高考化学一轮复习 第三章 金属及其化合物 基础课时3 铁、铜及其重要化合物课件 新人教版.ppt

基础课时3铁 铜及其重要化合物 1 了解铁 铜及其重要化合物的主要性质及其应用 2 了解常见金属的活动顺序 3 了解合金的概念及其重要应用 最新考纲 考点一铁及其重要化合物的性质 1 铁的性质 1 物理性质 知识梳理 固考基 银白色 良好 四 2 化学性质铁单质性质活泼 有较强的还原性 主要化合价为 2价和 3价 与非金属单质的反应 a 与O2的反应 常温 铁被腐蚀生成铁锈 其主要成分为 点燃 Fe2O3 b 与Cl2的反应 c 与S的反应 与水的反应 常温下铁与水不反应 在高温条件下与水蒸气反应 3Fe 4H2O g Fe3O4 4H2 与酸的反应 a 与非氧化性酸反应的离子方程式 b 与氧化性酸反应 遇冷的浓硫酸或浓硝酸 与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸 浓硝酸反应 但无H2产生 Fe 2H Fe2 H2 钝化 与某些盐溶液的反应 a 与CuSO4溶液反应的离子方程式 b 与FeCl3溶液反应的离子方程式 提醒 铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同 Fe与Cl2反应生成FeCl3 而Fe与盐酸反应生成FeCl2 铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3 而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4 铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3 铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3 Fe Cu2 Fe2 Cu Fe 2Fe3 3Fe2 2 铁的化合物 1 铁的氧化物 物理性质 铁红 磁性氧化铁 红棕色 2 3 化学性质FeO Fe2O3 Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为 2 铁的氢氧化物 物理性质 FeO 2H Fe2 H2O Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O Fe3O4 8H 2Fe3 Fe2 4H2O 白色 红褐色 化学性质a 稳定性Fe OH 2 不稳定 分解产物复杂 在空气中易被氧化成Fe OH 3 反应的化学方程式为 现象为白色固体变成 最终变为 Fe OH 3 不稳定 受热易分解 化学方程式为 b 碱性Fe OH 2属于二元弱碱 Fe OH 3属于三元弱碱 与非氧化性强酸反应的离子方程式分别为 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 灰绿色 红褐色 Fe OH 2 2H Fe2 2H2O Fe OH 3 3H Fe3 3H2O 制备分别由可溶性的亚铁盐和铁盐与碱反应制得 离子方程式分别为 3 Fe2 和Fe3 的相互转化上述转化关系中标号反应的离子方程式为 Fe2 2OH Fe OH 2 Fe3 3OH Fe OH 3 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 2Fe3 Fe 3Fe2 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 提醒 Fe3O4的组成可理解为FeO Fe2O3 与非氧化性酸 如盐酸 稀硫酸 反应时生成Fe2 和Fe3 与氧化性酸 如HNO3 反应时生成Fe3 与还原性酸 如HI 反应时生成Fe2 配制FeSO4溶液时加入稀硫酸防止Fe2 的水解 加入铁粉防止Fe2 被氧化 Fe3 与I S2 HS 等强还原性离子不能大量共存 制取Fe OH 2时 所用溶液要煮沸除氧气 要将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下 或在液面上覆盖一层苯或煤油 不能用CCl4 以防止空气与Fe OH 2接触发生反应 1 RJ必修1 P637改编 要证明某溶液中不含Fe3 而可能含Fe2 进行如下实验操作时 最佳顺序是 加足量氯水 加足量KMnO4溶液 加少量KSCN溶液A B C D 答案C 2 RJ必修1 P639改编 下列离子方程式正确的是 A 铁与盐酸反应 2Fe 6H 2Fe3 3H2 B 氯化亚铁溶液中通入氯气 Fe2 Cl2 Fe3 2Cl C 氯化铁与过量氨水反应 Fe3 3OH Fe OH 3 D 氯化铁溶液中加入铁粉 2Fe3 Fe 3Fe2 答案D 3 溯源题 判断下列说法是否正确 4 检验溶液中是否含有Fe2 取少量待检验溶液 向其中加入少量新制氯水 再滴加KSCN溶液 观察实验现象 2015 江苏化学 13C 探源 本高考题组源于RJ必修1P61 实验3 10 与 科学探究 及其拓展 考查了Fe3 Fe2 的有关性质 题组一铁及其化合物的性质判断1 2015 成都一诊 某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验 下列从分类角度分析正确的是 题组精练 提考能 A 实验 反应制得的物质均为纯净物B 实验 均未发生氧化还原反应C 实验 均为放热反应D 实验 