2019届一轮复习浙江专版铁、铜的获取及应用学案

2019届一轮复习浙江专版铁、铜的获取及应用学案

课时2　铁、铜的获取及应用 ‎[考纲导航]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 选考分布 ‎2015‎ ‎2016‎ ‎2017‎ ‎9月 ‎10月 ‎4月 ‎10月 ‎4月 ‎(1)自然界铁、铜的存在形式，铁、铜的物理性质 a a ‎(2)工业炼铁的反应原理 b b ‎27‎ ‎(3)铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)‎ b b ‎14‎ ‎27‎ ‎27‎ ‎27‎ ‎27‎ ‎(4)Fe2＋、Fe3＋的性质及转化 c c ‎32(3)‎ ‎32(4)‎ ‎32(3)‎ ‎24‎ ‎(5)检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法 b c ‎28‎ ‎(6)不锈钢的主要组成元素及其用途 a 考点一　铁的性质、铁的氧化物与氢氧化物 ‎[主干精讲]‎ ‎1．铁的存在和物理性质 ‎(1)铁的存在 铁在自然界中主要以化合态的形式存在，陨铁以游离态的形式存在。‎ 常见的铁矿：磁铁矿[主要成分为Fe3O4(填化学式，下同)]，赤铁矿(主要成分为Fe2O3)，黄铁矿(主要成分为FeS2)。‎ ‎(2)铁的物理性质 铁是电和热的良导体，能被磁铁吸收，纯铁具有很强的抗腐蚀能力。‎ ‎2.铁的化学性质 ‎3.铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 俗名 铁红 磁性氧化铁 稳定性 不稳定：6FeO＋O2===2Fe3O4‎ 稳定 稳定 与盐酸或稀 H2SO4反应 ‎(写离子方 程式)‎ FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 与稀HNO3‎ 反应(写离 子方程式)‎ ‎3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ‎3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 与HI反应 ‎(写离子方 程式)‎ FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O 与CO的反应 FexOy＋yCOxFe＋yCO2‎ ‎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 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 分解 ‎2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 受热 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ 可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓‎ 二者的 关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎[典例剖析]‎ ‎【例1】　(2015·10月浙江选考)某酸性废液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ba2＋三种金属离子，有同学设计了下列方案对该废液进行处理(所加试剂均稍过量)，以回收金属，保护环境。‎ 请回答：‎ ‎(1)沉淀a中含有的单质是________。‎ ‎(2)沉淀c的化学式是________。‎ ‎(3)溶液A与H2O2溶液在酸性条件下反应的离子方程式是____________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　根据题中实验流程，在含有Fe3＋、Cu2＋、Ba2＋三种金属离子的酸性废液中。加入铁屑，得沉淀a中含有Cu和过量的Fe；溶液A中加入H2O2目的是把Fe2＋氧化成Fe3＋，加入NaOH溶液，得红褐色沉淀b为Fe(OH)3；溶液B中加入Na2CO3溶液，沉淀c为BaCO3沉淀。‎ 答案　(1)Cu、Fe　 (2)BaCO3　(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ‎【例2】　(2016·4月浙江选考)下图中，固体A是铁锈的主要成分。‎ 请回答：‎ ‎(1)白色沉淀E的化学式_______________________________________________。‎ ‎(2)写出A―→B的化学方程式__________________________________________。‎ ‎(3)写出C―→D在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式___________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　因为固体A是铁锈的主要成分，故A为Fe2O3；结合题中实验过程，可以得出，B为铁，C为氯化铁，溶液D的成分为Fe2＋、SO、Cl－，E为硫酸钡。(1)白色沉淀E为硫酸钡；(2)A生成B，即为Fe2O3与CO在高温下反应生成Fe和CO2，化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；(3)C到D，即为氯化铁溶液与二氧化硫发生氧化还原反应，其离子方程式为：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。‎ 答案　(1)BaSO4‎ ‎(2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2‎ ‎(3)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋‎ ‎【例3】　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　铁的物质的量为＝0.4 mol，在反应的过程中它失去的电子应介于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电子的物质的量为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 mol，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 mol，解得x＝0.1 mol，y＝0.3 mol，即Fe(NO3)3与Fe(NO3)2的物质的量之比为1∶3。