第8讲 铁铜及其重要化合物
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铁铜的化合物及应用教案
铁铜的化合物及应用
铁铜是化学元素,可以与其他元素形成不同的化合物。
以下是铁铜的一些常见化合物及其应用:
1. 氧化铁铜(FeCuO):氧化铁铜是由铁、铜和氧元素组成的化合物。
它可以用作磁性材料、涂料和颜料。
2. 氯化铁铜(FeCuCl):氯化铁铜是一种含铜氯化物,可以用作染料、胶体溶剂和印染剂。
3. 硝酸铁铜(FeCu(NO3)3):硝酸铁铜是一种黄色晶体粉末,可以用作氧化剂和催化剂。
4. 碳酸铁铜(FeCuCO3):碳酸铁铜是一种蓝色的粉末,可以用作涂料和颜料。
5. 硫酸铁铜(FeCuSO4):硫酸铁铜是一种广泛应用的化合物,可以用于工业、农业和制药工业。
它可以用作电解脱盐、兽药、杀菌剂和漂白剂。
6. 醋酸铁铜(FeCu(C2H3O2)4):醋酸铁铜是一种常用的颜料,可以用于涂料、印刷油墨和塑料。
此外,它还可以用作催化剂和离子交换树脂。
总体来说,铁铜的化合物具有广泛的应用。
从颜料和涂料到电解和制药,在许多工业中都需要使用铁铜化合物。
同时,铁铜的化合物还可以用作催化剂和溶剂,这对于其他工业,如化学工业和制药工业,也是非常重要的。
范文2020年高考化学二轮专题复习讲义:《铁、铜及其1/ 6重要化合物》高考化学二轮复习铁、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+。
基础考点铁和“铁三角” 1.铁的氧化物的比较化学式FeO Fe2O3 俗称—铁红 Fe3O4 磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉黑色晶体末价态 +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FeO+2H+===Fe2++ Fe2O3+6H+===2 Fe3O4+8H+===Fe2++ 应H2O Fe3++3H2O 2Fe3++4H2O 遇氧化性酸生成 Fe3+ 盐与 CO 的反应高温 FexOy+yCO===xFe+yCO23/ 62.Fe2+ 和 Fe3+ 的比较 Fe2+ Fe3+ 水合离子浅绿色棕黄色颜色氧化还原既有氧化性,又有还原只有氧化性性性水解性Fe2+ +2H2O←→Fe(OH)Fe3+ +3H2O←→Fe(OH)3+3H+ 2+2H+ 与碱的反 Fe2+ +2OH—=== Fe(OH) Fe3+ +3OH—=== Fe(OH)3 ↓ 应2↓ 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,空气较稳定: ? 中加热得不到 FeO Fe(OH)3== Fe2O3+3H2O 与酸的反 Fe(OH)2+2H+=== Fe2+ +3H2O Fe(OH)3+3H+=== Fe3+ +3H2O 应制法在隔绝 O2 的条件下 Fe2+与碱反应 Fe3+与碱反应4.铁三角:注:(1)一般是指 Zn .Al .CO. H2. 等还原剂。
学案15 铁、铜及其重要化合物[考纲要求]1.了解铁、铜及其化合物地主要性质及应用.2.以Fe 2+、Fe 3+为例理解变价金属元素地氧化还原反应.知识点一铁地化学性质知识点一铁地化学性质用化学方程式或离子方程式表示下列变化问题思考1.铁在有关地反应中,其产物价态为什么不同?有什么规律?知识点二铁地重要化合物知识点二铁地重要化合物 1.铁地氧化物铁元素地主要化合价为+2价和+3价,通常可以形成三种氧化物[氧化铁(Fe 2O 3)、氧化亚铁(FeO)、四氧化三铁(Fe 3O 4)].b5E2RGbCAP三种氧化物性质地比较如下表:三种氧化物性质地比较如下表:2.铁地氢氧化物和盐类(1)用化学方程式或离子方程式表示下列变化用化学方程式或离子方程式表示下列变化①________________________________________________________________________p1 EanqFDPw②________________________________________________________________________DXDiT a9E3d③________________________________________________________________________R TCrpUDGiT④________________________________________________________________________5P CzVD7HxA⑤________________________________________________________________________jL BHrnAILg⑥________________________________________________________________________xH AQX74J0X⑦________________________________________________________________________LD AYtRyKfE(2)以上反应属于氧化还原反应地是______,说明+2价Fe与+3价Fe之间在氧化剂、还原剂地作用下可以________,Fe3+具有________性,Fe2+具有________性.Fe(OH)2不稳定,Zzz6ZB2Ltk容易被空气中地_________________________________________________________.dvzfvkwMI1(3)反应②、④说明Fe(OH)2、Fe(OH)3具有____性,能与____反应生成盐和水.(4)反应③、⑤说明了Fe(OH)3、Fe(OH)2地_________________________________.rqyn14ZNXI(5)FeCl2、FeCl3地水溶液显____性,说明了Fe2+、Fe3+具有________性.