1、1第二单元 铁、铜的获取及应用了 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 。铁及其重要化合物的性质知识梳理一、单质铁1物理性质铁具有金属的共性，具有能被磁体吸引的特性。2化学性质(1)与非金属单质的反应(2)与水蒸气的反应3Fe4H 2O(g) Fe3O44H 2= = = = =高 温 (3)与酸、盐的反应钝化二、铁的冶炼1铁元素的存在铁元素在自然界主要以化合态的形式存在，常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为 Fe3O4)、2赤铁矿(主要成分为 Fe2O3)。2炼铁原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。3完成下列化学方程式(1)一
2、氧化碳的生成：CO 2 CO2、CO 2C 2CO。= = = = =点 燃 = = = = = (2)铁矿石被还原：Fe 2O33CO 2Fe3CO 2。= = = = =高 温 (3)石灰石的作用：CaCO3 CaOCO 2、CaOSiO 2 CaSiO3。= = = = =高 温 = = = = =高 温 三、铁的氧化物化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4俗名 铁红 磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水铁的化合价2 3 2，3稳定性 不稳定 稳定 稳定与 H 反应的离子方程式FeO2H =Fe2H 2OFe2O36H =2Fe33H
3、 2OFe3O48H =Fe2 2Fe3 4H 2O四、铁的氢氧化物化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3色态 白色固体 红褐色固体与盐酸反应的离子方程式Fe(OH)22H =Fe2 2H 2OFe(OH)33H =Fe3 3H 2O受热分解 2Fe(OH)3= = = = = Fe2O33H 2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2 2OH =Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应：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
4、(OH)3自我检测31判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)铁位于元素周期表中第 4 周期第B 族。( )(2)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。( )(3)将一定量的铁、铜的混合物加入到 100 mL 0.1 molL1 的 FeCl3溶液中，充分反应后，溶液中有固体剩余，则剩余的固体中一定含有铜，可能含有铁。( )(4)Fe 分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。( )(5)氢氧化铁与 HI 溶液仅发生中和反应。( )答案：(1) (2) (3) (4) (5)2将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。A具有较强的还原性(1)Fe2O3 a红褐色 B易被氧化成灰绿色，(2)Fe(O
5、H)2 b红棕色 最终变成红褐色(3)Fe(OH)3 c白色 C制作红色油漆、涂料(4)Fe2 d棕黄色 D受热分解成红棕色粉末(5)Fe3 e浅绿色 E具有较强的氧化性答案：(1)bC (2)cB (3)aD (4)eA(5)dEFe3O4中 2 个 Fe 为3 价，1 个 Fe 为2 价，可表示为 FeOFe2O3，平均价态为 价。83在发生氧化还原反应时，对应价态的铁参与相关反应，如 Fe3O4与 HNO3反应时只有2 价铁被氧化。(2015高考全国卷改编，10，6 分)下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )选项 实验 现象 结论A将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反
6、应后滴加 KSCN 溶液有气体生成，溶液呈血红色稀硝酸将 Fe 氧化为 Fe3 B将铜粉加入 1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝、有黑色固体出现金属铁比铜活泼C 向 FeCl3、CuCl 2的混合溶 溶液中有固体存在 溶液中一定含有 Cu24液中加入铁粉，充分反应D相同质量、相同表面积的纯铁和生铁分别与相同浓度的盐酸反应生铁的反应速率比纯铁快原电池反应能加快化学反应速率解析 A稀硝酸与过量铁粉发生的反应分两步进行，先发生反应：Fe4HNO 3(稀)=Fe(NO3)3NO2H 2O，过量的铁粉再与 Fe(NO3)3发生反应：Fe2Fe(NO 3)3=3Fe(NO3)2，充分反应
