1、,专题二 元素及其化合物,第10讲 铁、铜及其化合物,问题思考 问题1：为什么将FeCl3溶液蒸发、灼烧后得到的是Fe2O3？,Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O,Fe3,2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)2,Fe2、Fe3,Fe、Fe2,D,D,防止Fe2被氧化,2Fe2Cl2=2Cl2Fe3,隔绝空气(排除氧气对实验的影响),Fe2,Fe3,可逆反应,2Fe2H2O22H=2Fe32H2O,铁离子作H2O2分解的催化剂，H2O2分解生成氧气,H2O2分解反应放热，促使Fe3水解平衡正向移动,考点1 铁、铁的氧化物、铁的氢氧化物 基 础 梳 理 1. 铁 (1) 纯铁具
2、有金属的共性，如具有_色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被_吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。 (2) 用化学方程式或离子方程式表示下列变化 铁与非金属单质反应 4Fe3O2=_(现象：在潮湿的空气中生锈，生成_色固体),银白,磁体,2Fe2O3,红棕,Fe3O4,黑,2FeCl3,棕褐,FeS,Fe3O44H2,FeCl2H2,Fe(NO3)3NO2H2O,3FeCl2,FeSO4Cu,2. 铁的氧化物与氢氧化物 (1) 氧化物铁锈与酸反应的离子方程式：_,铁红,磁性氧化铁,红棕,2,3,2、3,Fe2,Fe3,Fe2、Fe3,Fe2O3xH2O6H=2Fe3(x3)H2O
3、,(2) 氢氧化物,白,红褐,Fe22H2O,Fe33H2O,Fe2O33H2O,Fe(OH)2,Fe(OH)3,白,灰绿,红褐,4Fe(OH)3,氧化,氧气,隔绝空气,插入到,方法2：氢气氛围中的复分解反应法 在图1所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。,D,变式训练1 常温下可以用铁制容器盛装的是( ) A. 浓盐酸 B. 浓硫酸 C. 稀硝酸 D. 硫酸铜溶液 解析 铁能溶于浓盐酸，故A错；浓硫酸能使铁钝化，故B正确；铁能溶于稀硝酸，故C错；铁与硫酸铜溶液能反应，故D错。,B,典型例题2 下列氯化物中，既能由金属和氯气直接化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是( ) A.
4、 CuCl2 B. FeCl2 C. MgCl2 D. FeCl3 解析 A项，铜和氯气生成氯化铜，但铜不能和盐酸反应，错误；B项，铁和氯气生成氯化铁，不是氯化亚铁，错误；C项，镁和氯气生成氯化镁，镁和盐酸反应生成氯化镁，正确；D项，铁和氯气反应生成氯化铁，但铁和盐酸反应生成氯化亚铁，错误。,C,变式训练2 元素X的单质及X与元素Y形成的化合物能按如下图所示的关系发生转化，则X为( )A. Fe B. Cu C. S D. C 解析 Fe与HCl反应生成FeCl2，Fe与Cl2反应生成FeCl3，FeCl2与Cl2反应生成FeCl3，FeCl3与Fe反应生成FeCl2。,A,典型例题3 (20
5、15北京卷)在通风橱中进行下列实验：,C,解析 稀硝酸具有酸性与强氧化性，与Fe反应生成NO，NO遇空气变为二氧化氮，中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NOO2=2NO2，A正确；中的现象是因为铁发生了钝化，Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，B正确；对比、中现象，Fe与稀硝酸反应生成NO，而Fe与浓硝酸反应生成二氧化氮且迅速被钝化，说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，C错误；根据中现象，说明构成原电池，在Fe、Cu之间连接电流计，通过电流计指针偏转，可以判断原电池的正、负极，进而判断Fe是否被氧化，D正确。,变式训练3 为研究硝酸的性质，某同学设计并完成如下实验：室温下，将等质量的铁片
