高一化学《3.2.3 铁及铜的化合物》课件

欢迎进入化学课堂 第三课时铁及铜的化合物 1 铁的氧化物的比较 黑色 铁红 磁性氧化铁 红棕色 2 3 难溶于水 FeO 2H Fe2 H2O Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O碱性 2 铁的氢氧化物的比较 疑点警示 Fe OH 2制备时一般需注意哪些问题 一般采用什么方法来制备 因Fe OH 2在空气中易氧化 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 故Fe OH 2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟 在实验室中制取Fe OH 2时 一定要用新制的Fe2 盐 比如用Fe粉和盐酸新制取的FeCl2 或用Fe粉和稀硫酸新制取的FeSO4 和先加热驱赶O2后的NaOH溶液 且胶头滴管末端插入试管内的液面下 其他情况不允许 再滴加NaOH溶液 也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封 减少Fe OH 2与O2接触 1 在含FeCl3 FeCl2 AlCl3 NaCl的溶液中 加入足量的Na2O固体 在空气中充分搅拌反应后再加入过量的稀盐酸 溶液中离子数目变化最小的是 A Na B Al3 C Fe3 D Fe2 答案 B 2 向某晶体的水溶液中加入Fe2 的溶液后 无明显变化 当滴加几滴溴水后 混合液出现血红色 那么由此得出的下列结论 错误的是 A 该晶体中一定含有SCN B Fe3 的氧化性比溴的氧化性强C Fe2 被溴氧化为Fe3 D Fe2 与SCN 不能形成血红色的化合物 解析 溴水可将Fe2 氧化成Fe3 Fe3 遇SCN 生成血红色溶液 由于反应2Fe2 Br2 2Fe3 2Br 说明Br2的氧化性强于Fe3 B选项错误 答案 B 3 某合金 仅含铜 铁 中铜和铁的物质的量之和为ymol 其中Cu的物质的量分数为a 将其全部投入50mLbmol L 1的硝酸溶液中 加热使其充分反应 假设NO是唯一的还原产物 下列说法正确的是 A 若金属有剩余 在溶液中再滴入硫酸后 金属又开始溶解B 若金属全部溶解 则溶液中一定含有Fe3 C 若金属全部溶解 且产生336mL气体 标准状况 则b 0 3D 当溶液中金属离子只有Fe3 Cu2 时 则a和b的关系为 b 80y 答案 AD 1 铁三角 Fe Fe2 Fe3 的相互转化关系及应用 2 相互转化 1 Fe Fe2 条件 铁与氧化性比较弱的非金属 如S I2 非氧化性酸 如盐酸 稀H2SO4 不活泼金属的盐溶液 如CuSO4溶液 反应 实验 Fe CuSO4 Cu FeSO4 Fe 2FeCl3 3FeCl2 Fe 2H Fe2 H2 2 Fe Fe3 条件 铁与强氧化剂 如Cl2 H2O2 KMnO4 H HNO3 浓H2SO4在一定条件下反应都会实现这种转化 实例 2Fe 3Cl22FeCl3 3 Fe2 Fe 条件 比较活泼的金属 如Al Zn CO H2 C等能从亚铁化合物中置换出铁来 实例 CO FeOFe CO2 4 Fe2 Fe3 条件 Fe2 被强氧化剂氧化为Fe3 如Cl2 Br2 H2O2 浓H2SO4 酸性高锰酸钾溶液 HNO3等 实例 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 5 Fe3 Fe 条件 可加入较强还原剂来实现 如Al Zn H2 CO等 实例 2Al Fe2O32Fe Al2O3 6 Fe3 Fe2 条件 Fe3 与比较强的还原剂反应 如Cu Fe S2 或H2S I 或HI 等 实例 2Fe3 Fe 3Fe2 2Fe3 Cu Cu2 2Fe2 2Fe3 H2S 2Fe2 S 2H 2Fe3 2I 2Fe2 I2 2 试剂的存放 亚铁盐溶液 如FeCl2溶液 保存时加入少量铁屑以防止Fe2 被氧化 滴入少量相应的酸溶液 如盐酸 以防止Fe2 水解 铁盐溶液 如Fe2 SO4 3溶液 保存时加入少量相应的酸 如H2SO4 以防止Fe3 水解 例题1 A I分别表示中学化学中常见的物质 它们之间相互转化关系如下图所示 有部分反应物 生成物没有列出 已知A B C D E F六种物质中含有同一种元素 G为主族元素的固态氧化物 1 写出物质的化学式 E F J 2 写出反应的化学方程式 点拨 解答框图推断题时 要找准 突破口 并作为切入点 然后密切联系元素化合物知识 依据各物质间的相互转化作出分析 解析 由两条线索展开分析 一是G为主族元素的固态氧化物 既溶解于碱又可电解 可推知为Al2O3 二是E和F均是与碱反应后的产物 且E可被空气中的O2氧化成F 可推知E为Fe OH 2 F为Fe OH 3 答案 1 Fe OH 2Fe OH 3NaAlO2 2 Fe3O4 8HCl FeCl2 