第三章第4讲铁、铜及其化合物

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,O,2,、,Cl,2,、,S,、,HCl,、稀,HNO,3,反应的化学方程式和对应的实验现象。,答案,3Fe+2O,2,Fe,3,O,4,火星四射,2Fe+3Cl,2,2FeCl,3,剧烈燃烧产生棕色的烟,Fe+S,FeS,发出红热现象,Fe+2HCl FeCl,2,+H,2,产生气泡，生成浅绿色溶液,Fe+4HNO,3,Fe(NO,3,),3,+NO+2H,2,O,（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+8HNO,3,3Fe(NO,3,),2,+2NO+4H,2,O,(,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+4H,2,O(g) Fe,3,O,4,+4H,2,高温,+3,+2,（,3,）与酸反应,与非氧化性酸反应产生,H,2,如与稀,H,2,SO,4,、盐酸等反应，其离子方程式为：,。,与氧化性酸反应不生成,H,2,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,HNO,3,、浓,H,2,SO,4,时表面会,2H,+,+Fe H,2,+Fe,2+,3Fe+8HNO,3,3Fe(NO,3,),2,+2NO+4H,2,O,3Fe+8H,+,+2 3Fe,2+,+2NO+4H,2,O,Fe+4HNO,3,Fe(NO,3,),3,+NO+2H,2,O,2Fe,3+,+Fe 3Fe,2+,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,CuSO,4,溶液反应的离子方程式为：,。,与,FeCl,3,溶液反应，其离子方程式为：,。,氧化物,钝化,化学,Fe+Cu,2+,Cu+Fe,2+,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,、,I,2,）、非氧化性酸（如盐酸、稀,H,2,SO,4,）、不活泼金属的盐溶液（如,CuSO,4,溶液）、,FeCl,3,溶液反应生成,Fe,2+,。,铁与强氧化剂，如,Cl,2,、,H,2,O,2,、,KMnO,4,(H,+,),、,HNO,3,、浓,H,2,SO,4,在一定条件下反应都会生成,Fe,3+,。,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,Fe,2,O,3,，则,I,、,H,、,G,、,D,依次为,Fe(OH),3,、,Fe(OH),2,、,FeCl,2,、,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,Al,2,O,3,，其余问题可迎刃而解。,高温,答案,(1)Al Al,2,O,3,Fe(OH),3,(2)Al,2,O,3,+2OH,-,2 +H,2,O,4Fe(OH),2,+O,2,+2H,2,O,4,Fe(OH),3,Fe,2+,+2OH,-,Fe(OH),2,2Fe(OH),3,Fe,2,O,3,+3H,2,O,基础回归,1.,铁的氧化物,氧化物,氧化亚铁,三氧化二铁,四氧化三铁,化学式,FeO,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,颜色状态,粉末,粉末,（有磁性）,溶解性,难溶于水,难溶于水,难溶于水,铁的,化合价,稳定性,不稳定,稳定,稳定,与,H,+,FeO+2H,+,Fe,2+,+H,2,O,Fe,2,O,3,+6H,+,2Fe,3+,+3H,2,O,Fe,3,O,4,+8H,+,Fe,2+,+2Fe,3+,+4H,2,O,黑色,红棕色,黑色晶体,+2,+3,+2,，,+3,2.,铁的氢氧化物,氢氧化物,氢氧化亚铁,氢氧化铁,化学式,Fe(OH),2,Fe(OH),3,颜色状态,溶解性,难溶于水,难溶于水,稳定性,很不稳定，易被氧化,不稳定，受热分解,与,H,+,反应,转化关系,Fe(OH),2,+2H,+,Fe,2+,+2H,2,O,Fe(OH),3,+3H,+,Fe,3+,+3H,2,O,白色固体,红褐色固体,4Fe(OH),2,+O,2,+2H,2,O,4Fe(OH),3,思考,1.Fe,3,O,4,是碱性氧化物吗？,Fe,3,O,4,可写作,FeO,Fe,2,O,3,，能否认为,Fe,3,O,4,是,FeO,和,Fe,2,O,3,的混合物？,答案,Fe,3,O,4,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,、,Fe,2,O,3,是碱性氧化物）。,Fe,3,O,4,中有 的,Fe,是,+2,价，有,的,Fe,是,+3,价，可写成：,，但不能认为,Fe,3,O,4,是,FeO,和,Fe,2,O,3,的混合物，实际上，,Fe,3,O,4,是纯净物。与非氧化性酸（如盐酸）、氧化性酸（如稀,HNO,3,）反应方,程式分别为：,Fe,3,O,4,+8HCl FeCl,2,+2FeCl,3,+4H,2,O,3Fe,3,O,4,+28HNO,3,9Fe(NO,3,),3,+NO+14H,2,O,三、铜及其重要化合物,自我诊断,3. Fe,2,O,3,和,Cu,2,O,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,Fe,2,O,3,还是,Cu,2,O,或二者混合物。探究过程如下：,【,查阅资料,】,Cu,2,O,是一种碱性氧化物，溶于稀,硫酸生成,Cu,和,CuSO,4,在空气中加热生成,CuO,。