‎ 答案　C ‎【例4】　用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。‎ Ⅰ.方法一：用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。‎ ‎(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。‎ ‎(2)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__________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ Ⅱ.方法二：在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。‎ ‎(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是___________________________________________。‎ ‎(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是___________________________________________。‎ ‎(3)为了制得白色Fe(OH)2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，其理由是_________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　Ⅰ.方法一：(1)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。(2)避免生成的Fe(OH)2被空气(氧气)氧化。‎ Ⅱ.方法二：试管Ⅱ是开口式的，无法用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以应在试管Ⅰ中制取FeSO4，而在试管Ⅱ中盛NaOH溶液。将Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后，产生的H2可从试管Ⅰ内短管处排出试管Ⅰ内的空气，经过止水夹进入试管Ⅱ内的NaOH溶液中，再排尽NaOH溶液和试管Ⅱ内的空气，然后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，压强增大，将FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内的NaOH溶液中，在此过程中，液体都处于H2环境中，从而避免了空气中的O2将反应生成的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3。‎ 答案　Ⅰ.(1)煮沸　(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2‎ Ⅱ.(1)稀H2SO4、铁屑　(2)NaOH溶液　(3)检验试管Ⅱ出口处排出H2的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹　(4)试管Ⅰ中反应生成的H2将所用溶液和装置内的空气排尽，且外界空气不容易进入装置，可防止白色的Fe(OH)2沉淀被氧化 ‎[考点精练]‎ ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3‎ B．Fe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶解，溶液显血红色 C．FeCl2溶液蒸干灼烧后得到FeCl2固体 D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体 解析　高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，A项错；Fe3O4溶于盐酸生成 Fe3＋和Fe2＋，B项正确；FeCl2易水解，在空气中蒸干灼烧产物为Fe2O3，C项错；将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中，得到Fe(OH)3沉淀而不是胶体，故D错误。‎ 答案　B ‎2．(2016·杭州学军中学模拟)a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg 5种金属中的一种。已知：(1)a、c均能与稀硫酸反应放出气体；(2)b与d的硝酸盐反应，置换出单质d；(3)c与强碱反应放出气体；(4)c、e在冷浓硫酸中发生钝化．由此可判断a、b、c、d、e依次为(　　)‎ A．Fe、Cu、Al、Ag、Mg B．Al、Cu、Mg、Ag、Fe C．Mg、Cu、Al、Ag、Fe D．Mg、Ag、Al、Cu、Fe 解析　a、c均能与稀硫酸反应放出气体，说明a、c排在氢前面，c与强碱反应放出气体，c为铝，c、e在冷浓硫酸中发生钝化，所以e为铁，a为镁，b与d的硝酸盐反应，置换出单质d，说明b排在d的前面，即b为Cu，d为Ag。‎ 答案　C ‎3．(2016·嘉兴高一期末)在由Fe、Fe2O3组成的混合物中加入100 mL 2 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出224 mL气体(标准状况)，此时向溶液中加入KSCN溶液无明显现象，则反应前混合物中Fe、Fe2O3的物质的量之比为(　　)‎ A．4∶3 B．3∶4 C．2∶3 D．3∶2‎ 解析　‎ 混合物与盐酸恰好完全反应，所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现，说明溶液中的溶质为FeCl2，生成氢气物质的量为：＝0.01 mol，‎ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑‎ ‎0．