2015高考化学专题二 第三单元（铁、铜的获取及应用）一轮复习教案

2015高考化学专题二 第三单元（铁、铜的获取及应用）一轮复习教案

‎2015《金版新学案》高中化学总复习讲义：专题二 第三单元　铁、铜的获取及应用 考点一　铁及其重要化合物 ‎1．变价金属——铁的性质 ‎(1)物理性质 铁具有金属的共性，具有能被磁体吸引的特性。‎ ‎(2)化学性质 ‎①与非金属单质的反应 Fe— ‎②与水蒸气的反应 ‎3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2‎ ‎③与酸、盐的反应 Fe— ‎2．铁的冶炼 ‎(1)铁元素的存在 铁元素在自然界主要以化合态的形式存在，常见的铁矿有磁铁矿(主要成分Fe3O4)，赤铁矿(主要成分Fe2O3)。‎ ‎(2)炼铁原料：‎ 铁矿石、焦炭、空气、石灰石。‎ ‎(3)完成下列化学方程式 ‎①一氧化碳的生成：C＋O2CO2、CO2＋C2CO。‎ ‎②铁矿石被还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。‎ ‎③石灰石的作用：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2CaSiO3。‎ ‎3．铁的氧化物 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 Fe元素的价态 ‎＋2‎ ‎＋3‎ ‎＋2，＋3‎ 与盐酸反应生成的离子 Fe2＋‎ Fe3＋‎ Fe2＋和Fe3＋‎ ‎4.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 色态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 ‎2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 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)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3‎ ‎　(1)铁有很强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？‎ ‎(2)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？‎ ‎(3)Fe3O4是碱性氧化物吗？Fe3O4可写作FeO·Fe2O3，能否认为Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物？‎ ‎(4)Fe(OH)3分别与足量的HCl、HI反应有何异同？‎ 提示：　(1)主要因为铁不纯，往往含有碳等杂质，当这些铁制品在潮湿的空气中或接触到电解质溶液(如食盐水)时会发生电化学腐蚀。‎ ‎(2)都可以。2Fe＋3Cl22FeCl3‎ ‎2FeCl3＋Fe===3FeCl2‎ ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎(3)Fe3O4与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、Fe2O3是碱性氧化物)。Fe3O4中有的Fe是＋2价，有的Fe是＋3价，可写成：O·F2O3，但不能认为Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物，实际上，Fe3O4是纯净物。‎ ‎(4)Fe(OH)3作为一种碱与酸反应生成盐和水，但Fe3＋有较强的氧化性，若酸为还原性酸(如H2S、HI)则再发生氧化还原反应，故与HCl反应只是中和反应，而与HI反应的方程式为2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O。‎ ‎1．常温下把铁片投入到下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但是没有气体产生的是(　　)‎ A．硫酸铁溶液　　　　　　　　 B．冷浓硝酸 C．盐酸 D．硫酸锌溶液 解析：　A项：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，符合题意；B项：铁发生钝化，浓硝酸的质量几乎无变化；C项有H2放出；D项Fe与ZnSO4溶液不发生反应，溶液质量不变。‎ 答案：　A ‎2．铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为(　　)‎ A．Fe(OH)3；Fe2O3 B．Fe(OH)2；FeO C．Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4 D．Fe2O3；Fe(OH)3‎ 解析：　FeFe2＋Fe3＋ Fe(OH)3↓Fe2O3。‎ 答案：　A ‎3．写出下列反应的离子方程式 ‎(1)FeO溶于足量稀硝酸中：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)Fe2O3溶于足量HI溶液中：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)Fe(OH)3溶于足量HI溶液中：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　(1)3FeO＋NO＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O ‎(2)Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O ‎(3)2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O ‎4．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。‎ ‎①Fe3＋　②Fe2＋　③Fe、Fe2＋　④Fe2＋、Fe3＋‎ ‎(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。‎ 答案：　(1)①　(2)④　(3)③‎ ‎5．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 NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是(　　)‎ A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3‎ B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2‎ C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3‎ D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3 和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1‎ 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Fe2＋)和1.2 mol(此时只产生Fe3＋)之间，又产生0.3 mol NO2和0.2 mol NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)＝0.9 mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 mol，解得x＝0.1 mol，y＝0.3 mol。