 色，Fe 3 具有较强的氧化性。Fe 3 与 Cu、I 反应的黄离子方程式为2Fe3 Cu= =Cu2 2Fe 2 ，2Fe3 2I =2Fe2 I 2。(2)特性：含有 Fe3 的盐溶液遇到 KSCN 时变成血红色。(3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中

6、制备胶体的化学方程式为 FeCl33H 2OFe(OH)3(胶体)3HCl。= = = = = (4)其他重要的铁盐及应用绿矾(FeSO 47H2O) 用作补血剂及植物补铁剂高铁酸钾(K 2FeO4) 用作水处理剂或制作高能电池莫尔盐(或摩尔盐) (NH 4)2SO4FeSO46H2O用于冶金、电镀及织物媒染剂赤血盐K 3Fe(CN)6 用于检验 Fe23Fe 2 、Fe 3 的相互转化Fe2 Fe3 强 氧 化 剂 如 HNO3 还 原 剂 如 Fe上述转化中标号反应的离子方程式为3Fe 2 4H NO =3Fe3 NO2H 2O； 32Fe 3 Fe= =3Fe2 。对点训练1判断正误(正

7、确的打“” ，错误的打“”)。(1)(2018全国卷)向盛有 2 mL 黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素 C 溶液，观察颜色变化；该实验过程可用来探究维生素 C 的还原性()(2)(2018北京高考)将 NaOH 溶液滴入 FeSO4溶液中，观察到产生白色沉淀，随后变4为红褐色；该实验中的颜色变化与氧化还原反应无关()(3)(2018江苏高考)Cu 与 FeCl3溶液反应可生成 CuCl2()(4)(2017海南高考)细铁粉可作食品抗氧剂()(5)(2017江苏高考)向某黄色溶液中加入淀粉 KI 溶液，溶液呈蓝色，证明溶液中含Br2()(6)(2016全国卷)铁比铜金属性强，所以可用 Fe

8、Cl3腐蚀 Cu 刻制印刷电路板()(7)(2016江苏高考)向 Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉：Fe 3 Fe= =2Fe2 ()(8)(2016江苏高考)室温下，向 FeCl3溶液中滴加少量 KI 溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明 Fe3 的氧化性比 I2的强()(9)(2016上海高考)用 NaOH 溶液和盐酸能除去 FeCl2溶液中混有的 CuCl2()2 本草纲目中记载“慈石治肾家诸病，而通耳明目。慈石，色轻紫，石上皲涩，可吸连针铁，俗谓之熁铁石” 。 “慈石”的主要成分是( )A铁 B氧化铜C氧化铁 D四氧化三铁解析：选 D 磁石，古代炼丹常用的矿物原料，又称作“慈

9、石” ，即四氧化三铁(Fe 3O4)。3如图两圆相交部分 A、B、C、D 分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是( )AFe4H NO =Fe3 NO2H 2O 3BFe 3O48H =Fe2 2Fe 3 4H 2OCFe(OH) 33H =Fe3 3H 2OD3Fe(OH) 210H NO =3Fe3 NO8H 2O 3解析：选 B Fe 3O4与 HNO3反应生成 Fe3 ，正确的离子方程式为3Fe3O428H NO =9Fe3 NO14H 2O。 34下列试剂中，不能使 Fe2 转化为 Fe3 的是( )氯气 NaCl 溶液 KMnO 4溶液 稀 HNO3 盐酸

10、 NaNO 3溶液A BC D解析：选 D Cl 2、KMnO 4、稀 HNO3都具有强氧化性，能将 Fe2 氧化成 Fe3 ，而 NaCl5溶液、盐酸、NaNO 3溶液不能将 Fe2 氧化成 Fe3 。知识点二 Fe 2 、Fe 3 的检验及铁三角的应用(一 )Fe2 、 Fe3 的 检 验1Fe 2 的检验方法 1 无现象 溶液变红色，证明含有 Fe2样 品 溶 液 滴 加 KSCN溶 液 滴 加 氯 水 或 双 氧 水方法 2 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红样 品 溶 液 加 入 NaOH溶 液 褐色，证明含有 Fe2方法 3 生成蓝色沉淀，证明含有 Fe2样 品 溶 液