,【,提出假设,】,假设,1,：红色粉末是,Fe,2,O,3,假设,2,：红色粉末是,Cu,2,O,假设,3,：红色粉末是,Fe,2,O,3,和,Cu,2,O,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,Fe,2,O,3,和,Cu,2,O,的混合物时，加入稀,H,2,SO,4,后,Cu,2,O,生成,Cu,和,CuSO,4,，产生的,Fe,3+,与,Cu,反应生成,Fe,2+,滴加,KSCN,溶液后也可以不变红色,（,3,）,Fe,2,O,3,和,Cu,2,O,Fe,2,O,3,+6H,+,2Fe,3+,+3H,2,O,，,Cu,2,O+2H,+,Cu+Cu,2+,+H,2,O,，,2Fe,3+,+Cu 2Fe,2+,+Cu,2+,Cl,2,+Cu CuCl,2,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,反应物质,化学方程式,非金属,O,2,(,色固体,),Cl,2,、,S,(,色烟,),氧化性酸,浓,H,2,SO,4,Cu+2H,2,SO,4,(,浓,) CuSO,4,+SO,2,+2H,2,O,浓,HNO,3,Cu+4HNO,3,(,浓,) Cu(NO,3,),2,+2NO,2,+2H,2,O,稀,HNO,3,3Cu+8HNO,3,(,稀,) 3Cu(NO,3,),2,+2NO+4H,2,O,盐,AgNO,3,Cu+2AgNO,3,Cu(NO,3,),2,+2Ag,FeCl,3,Cu+2FeCl,3,CuCl,2,+2FeCl,2,点燃,2Cu+O,2,2CuO,2Cu+S Cu,2,S,黑,棕黄,2.,氧化铜和氢氧化铜,物质,氧化铜,氢氧化铜,化学式,状态,不溶于水的,色固体（粉末）,不溶于水的,色固体,化学性质,CuO+2H,+,Cu,2+,+H,2,O,CuO+H,2,Cu+H,2,O,CuO+CO,Cu+CO,2,Cu(OH),2,+2H,+,Cu,2+,+2H,2,O,Cu(OH),2,CuO+H,2,O,CuO,Cu(OH),2,黑,蓝,3.CuSO,4,5H,2,O,CuSO,4,5H,2,O,为,色晶体，俗称,。无,水,CuSO,4,为白色粉末，遇水变蓝色（生成,CuSO,4,5H,2,O,）可作为,的检验依据。,指点迷津,溶液中的,Cu,2+,常为蓝色（浓,CuCl,2,溶液为绿色，稀,CuCl,2,溶液为蓝色），可作为,Cu,2+,的判定依据。如,CuSO,4,溶液为蓝色。,Cu,2+,与碱反应生成蓝色沉淀,Cu(OH),2,，这是鉴定,Cu,2+,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)FeFe,2+,：铁与氧化性比较弱的非金属（如,S,、,I,2,）、非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）、不活泼金属的盐溶液,(,如,CuSO,4,溶液,),反应，都可实现这种转化。例如：,Fe+CuSO,4,Cu+FeSO,4,(2)Fe,2+,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：,FeCl,2,+Zn ZnCl,2,+Fe,(3)FeFe,3+,:,铁与强氧化剂,(,如,Cl,2,、,HNO,3,、浓硫,酸,),在一定条件下反应都会实现这种转化。例如,:,2Fe+3Cl,2,2FeCl,3,(4)Fe,3+,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：,2FeCl,3,+3Zn 2Fe+3ZnCl,2,(5)Fe,2+,Fe,3+,:,亚铁盐与强氧化剂反应。例如：,2FeCl,2,+Cl,2,2FeCl,3,(6)Fe,3+,Fe,2+,:,铁盐溶液与比较强的还原剂反应。例如：,Fe+2FeCl,3,3FeCl,2,2FeCl,3,+2NaI 2FeCl,2,+I,2,+2NaCl,(7)Fe,2+,Fe,3+,2.,有关,Fe,2+,、,Fe,3+,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,Fe,2+,、,Fe,3+,均水解，与,等因水解相互促进在溶液中不能大量共存。,Fe,3+,与,S,2-,、,I,-,、,HS,-,、,，,Fe,2+,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,Fe,2+,的盐溶液：加少量铁粉，防止,Fe,2+,被氧化；加少量相应的酸，防止,Fe,2+,水解。,Fe,3+,的盐溶液：加少量相应的酸防止,Fe,3+,水解。,(3),制取,Fe(OH),3,胶体,Fe,3+,+3H,2,O,（沸水）,Fe(OH),3,(,胶体）,+3H,+,(4),制备无水,FeCl,3,FeCl,3,6H,2,O FeCl,3,+6H,2,O,(5),氧化性、还原性关系,氧化性：,Cl,2,Br,2,Fe,3+,I,2,S,还原性：,Cl,-,Br,-,Fe,2+,I,-,4,时，,Fe,3+,即可形成,Fe(OH),3,沉淀。欲除去某溶液中含有的,Fe,2+,杂质时，一般先向该溶液中加入氧化剂（如,H,2,O,2,），使,Fe,2+,被氧化为,Fe,3+,然后通过加碱液调节,pH,，使,Fe,3+,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,HNO,3,中慢慢加入铁粉，得到的,Fe,2+,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,HNO,3,中加入铁粉，开始时稀,HNO,3,过量应生成,Fe,3+,随加入铁粉量的增加，发生反应,2Fe,3+,+Fe 3Fe,2+,最后全部转化为,Fe,2+,。