6、分别与足量的浓硝酸和稀硝酸反应(如下图)。回答下列问题： (1) 试管A中发生反应的化学方程式是_，,Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O,HNO3,观察反应速率的 快慢；收集有毒气体，防止有毒气体散逸到空气中，污染空气,降低反应体系的温度，降低硝酸的浓度,常温下，铁在浓硝酸中会钝化,不成立,请回答下列问题： (1) 仪器d的名称为_。 (2) 导入的CO2不干燥，会在E中发生副反应，其含铁副产物为_；若所得产物中含此副产物，用化学方法检验，下列方案合理的是_(填字母)。 A. 取少量产物于试管中，加入稀盐酸，再加入KSCN溶液 B. 取少量产物于硬质大试管中，通入氢气，排尽空气
7、后加热，用CuSO4检验生成的水蒸气 C. 用磁铁吸引，看产物能否被吸引 D. 取少量产物于试管中，加入蒸馏水，过滤，观察是否有黑色不溶物,分液漏斗,Fe3O4,B,(3) 为防止污染空气，实验时应在F处连接盛有NaOH溶液的尾气吸收装置，反应的化学方程式为_。 (4) 利用除去杂质后的FeBr2可以验证Cl2、Fe3、Br2的氧化性强弱。将你设计的实验操作、预计的实验现象和实验结论(氧化性强弱)填写在下表空格内。,2NaOHBr2=NaBrNaBrOH2O,请完成下表中的内容：思考与交流 (4) 根据题目中所给的信息及实验推断出物质还原性的强弱顺序：Fe2_(填 “ ”或“”)SCN，理由是
8、_。,品红溶液,品红溶液褪色,紫色酸性高锰酸钾溶液颜色不变或变浅,澄清石灰水变浑浊,向FeSO4和KSCN混合液中加入少量双氧水，溶液先变红，说明双氧水优先氧化Fe2,(5) 有同学认为：KSCN 被氧化的产物中可能还含有SO，请设计一个简单实验验证。,适当增加稀硫酸浓度,提高反应温度,2Fe3H2S=2Fe2S2H,烧杯、普通漏斗,作氧化剂，将Fe2氧化成Fe3,将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原来的颜色,SiO2,漏斗、玻璃棒、烧杯,D,KSCN溶液,防止NH4HCO3分解，减少Fe2的水解,2Fe2H2O22H=2Fe32H2O,典型例题6 (2015海南卷)工业上，向500600
9、 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用下图所示的装置模拟上述过程进行实验。,浓硫酸,HCl,HCl和H2,发生倒吸,可燃性气体H2不能被吸收,KSCN溶液,点燃A处的酒精灯,点燃C处的酒精灯,除去油污和锌层,铁部分损失(或油污未除净),bd,加快铁与稀硫酸的反应速率,除去少量水并避免硫酸亚铁铵晶体因溶解而损失,抑制硫酸亚铁铵水解,酸式,Fe3,取少许样品加入到KSCN溶液中，观察溶液是否变成血红色,考点2 Fe2和Fe3的检验与实验探究 基 础 梳 理 1. Fe2的检验 方法一：滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水，溶液立即变红色。 方法二：滴
10、加NaOH溶液，生成_色絮状沉淀，该沉淀迅速变为_色，最后变为_色。 2. Fe3的检验 方法一：滴加KSCN(或NH4SCN)溶液，溶液立即变为_色。 方法二：滴加NaOH溶液，出现_色沉淀。 方法三：与苯酚反应显_色，Fe36C6H5OH_。,白,灰绿,红褐,血红,红褐,紫,Fe(C6H5O)636H,D,变式训练7 (2015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，可选用的试剂是( ) A. NaOH B. KMnO4 C. KSCN D. 苯酚 解析 加入氢氧化钠，因含有铁离子，可生成红褐色沉淀，不能检验是否含有亚铁离子，A错误；亚铁离子具有还原性，可与高锰酸钾发生氧化还
11、原反应，使高锰酸钾溶液褪色，可鉴别，B正确；亚铁离子与KSCN不反应，不能鉴别，只能鉴别铁离子，C错误；亚铁离子与苯酚不反应，不能鉴别，只能鉴别铁离子，D错误。,B,考点3 铜及其化合物 基 础 梳 理 1. 转化关系,2. 铜的主要化合物 (1) 铜及其化合物的颜色, 举 题 说 法 类型1 铁、铜和FeCl3溶液反应后产物分析 典型例题8 (2014上海卷)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( ) A. 若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3 B. 若有固体存在，则溶液中一定有Fe2 C. 若溶液中有Cu2，则一定没有固体析出 D.