11、加 入 K3Fe(CN)6溶 液 2.Fe3 的检验方法 1 溶液变红色，证明含有 Fe3样 品 溶 液 滴 加 KSCN溶 液 方法 2 产生红褐色沉淀，证明含有 Fe3样 品 溶 液 加 入 NaOH溶 液 提醒 检验 Fe2 时不能先加氯水后加 KSCN 溶液，也不能将加 KSCN 后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化 SCN )。Fe 3 、Fe 2 、Cl 同时存在时不能用酸性 KMnO4溶液检验 Fe2 (Cl 能还原酸性KMnO4，有干扰)。(二 )铁 三 角 及 其 应 用1完成下列离子方程式，体会 Fe2 与 Fe3 转化条件(1)将 H2S 气体通入 FeC

12、l3溶液中产生淡黄色沉淀：2Fe3 H 2S=2Fe2 S2H 。(2)将 FeCl3溶液滴入 KI淀粉溶液，溶液变蓝：2Fe3 2I =I22Fe 2 。(3)向 FeCl2溶液中滴入 H2O2：2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O。(4)FeSO4可使酸性 KMnO4溶液褪色：65Fe2 MnO 8H =5Fe3 Mn 2 4H 2O。 4(5)将 FeCl2溶液滴入到 HNO3溶液中，有无色气体放出：3Fe2 4H NO =3Fe3 NO2H 2O。 32 “铁三角”转化关系的应用(1)判断离子能否共存Fe2 NO (H )、ClO 、MnO (H )不 共 存 3 4Fe3

13、 S2 、I 、SO不 共 存 23Fe3 HCO 、CO 等水解相互促进的离子不 共 存 3 23(2)盐溶液的配制与保存3物质的制备对点训练1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 加入足量酸性 KMnO4溶液加入少量 NH4SCN 溶液A BC D解析：选 C 用 NH4SCN 检验 Fe3 是否存在，用氯水将 Fe2 转化为 Fe3 进行检验 Fe2的存在。2(2019九江模拟)下列离子的检验方法合理的是( )A向某溶液中滴入 KSCN 溶液呈红色，说明不含 Fe2B向某溶液中通入 Cl2，然后再加入 KSCN 溶液变红色，说

14、明原溶液中含有 Fe2C向某溶液中加入 NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe3D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7液中只含有 Fe2 ，不含有 Mg2解析：选 C A 项，KSCN 溶液不能直接检验 Fe2 的存在，Fe 2 是否存在不确定，检验方法不合理；B 项，Fe 3 干扰 Fe2 的检验，若原溶液中含有 Fe3 且不含 Fe2 ，也会产生相同现象，检验方法不合理；C 项，Fe 3 与 OH 生成红褐色的 Fe(OH)3沉淀，检验方法合理；D 项，Mg(OH) 2为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩盖，无法确定原溶液中是否含有 Mg2

15、，检验方法不合理。3在 Fe2(SO4)3溶液中，加入 a g 铜，完全溶解后，再加 b g 铁，充分反应后得到 c g 残余固体，且 ac，下列说法正确的是( )A残余固体是铜和铁B最后得到的溶液中一定含有 Cu2C将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生D最后得到的溶液中可能含有 Fe3解析：选 B 因为 ac，说明 b g 铁完全反应，溶液中含 Cu2 、Fe 2 ，不含 Fe3 ，B正确。知识点三 铜及其化合物1单质铜(1)物理性质紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。有关化学