‎ 答案：　C 　铁与稀硝酸的反应 ‎　稀硝酸能将Fe氧化为Fe(NO3)3：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，①‎ Fe过量时：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2②‎ 两者相加得：‎ ‎3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O③‎ 考点二　＋2、＋3价铁元素的性质 ‎1．Fe2＋的氧化性和还原性 ‎(1)Fe2＋的还原性 Fe2＋Fe3＋‎ 写出下列离子方程式：‎ ‎①Fe2＋Fe3＋；3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O ‎②Fe2＋Fe3＋：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ‎(2)Fe2＋的弱氧化性 Fe2＋Fe ‎2．Fe3＋的氧化性 Fe3＋Fe2＋‎ 写出下列转化的离子方程式 ‎①Fe3＋Fe2＋：2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋‎ ‎②Fe3＋Fe2＋：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2‎ ‎　(1)写出下列转化的主要离子方程式：‎ ‎①Fe2＋Fe3＋：________________________________________________________________________。‎ Fe2＋Fe3＋：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②Fe3＋Fe2＋：________________________________________________________________________。‎ FeCl3溶液与过量Na2S溶液的反应：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在FeCl3溶液中加入过量锌发生反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________(分步书写)。‎ 提示：　(1)①2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O ‎2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O，‎ Fe3＋＋3ClO－＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3HClO ‎②2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓‎ ‎2Fe3＋＋3S2－(过量)===2FeS↓＋S↓‎ ‎(2)2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋‎ Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋‎ ‎1．在浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液颜色变化应是(　　)‎ A．颜色变浅　　　　　　　　 B．逐渐变深绿 C．没有改变 D．变棕黄色 解析：　Fe(NO3)2溶液中加入盐酸时发生反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，有棕黄色的Fe3＋生成。‎ 答案：　D ‎2．在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　)‎ A．加入KSCN溶液一定不变红色 B．溶液中一定含Fe2＋‎ C．溶液中一定含Cu2＋‎ D．剩余固体中一定含Cu 解析：　铁粉与FeCl3、CuCl2的反应依次为：‎ ‎2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋‎ Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu 充分反应后的固体可能为Cu或Fe和Cu的混合物，又由于2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，所以无论反应后的固体为Cu还是Fe和Cu的混合物，Fe3＋一定不存在，A项对；由上分析知B、D均对；若反应后固体为Cu和Fe的混合物，溶液一定无Cu2＋，C错。‎ 答案：　C ‎3．如何除去括号中的杂质 ‎(1)Fe2＋(Fe3＋)：________________________________________________________________________，‎ ‎(2)FeCl3(FeCl2)：________________________________________________________________________，‎ ‎(3)FeCl2(CuCl2)：________________________________________________________________________，‎ ‎(4)Fe(Al)：________________________________________________________________________，‎ ‎(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：________________________________________________________________________。‎ 答案：　(1)加过量铁粉过滤 ‎(2)加氯水或H2O2‎ ‎(3)加过量铁粉过滤 ‎(4)加过量强碱溶液过滤 ‎(5)加过量强碱溶液过滤 ‎4．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.呈红色，说明含Fe3＋，无法判断是否含Fe2＋；‎ B.呈红色，说明含Fe3＋，但Cl2有氧化性，无法判断原来是Fe2＋还是Fe3＋；‎ C.红褐色沉淀，说明含有Fe3＋；‎ D.白色沉淀―→红褐色，说明含有Fe2＋，但由于红褐色的掩盖，无法说明是否有Mg2＋。‎ 答案：　C ‎5．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(　　)‎ ‎①加入足量氯水　②加入足量酸性KMnO4溶液　③加入少量KSCN溶液 A．