01mol 0.01mol 设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol，‎ Fe2O3～2Fe3＋～Fe y mol (x－0.01) mol 根据题意，列方程得：x－0.01＝y，‎ 根据氯元素守恒：2x＋2y×2＝0.1×2，‎ 联立方程，解得：x＝0.04 mol、y＝0.03 mol，‎ 则反应前混合物中Fe、Fe2O3的物质的量之比为0.04 mol∶0.03 mol＝4∶3。‎ 答案　A ‎【易错警示】‎ ‎1．铁的反应产物判断 ‎(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2；‎ ‎(2)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；‎ ‎(3)铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3。‎ ‎2．FeO、Fe3O4、Fe2O3与酸反应应注意的问题 ‎(1)FeO中Fe为＋2价，与非氧化性酸(如盐酸、稀H2SO4)反应时生成Fe2＋；与氧化性酸(如HNO3)反应时生成Fe3＋。‎ ‎(2)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＋。‎ ‎(3)Fe2O3中Fe为＋3价，与非氧化性酸或氧化性酸反应时只生成Fe3＋；与还原性酸(如HI、H2SO3)反应时生成Fe2＋。‎ 考点二　Fe2＋、Fe3＋的性质和检验 ‎[主干精讲]‎ ‎1．Fe2＋、Fe3＋的性质 ‎(1)Fe2＋的氧化性和还原性 Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如 Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性；配制Fe2＋的盐溶液时要加少量Fe粉防止Fe2＋被氧化。‎ ‎(2)Fe3＋的氧化性 Fe3＋处于铁的高价态，只有氧化性，Fe3＋能氧化Fe、Cu、HI、H2S、SO2、SO等；Fe3＋与S2－、I－、SO不能大量共存。‎ ‎(3)Fe3＋的水解 Fe(OH)3是极弱的碱，Fe3＋易水解；Fe3＋与HCO、CO等水解相互促进的离子不能大量共存，配制Fe3＋的盐溶液时要加少量相应的酸防止Fe3＋水解，制备无水FeCl3时需在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。‎ ‎(4)Fe2＋与Fe3＋的相互转化 Fe2＋Fe3＋‎ ‎①Fe2＋―→Fe3＋，在氧化剂的作用下，可实现该转化，如Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎②Fe3＋―→Fe2＋，在还原剂的作用下，可实现该转化，如Fe、Cu等，有关反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。‎ ‎2．Fe2＋、Fe3＋的鉴别 ‎(1)直接观察颜色：Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe3＋的溶液呈棕黄色。‎ ‎(2)利用显色反应：‎ ‎①‎ 有关离子方程式：Fe3＋＋SCN－===[Fe(SCN)]2＋或Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3‎ ‎②‎ ‎(3)利用铁化合物沉淀的颜色：‎ 有关反应式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ ‎4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3‎ Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓‎ ‎(4)利用Fe3＋的氧化性 有关离子方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2‎ ‎(5)利用Fe2＋的还原性 ‎[提醒]：以上方法以KSCN溶液鉴别最常用。‎ ‎[典例剖析]‎ ‎【例1】　(2017·4月浙江选考)由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：‎ 烧渣溶液绿矾铁黄 已知：FeS2和铁黄均难溶于水 下列说法不正确的是(　　)‎ A．步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣 B．步骤②，涉及的离子反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋‎ C．步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾 D．步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3‎ 解析　蒸干过程中，考虑Fe2＋容易氧化成Fe3＋，易选出C选项错误。‎ 答案　C ‎【例2】　下列除杂的操作不正确的是(　　)‎ A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 解析　FeCl3溶液中存在水解平衡FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入Mg与H＋反应，上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。‎ 答案　C ‎【例3】　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。‎ 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________。‎ ‎(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。‎ ‎(6)该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫，则FeCl3与H2S反应的离子方程式为_______________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　本实验的关键是要保持干燥，防止水蒸气的干扰。‎ ‎(1)装置A中发生反应3Cl2＋2Fe2FeCl3。