,答案,（,1,） （,2,）（,3,）,要点二,Fe,2+,和,Fe,3+,的检验,Fe,2+,和,Fe,3+,的检验方法,（,1,）直接观察颜色：,Fe,2+,的溶液呈浅绿色，,Fe,3+,的溶液呈棕黄色。,（,2,）利用显色反应：,有关离子反应方程式：,Fe,3+,+SCN,-,Fe(SCN,),2+,（,3,）利用其化合物沉淀的颜色：,有关反应的方程式：,Fe,2+,+2OH,-,Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+2H,2,O+O,2,4Fe(OH),3,Fe,3+,+3OH,-,Fe(OH),3,(4),利用,Fe,3+,的氧化性：,有关离子反应方程式：,2Fe,3+,+Cu 2Fe,2+,+Cu,2+,有关离子反应方程式：,2Fe,3+,+2I,-,2Fe,2+,+I,2,(5),利用,Fe,2+,的还原性：,有关离子反应方程式：,5Fe,2+,+ +8H,+,5Fe,3+,+Mn,2+,+4H,2,O,有关离子反应方程式：,2Fe,2+,+Br,2,2Fe,3+,+2Br,-,【,典例导析,2,】,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（ ）,加入足量氯水加入足量,KMnO,4,加入少量,NH,4,SCN,溶液,A.B. C. D.,解析,在该溶液中先加入少量,NH,4,SCN,溶液，溶液不变红色，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。,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,Fe,3+,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,KMnO,4,溶液，红色褪去；向另一份中通入,SO,2,，红色也褪去。下列说法不正确的是,( ),A.,红色褪去的原因是,KMnO,4,将,SC,-,氧化，使,Fe,（,SCN,）,3,消失,B.,红色褪去的原因是,SO,2,将,Fe,3+,还原为,Fe,2+,C.,红色褪去的原因是,SO,2,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,KMnO,4,（,H,+,）氧化为（,SCN,）,2,，而使红色消失。,Fe,3+,具有氧化性，可被,SO,2,还原为,Fe,2+,，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,Fe,3+,的,FeSO,4,溶液与不含,O,2,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,FeSO,4,溶液时还需要加入,。,（,2,）除去蒸馏水中溶解的,O,2,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,O,2,的,NaOH,溶液，插入,FeSO,4,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,H,2,SO,4,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.CuCl,2,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,H,2,SO,4,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,Na,2,SO,4,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,Fe,2+,易水解，要加入稀,H,2,SO,4,防止,其水解；,Fe,2+,易被空气中的,O,2,氧化，要加铁粉，将,被氧化的,Fe,3+,还原成,Fe,2+,。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,O,2,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,FeSO,4,应在,试管,中，而在试管,中盛不含,O,2,的,NaOH,溶液。当,Fe,与稀,H,2,SO,4,放入试管,后，产生的,H,2,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,H,2,无法逸出，,造成管内压强增大，将试管,内,FeSO,4,溶液通过长,导管压入试管,内，在此过程中，液体都处于,H,2,环境，从而避免了被空气中的,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,2,O+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,2,O+O,2,产生的,O,2,立即把,Fe(OH),2,氧化为,Fe(OH),3,。