12、 若溶液中有Fe2，则一定有Cu析出,B,解析 所得溶液中加入铁粉，发生的反应可能有 Fe2FeCl3=3FeCl2、FeCuCl2=FeCl2Cu。若无固体剩余，说明铁粉全部与FeCl3反应，此时溶液中可能含有Fe3，也有可能不含有Fe3，A错误；若有固体存在，说明固体中一定含有Cu，还有可能含有Fe，因此溶液中一定含有Fe2，B正确；若溶液中有Cu2，那么可能会有部分Cu2被Fe置换生成Cu，所以不一定没有固体析出，C错误；若溶液中有Fe2，可能溶液中Fe3过量，则不一定有Cu析出，D错误。,变式训练8 将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是( ),D,类型
13、2 CuCl和CuCl2 典型例题9 (2016四川卷)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl，并进行相关探究。 【资料查阅】【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。,请回答下列问题： (1) 仪器X的名称是_。 (2) 实验操作的先后顺序是a_e(填字母)。 a. 检查装置的气密性后加入药品 b. 熄灭酒精灯，冷却 c. 在“气体入口”处通入干燥HCl d. 点燃酒精灯，加热 e. 停止通入HCl，然后通入N2,干燥管,c,d,b,(3) 在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是_。 (4) 装置D中
14、发生的氧化还原反应的离子方程式是_。 (5) 反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析： 若杂质是CuCl2，则产生的原因是_。 若杂质是CuO，则产生的原因是_。,先变红，后褪色,Cl22OH=ClClOH2O,加热时间不足或温度偏低,通入HCl的量不足,解析 (2) 加热CuCl22H2O制备CuCl，为防止生成的CuCl被空气中的氧气氧化和Cu水解，须要先通入干燥的HCl气体赶走装置中的空气再加热，且要在HCl气流中加热制备，反应结束后先熄灭酒精灯，继续通入氮气直至装置冷却，所以操作顺序为acdbe。(3) B中由白色变为蓝色，说明
15、有水生成，产物中还有Cl2，所以C中湿润蓝色石蕊试纸先变为红色，后褪色。(4) D中是Cl2和NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为Cl22OH=ClClOH2O。 (5) 若杂质是CuCl2，说明CuCl2没有反应完全，原因为加热时间不足或温度偏低。若杂质是氧化铜，说明CuCl2水解生成Cu2 (OH)2Cl2，进一步分解生成CuO，原因是通入HCl的量不足。,FeCl3、CuCl2,C,过滤,KSCN溶液,抑制氯化铜水解,d,e,j,h,f,g,b,检查装置的气密性,产生大量棕黄色烟,(1) 实验室需要220 mL 4.8 molL1稀硫酸，配制时所需的玻璃仪器除烧杯、量
16、筒、玻璃棒外还需要_、_。 (2) 酸浸时，得到的浸出液中主要含有Cu2、Mn2等。写出该反应的化学方程式：_。酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_(任写两种)。 (3) 浸出液的pH调至4时，所得主要沉淀物的化学式为_。 (4) 该工艺流程中可循环使用的物质是_(填化学式)。 (5) 用标准BaCl2溶液测定样品中MnSO4H2O的质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能的原因有_(任写一种)。,250 mL容量瓶,胶头滴管,Cu2S2MnO24H2SO4=2CuSO42MnSO4S4H2O,粉碎矿石、适当升高温度或搅拌(任写两种),Fe(OH)3,NH3
17、,样品中混有硫酸铵(或晶体部分失去结晶水),解析 (1) 实验室中没有220 mL容量瓶，要选择250 mL容量瓶，定容时还要用胶头滴管。(2) 根据信息，MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫，反应物是Cu2S、MnO2、H2SO4 ，生成物是CuSO4、MnSO4、S，反应的化学方程式是Cu2S2MnO24H2SO4=2CuSO42MnSO4S4H2O。(3) 根据金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围，pH4时Fe3完全水解生成氢氧化铁沉淀。(4) 工艺流程中，加入了氨水，最后又得到了氨气，NH3可循环使用。(5) 质量分数大于100%，说明硫酸锰晶体中可能混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结