7、后滴加 KSCN 溶液，溶液不会变为血红色，实验现象错误，故 A 不正确。B.铜粉与 Fe2(SO4)3溶液发生反应：CuFe 2(SO4)3=CuSO42FeSO 4，实验现象为溶液变蓝色，但是没有黑色固体出现，该实验能说明 Fe3 的氧化性比 Cu2 强，不能说明金属铁比铜活泼，因为铁没有置换出铜单质，故 B 不正确。C.Fe 3 的氧化性比 Cu2 的氧化性强，Fe 先与Fe3 反应生成 Fe2 ，再与 Cu2 反应生成单质 Cu。固体一定含 Cu，可能含 Fe；溶液中一定含 Fe2 ，可能含 Cu2 ，故 C 不正确。D.纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快
8、反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故 D 正确。答案 D下列物质反应后一定有3 价铁生成的是_。过量的 Fe 与 Cl2加热时发生反应 Fe 与过量稀 H2SO4反应后，再向其中加 KNO3 Fe 与过量的 S 加热时发生反应 Fe(NO 3)2溶液中加少量盐酸 Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中解析：Fe 与 Cl2反应只生成 FeCl3；Fe Fe2 Fe3 ；Fe 与 S 反应只生成 过 量 稀 H2SO4 FeS；Fe 2 Fe3 ；Fe 2O3溶于盐酸生成 Fe3 ，当混合物中 Fe 不足时，溶液中仍有Fe3 ，当 Fe 足量时，溶液中无 Fe3 。答案：分析铁的化合物时的“两
9、分清”1价态要分清(1)要注意单质铁被不同氧化剂氧化时，产物不同。(2)要注意不同价态的化合物所表现的不同的化学性质，如 Fe3 以氧化性为主，Fe 2以还原性为主。2颜色要分清铁的化合物“五颜六色”，一定要记牢：Fe 2 溶液为浅绿色，Fe 3 溶液为棕黄色，Fe(SCN)3溶液为血红色，Fe(OH) 3胶体为红褐色，Fe(OH) 2沉淀在空气中的颜色变化为白色灰绿色红褐色，Fe(OH) 3沉淀为红褐色固体，Fe 2O3为红棕色，Fe 3O4、FeO、FeS 均为黑5色。 题组一 铁及其化合物的性质1下列叙述正确的是( )AFe 与稀 HNO3、稀 H2SO4反应均有气泡产生，说明 Fe 与
10、两种酸均发生置换反应B足量的 Fe 在 Cl2中燃烧生成 FeCl2和 FeCl3CFe 和 Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出DFe 2O3 FeCl3(aq) 无水 FeCl3，在给定的条件下能实现转化 HCl（ aq） 解析：选 C。HNO 3具有强氧化性，与 Fe 发生氧化还原反应，产生的气体为 NO，A 项错；铁与 Cl2反应无论量的多少产物都是 FeCl3，B 项错；C 项中 Fe2O3溶解产生 Fe3 恰好将铁单质氧化，因而不能置换出 H2，正确；FeCl 3溶液加热时易水解，D 项错。2铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中
11、加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是( )AFe(OH) 3 Fe 2O3 BFe(OH) 2 Fe 2O3CFe(OH) 2 Fe(OH) 3 DFe(OH) 2 Fe 3O4解析：选 B。铁与稀硫酸反应生成 FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀 Fe(OH)2，在空气中加热 Fe(OH)2，铁元素被氧化为3 价，最后所得红棕色残渣为 Fe2O3。题组二 有关铁及其化合物的实验探究3下列关于 FeCl3进行的实验，预测正确的是( )选项 实验 预测A 蒸发 FeCl3溶液 得到 FeCl3固体B在 FeCl3、CuCl 2混合液中，加入少量 Fe粉一定有
12、H2产生且有 Cu 析出C 用 FeCl3固体溶于水配制饱和溶液 会有 Fe(OH)3沉淀产生D 在 FeCl3溶液中加入 KHCO3溶液有 CO2产生，但无Fe(OH)3沉淀生成解析：选 C。蒸发 FeCl3溶液可促进 Fe3 水解，由于 HCl 易挥发，最后得到 Fe(OH)3，A 错；混合液中加入 Fe 粉时，不会有 H2产生且 Fe 应先和 Fe3 反应，再与 Cu2 反应，B 错；FeCl 3易水解生成 Fe(OH)3沉淀，C 对；Fe 3 与 HCO 发生水解相互促进的反应，有 3CO2和 Fe(OH)3沉淀生成，D 错。4用下列方法可制得白色的 Fe(OH)2沉淀：用不含 Fe3
13、 的 FeSO4溶液与用不含 O2的蒸馏水配制的 NaOH 溶液反应制备。6(1)用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的 O2常采用_的方法。(3)生成白色 Fe(OH)2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_。(4)下列各图示中，能较长时间观察到 Fe(OH)2白色沉淀的是_。解析：(1)Fe 2 易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe 2 易被空气中的 O2氧化，要加Fe 粉防止 Fe2 被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的 O2较少。(4