①③ B．③②‎ C．③① D．①②③‎ 解析：　证明不含Fe3＋，只要加入少量KSCN溶液不显红色即可；要证明是否含Fe2＋，只要继续加入足量氯水，看是否显红色。‎ 答案：　C ‎6．向某晶体的溶液中加入含Fe2＋的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现血红色，由此得出下列的结论错误的是(　　)‎ A．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性强 B．该晶体中一定含有SCN－‎ C．Fe2＋与SCN－不能形成血红色化合物 D．Fe2＋被溴氧化成Fe3＋‎ 解析：　某晶体的溶液中没有与Fe2＋发生反应的离子，当加入溴水后，Fe2＋一定被氧化成Fe3＋，此时溶液出现血红色，说明原晶体是含有SCN－的盐，很明显判断出B、C、D均正确，在Br2与Fe2＋反应中，Fe3＋是氧化产物，Br2是氧化剂，所以Br2的氧化性应比Fe3＋的氧化性强，选项A符合题意。‎ 答案：　A 　Fe2＋和Fe3＋的检验 ‎(1)根据溶液颜色 溶液呈浅绿色→Fe2＋；溶液呈棕黄色→Fe3＋。‎ ‎(2)用KSCN溶液和氯水 ‎①流程：‎ 溶液 ‎②有关反应：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)‎ ‎2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎(3)用NaOH溶液 ‎①流程：‎ 溶液 ‎②有关反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)‎ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)‎ ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎(4)用苯酚溶液或用K3[Fe(CN)6]溶液Fe3＋与苯酚作用显紫色；而Fe2＋与Fe[(CN)6]3－作用生成蓝色沉淀。‎ ‎(5)用酸性KMnO4溶液(或溴水)Fe2＋能使KMnO4溶液(或溴水)褪色，而Fe3＋则不能。‎ 考点三　“铁三角”转化及其应用 ‎1．“铁三角”转化 ‎2．“铁三角”转化的应用 ‎(1)除杂 主要物质 杂质 除杂方法 Fe2＋‎ Fe3＋‎ 加过量铁屑后过滤 FeCl3‎ FeCl2‎ 加氯水或H2O2‎ Fe2＋‎ Cu2＋‎ 加过量铁屑后过滤 Fe Al 加过量强碱溶液后过滤 Fe2O3‎ Al2O3　SiO2‎ 加过量强碱溶液后过滤 ‎(2)判断离子共存 Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)。‎ Fe3＋S2－、I－、SO。‎ Fe2＋、Fe3＋HCO、CO等水解相互促进的离子 ‎(3)盐溶液的配制与保存 ‎(4)物质的制备 ‎　Fe与I2反应时生成的是FeI2还是FeI3？Fe与Br2反应时生成的是FeBr3还是FeBr2?‎ 提示：　FeI2，原因是Fe3＋的氧化性强于I2；FeBr3，原因是Br2的氧化性强于Fe3＋。‎ ‎1．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属，通常情况下，A为固体，B为黄绿色气体，C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种强酸，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)反应④的离子方程式是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)反应⑦的化学方程式是________________________________________________________________________；‎ 该反应中每消耗0.3 mol的A，可转移电子________mol。‎ ‎(3)除去D溶液中混有的少量G的方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在D溶液中制备无水D固体的方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：　由“B为黄绿色气体单质”知，B为Cl2；由D与G之间的相互转化关系知，A为变价金属单质，则A为Fe，D为FeCl3，G为FeCl2；由“D＋F→红色溶液”知，F为KSCN；由“E与X的相互转化关系及E为黑色固体化合物、X的水溶液是一种强酸”知，E为Fe3O4，X为HCl，H为H2O；由“C为无色气体单质及A＋C→E”知，C为O2。‎ ‎(1)反应④的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。‎ ‎(2)反应⑦的化学方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，‎ 由元素化合价的变化值知，当有0.3 mol的Fe反应时可转移电子0.8 mol。‎ ‎(3)除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是：向混合液中通入足量的氯气(或加入足量的H2O2)。‎ ‎(4)在FeCl3溶液中制备无水FeCl3固体的方法是：在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。‎ 答案：　(1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋‎ ‎(2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　0.8‎ ‎(3)向混合液中通入足量的氯气(或加入足量的H2O2)‎ ‎(4)在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液 　判断铁与氧化剂反应产物时常出现的错误：‎ ‎(1)铁与硫化合误认为生成Fe2S3；‎ ‎(2)铁与盐酸反应误认为生成FeCl3和H2；‎ ‎(3)铁与碘单质化合误认为生成FeI3；‎ ‎(4)过量铁与稀HNO3反应误认为生成Fe(NO3)3；‎ ‎(5)铁与FeCl3溶液误认为不反应等。‎ ‎2．FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。‎ ‎(1)在FeCl3溶液中加入适量氢碘酸，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气的条件下加热至300～‎350 ℃‎，通入干燥的H2，而制得FeCl2。该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)工业上另一种制备FeCl2的方法：将无水的FeCl3与适量氯苯(C6H5Cl)，在‎130 ℃‎持续加热约3小时，可发生如下反应：‎ ‎2FeCl3＋C6H5Cl2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl 根据有机反应规律，该反应中氯苯发生的是________(填有机反应类型)。