2FeCl3 4H2O 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 已知X为FeO和CuO的混合物 取两份等质量的X样品进行下列实验 1 写出 和 步所有反应的方程式 2 设从 步所得固体D的质量为32g 溶液E中只含有一种金属离子 气体F在标准状况下体积为5 6L 试计算取用的每份X的质量和X中FeO和CuO的质量比 解析 1 A是CuCl2 FeCl2 HCl三种物质的混合液 B能与A反应 则应是铁和铜的混合物 C为CO2 F应为H2 则D是铜 E为FeCl2和HCl的混合液 特别提示 Cu和Fe是过渡金属中的典型代表 而它们与HNO 3反应的性质 则更是长期以来被命题人所青睐 常考常新 应高度重视 1 Fe3 的检验 1 加入NaOH等碱溶液 生成红褐色沉淀 Fe3 3OH Fe OH 3 红褐色 2 加入KSCN溶液 溶液变为红色 Fe3 3SCN Fe SCN 3 红色 2 Fe2 的检验 1 在被检验的溶液中加碱 产生白色絮状沉淀 白色沉淀迅速变成灰绿色 最终变为红褐色 证明有Fe2 存在 Fe2 2OH Fe OH 2 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 2 在被检验的溶液中 滴加KSCN溶液 无明显现象 再通入Cl2 若变成红色溶液 证明有Fe2 存在 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl Fe3 3SCN Fe SCN 3 红色 例题2 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KMnO4溶液 加入少量NH4SCN溶液A B C D 解析 检验Fe3 存在可以利用Fe3 与SCN 反应溶液变红色的性质 而Fe2 无此性质 但需向加入NH4SCN的Fe2 溶液中加入氯水 因为氯水可以将Fe2 氧化成Fe3 故溶液将变红 但在考虑将Fe2 氧化为Fe3 时 不能使用KMnO4溶液 因为KMnO4溶液本身有颜色 影响实验效果 答案 C 根据下列框图回答问题 答题时 方程式中的M E用所对应的元素符号表示 1 写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式 2 某同学取X的溶液 酸化后加入KI 淀粉溶液 变为蓝色 写出与上述变化过程相关的离子方程式 3 写出N转化为Z的现象及化学方程式 4 写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式 解析 分析本题应以M为红色金属 Cu 和Y与KSCN溶液反应变红色着手 从转化图中的转化关系和现象可知 E X Y N Z K2EO4中均含有铁元素 且Y为Fe3 则Z为Fe OH 3 N为Fe OH 2 X为FeSO4 E为Fe 确定相关物质后 即可完成各问题 答案 1 Cu H2O2 H2SO4 CuSO4 2H2O 2 4Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2O2Fe3 2I 2Fe2 I2 3 白色沉淀迅速转化为灰绿色 最后变为红褐色 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 4 10KOH 3Cl2 2Fe OH 3 2K2FeO4 6KCl 8H2O 1 铜 1 物理性质 铜是一种红色金属 质软 具有良好的延展性 导电性和导热性 2 化学性质 在潮湿的空气里易被锈蚀 其反应的化学方程式为 2Cu O2 H2O CO2 Cu2 OH 2CO3 加热或点燃条件下与非金属反应 如O2 Cl2 S等 其反应的化学方程式为 和氧化性酸 浓H2SO4 稀HNO3 浓HNO3 反应 化学方程式分别为 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2OCu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 2 氧化铜 1 物理性质 黑色固体 难溶于水 2 化学性质 表现碱性氧化物的性质 能与酸 如盐酸 反应 CuO 2HCl CuCl2 H2O 被H2 C等还原剂还原 H2 CuOCu H2O 3 氧化亚铜 1 物理性质 红色粉末 不溶于水 2 化学性质 能在酸性条件下发生铜元素的歧化反应 Cu2O H2SO4 CuSO4 Cu H2O 能被H2 C等还原 Cu2O H22Cu H2O 4 氢氧化铜 1 物理性质 蓝色固体 不溶于水 2 化学性质 属于二元弱碱 与酸发生中和反应 例如 Cu OH 2 2HCl CuCl2 2H2O 不稳定 受热易分解 Cu OH 2CuO H2O 具有弱氧化性 新制的Cu OH 2悬浊液能与含醛基的物质作用而产生红色的Cu2O沉淀 5 硫酸铜 