,答案,方法一（,1,）稀,H,2,SO,4,、铁屑（,2,）煮沸,（,3,）避免生成的,Fe(OH),2,沉淀接触,O,2,而被氧化,方法二（,1,）稀,H,2,SO,4,和铁屑（,2,）,NaOH,溶液,（,3,）检验试管,出口处排出的,H,2,的纯度，当排出的,H,2,已经纯净时再夹紧止水夹（,4,）试管,中反应生成的,H,2,充满了试管,和试管,，且外界,O,2,不易进入,方法三（,1,）,Fe Fe-2e,-,Fe,2+,(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,O,2,（,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,Fe,2+,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：,资料名称,物理性质描述,化学性质描述,化学辞典,顾翼东编，,1989,年版,P,637,白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体,与空气接触易被氧化，将细粉喷于空气中，则立即燃烧出火花,大学普通化学（下册）,傅鹰著,P,637,白色沉淀,此沉淀易被氧化成微绿色,Fe,3,(OH),8,普通化学教程,（下册）,P,788,白色,能强烈吸收,O,2,，迅速变成棕色,Fe(OH),3,，这时作为氧化的中间产物为土绿色，其中含有,Fe,2+,、,Fe,3+,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,Fe,3,(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),2,n,H,2,O,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,Fe,2+,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+H,2,SO,4,FeSO,4,+H,2,；,FeSO,4,+2NaOH Fe(OH),2,+Na,2,SO,4,；,H,2,SO,4,+2NaOH Na,2,SO,4,+2H,2,O,【,探究思考,】,（,1,）由于,Fe(OH),2,部分被氧化，混入少量的,Fe(OH),3,FeO,Fe,2,O,3,4H,2,O,（,2,）打开 发生,Fe(OH),2,n,H,2,O Fe(OH),2,+,n,H,2,O,(3),向,Fe,2+,和,Fe,3+,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,Fe,2+,溶液浅绿色，,Fe,3+,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，,FeCl,3,固体红棕色，,Fe,2,O,3,红棕色，,Fe,3,O,4,、,FeO,、,FeS,黑色等。,Cu,2+,溶液蓝色、,Cu,2,O,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,）,FeCl,3,变色种类,向,FeCl,3,溶液中加几滴,KSCN,溶液呈血红色；,FeCl,3,溶液能使紫色石蕊试液呈红色；,FeCl,3,与,NaOH,溶液反应，生成红褐色沉淀；,向,FeCl,3,溶液中加入过量,Fe,粉,溶液变为浅绿色；,向,FeCl,3,溶液中加入过量,Cu,粉,溶液变为蓝绿色；,将,FeCl,3,溶液滴入到淀粉,-,碘化钾溶液中，溶液变为蓝色；,将,FeCl,3,溶液滴入,AgNO,3,溶液中,生成白色沉淀；,将,FeCl,3,溶液与,NaHCO,3,溶液混合，放出气体， 生成红褐色沉淀；,将饱和,FeCl,3,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,Fe,3+,、,Cu,2+,、,Au,3+,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,Fe,3+,、,Cu,2+,、,Au,3+,，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，,Cu,2+,和,Fe,2+,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,Cu,2+,、,Au,3+,、,Fe,3+,，因此加入铁屑发生反应的离子方程式为：,Fe+2H,+,H,2,+Fe,2+,Fe+Cu,2+,Cu+Fe,2+,3Fe+2Au,3+,2Au+3Fe,2+,2Fe,3+,+Fe 3Fe,2+,（,3,）铁红的化学式为,Fe,2,O,3,，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,+,Fe,2+,+H,2,，,2Fe,3+,+Fe 3Fe,2+,，,Cu,2+,+Fe Cu+Fe,2+,，,2Au,3+,+3Fe 2Au+3Fe,2+,3Cu+8HNO,3,（稀）,3Cu(NO,3,),2,+2NO+4H,2,O,（,3,）,Fe,2,O,3,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,Fe,2,O,3,、,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,CO,2,，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,NaHCO,3,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,H,2,O,2,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,Fe,2+,；产生两种气体必有,C,。