所涉及的物质均为电解质解析实验 制得的是Fe OH 3胶体 属于混合物 且属于吸热反应 选项A C错误 实验 中涉及的物质Cl2 铁丝均为单质 既不属于电解质 也不属于非电解质 选项D错误 答案B 2 2015 郑州质检 下列叙述正确的是 A Fe与稀HNO3 稀H2SO4反应均有气泡产生 说明Fe与两种酸均发生置换反应B 足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3C Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出D 在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液 会有CO2产生 但无Fe OH 3沉淀生成 C 3 1 下列各图示中 能较长时间观察到Fe OH 2白色沉淀的是 2 用下列方法可制得白色的Fe OH 2沉淀 用不含Fe3 的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法 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 解析 1 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 2 O2 2H2O 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 因而不能较长时间看到白色沉淀 2 Fe2 易水解 要加入稀硫酸防止其水解 Fe2 易被空气中的O2氧化 要加Fe粉防止Fe2 被氧化 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 答案 1 2 稀硫酸 铁屑 煮沸 避免生成的Fe OH 2沉淀接触O2 方法总结 Fe OH 2的制备方法方法一 有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下 并在液面上覆盖一层苯或煤油 不能用CCl4 以防止空气与Fe OH 2接触发生反应 如图1所示 方法二 还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后 再将亚铁盐与NaOH溶液混合 这样可长时间观察到白色沉淀 如图2所示 方法三 电解法用铁作阳极 电解NaCl 或NaOH 溶液 并在液面上覆盖苯或煤油 如图3所示 图3 拓展 方法三中 写出阳极反应及阴极反应 并推测Fe OH 2的生成位置 阳极 阴极 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 Fe OH 2白色沉淀在烧杯中部生成 题组二Fe2 Fe3 转化及检验4 2015 陕西安康二次调研 10 A B C为3种单质 其中A为固体 B C为气体 将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸 溶液呈红褐色 B C反应的产物易溶于水得到无色溶液E 它们之间的转化关系如图 下列推断正确的是 A 物质B是H2B 物质C是Cl2C 物质D是FeCl2D 物质F是FeCl2解析将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸 溶液呈红褐色 则D为FeCl3 结合转化关系 根据A为固体单质 B C为气体单质 则A为Fe B为Cl2 F为FeCl2 由于B C反应的产物易溶于水得到无色溶液E 则C为H2 E为HCl 答案D 5 2014 九江市高三模拟 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Fe2 B 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Fe2 C 向某溶液中加入NaOH溶液 得红褐色沉淀 说明溶液中含有Fe3 D 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A项 Fe2 遇到KSCN不变色 Fe2 是否存在不确定 B项 Fe3 干扰Fe2 的检验 若原溶液中含有Fe3 不含Fe2 也会产生同样的现象 D项 Mg OH 2为白色沉淀 易被红褐色沉淀掩盖 不确定 C 题组三铁及其重要化合物的实验探究6 简答规范练 Fe3O4是重要的化学试剂 铁粉在氧气中燃烧是制取它最为常见和快捷的方法 图1是制取四氧化三铁的系列装置 A装置用于制取二氧化碳气体 并要求气流稳定 流速可控 请回答下列问题 1 图2中仪器a的名称是 2 根据题目要求 在图2中最好选择 填序号 作为A装置 3 对图2中装置 进行气密性检查的方法是 4 在B装置中发生的主要反应的化学方程式是 5 当产生的气体与事先预热的铁粉接触时 在硬质玻璃管中将观察到的明显现象是 6 反应一段时间后 若将硬质玻璃管中的固体粉末用盐酸溶解 取少许溶液于试管中 加入淀粉碘化钾溶液 没有蓝色出现 推测固体粉末中除Fe3O4外 一定有 7 若铁粉被完全消耗 某同学为确定生成物中有 2价铁 取少量生成物于试管中 加入适量的稀硫酸溶解 写出溶解过程发生反应的离子方程式 写出确定 2价铁所用试剂名称 操作步骤 实验现象和结论 解析本题考查Fe3O4的制备及其性质检验等 意在考查考生分析 设计实验方案的能力 1 图2中仪器a为长颈漏斗 2 