18、晶水。,有气体生成,防止沉淀受热分解,反应物配比,漏斗,32,偏大,2Fe2H2O22H=2Fe32H2O,AC,调节pH34的目的是 _。 (3) 往滤液A中加的Y试剂可以是_(填字母)。 A. ZnO B. NaOH C. Na2CO3 D. ZnSO4 (4) 由不溶物生成溶液D的化学方程式为_。 (5) 由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是_、抽滤、晾干。,使Fe3转化为Fe(OH)3，达到除去Fe3的目的,B,CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O,蒸发浓缩、冷却结晶,98%,偏低, 核 心 突 破 如何快速有效地处理涉及Fe、Cu及其相关离子共存问题？ 运用大家熟悉的“三角”
19、等几何图形，可“网络化”归纳出Fe、Fe2、Fe3、Cu、Cu2等微粒间的反应情况(如下图)：这些微粒间发生的反应有：FeCu2=Fe2Cu、Fe2Fe3=3Fe2 、2Fe3Cu=2Fe2Cu2。可用于判断相关微粒的共存问题，如边线相邻(用双箭头连接的微粒)不能大量共存；边线不相邻或对角线上的能大量共存，如 Fe、Fe2和Cu，Fe3、Fe2和Cu2可以大量共存(包括Cu和Cu2)。,A,D,3. (2017安徽合肥一中)A、B、C、D均为中学化学中常见的物质，它们之间的转化关系如下(部分产物已略去)：(1) 若D是具有氧化性的单质，则属于主族的金属A为_(填元素符号)。,Na,(2) 若D
20、是金属，C溶液在储存时应加入少量D，其理由是_(用必要的文字和离子方程式表示)；D在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，写出腐蚀时原电池正极的电极反应式：_。 (3) 若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物，在溶液中A和C反应生成B。请写出B转化为C的所有可能的离子方程式：_ _。,加入少量铁，防止Fe2被氧化为Fe3，2Fe3Fe=3Fe2,O22H2O4e=4OH,Al(OH)33H=Al33H2O,4. (2016广东七校三模)硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)26H2O是分析化学中重要的试剂，学习小组探究其分解产物。 (1) 甲组按照下图所示的装置进行实验，关闭止水夹并加热A中的硫酸亚铁
21、铵固体至分解完全，检验其分解产物。,装置B仪器名称是_，所放试剂是_。 装置C中可观察到的现象是_，由此可知硫酸亚铁铵的分解产物中有_(填化学式)。,干燥管,碱石灰,溶液由无色变红色,NH3,(2) 乙组选用甲组实验中的装置A和下图所示的装置进行实验验证硫酸亚铁铵分解的产物中还有SO2和SO3。,乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序(用装置的字母表示)为A、_；取适量硫酸亚铁铵固体于A中，通入一段时间N2后，关闭止水夹再点燃酒精灯，通入N2的目的是_。 装置H中有白色沉淀，则证明分解产物中有_；G中发生反应的离子方程式为_。 (3) 丙组将一定量的硫酸亚铁铵在500 时隔绝空气加热一段时间
22、后检验其固体产物，请设计实验证明此固体产物不含二价铁：_ _。,D、H、E、G、F,排尽装置中的空气(或O2)，防止对SO2的验证产生干扰,SO3,SO2H2O2Ba2=BaSO42H,取少量固体于试管中，加稀硫酸溶解，再滴入KMnO4溶液，KMnO4溶液不褪色,解析 (1) 硫酸亚铁铵分解可能的产物为氨气、硫的氧化物和水，检验氨气利用装置C中的酚酞溶液，所以装置B所放试剂是除去硫的氧化物的碱石灰。(2) 要验证硫酸亚铁铵分解的产物中还有SO2和SO3，SO3的检验用盐酸酸化的BaCl2溶液，SO2的检验用H2O2和BaCl2溶液，SO3易变成固体，故先将气体通入热水浴中，因SO3会干扰SO2的检验，故先检验SO3，进一步除去SO3，再检验SO2，最后进行尾气处理，故连接顺序为A、D、H、E、G、F；通入N2一般是排尽装置中的空气，因本实验先检验SO3，若装置中有空气，则2SO2O22H2O2BaCl2=2BaSO44HCl，对SO3的检验造成干扰。,放映结束，谢谢观看！,