‎ ‎(4)分析上述三个反应，下列有关说法正确的是________(填序号)。‎ ‎①反应(1)中，氢碘酸既表现了酸性，又表现了还原性 ‎②反应(3)中，HCl为氧化产物 ‎③上述三个反应中，FeCl2均为还原产物 ‎(5)请另写一个FeCl3转化成FeCl2的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：　(1)Fe3＋有氧化性，I－有还原性，它们可以发生氧化还原反应；(2)根据信息FeCl3转化为FeCl2，Fe的化合价降低，那么H的化合价必定升高，这样就可以写出化学反应方程式；(3)根据反应产物，可以确定为取代反应；(4)根据氧化还原反应概念，确定③是正确的；(5)FeCl3转化为FeCl2，另一种物质必须是还原剂。‎ 答案：　(1)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2‎ ‎(2)2FeCl3＋H22FeCl2＋2HCl ‎(3)取代反应 ‎(4)③‎ ‎(5)2FeCl3＋Fe===3FeCl2(其他答案合理均可)‎ 　‎ ‎(1)氧化性：Ag＋ >Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋；‎ ‎(2)还原性：S2－>I－>Fe2＋>Br－>Cl－。‎ 考点四　铜及其重要化合物 ‎1．金属铜 ‎(1)与非金属的反应 Cu— ‎(2)与酸的反应 Cu— ‎(3)与盐溶液的反应 Cu— ‎2．铜的冶炼 ‎(1)铜在自然界主要以化合态形式存在，常见的铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2)，孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]。‎ ‎(2)铜的冶炼。‎ ‎①冶炼：工业上主要采用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜，用这种方法冶炼得到的铜含有Ag、Au、Zn、Fe等杂质(粗铜)。‎ ‎②精炼：电解法精炼铜：阳极材料为粗铜，阴极材料为精铜。‎ ‎3．铜的化合物 ‎(1)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＋)‎ CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 ‎4CuO2Cu2O＋O2↑‎ ‎(2)氢氧化铜 ‎①物理性质：蓝色不溶于水的固体。‎ ‎②化学性质：Cu(OH)2属于弱碱，能与酸反应生成盐和水。‎ ‎(3)硫酸铜 ‎①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。‎ ‎②无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。‎ ‎　某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案：‎ ‎(1)CuCuSO4硫酸铜溶液 CuSO4·5H2O。‎ ‎(2)CuCuO硫酸铜溶液CuSO4·5H2O。‎ ‎(3)硫酸铜溶液CuSO4·5H2O。‎ 对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？‎ 提示：　方案(1)：产生污染性气体，且消耗硫酸较多。‎ 方案(2)：消耗能量较多，且步骤复杂。‎ 方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。‎ 因而方案(3)更经济合理。‎ ‎1．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(　　)‎ 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 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 Ⅰ对；Ⅱ对；无 B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对；Ⅱ对；有 C 向硫酸铜溶液通入氨气，有深蓝色沉淀产生，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 Ⅰ对；Ⅱ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 Ⅰ错；Ⅱ对；无 答案：　D ‎2．氢氧化铜和碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解‎25.25 g的上述混合物，恰好消耗1.0 mol·L－1盐酸500 mL。灼烧等量的上述混合物，得到的氧化铜质量为(　　)‎ A．‎15 g　　　　　　　　　　B．‎‎20 g C．‎30 g D．‎‎35 g 解析：　根据题意有如下关系式：‎ ‎2HClCuCl2CuO 即n(CuO)＝n(HCl)＝×1.0 mol·L－1×‎0.5 L＝0.25 mol，m(CuO)＝0.25 mol×‎80 g·mol－1＝‎20 g。‎ 答案：　B 　‎ ‎(1)含Cu2＋的溶液常为蓝色(浓CuCl2溶液为蓝绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋存在的判断依据。如CuSO4溶液呈蓝色。‎ ‎(2)Cu2＋与碱反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀，这是鉴定Cu2＋的方法之一。‎ ‎(3)CuSO4与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液，是一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病虫害。‎ ‎3．孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：‎ ‎(1)反应①能观察到的现象是________________________________________________________________________，‎ 有关反应的化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)反应②加入的金属可能是__________，有关反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎ (3)操作a可能的方法是________，欲除掉的杂质为________；‎ 要从操作a所得到的溶液中得到溶质的晶体，需要的操作是 ‎________________________________________________________________________。 ‎ 解析：　孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为 Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O。