图2中三个装置只有 可以达到流速可控的目的 3 检查装置 的气密性时需用止水夹夹住橡胶管 确保装置中密封住一定体积的气体 4 B装置中Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2 5 在硬质玻璃管中铁粉与O2剧烈反应 并有火星产生 6 加入淀粉KI溶液没有出现蓝色 说明溶液中没有Fe3 即生成物中除了有Fe3O4外 还有铁粉剩余 Fe3O4溶于盐酸生成的Fe3 被Fe还原为Fe2 7 Fe3O4溶于稀硫酸生成Fe3 和Fe2 其离子方程式为Fe3O4 8H 2Fe3 Fe2 4H2O 检验溶液中含有Fe2 可用K3 Fe CN 6 溶液或高锰酸钾溶液 答案 1 长颈漏斗 2 3 用止水夹夹紧橡胶管向分液漏斗中加足量水 过一会 水不再下滴 说明装置 的气密性良好 4 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 5 铁粉燃烧 有火星四射 6 铁粉 7 Fe3O4 8H 2Fe3 Fe2 4H2O 用小试管取少量高锰酸钾溶液 滴入几滴题述溶液 若紫色变浅 说明有Fe2 存在 或用小试管取少量溶液后 向其中逐滴加入K3 Fe CN 6 溶液 若出现蓝色沉淀 说明有Fe2 考点二铜及其重要化合物 1 铜的性质 知识梳理 固考基 1 物理性质 铜是 色金属 具有良好的 性 性和延展性 2 化学性质 紫红 导电 导热 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式 化学方程式 固体 化学方程式 与氧化性酸a 与浓硫酸共热 b 与稀硝酸反应的离子方程式 c 与浓硝酸反应的离子方程式 提醒 铜与浓H2SO4的反应不能写成离子方程式 2Cu O2 CO2 H2O Cu2 OH 2CO3 绿色 与盐溶液反应a 与硝酸银溶液 b 与FeCl3溶液 Cu 2Ag 2Ag Cu2 Cu 2Fe3 2Fe2 Cu2 2 氧化铜和氧化亚铜 CuO 2H Cu2 H2O 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 蓝 不 4 CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O为 晶体 俗称 无水CuSO4为 粉末 遇水变蓝色 生成CuSO4 5H2O 可作为水的检验依据 提醒 无水CuSO4只能作为水的检验试剂 但不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂 蓝色 蓝矾 胆矾 白色 1 RJ必修1 P686改编 铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币 从物理性质和化学性质的角度分析 铜常用于制造货币的说法正确的是 A 铜来源广泛 易于从自然界冶炼得到B 铜的化学性质比较稳定 不易被腐蚀 铜的熔点比较低 容易冶炼铸造成型C 铜的外观为紫红色 大方美观 易于被人们接受D 铜的化学性质不稳定 在空气中易转化为铜绿 铜绿具有抗腐蚀能力 易于流通答案B 2 溯源题 判断下列说法的正误 题组一铜及其化合物的性质1 某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质 操作正确且能达到实验目的的是 题组精练 提考能 A 将铜丝插入浓硫酸中并加热 反应后再加入水 观察硫酸铜溶液的颜色B 常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中 观察CuCl2的生成C 将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干 得到无水CuCl2固体D 将表面有铜绿 Cu2 OH 2CO3 的铜器放入盐酸中浸泡 除去铜绿 解析A项浓硫酸溶于水时放热 应该是把反应后的溶液倒入水中 故该项错误 B项需要先加热铜才与氯气发生反应 故该项错误 C项氯化铜溶液中存在水解平衡 加热蒸干最终得到的是氢氧化铜 故该项错误 D项铜和盐酸不反应 只有铜绿 Cu2 OH 2CO3 与盐酸反应 故该项正确 答案D 2 相同质量的铜片分别与过量的体积相同的浓硝酸 稀硝酸反应 二者相比较 相等的是 A 铜片完全消耗时所用的时间B 反应中转移的电子总数C 反应所消耗硝酸的物质的量D 反应生成气体的体积 标准状况 解析铜片和浓硝酸 稀硝酸反应 因为浓度越大反应速率越快 完全反应消耗的时间肯定不同 A错误 两反应中消耗的铜单质的物质的量相等 反应中失去电子的物质都是铜 所以失去的电子总数相等 即转移的电子总数相等 B正确 因为两反应中铜与硝酸的比例 铜与生成气体的比例不同 所以消耗硝酸的物质的量和生成的气体体积都不相等 C D均错误 B 3 已知CuO经高温灼烧生成Cu2O Cu2O与H 发生反应 Cu2O 2H Cu Cu2 H2O 将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中 下列有关说法中正确的是 A 如果溶液变为蓝色 同时有紫红色固体出现 说明样品全部生成了Cu2OB 溶液中最终可能有紫红色固体出现C 这种实验的结果无法说明CuO分解的程度D 如果溶液中出现蓝色 最终没有紫红色固体出现 说明CuO没有分解 解析若误认为Cu不与热的稀硝酸反应会造成错选D 如果样品部分生成了Cu2O 也会有类似现象发生 