14、)因为 Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的 Fe(OH)3，即发生 4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。、原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的 Fe(OH)2处在氢气的保护中；的原理为铁作阳极产生 Fe2 ，与电解水产生的 OH 结合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间观察到白色沉淀。答案：(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触 O2(4)
15、制备 Fe(OH)2的关键与方法由于 Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为 Fe(OH)3，在实验室中制备 Fe(OH)2，并使 Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：Fe 2 2OH =Fe(OH)2。(1)成功关键溶液中不含 Fe3 和 O2等氧化性物质；7制备过程中，保证生成的 Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。(2)制备 Fe(OH)2时常采用的方法采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe 2 易被空气中的氧气氧化成 Fe3 )；将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；将碱直接加到亚铁盐溶液的底部使生成的 Fe(OH)2与空气隔离；在亚铁盐溶
16、液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有机溶剂)。Fe 2 和 Fe3 的性质及其检验方法知识梳理1Fe 2 、Fe 3 的性质及相互转化(1)Fe2 的氧化性和还原性Fe2 处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性。在中学阶段接触 Fe2 的氧化还原反应中其主要表现还原性，如 Fe2 遇 Br2、Cl 2、H 2O2、NO (H )等均表现还原性。 3(2)Fe3 的氧化性Fe3 处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如它能氧化 Fe、Cu、HI、H 2S 等。(3)Fe2 与 Fe3 的相互转化用离子方程式表示下列转化：Fe2 Fe32Fe 2 Cl 2=2Fe3 2Cl ；3
17、Fe 2 4H NO =3Fe3 2H 2ONO； 32Fe 3 Fe= =3Fe2 ；Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 。2Fe 2 、Fe 3 的检验(1)Fe2 的检验取出少量被检验的溶液，滴加 KSCN 溶液，无现象，再通入 Cl2，若变成血红色溶液，说明有 Fe2 存在(验证时不能先通氯气)。反应方程式：2Fe 2 Cl 2=2Fe3 2Cl ，Fe 3 3SCN =Fe(SCN)3(血红色)。取出少量被检验的溶液，加入 NaOH 溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有 Fe2 存在。反应方程式：Fe 2 2OH =Fe(OH)2(白色沉淀)，
18、4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)3(红褐色沉淀)。(2)Fe3 的检验8取出少量被检验的溶液，加入 KSCN 溶液，溶液呈血红色，证明有 Fe3 存在。反应方程式：Fe 3 3SCN =Fe(SCN)3(血红色)。取出少量被检验的溶液，加入 NaOH 溶液，产生红褐色沉淀，证明有 Fe3 存在。反应方程式：Fe 3 3OH =Fe(OH)3(红褐色沉淀)。自我检测1为了验证 Fe3 的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是_。解析：CuSO 4与 FeCl3不反应；生成 AgCl 白色沉淀，与 Fe3 无关。答案：2如何除去括号中的杂质：(1)F
19、e2 (Fe3 )：_；(2)FeCl3(FeCl2)：_；(3)FeCl2(CuCl2)：_；(4)Fe(Al)：_；(5)Fe2O3(Al2O3、SiO 2)：_。答案：(1)加过量铁粉，过滤 (2)加氯水(或 H2O2) (3)加过量铁粉，过滤 (4)加过量强碱溶液，过滤 (5)加过量强碱溶液，过滤检验 Fe2 和 Fe3 时的注意事项(1)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(新制氯水可以氧化 SCN )。(2)当溶液浓度较稀时，利用观察法或加 NaOH 溶液的方法都不宜检验 Fe2 和 Fe3 的存在。(3)Fe3