(6)检验溶液中是否会有Fe3+地方法是:向溶液中加入________溶液,现象是________________________________________________________________________.EmxvxOtO co (7)Fe(OH)2、Fe(OH)3地颜色分别是________、_______________________________,SixE2yXPq5Fe2+、Fe3+在水溶液中地颜色分别是__________、_____________________________.6ewMyirQFL问题思考2.怎样保存铁盐和亚铁盐?3.教材中有关Fe(OH)2地制备方法,实际上只能瞬间观察到地白色Fe(OH)2沉淀(几乎分辨不出来).为什么不能容易观察到白色地Fe(OH)2沉淀呢?可采取哪些措施使Fe(OH)2沉淀能够维持较长时间不被氧化呢?知识点三铜及其化合物知识点三铜及其化合物 1.单质铜(1)物理性质:________色固体,具有良好地延展性、导____性和导____性. (2)化学性质化学性质①与非金属反应:在加热条件下,与______反应生成____色地______,与Cl 2反应生成________.②与盐溶液地反应:与AgNO 3、Hg(NO 3)2发生置换反应;与FeCl 3反应生成________和________.③与稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸反应生成Cu 2+和NO 、NO 2、SO 2等. 2.氧化铜和氧化亚铜名称名称 氧化铜氧化铜 氧化亚铜氧化亚铜 颜色颜色与酸反应(H +) Cu 2O +2H +===Cu 2++Cu +H 2O与H 2反应反应3.氢氧化铜(1)物理性质:____色____溶于水地固体.(2)化学性质:Cu(OH)2属于________性,能与____反应生成盐和水.一、Fe 3++地检验1.如何证明一瓶FeSO 4溶液是否变质?2.用NaOH 溶液和苯酚溶液是否能证明FeSO 4溶液是否复原?3.有两瓶显黄色地溶液,它们是溴水和FeCl 3溶液. (1)如何鉴别它们?(至少说出两种方案)(2)用铁片(或铁粉)能否鉴别?典例导悟1要证明某溶液中不含Fe 3+而可能含有Fe 2+进行如下实验操作时,最佳顺序为( )①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液溶液A.①③B.③②C.③①D.①②③.①②③听课记录:二、Fe(OH)2地制备原理和方法制备原理:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓成功关键:①溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质.②制备过程中,保证生成地Fe(OH)2在密闭地隔绝空气地体系中.典例导悟2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+地FeSO4溶液与不含O2地蒸馏水配制地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)除去蒸馏水中溶解地O2常采用________地方法.(3)生成Fe(OH)2白色沉淀地操作是用长滴管吸取不含O2地NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作地理由是_______________________________________________________________________________________________________.方法二在如图所示地装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备.(1)在试管Ⅰ里加入地试剂是_____________________________________________.sQsAEJkW5T(2)在试管Ⅱ里加入地试剂是_______________________________________________.GMsIasNXkA(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后地实验步骤是_________________________________________________________________.TIrRGchYzg(4)这样生成地Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,理由是_____________________________________________________________________________________________.lzq7I方法三利用电解实验可以制得纯净地Fe(OH)2白色沉淀,如右图所示,已知两电极地材料分别为石墨和铁.(1)a电极地材料应为__________,电极反应式为______________________________.(2)电解液c可以是__________(填编号).A.纯水B.NaCl溶液溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液溶液(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?________________________________________________________________________.1(4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取地措施是为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取地措施是________(填编号).A.改用稀H2SO4作电解液作电解液B.适当增大电源地电压.适当增大电源地电压C.适当减小两极间地距离.适当减小两极间地距离D.适当降低电解液地温度.