（新课改省份专版）2020高考化学一轮复习 3.2 点点突破 过渡金属的2种典型代表（铁、铜）学案（含解析）.doc

第2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(2)化学性质(写出化学方程式或离子方程式)与非金属反应与O2反应常温铁锈(成分为Fe2O3xH2O)点燃3Fe2O2Fe3O4与Cl2反应点燃2Fe3Cl22FeCl3与S、I2反应FeSFeS、FeI2FeI2与H2O(g)反应3Fe4H2O(g) Fe3O44H2。 与酸反应与H反应Fe2H=Fe2H2与稀HNO3反应过量Fe4HNO=Fe3NO2H2O少量3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O与浓H2SO4、浓HNO3反应常温下钝化，加热分别生成SO2、NO2与盐(Cu2、Fe3)反应FeCu2=Fe2Cu、Fe2Fe3=3Fe2提醒铁与弱氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3。化学式FeOFe2O3Fe3O4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=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O共性高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁化学式Fe(OH)2Fe(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= Fe22H2OFe(OH)33H= Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱反应：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱反应：Fe33OH=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)2O22H2O=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。Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H的反应外，还考虑Fe3被I还原为Fe2。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：Fe2与Zn反应的离子方程式为ZnFe2=FeZn2。(2)还原性：Fe2与Cl2反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。2铁盐(1)氧化性：含Fe3的溶液，呈色，Fe3具有较强的氧化性。Fe3与Cu、I反应的离子方程式为2Fe3Cu=Cu22Fe2，2Fe32I=2Fe2I2。(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制备胶体的化学方程式为FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl。(4)其他重要的铁盐及应用绿矾(FeSO47H2O)用作补血剂及植物补铁剂高铁酸钾(K2FeO4)用作水处理剂或制作高能电池莫尔盐(或摩尔盐) (NH4)2SO4FeSO46H2O用于冶金、电镀及织物媒染剂赤血盐K3Fe(CN)6用于检验Fe23Fe2、Fe3的相互转化Fe2Fe3上述转化中标号反应的离子方程式为3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O；2Fe3Fe=3Fe2。对点训练1判断正误(正确的打“”，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FeCl3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：Fe3Fe=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“慈石”，即四氧化三铁(Fe3O4)。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()AFe4HNO=Fe3NO2H2OBFe3O48H=Fe22Fe34H2OCFe(OH)33H=Fe33H2OD3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2O解析：选BFe3O4与HNO3反应生成Fe3，正确的离子方程式为3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O。4下列试剂中，不能使Fe2转化为Fe3的是()氯气NaCl溶液KMnO4溶液稀HNO3盐酸NaNO3溶液ABC D解析：选DCl2、KMnO4、稀HNO3都具有强氧化性，能将Fe2氧化成Fe3，而NaCl溶液、盐酸、NaNO3溶液不能将Fe2氧化成Fe3。知识点二Fe2、Fe3的检验及铁三角的应用1Fe2的检验方法1无现象溶液变红色，证明含有Fe2方法2产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2方法3生成蓝色沉淀，证明含有Fe22.Fe3的检验方法1溶液变红色，证明含有Fe3方法2产生红褐色沉淀，证明含有Fe3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)。Fe3、Fe2、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)。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FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：2Fe3H2S=2Fe2S2H。(2)将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液，溶液变蓝：2Fe32I=I22Fe2。(3)向FeCl2溶液中滴入H2O2：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。(5)将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有无色气体放出：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。2“铁三角”转化关系的应用(1)判断离子能否共存Fe2NO(H)、ClO、MnO(H)Fe3S2、I、SOFe3HCO、CO等水解相互促进的离子(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ABC 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烟台模拟)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，说明该溶液中只含有Fe2，不含有Mg2解析：选CA项，KSCN溶液不能直接检验Fe2的存在，Fe2是否存在不确定，检验方法不合理；B项，Fe3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，Fe3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，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、Fe2，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。有关化学方程式：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3。写出下列化学方程式：铜在空气中加热：2CuO22CuO；铜丝在硫蒸气中反应：2CuSCu2S。(3)制备方法干法制铜：Cu2(OH)2CO32CuOCO2H2OCOCuOCuCO2湿法制铜：Cu2(OH)2CO34H=2Cu23H2OCO2Cu2Zn=Zn2Cu2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=Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O与H2反应H2CuO CuH2OH2Cu2O2CuH2O转化关系4CuO2Cu2OO2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Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O。3氢氧化铜(1)物理性质：色溶于水的固体。(2)化学性质及应用反应的化学方程式：Cu(OH)2CuOH2O；反应的离子方程式：Cu(OH)22HCu22H2O。4铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，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)2CO32CuOH2OCO2。(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CuSO45H2OCuSO45H2O，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。(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2CuO22CuO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：2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O。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(OH)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CuSO4H2S=CuSH2SO4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：Cu22e=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()(8)(2014全国卷)H2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)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、Fe2、HB样品中Fe元素的质量为2.24 gC样品中CuO的质量为4.0 gDV896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 mol56 gmol12.24 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质的量为0.04 mol，含H0.08 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，全部转化为H2O需消耗H0.04 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H2O2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：2Cu25I=2CuIII2S2O=S4O3I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 molL1Na2S2O3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_molL1。解析：(1)实验室使用稀硫酸和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CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O。(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Cu2Fe3=Cu22Fe2，FeCl3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：I2S2O=S4O3I，则消耗n(I)0.100 0 molL125.00103 L1.25103mol，根据碘原子守恒，则20.00 mL溶液中c(Cu2) molL10.125 molL1。答案：(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2酸性防止Fe3水解生成Fe(OH)3(3)Cu20.125