高中化学铁和铜复习考点教案

铁和铜

Ⅰ.课标要求

1.了解铁单质及化合物的颜色.状态及性质。

2.通过合金材料了解铜及化合物的性质。

3.能用氧化还原反应的规律探究铁的化合物之间的相互转化。

4.能掌握氢氧化铁胶体制备，能列举合金材料的应用。

Ⅱ.考纲要求

了解铁铜及化合物的性质和应用。

能用氧化还原反应原理掌握铁铜化合物之间相互转化。

Ⅲ.教材精讲：

知识主线： 单质 氧化物 氧化物对应水化物 相应盐

Fe FeO Fe(OH)2 FeSO4

Fe2O3 Fe9OH)3 FeCl3

Fe3O4

Cu Cu2O

CuO Cu(OH)2 CuCl2,CuSO4

抓Fe. Fe(OH)2. Fe(OH)3. Cu(OH)2. Fe3+ . Fe2+ . Cu2+.的特性。

1．铁的氧化物的比较

化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4

俗称 — 铁红 磁性氧化铁

色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体

价态 +2 +3 1/3正2价，2/3正3价

水溶性 不溶 不溶 不溶

与酸的反应 FeO+2H+===Fe2++H2O

遇氧化性酸生成Fe3+ 盐 Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O

与CO的反应 高温

FexOy+yCO===xFe+yCO2

2．Fe2+ 和Fe3+ 的比较

Fe2+ Fe3+

水合离子颜色 浅绿色 棕黄色

氧化还原性 既有氧化性，又有还原性 只有氧化性

水解性 Fe2+ +2H2O←→Fe（OH）2+2H+ Fe3+ +3H2O←→Fe（OH）3+3H+

与碱的反应 Fe2+ +2OH—=== Fe（OH）2 ↓ Fe3+ +3OH—=== Fe（OH）3 ↓

3．Fe（OH）2与Fe（OH）3的比较

Fe（OH）2 Fe（OH）3

颜色状态 白色固体 红褐色固体

水溶性 不溶 不溶

稳定性 易氧化为Fe（OH）3，空气中加热得不到FeO 较稳定：

Fe（OH）3== Fe2O3+3H2O

与酸的反应 Fe（OH）2+2H+=== Fe2+ +3H2O Fe（OH）3+3H+=== Fe3+ +3H2O

制法 在隔绝O2的条件下Fe2+与碱反应 Fe3+与碱反应

4.铁三角：

注：（1）一般是指Zn . H2. 等还原剂。

（2）是指H+. S. I2. Cu2+. Fe3+.等氧化剂.

（3）（5）是指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂.

（4）一般是指Fe. Cu. HI. H2S.等还原剂.

（6）是指Zn. Al. CO. H2. 等还原剂。

根据铁三角有关（1）---(6)的化学方程式如下。

(1)FeCl2+Zn=ZnCl2+Fe 3FeCl2+2Al=2AlCl3+3Fe

FeO+CO===Fe+CO2 FeO+H2===Fe+H2O

(2)Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe+S===FeS Fe+I2===FeI2

Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+

(3)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

(4) 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ Fe3++Fe=3Fe2+

2Fe3++2I-=2Fe2++I2↓ 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+

(5)2Fe+3Cl2===2FeCl3 2Fe3++Br2==2FeBr3

Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 4Fe+3O2(纯)====2Fe2O3

(6) 2Fe3++3Zn（足）=3Zn2+2Fe Fe3++Al=Al3++Fe Fe2O3+2Al===Al2O3+2Fe Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2 Fe2O3+3H2====2Fe+3H2O