1 物理性质 白色粉末 易溶于水 2 化学性质 具有较强的吸水性 常作干燥剂 吸收水分生成CuSO4 5H2O 俗称蓝矾或胆矾 化学方程式为 CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O 能与BaCl2溶液反应 化学方程式为BaCl2 CuSO4 CuCl2 BaSO4 与NaOH溶液反应 化学方程式为CuSO4 2NaOH Na2SO4 Cu OH 2 例题3 电子工业使用的印刷线路板 是在附有铜膜的塑料板上涂上涂料以保护所需的线路 然后用FeCl3溶液与未受保护的铜膜反应去掉铜 腐蚀后的废液中含有大量的Cu2 为了回收这一部分Cu2 并制成硫酸铜晶体 CuSO4 5H2O 常用如下步骤 向废液中加过量的铁屑 搅拌 静置 滤出的固体物质加到稀硫酸中搅拌 将滤出的固体物质加热煅烧 把煅烧物质放在硫酸中溶解 调节溶液的pH到3 4 4 使Fe OH 3沉淀完全 过滤 浓缩滤液 析出晶体 将过滤得到的晶体溶液 再结晶 请回答下列问题 1 腐蚀线路板上发生反应的离子方程式是 A Cu2 Fe Cu Fe2 B Cu2 2Fe3 Cu 2Fe2 C Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 D Cu 2Fe3 Cu2 2Fe 2 上述第 步操作所得煅烧产物成分是 A CuOB CuO和FeOC Fe2O3D CuO和Fe2O3 3 上述第 步操作中 用浓缩滤液而不用蒸干溶液的主要原因是 A 蒸干所得到的物质不是CuSO4 5H2O晶体B 温度升高CuSO4溶解度增大C 温度升高 Cu2 水解完全 得到Cu OH 2D 温度升高CuSO4分解 解析 第 步中 Fe跟Cu2 反应 溶液中留下FeCl2 得到的固体物质是Cu和Fe 第 步中 Fe跟硫酸反应 剩余固体是单质Cu 可能含有少量Fe 第 步中 Cu煅烧转化成CuO 含有少量氧化铁等 第 步中 CuO跟硫酸反应生成CuSO4溶液 含有少量Fe2 SO4 3 第 步中 调节溶液的pH到3 4 4 溶液中的杂质Fe3 转化成Fe OH 3沉淀 过滤后除去 剩余溶液是CuSO4溶液 第 步中 浓缩滤液 析出CuSO4晶体 这一步操作中不能将溶液蒸干 否则一些可溶性杂质也会混入CuSO4晶体中 第 步中 将过滤得到的晶体溶解 再结晶 以得到纯度较高的硫酸铜晶体 答案 1 C 2 D 3 A 下面是制备Fe OH 2白色沉淀的几种方案 请回答下列各问题 1 用不含Fe3 的FeSO4溶液与不含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溶液时还需要加入 除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法 生成Fe OH 2白色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 2 在如图所示的装置中 用NaOH溶液 铁屑 稀H2SO4等试剂制备 在试管 里加入的试剂是 在试管 里加入的试剂是 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 这样生成的Fe OH 2沉淀能较长时间保持白色 理由是 3 利用电解实验可以制得纯净的Fe OH 2白色沉淀 如图所示 已知两电极的材料分别为石墨和铁 a电极的材料应为 电极反应式为 电解液c可以是 填编号 A 纯水B NaCl溶液C NaOH溶液D CuCl2溶液 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 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H2SO4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 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 点拨 因Fe OH 2具有较强的还原性 易被空气中的氧气氧化 所以制取Fe OH 2的各方案中最关键之处便是隔绝空气 避免接触O2 防止被氧化 才能得到白色的Fe OH 2沉淀 解析 1 Fe2 易水解 要加入稀H2SO4防止其水解 Fe2 易被空气中的O2氧化 要加铁粉 将被氧化成的Fe3 还原成Fe2 气体的溶解度随着温度升高而降低 所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少 2 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FeSO4应放在试管 中 而在试管 中盛不含O2的NaOH溶液 当Fe与稀H2SO4放入试管 后 产生的H2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H2无法逸出 