20、 、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)。(4)检验 Fe2 、Fe 3 的其他方法检验 Fe2 最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾 K3Fe(CN)6：3Fe 2 2Fe(CN) 63 =Fe3Fe(CN)62(蓝色) 。9检验 Fe3 也可用苯酚(C 6H5OH)，在 FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。(2016高考全国卷，28，15 分)某班同学用如下实验探究 Fe2 、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 的溶液。在 FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的
21、是_。(2)甲组同学取 2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，说明 Cl2可将 Fe2 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 FeCl2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_。(4)丙组同学取 10 mL 0.1 mol/L KI 溶液，加入 6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于 3 支试管中进行如下实验：第一支试管中加入 1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl 4层
22、显紫色；第二支试管中加入 1 滴 K3Fe(CN)6 溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：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 H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2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)。解析 (1)Fe 2 具有还原性，FeCl 2溶液易被氧化而变质，配制 FeCl2溶液时加入少量铁屑，目
23、的是防止 Fe2 被氧化。(2)溶液变红，说明有 Fe3 生成，则 FeCl2溶液与氯水反应生成 FeCl3，离子方程式为 2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl 。(3)甲组实验中，FeCl 2易被空气中的 O2氧化，会生成 FeCl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。(4)实验中 K3Fe(CN)6溶液的作用是检验 Fe2 。根据实验，CCl 4层显紫色，说明有 I2生成，根据实验，生成蓝色沉淀，说明有 Fe2 生成，根据实验，溶液变红，说明有 Fe3 剩余，I 过量的情况下，溶液中仍含有 Fe3 ，由此说明该反应为可逆反应。(
24、5)溶液变为棕黄色，说明生成了 Fe3 ，离子方程式为 2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O。溶液中有气泡出现，说明 H2O2在 Fe3 的催化作用下发生了分解反应，生成了 O2。随后生成红褐色沉淀，则沉淀为 Fe(OH)3，H 2O2分解放出热量，Fe 3 的水解平衡 Fe3 3H 2OFe(OH) 33H 向正反应方向不断进行，因此得到10Fe(OH)3沉淀。答案 (1)防止 Fe2 被氧化(2)2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2 Fe 3 可逆反应(5)2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O Fe 3 催化 H2
25、O2分解产生 O2 H 2O2分解反应放热，促进 Fe3 的水解平衡正向移动(2015高考上海卷)检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可使用的试剂是( )ANaOH BKMnO 4CKSCN D解析：选 B。A.若加入 NaOH，硫酸亚铁发生反应产生的白色 Fe(OH)2会被硫酸铁发生反应产生的红褐色的 Fe(OH)3遮挡，不容易观察到，因此不能检验，错误。B.KMnO 4有氧化性，硫酸亚铁有还原性，会发生氧化还原反应，使 KMnO4的紫色褪去，而硫酸铁不能与KMnO4发生反应，因此可以作为检验试剂，正确。C.KSCN 与硫酸铁会发生反应，使溶液变血红色，而硫酸亚铁不能反应，因此无论
26、硫酸亚铁是否存在，溶液都变血红色，因此无法检验，错误。D.苯酚与硫酸铁溶液发生显色反应，使溶液变为紫色，而与硫酸亚铁不能发生反应，无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变紫色，所以不能作为检验试剂，错误。题组一 Fe 2 、Fe 3 的性质及相互转化1在含有 Fe3 、Fe 2 、Al 3 、NH 的稀溶液中加入足量 Na2O2固体，充分作用后， 4再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是( )AFe 3 、Al 3 BAl 3CFe 2 、NH DFe 3 4解析：选 B。2Na 2O22H 2O=4NaOHO 2，Fe 2 转变为 Fe3 ，Fe 3 转变为 Fe(OH)3沉淀析出，Al