16、方程式：2CuO 2CO 2H 2O=Cu2(OH)2CO3。写出下列化学方程式：铜在空气中加热：2CuO 2 2CuO；= = = = = 铜丝在硫蒸气中反应：2CuS Cu2S。= = = = = (3)制备方法干法制铜：Cu2(OH)2CO3 2CuOCO 2H 2O= = = = = COCuO CuCO 2= = = = = 8湿法制铜：Cu2(OH)2CO34H =2Cu2 3H 2OCO 2Cu2 Zn= =Zn2 Cu2氧化铜和氧化亚铜名称 氧化铜 氧化亚铜颜色 黑色 砖红色与酸反应(H )CuO2H =Cu2 H 2OCu2O2H =Cu2 CuH 2O与 H2反应H2CuO

17、= = = = = CuH 2OH2Cu 2O2Cu= = = = = H 2O转化关系 4CuO 2Cu2OO 2= = = = =高 温 提醒 区别红色物质 Cu 和 Cu2O 的方法向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为 Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为 Cu2OH 2SO4=CuSO4CuH 2O。3氢氧化铜(1)物理性质： 色 溶于水的固体。蓝 不(2)化学性质及应用反应的化学方程式：Cu(OH) 2 CuOH 2O；= = = = = 反应的离子方程式：Cu(OH) 22H Cu2 2H 2O。= = = = = 4铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名

18、称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被腐蚀的结果，其受热分解的化学方程式为 Cu2(OH)2CO3 2CuOH 2OCO 2。= = = = = (2)CuSO45H2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾，其受热分解的化学方程式为CuSO45H2O CuSO45H 2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水 CuSO4遇= = = = = 水变 色(生成 CuSO45H2O)，可作为检验水的依据。蓝(3)铜盐溶液有毒，主要是因为 Cu2 作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质9变性失去生理活性，因此可将胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。提醒 通常利用反应 2CuO 2 2

19、CuO 除去混合气体中的少量 O2。= = = = = Cu 与稀 H2SO4不反应，但在通入 O2的条件下，Cu 可在稀 H2SO4中逐渐溶解：2CuO 22H 2SO4=2CuSO42H 2O。无水 CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。5铜及其化合物的颜色、状态及溶解性物质 颜色 状态及溶解性 物质 颜色 状态及溶解性Cu紫红色、金属光泽固态，难溶于非氧化性酸，易溶于强氧化性酸 CuSO4白色粉末，易溶于水，水溶液呈蓝色CuO 黑色 粉末，可溶于酸溶液CuSO45H2O蓝色 晶体Cu2O砖红色固体，难溶于水，可溶于酸溶液(生成 Cu 和 Cu2 )Cu2(O

20、H)2CO3绿色粉末，难溶于水，可溶于酸溶液CuCl CuI 白色 粉末，难溶于水 Cu(OH)2 蓝色难溶于水，可溶于酸溶液CuS 黑色粉末，难溶于水及非氧化性强酸Cu(NH3)42深蓝色络合离子，溶于水提醒 反应 CuSO4H 2S=CuSH 2SO4可说明 CuS 难溶于非氧化性强酸。对点训练1判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)(2018北京高考)电解精炼铜的阴极反应：Cu2 2e =Cu()(2)(2018江苏高考)向 CuSO4溶液中加入铁粉，有红色固体析出，说明 Fe2 的氧化性强于 Cu2 的氧化性()(3)(2016全国卷)除去 Cu 粉中混有 CuO 的方法是加

21、入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥()(4)(2015全国卷)将铜粉加入 1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现()(5)(2015广东高考)1 mol Cu 和足量热浓硫酸反应可生成 NA个 SO3分子()(6)(2015天津高考)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈()(7)(2015天津高考)气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气()10(8)(2014全国卷)H 2通过灼热的 CuO 粉末，反应后固体物质增重()2下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( )选项 陈述 陈述 判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀

22、盐酸除铜器表面的铜绿对；对；无B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜制容器可以盛放浓硫酸 对；对；有C向硫酸铜溶液中通入氨气，有蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑对；对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂错；对；无解析：选 D 稀盐酸可以与碱式碳酸铜(铜绿的主要成分)反应，而且稀盐酸不与 Cu 反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿，、有因果关系，A 错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛放浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水反应生成 Cu(OH)2，Cu(OH