适当降低电解液地温度(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__________________________________________________________________________________________________________________.题组一Fe及其化合物1.判断正误.判断正误(1)向含有少量FeCl3地MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末,搅拌一段时间后过滤,目地是除去MgCl2溶液中少量地FeCl3( )tfnNhnE6e5(2010·江苏-10B)(2)相同条件下,溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2+地氧化性依次减弱( )(2010·江苏-8D)(3)铁溶于稀硝酸,溶液变黄:3Fe+8H++2NO-3===3Fe2++2NO↑+4H2O( )HbmVN777sL(2010·北京理综-10C)(4)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+( )(2010·天津理综-5A)(5)向氢氧化亚铁中加入足量地稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O( )(2010·四川理综-9B)2.(2010·安徽理综,12)上图是三种稀酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化地腐蚀性实验结果,下列有关说法正确地是( )A.稀硝酸对Fe-Cr合金地腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸地弱合金地腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸地弱C .Cr 含量大于13%时,因为三种酸中硫酸地氢离子浓度最大,因为三种酸中硫酸地氢离子浓度最大,所以对所以对Fe -Cr 合金地腐蚀性最强蚀性最强 D .随着Cr 含量增加,稀硝酸对Fe -Cr 合金地腐蚀性减弱合金地腐蚀性减弱3.(2010·全国理综Ⅰ,8)能正确表示下列反应地离子方程式地是( )A .将铁粉加入稀硫酸中:2Fe +6H +===2Fe 3++3H 2↑B .将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe 3O 4+8H +===3Fe 3++4H 2OC .将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe 2++4H ++NO -3===Fe 3++2H 2O +NO ↑V7l4jRB8Hs D .将铜屑加入Fe 3+溶液中:2Fe 3++Cu===2Fe 2++Cu 2+ 题组二Fe 2+、Fe 3+地检验及相互转化4.(2010·福建理综,25改编)工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸.为研究铁质材料与热浓硫酸地反应,某学习小组进行了以下探究活动:83lcPA59W9(1)将已去除表面氧化物地铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是________________________________.mZkklkzaaP(2)另称取铁钉6.0g 放入15.0mL 浓硫酸中,浓硫酸中,加热,加热,充分反应后得到溶液X 并收集到气体Y .甲同学认为X 中除含Fe 3+外还可能含有Fe 2+.若要确认其中地Fe 2+,应选用________(选填序号).AVktR43bpwa .KSCN 溶液和氯水b .铁粉和KSCN 溶液溶液c .浓氨水d .酸性KMnO 4溶液溶液题组三铜及其化合物 5.(2010·北京理综,11)自然界地表层原生铜地硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO 4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶地ZnS 或PbS ,慢慢转变为铜蓝(CuS).下列分析正确地是( )ORjBnOwcEdA .CuS 地溶解度大于PbS 地溶解度地溶解度B .原生铜地硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性.原生铜地硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性C .CuSO 4与ZnS 反应地离子方程式是Cu 2++S 2-===CuS ↓ D .整个过程涉及地反应类型有氧化还原反应和复分解反应.整个过程涉及地反应类型有氧化还原反应和复分解反应 6.(2010·课标全国卷,26)物质A ~G 有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出).其中A 为某金属矿地主要成分,经过一系列反应可得到B 和C.单质C 可与E 地浓溶液发生反应,G 为红色沉淀2MiJTy0dTT请回答下列问题:请回答下列问题:(1)写出下列物质地化学式:B________、E__________、G________; (2)利用电解可提纯C 物质,在该电解反应中阳极物质是________,阴极物质是________,电解质溶液是_______________________________________________________________;gIiSpiue7A(3)反应②地化学方程式是________________________________________________.uEh0U1Yfmh题组一铁及其化合物1.在火星上工作地美国“勇气号”、“机遇号”探测车地一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐地信息,以证明火星上存在或曾经存在过水,以下叙述正确地是( )IAg9qLsgBXA .