,（,1,）上层清液中通入,CO,2,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,CO,2,，说明另一种气体为,SO,2,被,NaHCO,3,溶液除去，浓酸为浓,H,2,SO,4,，反应为：,C+2H,2,SO,4,（浓）,CO,2,+2SO,2,+2H,2,O,Z,为两种气体，,a,为,H,2,O,，则说明浓酸为浓,HNO,3,，,Z,中气体为,NO,和,CO,2,。,（,3,）,Cl,2,+2Fe,2+,2Cl,-,+2Fe,3+,；,2Fe,3+,+Cu 2Fe,2+,+Cu,2+,循环反应，则溶液中阳离子为,Fe,3+,、,Cu,2+,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,-,+3H,2,O,2,+2Fe,2+,2I,2,+2Fe,（,OH,）,3,（,5,）由题意分析无,Cu,生成，则必定是不发生,Cu,2+,+Fe Cu+Fe,2+,或,2Al+3Cu,2+,3Cu+2Al,3+,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,、,Fe,2,O,3,。,答案,（,1,）,Al,（,2,）,C+2H,2,SO,4,（浓）,CO,2,+2SO,2,+2H,2,O,NO,、,CO,2,（,3,）,Cu,2+,、,Fe,3+,、,H,+,（,4,）,2Fe,2+,+3H,2,O,2,+4I,-,2Fe,（,OH,）,3,+2I,2,（,5,）,CuO,、,C,或,CuO,、,C,、,Fe,2,O,3,对点训练,题组一 铁、铜的性质及,Fe,2+,、,Fe,3+,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,Fe,3,O,4,B.,铁与水蒸气在高温下的反应产物为,Fe,2,O,3,和,H,2,C.,除去,FeCl,2,溶液中的,FeCl,3,杂质可以向溶液中加,入铁粉，然后过滤,D.Fe,3+,与,KSCN,产生血红色沉淀,解析,赤铁矿的主要成分是,Fe,2,O,3,，铁与水蒸气在高温下的反应产物为,Fe,3,O,4,和,H,2,+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,+,Fe,2+,+H,2,O,B.,铜和三氯化铁溶液反应,Cu+Fe,3+,Fe,2+,+Cu,2+,C.,氯化亚铁溶液中滴入氯水,Cl,2,+2Fe,2+,2Cl,-,+2Fe,3+,D.,金属铝投入,NaOH,溶液中,2Al+2OH,-,+H,2,O,2 +2H,2,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+H,2,O,2,+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,Fe,3+,，结合题意,I,为,FeCl,3,。,E,为红棕色的颜料，,E,为,Fe,2,O,3,。结合,Fe,2+,Fe,3+,相互转化关系，知,G,为,Fe,，,H,为,FeCl,2,。,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,Fe,2,O,3,反应，则,D,为,CO,、,C,为,CO,2,。,F,的焰色反应呈紫色，,F,为,KCl,，,B,为,K,2,CO,3,（加热下不可能为,KHCO,3,）。,A,中所含阳离子为,Fe,3+,、,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,C,2,（草酸根），,A,为,K,3,Fe,（,C,2,O,4,）,3,。,答案,（,1,）,（,2,）,K,3,Fe,（,C,2,O,4,）,3,（,3,）,3CO+Fe,2,O,3,2Fe+3CO,2,（,4,）,2Fe,2+,+H,2,O,2,+2H,+,2Fe,3+,+2H,2,O,（,5,）因为溶液中的草酸根（,C,2,）被高锰酸钾氧化，故使溶液的紫色褪去；溶液中的,Fe,3+,与,SCN,-,反应，使溶液呈红色,4.,现有一份含有,FeCl,3,和,FeCl,2,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,AgNO,3,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,Cl,2,;,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,FeCl,2,溶液时通常会向其中加入少量试剂,和,。,（,3,）实验,2,通入足量,Cl,2,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,FeCl,3,和,FeCl,2,的物质的量之比为,。,（,6,）可以采用下列装置制取少量的,FeCl,3,固体，已知,FeCl,3,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,FeCl,3,固体，请你对装置提出合理的改进措施：,。,解析,（,2,）为了防止,FeCl,2,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,FeCl,3,为,x,mol,，,FeCl,2,为,y,mol,，,n,（,AgCl,）,= =0.12 mol,n,(Fe,2,O,3,)= =0.025 mol,依据,Cl,、,Fe,守恒,3,x,mol+2,y,mol=0.12,mol,x,mol+,y,mol=0.025 mol,2,解得,x,=0.02,y,=0.03,。