23、) 2受热分解生成黑色 CuO，、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，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D 正确。3部分氧化的铁铜合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是( )A滤液 A 中的阳离子为 Fe3 、Fe 2 、H B样品中 Fe 元素的质量为 2.24 gC样品中 CuO 的质量为 4.0 gD V896解析：选 B 硫酸足量，只有金属 Cu 不与 H2SO4反应，所以滤渣 3.2 g 为金属铜，物质的量为 0.05 mol，因滤液 A 中不含 Cu2 ，故合金样品中总

24、共含有铜原子 0.05 mol，滤液 A 中加入足量 NaOH 溶液，所得滤渣灼烧得到的固体 3.2 g 为 Fe2O3。生成的滤渣 3.2 g是铜，金属铜可以和 Fe3 反应，所以滤液 A 中一定不含 Fe3 ，则滤液 A 中含有的阳离子为Fe2 、H ，A 错误；Fe 的物质的量为 20.04 mol，其质量为 0.04 3.2 g160 gmol 1mol56 gmol1 2.24 g，B 正确；根据 B 项分析可知铁元素质量为 2.24 g，而合金样品质量为 5.76 g，所以 CuO 的质量不超过 5.76 g2.24 g3.52 g，C 错误；最后滤液 A中溶质为过量 H2SO4和

25、 FeSO4，而铁原子的物质的量为 0.04 mol，说明参加反应的硫酸的物11质的量为 0.04 mol，含 H 0.08 mol，其中部分 H 生成氢气，另外的 H 和合金中的氧原子结合成水，由于合金中氧原子的物质的量为 0.02 mol，全部转化5.76 g 3.2 g 2.24 g16 gmol 1为 H2O 需消耗 H 0.04 mol，所以硫酸中生成 H2的 H 的物质的量为 0.08 mol0.04 mol0.04 mol，即生成 0.02 mol H2，标准状况下体积为 448 mL，D 错误。4铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题：(1)实验室使用稀硫酸和 H2

26、O2溶解铜片，该反应的化学方程式为_。(2)电子工业使用 FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔，写出该过程的离子方程式_；配制的 FeCl3溶液应保持_(填“酸性” “碱性”或“中性”)，原因是_。(3)溶液中 Cu2 的浓度可采用碘量法测得：2Cu 2 5I =2CuII I 2S 2O =S4O 3I 3 3 23 26反应中的氧化剂为_；现取 20.00 mL 含 Cu2 的溶液，加入足量 KI 充分反应后，用 0.100 0 molL1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点， 消耗 Na2S2O3溶液 25.00 mL，此溶液中 Cu2 的浓度为_molL 1 。解析：(1)实验室使用稀硫酸和

27、 H2O2溶解铜片，反应中 Cu 被氧化为 Cu2 ，则发生反应的化学方程式为 CuH 2O2H 2SO4=CuSO42H 2O。(2)电子工业使用 FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔，即 Fe3 将 Cu 氧化为 Cu2 ，自身被还原为 Fe2 ，所以过程中发生的反应为 Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 ，FeCl 3溶液中 Fe3 发生水解使溶液呈酸性，需保持溶液为酸性抑制 Fe3 水解。(3)反应中 Cu2 将 I 氧化为 I ，所以氧化剂为 Cu2 ，滴定时发生反应：I 2S 2O 3 3=S4O 3I ，则消耗 n(I ) 0.100 0 molL1 25.00103 23 26 312L1.2510 3 mol，根据碘原子守恒，则 20.00 mL 溶液中 c(Cu2 ) 21.2510 320.0010 3molL1 0.125 molL 1 。答案：(1)CuH 2O2H 2SO4=CuSO42H 2O(2)Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 酸性 防止 Fe3 水解生成 Fe(OH)3 (3)Cu 2 0.12512