27、3 转变为 AlO ，NH 转变为 NH3气体，NH 减少。没有过滤，再加入过量稀 2 4 4盐酸，Fe(OH) 3沉淀转变为 Fe3 ，所以 Fe2 减少，Fe 3 增多，AlO 再转变为 Al3 ，几乎 2不变。2下列除杂的操作不正确的是( )AMgCl 2溶液中混有少量 FeCl3：加入足量 MgO 充分反应后过滤11BFeCl 2溶液中混有少量 FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤CCuCl 2溶液中混有少量 FeCl3：加入 NaOH 溶液充分反应后过滤DCuCl 2溶液中混有少量 FeCl2：先加入 H2O2将 Fe2 氧化成 Fe3 ，再加入 CuO 充分反应后过滤解析：选 C
28、。FeCl 3溶液中存在水解平衡：FeCl 33H 2OFe(OH) 33HCl，加入 MgO与 H 反应，上述平衡右移，使 Fe3 转化成 Fe(OH)3而除去，A 正确；加入过量铁粉，FeCl3与 Fe 反应生成 FeCl2而达到除杂的目的，B 正确；先用 H2O2将 Fe2 氧化成 Fe3 ，再利用 FeCl3的水解，加入 CuO 与 H 反应，将 Fe3 转化成 Fe(OH)3而除去，D 正确；C 项中加入 NaOH 溶液，Cu 2 、Fe 3 均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。题组二 Fe 2 、Fe 3 的检验3下列离子的检验方法合理的是( )A向某溶液中滴入 KSCN 溶液，
29、溶液呈血红色，说明原溶液中不含 Fe2B向某溶液中通入 Cl2，然后再加入 KSCN 溶液，溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入 NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明原溶液中含有 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，说明该溶液中只含有 Fe2 ，不含有 Mg2解析：选 C。A.原溶液 呈血红色，说明含 Fe3 ，无法判断是否含有 Fe2 ；B.原 KSCN 溶液 呈血红色，说明反应后溶液中含 Fe3 ，但 Cl2有氧化性，无法判断原溶 Cl2 KSCN 液中是含有 Fe2 还是含有 Fe3 ；C.原溶液 红褐色沉淀，说明原溶液中含有 Na
30、OH Fe3 ；D.原溶液 白色沉淀 红褐色沉淀，说明原溶液中含有 Fe2 ，但由于红褐色 NaOH 的掩盖，无法说明是否含有 Mg2 。4工业上由黄铜矿(主要成分 CuFeS2)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 H2SO4 b稀 HNO3cNaOH 溶液 d氨水(2)用稀 H2SO4浸泡熔渣 B，取少量所得溶液，滴加 KSCN 溶液后呈血红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在 Fe2 的方法是_ (注明试剂、现象)。解析：(1)冰铜( mCu2SnFeS)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(Cu 2O、Cu)、熔渣12和 SO2
31、气体(A)。SO 2是一种酸性氧化物，可用 NaOH 溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加 KSCN溶液呈血红色，说明含有 Fe3 。可利用 Fe2 的还原性来检验溶液中是否存在 Fe2 ，加入酸性 KMnO4溶液，酸性 KMnO4溶液褪色，说明还存在 Fe2 。答案：(1)cd (2)Fe 3 另取少量溶液，滴加酸性 KMnO4溶液，酸性 KMnO4溶液褪色，说明还存在 Fe21.含 Fe3 、Fe 2 的混合溶液中 Fe3 、Fe 2 的检验（1）Fe 3 的检验溶液变血红色，说明含有 Fe3混 合 溶 液 滴 加 KSCN溶 液 试纸变蓝色，说明含有 Fe3混 合 溶 液 淀 粉 KI试 纸
32、 (2)Fe2 的检验KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有 Fe2混 合 溶 液 滴 加 酸 性 KMnO4溶 液溴水褪色，说明含有 Fe2混 合 溶 液 滴 加 溴 水 2Fe 2 、Fe 3 性质的应用(1)判断离子共存Fe 3 与 I 、S 2 、SO 因发生氧化还原反应而不能大量共存。23Fe 2 与 ClO 、MnO 、NO (H )等离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。 4 3(2)盐溶液的配制与保存Fe 2 的盐溶液：加少量铁粉，防止 Fe2 被氧化；加少量相应的酸，抑制 Fe2 水解。Fe 3 的盐溶液：加少量相应的酸抑制 Fe3 水解。 铜及其化合物的性质知识梳理1单质铜(1
33、)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)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：2CuO 2CO 2H 2O=Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。132CuS Cu2S。= = = = = 与氧化性酸反应a与浓硫酸共热的化学方程式：Cu2H 2SO4(浓)CuSO4SO 22H 2O；= = = = = b与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O。 3与盐溶液反应(写离子方程式)a与硝酸银溶液：Cu2Ag =2AgCu 2 ；b与 FeCl3溶液：Cu2Fe 3 =2Fe2 Cu 2 。2氧化铜和氧化亚铜名称 氧化铜 氧化亚铜