铝热剂就是单指Fe 2O 3和铝粉地混合物和铝粉地混合物溶解―→过滤―→向滤液中滴加KSCN 溶液WwghWvVhPEC .分别还原a molFe 2O 3所需H 2、Al 、CO 地物质地量之比为3∶2∶3D .明矾属硫酸盐,含结晶水,是混合物.明矾属硫酸盐,含结晶水,是混合物2.(2011·广州模拟)将1.12g 铁粉加入25mL2mol·25mL2mol·L L -1地氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )asfpsfpi4kA .铁粉有剩余,溶液呈浅绿色,Cl -基本保持不变基本保持不变B .往溶液中滴入无色KSCN 溶液,显红色溶液,显红色C .Fe 2+和Fe 3+物质地量之比为5∶1 D .氧化产物和还原产物地物质地量之比为2∶5题组二Fe 2+、Fe 3+地检验及相互转化3.某同学设计下列方案对A 盐地水解液进行鉴定:盐地水解液进行鉴定:由此得出地结论中,不正确地是( ) A .D 溶液中存在Fe(SCN)3B .滤液中有Fe 3+C .B 为AgBrD .A 一定为无氧酸盐FeBr 24.FeCl 3可通过多种途径转化成FeCl 2.(1)在FeCl 3溶液中加入适量氢碘酸,发生反应地离子方程式为溶液中加入适量氢碘酸,发生反应地离子方程式为________________________________________________________________________.ooeyYZTjj1(2)工业上常将无水FeCl 3在氮气作保护气下加热至300~350℃,通入干燥H 2而制得FeCl 2.该反应地化学方程式为_________________________________________________.BkeGuInkxI (3)工业上另一种制备FeCl 2地方法是:将无水地FeCl 3与适量氯苯(C 6H 5Cl),在130℃持续加热约3小时,可发生如下反应:PgdO0sRlMo2FeCl 3+C 6H 5Cl ――→130℃2FeCl 2+C 6H 4Cl 2+HCl 3cdXwckm15根据有机反应规律,该反应中氯苯发生地是________(填有机反应类型). (4)根据上述三个反应,下列有关说法正确地是________(填序号). ①反应(1)中,氢碘酸既表现了酸性,又表现了还原性中,氢碘酸既表现了酸性,又表现了还原性 ②反应(3)中,HCl 为氧化产物为氧化产物③上述三个反应中,FeCl 2均为还原产物均为还原产物(5)请另写一个FeCl 3转化成FeCl 2地化学方程式:地化学方程式:________________________________________________________________________.h8c52WOngM题组三铜及其化合物5.(2010·金华期末)下列实验中,金属或固体可以完全溶解地是( )A .在H 2O 2溶液中加入少量MnO 2粉末粉末B .镀锌铁皮加入足量地NaOH 溶液中溶液中C .1mol 铜片与含2molH 2SO 4地浓硫酸共热地浓硫酸共热D .常温下,1mol 铜片投入含4molHNO 3地浓硝酸中地浓硝酸中6.足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO 2、N 2O 4、NO 地混合气体,这些气体与 1.68LO 2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·5mol·LL -1NaOH 溶液至Cu 2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH 溶液地体积是( )v4bdyGiousA .60mLB .45mLC .30mLD .15mL7.(2008·北京理综,28)由Fe 2O 3、Fe 、CuO 、C 、Al 中地几种物质组成地混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去):J0bm4qMpJ9(1)取少量溶液X ,加入过量地NaOH 溶液,有沉淀生成.取上层清液,取上层清液,通入通入CO 2,无明显变化,说明样品中不含有地物质是(填写化学式)__________.XVauA9grYP(2)Z 为一种或两种气体:为一种或两种气体:①若Z 只为一种气体,试剂a 为饱和NaHCO 3溶液,则反应I 中能同时生成两种气体地化学方程式是___________________________________________________________;②若Z 为两种气体地混合物,试剂a 为适量水,则Z 中两种气体地化学式是__________. (3)向Y 中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中地阳离子是(填写离子符号)________________________________________________________________________.pN9LB(4)取Y 中地溶液,调pH 约为7,加入淀粉KI 溶液和H 2O 2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成.当消耗2molI -时,共转移3mol 电子,该反应地离子方程式是_____________DJ8T7nHuGT________________________________________________________________________.QF8(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 中地红色固体,则原样品中所有可能存在地物质组合是(各组合中地物质用化学式表示) ________________.题组四实验探究 8.(2008·广东,21)某种催化剂为铁地氧化物.化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素地价态进行探究:将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN 溶液后出现红色.