造成管内压强增大 将试管 内FeSO4溶液通过长导管压入试管 内 在此过程中 液体都处于H2环境 从而避免了被空气中O2的氧化 使得Fe OH 2能保存更长时间 3 电解时阳极反应Fe 2e Fe2 阴极反应2H2O 2e H2 2OH 或电解质溶液能直接提供OH Fe2 与OH 发生反应Fe2 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 选其他溶液时 只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀 大约在电解池中部 当反接电源后 阳极反应4OH 4e 2H2O O2 产生的O2立即把Fe OH 2氧化为Fe OH 3 答案 1 稀H2SO4 铁屑 煮沸 避免生成的Fe OH 2沉淀接触O2而被氧化 2 稀H2SO4和铁屑 NaOH溶液 检验试管 出口处排出的H2的纯度 当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹 试管 中反应生成的H2充满了试管 和试管 且外界O2不易进入 3 FeFe 2e Fe2 BC 隔绝空气 防止生成的Fe OH 2被氧化加热煮沸 排出溶解的O2 BC 白色沉淀迅速变为灰绿色 最后变成红褐色 1 2009 潍坊高三质检 下列试剂应该保存在棕色试剂瓶中的是 A 碳酸氢铵B 氯化亚铁溶液C 浓硝酸D 漂白粉解析 本题考查化学试剂的保存 浓硝酸见光容易分解 应保存在棕色试剂瓶中 其他三种试剂只要密封保存即可 答案 C 2 2009 广东单科高考 出土的锡青铜 铜锡合金 文物常有Cu2 OH 3Cl覆盖在其表面 下列说法正确的是 A 锡青铜的熔点比纯铜高B 在自然环境中 锡青铜中的锡可对铜起保护作用C 锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D 生成Cu2 OH 3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程 但不是化学反应过程 解析 A项 合金的熔点低于各成分金属的熔点 B项 活泼金属作负极 活泼金属易腐蚀 D项 电化学腐蚀过程一定是化学反应过程 答案 BC 3 2009 广东四校联考 向一定量的Fe FeO和Fe2O3的混合物中加入120mL4mol L的稀硝酸 恰好使混合物完全溶解 放出1 344LNO 标准状况 往所得溶液中加入KSCN溶液 无红色出现 若用足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物 能得到铁的物质的量为 A 0 24molB 0 21molC 0 16molD 0 14mol 答案 B 4 下列有关实验的说法正确的是 A 除去铁粉中混有的少量铝粉 可加入过量的氢氧化钠溶液 完全反应后过滤B 为测定熔融氢氧化钠的导电性 可在瓷坩埚中熔化氢氧化钠固体后进行测量C 制备Fe OH 3胶体 通常是将Fe OH 3固体溶于热水中D 某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体 则该溶液中一定含有 答案 A 5 某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3 Cu2 Au3 等离子 有人设计了下图所示的工艺流程 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 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 本题主要考查了元素与化合物的有关知识 通过对工业废水的处理 题目设计了高中重要的元素Fe Cu的有关性质内容 涉及内容主要有物质推断 化学用语 物质用途等 在解此题时宜采用逆向推断法 从题中给出信息可知 首先分离的应是铁元素 所加最佳试剂应是铁粉 E溶液中含Fe2 铁红成分为Fe2O3 可联想到高 中重要反应2Fe OH 3Fe2O3 3H2O 试剂 应为可溶性碱 NaOH或氨水 当加入过量铁粉后 所得A应为固体Fe Cu Au的混合物 此时 只需加入稀硫酸 试剂 后过滤可得Cu Au混合物B 再加入稀硝酸试剂 可使Cu Au得到分离 Cu NO3 2加可溶性碱后所得Cu OH 2沉淀加热得到CuO 答案 1 铁屑 稀硫酸 稀硝酸 氢氧化钠 氢氧化钠 2 Fe 2H Fe2 H2 2Fe3 Fe 3Fe2 Cu2 Fe Cu Fe2 2Au3 3Fe 2Au 3Fe2 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 3 Fe2O3用作红色涂料用作制造铜盐的原料 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全