34、颜色 黑色 砖红色与酸反应(H )CuO2H =Cu2 H 2OCu2O2H =Cu2 CuH 2O与 H2反应 CuOH 2= = = = = CuH 2OCu2OH 2 = = = = = 2CuH 2O转化关系 4CuO 2Cu2OO 2= = = = =高 温 3.氢氧化铜(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。(2)化学性质及应用4CuSO 45H2OCuSO45H2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水 CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成 CuSO45H2O)，可作为检验水的依据。自我检测1波尔多液是一种农业上应用广泛的杀菌剂，它是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液
35、，思考下列问题：(1)波尔多液能否用铁桶盛放？为什么？(2)波尔多液能杀菌的原因是什么？答案：(1)不能。原因是铁能置换波尔多液中的 Cu2 ，降低杀菌能力。14(2)CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性。2把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。答案：(1)通常利用反应：2CuO 2 2CuO 除去混合气体中的少量 O2或用于测= = = = = 定混合气体中 O2的含量。(2)无水 CuSO4常用作水的检验剂；由于其吸水效率低，一般不用作干燥剂。(3)铜可在 O2和 H 共存环境中逐渐溶解，如 2CuO 22H 2SO4=2CuSO42H 2O。(4)溶液中的 Cu2 常为蓝色(浓 CuC
36、l2溶液为蓝绿色，稀 CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2 的判定依据，如 CuSO4溶液呈蓝色。(5)Cu2 与碱反应生成蓝色沉淀 Cu(OH)2，这是鉴定 Cu2 的原理之一。为了比较铁和铜的金属活动性强弱，某化学研究小组的同学设计了如下方案，并将实验结果记录如下：方案 现象或产物将铁片置于 CuSO4溶液中 铁片上有亮红色物质析出将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧 产物分别为 FeCl3和 CuCl2将铁片和铜片分别放入热的浓硫酸中 产物分别为 Fe2(SO4)3和 CuSO4将铁片和铜片分别放入稀硫酸中 铁片上有气泡逸出，铜片上没有气泡逸出将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接
37、铁片逐渐溶解，铜片上有气泡逸出能根据上述现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有( )A2 种 B3 种15C4 种 D5 种解析 铁能置换出铜，可证明铁比铜活泼；铁能置换出稀硫酸中的氢，而铜不能，可证明铁比铜活泼；铁、铜、稀硫酸形成原电池，铁作负极，铜作正极，可证明铁比铜活泼，共有 3 种方案符合题意，选项 B 正确。答案 B(1)已知 2FeCl3Cu= =2FeCl2CuCl 2，上述反应能否证明铁比铜活泼？(2)向 FeCl3、CuCl 2、FeCl 2混合液中插入锌棒，金属阳离子先后发生反应的顺序怎样？答案：(1)不能。只证明氧化性：Fe 3 Cu2 ，还原性：CuFe 2 。
38、(2)先后发生反应的顺序为 Fe3 、Cu 2 、Fe 2 。题组一 铜及其化合物的性质1现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是( )SiO 2 Na 2SiO3CuSO 4 CuCl 2SiO 2 H 2SiO3CuO Cu(OH) 2Na 2O2 Na 2SO4A BC D解析：选B。SiO 22NaOH= =Na2SiO3H 2O；CuSO 4BaCl 2=BaSO4CuCl 2；SiO 2不溶于水，不能一步生成 H2SiO3；CuO 不溶于水，不能一步生成 Cu(OH)2；Na 2O2SO 2=Na2SO4。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
39、陈述 陈述 判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀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 铜容器可以盛放浓硫酸 对；对；有C向硫酸铜溶液通入氨气，有深蓝色沉淀产生，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 硫酸铜溶液可用作游泳池的 错；对；无16白色硫酸铜粉末是物理变化 消毒剂解析：选 D。稀盐酸可以与 Cu2(OH)2CO3反应，而不能与 Cu 反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 Cu2(OH)2CO3，、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