一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3地结论.ix6iFA8xoX(1)请指出该结论是否合理并说明理由_____________________________________wt6qbkCyDE________________________________________________________________________.Kp5z(2)请完成对铁元素价态地探究:请完成对铁元素价态地探究:限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹;3mol·3mol·L L -1H 2SO 4、3%H 2O 2、6mol·6mol·LL -1HNO 3、0.01mol·0.01mol·L L -1KMnO 4、NaOH 稀溶液、0.1mol·0.1mol·L L -1KI 、20%KSCN 、蒸馏水.①提出合理假设①提出合理假设假设1:_______________________________________________________________;假设2:_________________________________________________________________;假设3:________________________________________________________________.E836L11DO5②设计实验方案证明你地假设②设计实验方案证明你地假设 ③实验过程③实验过程根据②地实验方案进行实验.请在下表中写出实验操作步骤、预期现象与结论.实验操作实验操作 预期现象与结论预期现象与结论步骤1:步骤2:步骤3:…………学案15铁、铜及其重要化合物铁、铜及其重要化合物 【课前准备区】(1)①3Fe +2O 2=====点燃Fe 3O 4②2Fe +3Cl 2=====△2FeCl 3 ③Fe +S=====△FeS(2)④3Fe +4H 2O(g)=====△Fe 3O 4+4H 2↑(3)⑤Fe +2H +===Fe 2++H 2↑⑥Fe +4H ++NO -3===Fe 3++NO ↑+2H2O知识点二 1. 名称(俗名) 氧化亚铁氧化亚铁 氧化铁(铁红)四氧化三铁(磁性氧化铁)颜色颜色 黑色黑色 红棕色红棕色黑色黑色溶解性溶解性 都不溶于水,但溶于酸溶液都不溶于水,但溶于酸溶液与H +反应反应 FeO +2H +=== Fe 2++H 2O Fe 2O 3+6H +===2Fe 3++3H 2O 与CO 反应反应FeO +CO=====△Fe +CO 2Fe 2O 3+3CO=====△2Fe +3CO 2Fe 3O 4+4CO=====△3Fe +4CO 2 空气中地空气中地稳定性稳定性不稳定,空气中加热,生成Fe 3O 4 稳定稳定稳定稳定2.(1)①4Fe(OH)2+O 2+2H 2O===4Fe(OH)3②Fe(OH)2+2H +===Fe 2++2H 2O③Fe 2++2OH -===Fe(OH)2↓④Fe(OH)3+3H +===Fe 3++3H 2O⑤Fe 3++3OH -===Fe(OH)3↓ ⑥2Fe 2++Cl 2===2Fe 3++2Cl -⑦2Fe 3++Cu===Cu 2++2Fe 2+(2)①、⑥、⑦相互转化氧化还原O 2氧化生成Fe(OH)3 (3)碱酸碱酸 (4)制备方法制备方法 (5)酸水解酸水解 (6)KSCN 溶液显红色溶液显红色(7)白色红褐色浅绿色棕黄色白色红褐色浅绿色棕黄色 知识点三1.(1)紫红热电紫红热电(2)①O 2黑CuOCuCl 2②CuCl 2FeCl 2 2.名称名称 氧化铜氧化铜 氧化亚铜氧化亚铜颜色颜色 黑色黑色红色红色与酸反应(H +)CuO +2H+===Cu 2++H 2OCu 2O +2H+===Cu 2++Cu +H 2O 与H 2反应反应CuO +H 2=====△Cu +H 2O Cu 2O +H 2=====△2Cu +H 2O3.(1)蓝不蓝不 (2)弱碱酸弱碱酸 问题思考1.由于铁是变价金属元素,它与氧化性不同地氧化剂反应时,其产物中铁元素地化合价不同:不同:(1)Fe 被弱氧化剂如S 、I 2、H +、Fe 3+、Cu 2+等氧化为Fe 2+;(2)Fe 被强氧化剂如Cl 2、Br 2、HNO 3、浓H 2SO 4(△)等氧化为Fe 3+.2.亚铁盐溶液中加少量铁屑以防止Fe 2+被氧化,滴入少量相应地酸溶液以防止Fe 2+水解.铁盐溶液中加入少量相应地酸溶液以防止Fe 3+水解.S42ehLvE3M3.Fe(OH)2极易被氧化,转化为Fe(OH)3.要想长时间观察到白色沉淀地生成,关键是降低反应体系中氧气地存在量和操作过程中氧气地引入量.就教材中地实验来说,常采用地方法(1)采用新制备地纯亚铁盐溶液(Fe2+易被空气中地氧气氧化成Fe 3+); (2)将溶解亚铁盐地蒸馏水煮沸(除去溶解在蒸馏水中地氧气); (3)将碱直接加到亚铁盐溶液地底部(使Fe(OH)2与空气隔离);(4)在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小,而又不溶于水地有机溶剂). 【课堂活动区】一、1.用洁净地试管取少量(1~2mL)地样品溶液,向其中滴入KSCN 溶液(或NH 4SCN 溶液)1~2滴,若溶液立即显红色证明该溶液已被氧化.2.NaOH 不能证明,因为OH -与Fe 2+反应生成地Fe(OH)2能够迅速被氧化为Fe(OH)3,不易观察现象.苯酚溶液能证明,因为Fe 3+与苯酚发生显色反应.3.(1)①用KSCN 溶液或苯酚溶液溶液或苯酚溶液 ②用NaOH 或其它碱溶液或其它碱溶液 ③用AgNO 3溶液溶液 ④用铜片④用铜片⑤用苯或CCl 4(2)不能,因为二者均与Fe 反应生成Fe 2+典例导悟1.C[在该溶液中先加入少量NH 4SCN 溶液,溶液不变红色,溶液,溶液不变红色,无无Fe 3+存在,再加入氯水,将Fe 2+氧化成Fe 3+,溶液变为红色.KMnO 4溶液呈紫红色,溶液颜色变化不明显,所以这儿不用KMnO 4溶液.]2.