,（,6,）因为,FeCl,3,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,Fe,2+,全部转化为,Fe,3+,2Fe,2+,+Cl,2,2Fe,3+,+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,FeCl,3,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.CuSO,4,溶液,D.,稀硫酸,（,2,）既有氧化性又有还原性的微粒是 （ ）,A.Fe,B.Fe,2+,C.Fe,3+,（,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,FeCl,2,溶液中的少量,FeCl,3,，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,Fe,2+,的溶液为浅绿色，含有,Fe,3+,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,:Fe,2+,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,Fe,2+,和,KSCN,溶液作用没有颜色变化；而,Fe,3+,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(NO,3,),2,、,Zn(NO,3,),2,、,Fe(NO,3,),3,、,AgNO,3,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,Fe,3+,，同时析出,0.1 mol Ag,。下列结论错误的是,( ),A.,氧化性：,Zn,2+,Cu,2+,Fe,3+,Ag,+,B.Fe,3+,的氧化性大于,Cu,2+,C.,溶液中,Cu,2+,与,Fe,2+,的物质的量之比为,12,D.1 mol Fe,可还原,2 mol Fe,3+,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 NO,2,和,0.2 mol NO,，下列说法正确的是,( ),A.,反应后生成的盐只为,Fe(NO,3,),3,B.,反应后生成的盐只为,Fe(NO,3,),2,C.,反应后生成的盐为,Fe(NO,3,),3,和,Fe(NO,3,),2,，其,物质的量之比为,13,D.,反应后生成的盐为,Fe(NO,3,),3,和,Fe(NO,3,),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,Fe,2+,）和,1.2 mol,（此时只产生,Fe,3+,),之间，又产生,0.3 mol NO,2,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(NO,3,),3,又有,Fe(NO,3,),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,3,x,+2,y,=0.9,解得,x,=0.1,mol,y,=0.3 mol,。,答案,C,8.,向含,a,g HNO,3,的稀溶液中，加入,b,g,铁粉充分反应全部溶解。已知有,g HNO,3,被还原，则,a,b,不可能是 （ ）,A.21B.31C.41D.92,解析,根据,3Fe+8HNO,3,(,稀）,3Fe(NO,3,),2,+2NO+4H,2,O ,Fe+4HNO,3,(,稀）,Fe(NO,3,),3,+NO+2H,2,O ,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 HNO,3,被还原，且,b,g,铁粉全部溶解。,故,A,9.,某稀溶液中含有,Fe,（,NO,3,）,3,、,Cu,（,NO,3,）,2,、,HNO,3,，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中,Fe,2+,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(NO,3,),3,、,Cu,（,NO,3,）,2,、,HNO,3,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,HNO,3,Fe,3+,Cu,2+,，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为：,4HNO,3,（稀）,+Fe Fe,（,NO,3,）,3,+NO+2H,2,O,4 mol 1 mol 1 mol,2Fe,（,NO,3,）,3,+Fe 3Fe,（,NO,3,）,2,2 mol 1 mol 3 mol,Cu,（,NO,3,）,2,+Fe Fe,（,NO,3,）,2,+Cu,1 mol 1 mol 1 mol,所以原溶液中，,Fe,（,NO,3,）,3,、,Cu,（,NO,3,）,2,、,HNO,3,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,Fe,2,O,3,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,