5.检验Fe3+.常用方法有：

（1）向未知溶液滴入少量KSCN溶液呈血红色。

（2）向未知溶液滴入少量苯酚溶液呈紫色。

（3）向未知溶液中滴入少量NaOH溶液呈红褐色。

6.检验Fe+.是向未知溶液滴入少量KSCN溶液呈无色，继续滴入少量氯水呈血红色。

7.下列是铜及化合物的知识网络

有关1～17的化学方程式.如下：

2Cu+S ==== Cu2S

+2H2SO4(浓) ===== CuSO4+SO2↑+H2O

3. CuSO4+Zn ==== ZnSO4+ Cu CuSO4+Fe ==== FeSO4+ Cu

4. CuCl2+Fe ==== FeCl2+ Cu CuCl2 ===== Cu+Cl2

5. Cu+Cl2 ===== CuCl2

6. 2Cu+O2+H2O+CO2 ===== Cu2(OH)2CO3

7. Cu2(OH)2CO3 ===== 2CuO+CO2↑+H2O↑

8. 2Cu+O2 ==== 2CuO

9. CuO+CO ==== Cu+CO2 CuO+H2 ==== Cu+H2O

10. Cu(NO3)2+Zn ==== Zn(NO3)2+Cu

11. 3Cu+8HNO3 (稀) ==== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

12. CuO+2HNO3 ==== Cu(NO3)2+H2O

13. 2Cu( NO3)2 ==== CuO+4NO2↑+O2↑

14. Cu(NO3)2+2NaOH ==== Cu(OH)2↓+2NaNO3

15. Cu(OH)2+2HNO3 ==== Cu(NO3)2+2H2O

16. 2 Cu(OH)2+R-CHO—→R- COOH+ Cu2O↓+2H2O

17. Cu(OH)2 ==== CuO+H2O

Ⅳ.典型例题：

例1．下列各组的两种溶液中，分别加入足量氨水，观察到的现象相同的是

A．FeCl3 AlCl3 B．NaCl BaCl2

C．MgCl2 CuCl2 D．FeCl2 FeCl3

答案：B

【解析】本题考查

①盐 + 碱——新盐 + 新碱 反应规律及完成条件

②重要金属氢氧化物的色态

B．NaCl、BaCl2与足量氨水均无反应。∴观察现象相同应为答案

∵Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)2

红褐色 白色 白色 蓝色 白色灰绿色红褐色

∴A、C、D不能观察到相同的现象不为答案

例2.已知硫化亚铁可溶于稀硫酸生成硫化氢。若取一定量铁粉和硫粉的混合物, 隔绝空气加热充分反应, 冷却后再加入足量稀硫酸, 产生2.24升气体(标准状况下), 则下列说法正确的是

A．2.24升气体的质量肯定是3.4克

B．原混合物的质量不可能大于8.8克

C． 原混合物加热后肯定生成0.1mol硫化亚铁

D．原混合物中一定含有5.6克铁

【解析】本题涉及对元素化合物基础知识及关于反应物是否过量的综合分析应用能力考查, 有关化学反应为； Fe + SFeS

如果硫粉过量不影响气体量。如Fe粉过量

所以2.24升气体可能皆为H2S气, 可能为H2S气与H2气混合气。只有一定量铁粉和硫粉混合物加热充分反应两者均适量的特殊情况才能得出2.24升气体皆为H2S气气体质量为3.4g, 肯定生成0.1mol硫化亚铁, A、C均不正确。

依据关系式

a + b = 0.1mol a + b = 0.1mol

∴D为正确答案

若硫粉过量产生0.1mol气体为H2S FeS ～ H2S

8.8g 0.1 mol

原铁粉和硫粉总质量为8.8g + 余硫粉质量

∴可能会大于8.8克

∴B选项不正确。答案为D。

例3.根据图中的实验现象及转化关系判断A、B、C、D、E、F、G各是什么物质写出①、②反应的离子方程式；③④反应的化学方程式。

答案: A—FeS B—H2S C—FeSO4 D—CuS E—Na2SO4

F—Fe(OH)3 G—S

①

②

③

④

【解析】本题是通过图示表示出实验的过程和某些特殊现象, 要求学生根据有关基础知识进行推断回答问题。解题时要抓住变化过程中的特殊现象去分析、推断, 选准突破口。不一定是从前往后分析推断, 或是从后往前推断。本题的突破口为白色沉淀在空气中放置变为灰绿色沉淀继续放置变为红褐色沉淀。可知白色沉淀为Fe(OH)2, F为Fe(OH)3, H为Fe2(SO4)3溶液, C溶液中必含Fe2+, A可能为单质Fe或Fe的化合物。如果A为Fe则B为H2依题意B + CuSO4黑色沉淀D ∴B不可能是H2, 按基础知识分析D为CuS, 所以B只能为H2S气体, A为FeS, 依据题意B + H C + G

(H2S) Fe2(SO4)3 (淡黄色沉淀)

(含Fe2+的溶液)

这考查H2S还原性, 高铁盐溶液(Fe3+)氧化性两者之间发生氧化还原反应

书写化学方程式 进一步确定B为H2S

G为S, C为FeSO4。E + BaCl2白色沉淀 + 溶液的焰色反应呈黄色

可确定E为Na2SO4 ①②离子方程式不难写出为

①

②为

③化学方程式为

【点评】本题能掌握红裼色是氢氧化铁，黑色物质有Fe. FeS. FeO. Fe3O4. C. 2等，淡黄色物质有Na2O2. AgBr. S等。要对黑色物质，淡黄色物质等明显信息进行筛选，结合题意进行有效的推理得出F为Fe(OH)3, D为CuS，A为FeS,G是硫黄，试题就解答了。主要考察铁化合物的知识及分析问题的能力，推理问题的能力。