方法一方法一 (1)稀H 2SO 4、铁屑铁屑(2)煮沸煮沸 (3)避免生成地Fe(OH)2沉淀接触O 2而被氧化而被氧化 方法二方法二 (1)稀H 2SO 4和铁屑和铁屑 (2)NaOH 溶液溶液 (3)检验试管Ⅱ出口处排出地H 2地纯度,当排出地H 2已经纯净时再夹紧止水夹已经纯净时再夹紧止水夹 (4)试管Ⅰ中反应生成地H 2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,故外界O 2不易进入方法三方法三 (1)FeFe -2e -===Fe 2+(2)BC(3)隔绝空气,防止生成地Fe(OH)2被氧化被氧化加热煮沸,排出溶解地O 2 (4)BC (5)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色 解析方法一Fe 2+易水解,要加入稀H 2SO 4防止其水解;Fe 2+易被空气中地O 2氧化,要加铁粉,将被氧化生成地Fe 3+还原成Fe 2+.气体地溶解度是随温度升高而降低地,所以煮沸后地蒸馏水中溶解地O 2变少.方法二两支试管,试管Ⅱ是开口式,无法用产生地气体将试液压入试管Ⅰ中,所以制取FeSO 4应在试管Ⅰ中,而在试管Ⅱ中盛不含O 2地NaOH 溶液.当Fe 与稀H 2SO 4放入试管Ⅰ后,产生地H 2可以从试管Ⅰ内短管处排出,从而排尽试管Ⅰ内空气.再经过止水夹通入试管Ⅱ中,排尽试管Ⅱ内空气.然后关闭止水夹,试管Ⅰ内产生地H 2无法逸出,造成管内压强增大,将试管Ⅰ内FeSO 4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内,在此过程中,液体都处于H 2环境,从而避免了被空气中地O 2氧化,使得Fe(OH)2能保存更长时间.方法三电解时阳极Fe -2e -===Fe 2+,阴极上2H 2O +2e -===H 2↑+2OH -,或电解质溶液能直接提供OH -.当Fe 2+与OH -接触时Fe 2++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 -===2H 2O +O 2↑,产生地O 2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3.【课后练习区】 高考集训1.(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)×2.D[根据图可知,Cr 地含量不同,三种酸对Fe -Cr 合金地腐蚀性不同,当w (Cr)较小A NO NO B三种酸地质量分数相同,盐酸中地氢离子浓度最大,C 错;根据图中稀HNO 3地曲线变化,可知D 正确.]3.D4.(1)铁钉被钝化铁钉被钝化 (2)d5.D6.(1)SO 2浓H 2SO 4Cu 2O(2)粗铜精铜CuSO 4溶液溶液 (3)Cu +2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4+SO 2↑+2H 2O解析(1)由G 为红色沉淀及F 转化为G 地条件可知,G 为Cu 2O ,则C 为Cu ,E 为浓硫酸或者硝酸,结合题中所给地信息可知,矿物A 应为Cu 2S ,则B 为SO 2,D 为SO 3,E 为浓硫酸而不是硝酸,F 为CuSO 4.(2)用电解法提纯金属铜地方法是将粗铜作为电解池地阳极,用电解法提纯金属铜地方法是将粗铜作为电解池地阳极,精精铜作为电解池地阴极,一般用CuSO 4溶液作电解质溶液.(3)反应②地化学方程式:Cu +2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4+SO 2↑+2H 2O.考点集训1.C2.B[n (Fe)=1.12 g/(56 g·g·mol mol -1)=0.02 mol ,n (Fe 3+)=0.025 L ×2 mol·2 mol·L L -1=0.05 mol ,由反应2Fe 3++Fe===3Fe 2+可知Fe 3+过量,加入KSCN 显红色溶液中n (Fe 2+)=3n (Fe)=0.06mol ,溶液中n (Fe 3+)=0.05 mol -2n (Fe)=0.01 mol ,即Fe 2+和Fe 3+地物质地量之比为6∶1;氧化产物与还原产物地物质地量之比为1∶2.]3.D[根据B 、D 现象可确定A 是由Fe 3+和Br -或由Fe 2+和Br -组成地盐.]4.(1)2Fe 3++2I -===2Fe 2++I 2(2)2FeCl 3+H 2=====300~350℃2FeCl 2+2HCl (3)取代反应取代反应 (4)③ (5)2FeCl 3+Fe===3FeCl 2(其他答案合理均可)5.D[MnO 2作催化剂,反应前后保持不变,故不溶;铁与NaOH 溶液不反应,故不能完全溶解;1 mol 铜片与含2 mol H 2SO 4地浓硫酸共热理论上恰好完全反应,但随着反应地进行硫酸变稀,反应不再进行.]6.A 7.(1)Al(2)①C +2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑+2SO 2↑+2H 2O②NO 、CO 2 (3)Cu 2+、Fe 3+、H +(4)2Fe 2++3H 2O 2+4I -===2Fe(OH)3↓+2I 2(5)CuO 、C 或CuO 、C 、Fe 2O 38.(1)不合理.实验设计不合理,因为硝酸会氧化催化剂中可能存在地二价铁,所以从实验结果只能判断样品溶解后地溶液中存在三价铁而不能确定样品中铁元素地价态(2)①催化剂中铁元素全部为+3价催化剂中铁元素全部为+2价催化剂中铁元素同时存在+2价与+3价③实验操作实验操作 预期现象与结论预期现象与结论 步骤1:用滴管取一定量3mol·3mol·LL -1H 2SO 4于试管中,加热煮沸数分钟以除去溶于其中地氧加热煮沸数分钟以除去溶于其中地氧步骤2:用药匙取少量样品于试管中,用滴管加入适量除氧地3mol·3mol·L L -1H 2SO 4并加热,充分反应后得A 溶液溶液固体溶解,溶液颜色有变化固体溶解,溶液颜色有变化 步骤3:取少许A 溶液于试管中,滴加1~2滴(1)若溶液不呈红色,则假设2成立(2)若20%KSCN 溶液,振荡溶液,振荡溶液呈红色,则假设1或假设3成立成立 步骤4:另取少许A 溶液于试管中,滴加1~2滴0.01mol·0.01mol·L L -1KMnO 4溶液,振荡溶液,振荡结合步骤3中地(2):(1)若溶液呈紫红色,则假设1成立成立 (2)若溶液紫红色褪去,则假设3成立成立版权申明版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures,and design. 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第8讲铁、铜及其重要化合物【考纲要求】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。