40、制容器盛装浓硫酸，B 错误；硫酸铜与氨水生成 Cu(OH)2，Cu(OH) 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有新物质生成，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。题组二 铜及其化合物的制备3孔雀石的主要成分为 Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：(1)反应能观察到的现象是_，有关反应的化学方程式为_。(2)反应加入的金属可能是_，有关反应的离子方程式为_。(3)操作 a 可能的方法是_，欲除掉的杂质为_；要从操作 a 所得到的溶液
41、中得到溶质的晶体，需要进行的操作是_。解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为 Cu2(OH)2CO32H 2SO4=2CuSO4CO 23H 2O。(2)(3)经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有 CuSO4，加入的金属粉末能将 Cu2 从溶液中置换出来即可，故金属可能是 Fe 或 Zn 等；要从滤液中得到 CuSO4晶体，需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。答案：(1)固体逐渐消失，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生Cu2(OH)2CO32H 2SO4=2CuSO4CO 23H 2O(2)铁粉 FeCu 2 =Fe2 C
42、u(答案合理即可)(3)过滤 难溶于水和稀硫酸的杂质 加热浓缩、冷却结晶4某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制 CuO，其设计的实验过程为(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是_。17A灼烧过程中部分氧化铜被还原B灼烧不充分铜未被完全氧化C氧化铜在加热过程中分解生成铜D该条件下铜无法被氧气氧化(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净 CuO，与途径相比，途径有明显的两个优点是_。(3)有同学指出，由 CuSO4溶液到生成 CuO 少了一个环节，即应先生成 Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解 Cu(OH)2得 CuO。以下说
43、法不可能成为减少该环节的理由的是_。ACuO 比 Cu(OH)2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离BCu(OH) 2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解C干态下分解 Cu(OH)2，温度难以控制，可能因温度过高导致 CuO 进一步分解生成Cu2OD过滤分离出的 CuO 不需洗涤就已非常纯净答案：(1)AB (2)耗酸少，无污染性气体 SO2产生 (3)D铜的冶炼“三方法”(1)湿法炼铜：FeCuSO 4=FeSO4Cu。(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)： 2CuFeS24O 2 Cu2S3SO 22FeO(炉渣)= = = = =800 2Cu2S3O 2 2Cu2O2
44、SO 2= = = = =1 200 2Cu2OCu 2S 6CuSO 2= = = = =1 200 粗铜中铜的含量为 99.5%99.7%，主要含有 Ag、Zn、Fe、Au 等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达 99.95%99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为 Cu2 ，用纯铜棒作阴极即可得到精铜。(3)生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点：成本低；污染小；反应条件简单；含量(品位)很低的矿石也可以被利用。课后达标检测18一、选择题1唐代中药学著作新修本草中，有关于“青矾”的记录为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”。据此推测，“青矾”的主要成分为( )ACuSO 45H2OBFeSO 47H2OCKAl(SO 4)212H2ODFe 2(SO4)39H2O解析：选 B。 “青矾”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”，青矾是绿色，经煅烧后，分解成粒度非常细而活性又很强的 Fe2O3超细粉
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