‎ ‎(2)FeCl3加热易升华，在A右端冷却凝固的FeCl3可用加热的方法赶进收集器。‎ ‎(3)防止FeCl3潮解的操作是②和⑤。‎ ‎(4)由于FeCl3易升华，为使FeCl3大量沉积，需冷却收集器。‎ ‎(5)尾气吸收可用NaOH溶液。‎ ‎(6)FeCl3具有氧化性，能与H2S发生氧化还原反应：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。‎ 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 ‎(5)‎ ‎(6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋‎ ‎[考点精练]‎ ‎1．a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到a g铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为(　　)‎ A．1∶7 B．7∶1 C．7∶8 D．8∶7‎ 解析　分析本题涉及的两个反应 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑　①‎ Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　②‎ ‎①为失重反应，②‎ 为增重反应，反应完毕析出铜粉质量等于原铁粉质量，假设有64 g Cu生成，那么反应消耗m(Fe)＝64 g 即可得出答案：＝。‎ 答案　B ‎2．下列离子的检验方法合理的是(　　)‎ A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋‎ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色，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，加入KSCN溶液后呈血红色，说明含Fe3＋，但不能说明是否含有Fe2＋。B项，通入Cl2后再加入KSCN溶液变血红色，说明所得的溶液中含Fe3＋，而原溶液中是否含有Fe3＋、Fe2＋无法判断。C项，加NaOH溶液得红褐色沉淀，说明含有Fe3＋。D项，当溶液中含有Fe2＋和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时，同样会出现上述现象，因为Fe(OH)2转变为Fe(OH)3时，颜色很容易掩盖其他的白色沉淀。‎ 答案　C ‎3．(2016·浙江余姚中学高二下期中)电子工业常用30%的氯化铁溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制作印刷电路板。某工艺对腐蚀废液的处理采用了下列实验方案：‎ ‎(1)加入的过量①物质的化学式是________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________，‎ 写出主要反应的化学方程式_____________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(2)滤渣③的成分是________，操作Ⅱ的名称是________，加过量④反应的离子方程式是____________________________________________________________。‎ ‎(3)将②⑤合并通入⑥后溶液颜色变化为________，该反应的离子方程式为____________________________________________________________________。‎ ‎(4)该实验方案的目的是________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　本题主要考查Fe、Fe2＋和Fe3＋之间的相互转化的有关知识。腐蚀废液中含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋， 根据上述实验方案可以看出最后回收了铜，可以得出滤渣为铜，由铁及其化合物的相互转化关系可判断试剂①为铁。然后依次推断出其他各组分的成分。‎ 答案　(1)Fe　2FeCl3＋Fe===3FeCl2、CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu　(2)Fe、Cu　过滤　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　(3)浅绿色变为棕黄色　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　‎ ‎(4)重新获得三氯化铁溶液，并回收金属铜 ‎【归纳总结】‎ ‎1．“铁三角”中的转化关系 ‎2．混合物中Fe3＋、Fe2＋的除去方法 ‎(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法：‎ 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与Fe3＋水解产生的 H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。‎ ‎(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法：‎ 向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。‎ ‎(3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法：‎ 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按1的方法除去溶液中的Fe3＋。‎ ‎(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法：‎ 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按2的方法除去溶液中的Fe3＋。‎ 考点三　铜的性质与冶炼　合金及金属矿物的开发利用 ‎[主干精讲]‎ ‎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)铜的化学性质 ‎2．