即这种实验的结果无法说明CuO分解的程度 A项错误 C项正确 由于Cu能够与热的稀硝酸反应 所以不论CuO是否完全分解 溶液中最终不可能有紫红色固体出现 B D项错误 答案C 练后归纳 常见铜及其化合物的颜色 题组二废铜及其矿物综合利用4 简答规范练 工业上用黄铜矿冶炼铜并对炉渣进行综合利用的一种工艺流程如图所示 1 冶炼过程中得到的Cu2O和Cu的混合物称为 泡铜 Cu2O与金属Al在高温条件下混合反应可得粗铜 反应的化学方程式为 粗铜精炼时应将粗铜连接在直流电源的 极 可在 极得到纯度较高的精铜 除去Al3 发生反应的离子方程式是 选用提供的试剂 设计实验验证炉渣中含有FeO 提供的试剂有 稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 高锰酸钾溶液 NaOH溶液 碘水 所选试剂是 实验方案 思维建模 废铜综合利用的常见流程框图模式 考点三金属材料及金属矿物的利用 1 合金 知识梳理 固考基 金属与非金属 低 大 提醒 构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属 也可以是金属与非金属 合金中一定含金属元素 并非所有的金属都能形成合金 两种金属形成合金 其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化 若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点 则二者不能形成合金 2 常见金属材料 1 黑色金属材料 钢铁 是用量最大 用途最广的合金 钢 2 有色金属材料 铜和铝 我国使用最早的合金是 常见的铜合金有黄铜和白铜 铝合金 青铜 3 金属冶炼 1 金属在自然界中的存在形式金 铂等化学性质不活泼的金属 在自然界以 态存在 化学性质较活泼的金属在自然界中以 态存在 2 金属冶炼的一般步骤 富集 除去杂质 提高矿石中有用成分的含量 冶炼 利用氧化还原反应 用 把金属矿石中的金属离子还原成金属单质 精炼 提纯金属 化合 游离 还原剂 3 金属的冶炼方法 热分解法 加热分解HgO和Ag2O的化学方程式分别为 热还原法 a 焦炭还原法 用C还原CuO的化学方程式 b 一氧化碳还原法 工业上炼铁的反应原理 c H2还原法 用H2还原WO3的化学方程式 d 活泼金属还原法 用Al还原Cr2O3的化学方程式 电解法 电解熔融Al2O3 MgCl2冶炼Al Mg的化学方程式分别为 提醒 冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3 共价化合物 熔融时不导电 加入冰晶石 Na3AlF6 的目的是降低Al2O3的熔化温度 金属冶炼方法与金属活动性的关系 1 RJ必修1 P681改编 合金与纯金属制成的金属材料相比 优点是 合金的硬度一般比它的各成分金属的大 一般地 合金的熔点比它的各成分金属的更低 改变原料的配比 改变生成合金的条件 得到有不同性能的合金 合金比纯金属的导电性更强 合金比纯金属的应用范围更广泛A B C D 答案A 2 溯源题 2013 山东理综 28 1 由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 Fe2O3 NaCl Cu2S Al2O3探源 本考题源于RJ必修1P68 金属矿物的开发利用 对常见金属的冶炼方法进行了考查 题组一金属及合金的性能考查1 某合金与铁的物理性质的比较如下表 题组精练 提考能 已知该合金耐腐蚀 强度大 从以上性能来看 该合金不适合作 A 导线B 门窗框C 炉具D 飞机外壳解析由该合金与铁的物理性质比较可知 其导电性比Fe差很多 不适合作导线 A 2 2015 德阳一诊 2015年底在上海首飞的C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金 下列关于铝锂合金的说法不正确的是 A 铝锂合金是铝与锂形成的混合物B 铝锂合金的硬度比锂大C 铝锂合金的熔沸点比铝低D 铝锂合金耐酸碱腐蚀解析铝锂合金中的铝能与酸和碱反应 锂能与酸反应 故铝锂合金不耐酸碱腐蚀 答案D 题组二金属的冶炼原理及方法3 2015 河北石家庄模拟 下列制备金属单质的方法或原理正确的是 A 在高温条件下 用H2还原MgO制备单质MgB 在通电条件下 电解熔融Al2O3制备单质AlC 在通电条件下 电解饱和食盐水制备单质NaD 加强热 使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 答案B 4 氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼 下列说法不正确的是 A 电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中 钠离子被还原 氯离子被氧化B 在湿法炼铜与火法炼铜的反应中 铜元素都发生还原反应C 用磁铁矿炼铁的反应中 1molFe3O4被CO还原成Fe 转移9mole D 铝热法还原铁的反应中 放出的热量能使铁熔化解析在利用磁铁矿炼铁的过程中 1molFe3O4被CO还原成Fe 转移8mole C项错误 其余三项均正确 答案C 归纳反思 金属活动顺序表隐含的重要解题信息 提示 由于Na的沸点高于850 而K的沸点低于850 在850 时K形成蒸气而逸出 使化学反应向正方向进行