【自学反馈】1、铁及其重要化合物(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+2价,2/3+3价水溶性不溶不溶不溶与酸的反应FeO+2H+===Fe2++H2O遇氧化性酸生成Fe3+盐Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2OFe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O与CO的反应高温FexOy+yCO===xFe+yCO2(2)Fe2+和Fe3+ 的比较Fe2+Fe3+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Fe2+ +2H2O←→Fe(OH)2+2H+Fe3+ +3H2O←→Fe(OH)3+3H+与碱的反应Fe2+ +2OH—=== Fe(OH)2↓Fe3+ +3OH—=== Fe(OH)3↓(3)Fe(OH)2与Fe(OH)3的比较Fe(OH)2Fe(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== Fe2O3+3H2O与酸的反应Fe(OH)2+2H+=== Fe2+ +3H2O Fe(OH)3+3H+=== Fe3+ +3H2O制法在隔绝O2的条件下Fe2+与碱反应Fe3+与碱反应(4)铁三角:(5)检验Fe3+.常用方法有:A.向未知溶液滴入少量KSCN溶液呈血红色。
B.向未知溶液滴入少量苯酚溶液呈紫色。
C.向未知溶液中滴入少量NaOH溶液呈红褐色。
D.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。
2、铜及其重要化合物1.2Cu+S ==== Cu2S2.Cu+2H2SO4(浓) ===== CuSO4+SO2↑+H2O3. CuSO4+Zn ==== ZnSO4+ Cu CuSO4+Fe ==== FeSO4+ Cu4. CuCl2+Fe ==== FeCl2+ Cu CuCl2 ===== Cu+Cl25. Cu+Cl2 ===== CuCl26. 2Cu+O2+H2O+CO2 ===== Cu2(OH)2CO37. Cu2(OH)2CO3 ===== 2CuO+CO2↑+H2O↑8. 2Cu+O2 ==== 2CuO9. CuO+CO ==== Cu+CO2 CuO+H2 ==== Cu+H2O10. Cu(NO3)2+Zn ==== Zn(NO3)2+Cu11. 3Cu+8HNO3 (稀) ==== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O12. CuO+2HNO3 ==== Cu(NO3)2+H2O13. 2Cu( NO3)2 ==== CuO+4NO2↑+O2↑14. Cu(NO3)2+2NaOH ==== Cu(OH)2↓+2NaNO315. Cu(OH)2+2HNO3 ==== Cu(NO3)2+2H2O16. 2 Cu(OH)2+R-CHO—→R- COOH+ Cu2O↓+2H2O17. Cu(OH)2 ==== CuO+H2O【例题解析】[例1]下列物质发生反应时其离子方程式正确的是()A.铁与三氯化铁溶液反应:Fe+Fe3+=2Fe2+B.足量的氯气通入溴化亚铁溶液中:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-C. Fe(OH)3跟盐酸反应:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OD. FeS跟稀哨酸反应:FeS+2H+=Fe2++H2S[例2]在烧制砖瓦时,用粘土做成的坯经过烘烧后,铁的化合物转化成而制得红色砖瓦。
若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水,窑内会产生大量的气体,它们把该红色物质还原成的黑色化合物是,同时还有未烧的碳颗粒,而制得了青色砖瓦。
[例3]固体A和B都由两种相同的元素组成。
在A、B中两种元素的原子个数比分别为1:1和1:2。
将A和B在高温下煅烧时,产物都是固体C和气体D。
由D最终可制得酸E。
E的稀溶液跟A反应时生成气体G和溶液F。
G和D在常温下混合有浅黄色固体生成。
在F中滴加溴水后,再加入KOH溶液,有红褐色沉淀生成,给沉淀加热时又能转变成C。
根据上述事实回答:(1)A的化学式是,B的化学式是。
(2)B锻烧生成C和D的化学方程式是。
(3)G与D混合发生反应的化学方程式是。
(4)在F中滴加溴水的化学方程式是。
(5)A与E反应的离子方程式是。
[例4]冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或氢气,或一氧化碳)法③活泼金属置换法;④电解法。
四种方法在工业上均有应用。
古代有(I)火烧孔雀石炼铜;(II)湿法炼铜;现代有(III)铝热法炼铬;(IV)从光卤石中炼镁,对它们的冶炼方法的分析不正确的是A.(I)用①B. (II)用②C. (III)用③D. (IV)用④【高考链接】 1、(2008届华南师大附中高三第三次综合测试)在日常生活中人们经常使用金属材料,以下关于金属材料的叙述正确的是( ) ①青铜是人类历史上使用最早的合金 ②合金的熔点一般比各成分金属熔点高。