Ⅴ.跟踪训练

一、选择题（下列各题均只有一个合理答案，请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的.答案栏内填在其它地方无效）

1. 制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”：发生的反应为2FeCl3+Cu＝2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是

A. 烧杯中有铜无铁 B. 烧杯中有铁无铜

C. 烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无

2、欲分离，加入试剂的顺序正确的是

A． B．

C． D．

3、根据如下反应：判断

氧化性强弱的顺序是

A． B．

C． D．

4. 跟27克Al反应相应的稀HNO3溶液中最多可溶解Fe的质量为

A．28g B．56g C．84g D．27g

5. 下列离子在同一溶液中能大量共存的是

A． B．

C． D．

二. 选择题（下列各题均有二个合理答案，请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内填在其它地方无效）

6. 将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是

A、硫酸 B、氯水 C、硝酸锌 D、氯化铜

7. 在盐酸中加入铁粉，等铁粉全部溶解之后，再加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色其原因是

A．Fe有还原性 B．盐酸有还原性

C．KMnO4具有氧化性 D．FeCl2中Fe2+具有还原性

8. 含n g HNO3的稀溶液恰好使m g铁粉完全溶解，若有g HNO3被还原成NO（没有其它还原产物），则n∶m为

A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．9∶2

9. 5.6g铁粉加入含0.3mol的溶液中，充分反应后，下列说法中正确的是

A．Fe全部被氧化 B．Fe部分被氧化

C．Fe3+全部被还原 D．Fe3+部分被还原

10. 下列物质中，既可以作为氧化剂又可以做为还原剂的是

A．FeSO4 B．Fe C．F2 D．HCl

三、本题包括4小题.

11. 氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：

⑴制备氧化铜

工业CuSO4 CuSO4溶液 CuSO45H2O …… CuO

①步骤I的目的是除不溶性杂质。操作是 。

②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2+转化完全后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是 。

③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO45H2O晶体。操作是 ，过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是 。

⑵探究氧化铜的性质

①取A、B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再分别向A 和B中加入等体积的3%H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡。结论是 。

②为探究试管A中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器有：

。

12. 钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下：

⑴ Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。

⑵ 步骤①加铁的目的是____________________________________________________；

步骤②冷却的目的是____________________________________________________。

⑶ 上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是___________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入_________________处理。

⑷ 由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：

已知：① C(s) + O2(g) == CO2(g)； △H = －393.5 KJ/mol

② 2CO(g) + O2(g) == 2CO2(g)； △H = －566 KJ/mol

③ TiO2(s) + 2Cl2(g) == TiCl4(s) + O2(g)； △H = +141 KJ/mol

则TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)== TiCl4(s) + 2CO(g) 的△H = _________________。

反应TiCl4 + 2Mg == 2MgCl2 + Ti 在Ar气氛中进行的理由是______

13. 在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物.该氧化物又可以经过此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉.这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,所以俗称"引火铁".请分别用下图中示意的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物和"引火铁".实验中必须使用普通铁粉和6摩/升盐酸,其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去).

填写下列空白:

(1)实验进行时试管A中应加入的试剂是 ;烧瓶B的作用是 ;烧瓶C的作用是 ;在试管D中收集得到的是 .

(2)实验时,U型管G中应加入的试剂是 ;长颈漏斗H中应加入 .

(3)两套装置中,在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母) .

(4)烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液,其目的是 .

(5)试管E中发生反应的化学方程式是 .

(6)为了安全,在E管中的反应发生前,在F出口处必须 ;E管中的反应开始后,在F出口处应 .

14、试设计一个方案, 在用廉价的原料和每种原料只用一次的条件下, 分三步从含有的废液中, 把Fe3+转化为绿矾回收; 把Cu2+转化为Cu回收。各步反应应加入的原料依次是 各步反应的离子方程式是

(1)

(2)

(3)

四.本题包括3小题

15. 试样X由氧化亚铁和氧化铜组成.取质量相等的两份试样按下图所示进行实验:

(1)请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式.