经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末要能将Cu2＋从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe或Zn等；要从滤液中得到CuSO4晶体需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。‎ 答案：　(1)固体逐渐消失，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生 Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O ‎(2)铁粉　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu ‎(3)过滤　难溶于水和稀硫酸的杂质　加热浓缩、冷却结晶 ‎4．某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为 ‎(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是________。‎ a．灼烧过程中部分氧化铜被还原 ‎ b．灼烧不充分铜未被完全氧化 c．氧化铜在加热过程中分解生成铜 d．该条件下铜无法被氧气氧化 ‎(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)有同学指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节，即应先生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解Cu(OH)2得CuO。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是________。‎ A．CuO比Cu(OH)2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离 B．Cu(OH)2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解 C．干态下分解Cu(OH)2，温度难以控制，可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2O D．过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净 答案：　(1)ab ‎(2)耗酸少；无污染性气体SO2产生 ‎(3)D 　铜的冶炼 ‎1．粗炼 ‎(1)火法炼铜(以CuFeS2为例)：2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2↑　2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2↑‎ ‎2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑‎ ‎(2)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4‎ ‎2．电解精炼 电解时，以CuSO4作电解液，粗铜为阳极，纯铜为阴极。‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)Fe与S混合加热生成FeS2(2012·重庆理综，‎7A)(　　)‎ ‎(2)在给定条件下能实现下述转化Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3(2012·江苏化学，‎7A)(　　)‎ ‎(3)向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时间后过滤，目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3(2010·江苏，10B)(　　)‎ ‎(4)相同条件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次减弱(2010·江苏，8D)(　　)‎ ‎(5)铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(2010·北京理综，‎10C)(　　)‎ ‎(6)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋(2010·天津理综，‎5A)(　　)‎ 答案：　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√‎ ‎2．(2013·浙江理综·28)利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下：‎ 已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。请回答下列问题：‎ ‎(1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有________。‎ A．去除油污　　　　　　　　 B．溶解镀锌层 C．去除铁锈 D．钝化 ‎(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀，为制得ZnO，后续操作步骤是________。‎ ‎(3)由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通入N2，其原因是__________________。‎ ‎(4)Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离？______(填“能”或“不能”)，理由是________________________。‎ ‎(5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为0.010 00 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液250 mL，应准确称取________g K2Cr2O7(保留4位有效数字，已知MK2Cr2O7＝‎294.0 g·mol－1)。配制该标准溶液时，下列仪器中不必要用到的有________(用编号表示)。‎ ‎①电子天平　②烧杯　③量筒　④玻璃棒　⑤容量瓶　⑥胶头滴管　⑦移液管 ‎(6)滴定操作中，如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则测定结果将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。‎ 解析：　(1)结合已知信息可知，用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮，既可以去除铁皮表面的油污，又可以溶解镀锌层。(2)由Zn(OH)2到ZnO，后续的操作步骤是抽滤、洗涤、灼烧。(3)持续通入N2，是为了防止Fe2＋被O2氧化。(4)抽滤不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀。(5)0.735 ‎0 g的K2Cr2O7‎ 固体需要用电子天平称量，直接配制一定物质的量浓度的溶液时，不必要用到移液管和量筒。(6)滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失，说明消耗的标准液体积读数偏大，故测定结果偏大。‎ 答案：　 (1)A、B ‎(2)抽滤、洗涤、灼烧 ‎(3)N2气氛下，防止Fe2＋被氧化 ‎(4)不能　胶体粒子太小，抽滤时容易透过滤纸 ‎ ‎(5)0.735 0　③⑦‎ ‎(6)偏大 ‎3．(2013·天津理综·9)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。‎ Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：‎ ‎①检验装置的气密性；‎ ‎②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；‎ ‎③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；‎ ‎④……‎ ‎⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)装置A中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)________________________________________________________________________。‎ ‎(4)装置B中冷水浴的作用为________________________________________________________________________；‎ 装置C的名称为__________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。‎ Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。‎ ‎(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(7)电解池中H＋在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：‎ ‎ ①H2S的原子利用率为100%；②________________________________________________________________________。‎ 解析：　(1)装置A中反应的方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3。‎ ‎(2)由于无水FeCl3加热易升华，第④步操作可在沉积的FeCl3固体下方加热，使沉积的FeCl3进入收集器。‎ ‎(3)为防止FeCl3潮解采取的措施有②和⑤。‎ ‎(4)装置B中冷水浴的作用是冷却，使FeCl3‎ 沉积，便于收集产品。装置C的名称为干燥管。‎ 用K3[Fe(CN)6]溶液检验FeCl2是否失效，若未失效则生成蓝色沉淀，若失效则无明显现象。‎ ‎(5)用NaOH溶液吸收多余的Cl2。‎ ‎(6)由题意可写出FeCl3与H2S反应的离子方程式2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。‎ ‎(7)电解FeCl2溶液时，阳极电极反应式为：Fe2＋－e－===Fe3＋。‎ ‎(8)该实验另一个显著的优点为FeCl3得到循环利用。‎ 答案：　(1)2Fe＋3Cl22FeCl3‎ ‎(2)在沉积的FeCl3固体下方加热 ‎(3)②⑤‎ ‎(4)冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品　干燥管　‎ K3[Fe(CN)6]溶液 ‎(5)‎ ‎(6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋‎ ‎(7)Fe2＋－e－===Fe3＋‎ ‎(8)FeCl3得到循环利用 ‎4．(2011·山东理综·12)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素，下列说法正确的是(　　)‎ A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物 C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al 解析：　A项，Al2O3为两性氧化物；B项，Cu在空气中的CO2和H2O(g)的作用下与O2反应生成Cu2(OH)2CO3；C项，三种盐均为强酸弱碱盐，加热时都水解，且生成易挥发的HCl，随着水分和HCl的挥发，蒸干时都得到金属氧化物和其氢氧化物的混合物；D项，电解AlCl3溶液阴极上的产物为H2和Al(OH)3。‎ 答案：　C ‎5．(2013·广东理综·32)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：‎ ‎[注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为‎450 ℃‎和‎80 ℃‎]‎ ‎(1)电解精炼银时，阴极反应式为____________；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为____________________。‎ ‎(2)固体混合物B的组成为__________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量。若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为____________________。‎ ‎(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：__________CuO＋__________Al2O3__________CuAlO2＋__________↑。‎ ‎(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上‎5.0 kg废料中的铜可完全转化为__________mol CuAlO2，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液__________L。‎ ‎(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是__________、过滤、洗涤和干燥。‎ 解析：　(1)电解精炼银时，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag；气体变色是因为发生反应：2NO＋O2===2NO2。(2)结合工艺流程及Al(OH)3和Cu(OH)2‎ 的分解温度知固体混合物B含有CuO、Al(OH)3。若NaOH过量，则Al(OH)3会转化为NaAlO2。(3)该反应为氧化还原反应，根据得失电子守恒、原子守恒确定缺项物质并配平方程式。