③合金往往比纯净的金属有较好的物理、化学或机械性能④合金的性质是各成分金属性质之和⑤铁制容器可以贮运浓硫酸、浓硝酸A .①③④⑤B .①③⑤C .①②⑤D .①②③④⑤ 2、(2013年上海)一定量的CuS 和Cu 2S 的混合物投入足量的HNO 3中,收集到气体VL (标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu 2+和SO 42-)加入足量NaOH ,产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到CuO12.0g ,若上述气体为NO 和NO 2的混合物,且体积比为1﹕1,则V 可能为( ) A .9.0L B.13.5L C.15.7L D.16.8L 3、(2013年江苏)甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系:甲丁乙丙。
下列有关物质的推断不正确的是( )A.若甲为焦炭,则丁可能是O 2B.若甲为SO 2,则丁可能是氨水C.若甲为Fe ,则丁可能是盐酸D.若甲为NaOH 溶液,则丁可能是CO 2 4、(2013年江苏)下列依据相关实验得出的结论正确的是( )A.向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,该溶液一定是碳酸盐溶液B.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液C.将某气体通入溴水中,溴水颜色褪去,该气体一定是乙烯D.向某溶液中滴加KSCN 溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含Fe 2+ 5、(2008届厦门双十中学上期中质量检测)将1.12 g 铁粉加入25 mL 2 mol·L─1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是 ( ) A .铁有剩余,溶液呈浅绿色,Cl 浓度基本不变 B .往溶液中滴入无色KSCN 溶液,不显红色 C .氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5 D .Fe 2+、Fe 3+的物质的量之比为6∶1 【课后习题】1、制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”:发生的反应为2FeCl 3+Cu =2FeCl 2+CuCl 2。
向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )A. 烧杯中有铜无铁B. 烧杯中有铁无铜C. 烧杯中铁、铜都有D.烧杯中铁、铜都无 2、欲分离Al Fe Ba Ag 332++++、、、,加入试剂的顺序正确的是( ) A .NaOH HCl H SO 24→→B .H SO HCl NaOH 24→→C .HCl H SO NH H O 2432→→·D .HCl NaOH H SO 24→→3、5.6g 铁粉加入含0.3mol ()Fe NO 33的溶液中,充分反应后,下列说法中正确的是()A. Fe全部被氧化 B.Fe部分被氧化C.Fe3+全部被还原D.Fe3+部分被还原4、钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。
制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿,我国的钛铁矿矿储量居世界首位。
含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取TiO2的流程如下:⑴ Ti的原子序数为22,Ti位于元素周期表中第_______周期,第______族。
⑵ 步骤①加铁的目的是_______________________________________;步骤②冷却的目的是____________________________________________________。
⑶ 上述制备TiO2的过程中,可以利用的副产物是___________;考虑成本和废物综合利用因素,废液中应加入_________________处理。
⑷ 由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及到的步骤为:已知:① C(s) + O2(g) == CO2(g);△H = -393.5 KJ/mol② 2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g);△H = -566 KJ/mol③ TiO2(s) + 2Cl2(g) == TiCl4(s) + O2(g);△H = +141 KJ/mol则TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)== TiCl4(s) + 2CO(g) 的△H =_________________。
反应TiCl4 + 2Mg == 2MgCl2+ Ti 在Ar气氛中进行的理由是______(1)4,ⅣB.(2)将Fe3+还原为Fe2+,得到FeSO4.7H2O.(3) FeSO4.7H2O, 石灰. (4)—80KJ/mol,防止高温下Mg(Ti)与空气中的氧气(或二氧化碳,氮气)作用。
5、由单质A与化合物B两种粉末组成的混合物, 在一定条件下可按下图所示发生转化:请回答(1)A 的化学式; B 的化学式(2)反应①的化学方程式(3)反应②的离子方程式 (4)反应③的离子方程式(5)反应④的离子方程式(1)A 的化学式Al B 的化学式Fe 2O 3 (2)2Al + Fe 2O 3高温2Fe + Al 2O 3(3)2Al 2OH 2H O 2AlO 3H 222++=+↑--(4)Fe 2Fe 3Fe 32+=++(5)()Al 3NH H O Al OH 3NH 33234+++=↓+·。