(2)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为_____________.(用m表示)

16、由单质A与化合物B两种粉末组成的混合物, 在一定条件下可按下图所示发生转化:

请回答

(1)A的化学式 ; B的化学式

(2)反应①的化学方程式

(3)反应②的离子方程式

(4)反应③的离子方程式

(5)反应④的离子方程式

17.现有浓度各为1mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2的混和溶液100ml，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。

（1）反应完毕，铁粉有剩余。

①反应完毕，溶液中一定含有 阳离子，是 mol，一定没有 阳离子。

②固体物质烘干后，其中一定含有 和 ，和反应前加入的铁粉质量比 （填多或少） 克。

（2）反应完毕，有铜生成，铁粉无剩余。

①反应后的溶液中一定含有 阳离子，该阳离子在溶液中的物质量的范围是 。

②溶液中可能含有 阳离子,该阳离子在溶液中物质的量的可能存在范围是 。

③溶液中一定不含 阳离子。

④溶液的质量 （填增加或减少）

（3）反应完毕后，无固体沉淀物质存在，反应后的溶液中一定含 ___和 ___阳离子，它们中物质的量为定值的是 阳离子，为 mol，它们中的物质的量为一数值范围的是 _____阳离子，该数值范围是 。

一.1.B.2.D.3.D.4.C.5.D

二

三.11. ⑴①答案：加适量水溶解，搅拌，过滤

②答案：使Fe3+可全部转化为Fe（OH）3沉淀，而Cu2+不会转化为Cu (OH)2沉淀。

③

答案：将CuSO45H2O溶液加热蒸发至有晶膜出现时 ，停止加热。

受热均匀，温度易于控制在1000C以下。

⑵①

答案：CuO可加快H2O2分解的反应速率，是H2O2分解反应的催化剂。

②

答案：秒表、橡皮塞、导管、集气瓶、量筒。

12.（1）4,ⅣB.(2)将Fe3+还原为Fe2+，得到FeSO4.7H2O.

(3) FeSO4.7H2O, 石灰. （4）—80KJ/mol,防止高温下Mg(Ti)与空气中的氧气（或二氧化碳，氮气）作用。

13.(1)普通铁粉(或铁粉),作为水蒸气发生器(或用来产生水蒸气);防止水倒吸(或用作安全瓶);氢气(每空1分,共4分)

(2)固体NaOH(或碱石灰、CaO等碱性固体干燥剂);6摩/升HCl (每空1分,共2分)

注:G中如填写酸性干燥剂或液体干燥剂,则此空不给分.

(3)A、B、E (必须全对给1分,错、漏1个即不给分)

(4)加快氢气产生的速度(1分)

(6).检验氢气的纯度(1分) 点燃氢气(2分)

14. 加入原料依次是Ca(OH)2溶液, 稀H2SO4, 铁

(1)

(2)

(3)

15. (1) Cu2++Fe====Cu+Fe2+ 2H++Fe＝Fe2++H2↑(每式1分,共2分)

16. (1)A的化学式Al B的化学式Fe2O3

(2)2Al + Fe2O32Fe + Al2O3

(3)

(4)

(5)

17. （1）①Fe2+；0.35； Fe3+、Cu2+

②Fe；Cu；少；2.0g

（2）①Fe2+；

②Cu2+；

③Fe3+

④增加

（3）Fe2+；Cu2+；Cu2+；0.1；Fe2+；

解答：在溶液中含，Fe粉有剩余，说明溶液中Fe3+、Cu2+已反应完全。

设0.1mol Fe3+与Fe完全反应消耗Fe粉x g。

设0.1 mol Cu2+完全反应，固体质量增加y g。

∴固体总质量减少

（1）①只要把0.1 mol Fe3+转化的Fe2+和FeCl2中的Fe2+以及后所生成的Fe2+全部加在一起即为所求。

②铁粉有剩余，故反应后固体物质中定有Fe，又由于Fe置换出CuCl2中的Cu，故还有Cu。

（2）反应完毕后，有Cu生成、Fe粉无剩余，说明Fe与Cu2+恰好完全反应或Fe粉有不足。

①溶液中一定有Fe2+，Fe与Cu2+恰好完全反应时Fe2+应为0.35mol。若Fe与Cu2+刚发生反应，那么Fe2+应大于0.25mol。

∴Fe2+的范围：

②当Fe粉与Cu2+反应时，相应量不足。

∴有Cu2+：

③Fe3+因Cu析出，根据氧化性强弱关系，Fe3+先被还原成Fe2+后，Cu2+才能被还原。

（3）一定含Fe2+和Cu2+，可能有Fe3+。

Cu2+为0.1mol，Fe2+：，因为Fe3+与Fe恰好反应完毕，Fe无剩余时，Fe2+应等于0.25 mol。