(4)生成CuAlO2的物质的量为＝50(mol)，至少需要Al2(SO4)3的物质的量为25 mol，即至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液‎25 L。(5)由CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。‎ 答案：　(1)Ag＋＋e－===Ag　2NO＋O2===2NO2‎ ‎(2)CuO、Al(OH)3　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ‎(3)4　2　4　O2　(4)50　25　(5)蒸发浓缩、冷却结晶 ‎6．(2012·山东理综·28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：‎ ‎(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。‎ a．浓H2SO4　　　　　　　b．稀HNO3‎ c．NaOH溶液 d．氨水 ‎(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________(注明试剂、现象)。‎ ‎(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。‎ a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 ‎(5)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为________________________。‎ 解析：　(1)冰铜(mCu2S·nFeS)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2气体(A)。SO2是一种酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。‎ ‎(2)溶液中滴加KSCN溶液呈红色，说明含有Fe3＋。可利用Fe2＋的还原性来检验溶液中其是否存在，加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，说明还存在Fe2＋。‎ ‎(3)Al具有较强还原性，高温下与Cu2O反应可制得Cu：2Al＋3Cu2OAl2O3＋6Cu。‎ ‎(4)以CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜做阳极(发生氧化反应)，精铜做阴极(Cu2＋发生还原反应)，较活泼金属(Al、Zn、Cu)在阳极被氧化，不活泼金属(Au、Pt、Ag在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中Cu2＋向阴极移动。电解过程中，电能转化为化学能和热能。‎ ‎(5)据电池反应可知，Cu做负极，电极反应为2Cu－4e－===2Cu2＋，则正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。‎ 答案：　(1)cd ‎(2)Fe3＋　取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色 ‎(3)3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu ‎(4)bd　(5)4H＋＋O2＋4e－===2H2O 学科素养培优(三)__探究Fe(OH)2的制备方法 ‎　由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。‎ 制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ 成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。‎ 下面是几种典型的制备方法：‎ 方法一　隔绝空气的复分解反应法 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。‎ ‎(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________。‎ ‎(2)除去蒸馏水中溶解的O2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________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　(1)稀H2SO4、铁屑　(2)煮沸 ‎(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 方法二　氢气氛围中的复分解反应法 在如右图所示的装置中，用NaOH 溶液、铁屑、稀H2SO4等试 剂制备。‎ ‎(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ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 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　(1)稀H2SO4和铁屑　(2)NaOH溶液 ‎(3)检验试管Ⅱ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 ‎(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，故外界O2不易进入 方法三　电解法 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．CuCl2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 ‎(5)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________________________________________________________________________。‎ 答案：　(1)Fe　Fe－2e－===Fe2＋　(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O2‎ ‎(4)BC　(5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 　实验室制备氢氧化亚铁的防氧化措施 ‎(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气。‎ ‎(2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部，再慢慢挤出NaOH溶液。‎ ‎(3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。‎ ‎(4)充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。‎ ‎(5)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。‎