铜的存在、制备与精炼 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]等。自然界中也存在少量的单质铜。‎ 工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(主要成分是CuFeS2)的方法获得铜。用这种方法冶炼得到的铜，含铜量为99.5%～99.7%，还含有Ag、Au、Fe、Zn等杂质。要达到电气工业生产用铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼得到的铜还必须经过电解精炼，电解精炼得到的铜，含铜量高达99.95%～99.98%。‎ ‎3．合金 ‎(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。‎ ‎(2)性能：‎ ‎①多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。‎ ‎②合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度大。‎ ‎4．金属的冶炼方法 ‎(1)热分解法(适用于Hg、Ag等不活泼金属)‎ 反应方程式：2HgO2Hg＋O2；2Ag2O4Ag＋O2。‎ ‎(2)热还原法(适用于Zn—Cu等中等活泼金属)‎ ‎①一氧化碳还原法：如CO还原Fe2O3化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。‎ ‎②氢气还原法：如H2还原Fe3O4，其化学方程式为Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O。‎ ‎③活泼金属还原法(铝热反应)：如Al还原Cr2O3化学方程式为2Al＋Cr2O32Al2O3＋2Cr。‎ ‎(3)电解法：如Al2O3电解反应化学方程式为2Al2O34Al＋3O2↑。‎ ‎[典例剖析]‎ ‎【例1】　(2017·4月浙江选考)为探究黑色固体X(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：‎ 请回答：‎ ‎(1)X的化学式是________。‎ ‎(2)固体甲与稀硫酸反应的离子方程式是__________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(3)加热条件下氨气被固体X氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式____________________________________________________________________。‎ 解析　解答本题的思路：先根据现象确定X的组成元素，再根据数据计算组成元素的原子个数比。隔绝空气分解得到能使带火星木条复燃的气体，说明有氧元素，固体甲与硫酸反应得到的蓝色溶液中含有Cu2＋，紫红色固体乙为Cu，得到固体甲即为Cu2O，从而确定X由Cu和O组成，Cu2O为28.8/144＝0.2 mol，Cu为0.4 mol，X中O为(32.0－0.4×64)/16＝0.4 mol，所以X为CuO。加热条件下氨气被CuO氧化成一种气体单质为N2，CuO被还原成Cu单质，根据升降守恒、原子守恒配平方程式2NH3＋3CuON2＋3H2O＋3Cu。‎ 答案　(1)CuO　(2)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O　(3)2NH3＋3CuON2＋3H2O＋3Cu ‎【例2】　(2016·10月浙江选考)为探究不溶性盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：‎ 请回答：‎ ‎(1)X的组成元素为H、O和________(用元素符号表示)，化学式为_____________________________________________________________________。‎ ‎(2)写出经一步反应能得到X的化学方程式(要求非氧化还原反应)___________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。‎ 解析　由隔绝空气生成H2O，可知一定有H、O元素。加NaOH溶液得蓝色沉淀，加热得黑色固体，可知蓝色沉淀为Cu(OH)2，黑色固体为CuO，n(CuO)＝0.01 mol。溶液中加盐酸酸化的BaCl2有白色沉淀，可知白色沉淀为BaSO4，n(SO)＝0.01 mol。说明固体溶解得CuSO4溶液。固体溶解得的黑色固体也为CuO，n(CuO)＝0.02 mol，生成的n(H2O)＝0.02 mol，相当于0.02 mol Cu(OH)2分解，X为2Cu(OH)2·CuSO4或Cu3(OH)4SO4。‎ 答案　(1)Cu、S　2Cu(OH)2·CuSO4(或Cu3(OH)4SO4)‎ ‎(2)3CuSO4＋4NaOH===2Cu(OH)2·CuSO4↓＋2Na2SO4‎ ‎[考点精练]‎ ‎1．(2016·杭州市余杭区高一上期末)根据下列框图分析，下列说法正确的是(　　)‎ A．E3＋的氧化性比M2＋的氧化性弱 B．在反应①中硫酸既表现了酸性、又表现了氧化性 C．反应④的离子方程式可表示为3SCN－＋E3＋===E(SCN3)↓‎ D．在③反应中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀 解析　依流程图推知M为金属Cu，E为金属Fe。Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，A项错误；在反应①中硫酸只表现了酸性，B项错误；Fe3＋与SCN－反应得到的是络合物，不是沉淀，C项错误；反应③为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，可见反应过程消耗H＋，pH增大，有可能生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，D项正确。‎ 答案　D ‎2．将表面被氧化的铜片和铁片，同时加入足量稀盐酸中，除尽氧化膜。再经充分反应后，溶液中一定含有的金属离子是(　　)‎ A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋‎ C．Fe2＋ D．Fe2＋和Fe3＋‎ 解析　铜片和铁片的表面有CuO和Fe2O3，加入足量的稀盐酸，先发生如下两个反应：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，因为Fe比Cu活泼，Fe3＋的氧化性比Cu2＋的强，所以再发生：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，若Fe3＋过量，则接着发生2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，若Fe过量，则还会发生Fe＋Cu2＋===‎ Fe2＋＋Cu，不论哪种情况溶液中都有Fe2＋生成。‎ 答案　C ‎3．(2015·杭州七校高三联考)某校探究性学习小组用已 部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜，探究过程如图：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)步骤①中加入热的Na2CO3溶液，目的是_______________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎(2)步骤②中，除发生反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑外，其他可能反应的离子方程式为______________________________________________________________。‎ ‎(3)溶液C的颜色是________，溶液D中可能含有的金属阳离子有________。‎ ‎(4)设计实验方案验证溶液B中铁的存在形式_______________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎ (5)步骤⑤产生金属铜的化学方程式为_________________________________。‎ 解析　废铁屑经①加入热的Na2CO3溶液除油污，若得到固体A，应经过过滤操作，加入盐酸，发生Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，然后通入适量的氯气，发生2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，溶液C为FeCl3，用于腐蚀印刷电路，发生Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，操作甲可得到氯气、铜和E，应为电解操作，阳极生成氯气，阴极生成铜，最后得到氯化亚铁溶液。(1)废铁屑经①加入热的Na2CO3溶液除油污，若得到固体A，应经过过滤操作；(2)固体A为Fe2O3和Fe的混合物，加入盐酸，发生Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋‎ ‎2Fe3＋===3Fe2＋；(3)通入适量的氯气，发生2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，溶液C为FeCl3，呈棕黄色，用于腐蚀印刷电路，发生Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，则溶液D中可能含有的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋；(4)检验亚铁离子，可取样少许于二支试管中，其中一支滴加K3Fe(CN)6，若有蓝色沉淀生成，则说明有Fe2＋，另一支滴加KSCN，若溶液变红色，则说明有Fe3＋；(5)步骤⑤产生金属铜的化学方程式为CuCl2Cu＋Cl2↑。‎ 答案　(1)除去废铁屑表面的油污 ‎(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋‎ ‎(3)棕黄色　Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋‎ ‎(4)取样少许于二支试管中，其中一支滴加K3Fe(CN)6，若有蓝色沉淀生成，则说明有Fe2＋；另一支滴加KSCN，若溶液变红色，则说明有Fe3＋‎ ‎(5)CuCl2Cu＋Cl2↑‎ ‎【归纳总结】‎ ‎1．Fe、Cu的化学性质及其转化 ‎2．铜的重要化合物的性质 ‎(1)氧化铜 ‎①物理性质：不溶于水的黑色固体。‎ ‎②化学性质 a．与酸反应：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。‎ b．与还原剂(如H2)反应：CuO＋H2Cu＋H2O。‎ ‎(2)氢氧化铜 Cu(OH)2是不溶于水的蓝色固体，溶于过量氨水中，能与酸反应。受热易分解，化学方程式为：Cu(OH)2CuO＋H2O。新制Cu(OH)2悬浊液能与含有醛基的有机物反应。‎ ‎(3)硫酸铜 ‎①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解为白色粉末CuSO4和水。‎ ‎②无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水存在的检验依据。‎ ‎③无机农药波尔多液是CuSO4与石灰乳的混合液，是一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病虫害。‎ ‎3．铜及其化合物的颜色 物质 颜色 物质 颜色 Cu 紫红色 CuSO4‎ 白色 CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色 Cu2O 红色 Cu2(OH)2CO3‎ 绿色 Cu2S 黑色 Cu(OH)2‎ 蓝色 在无机物的综合推断题中，常利用颜色来判断铜及其化合物。‎ 课后限时训练 ‎(时间：45分钟)‎ 一、选择题 ‎1．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(　　)‎ A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁 B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4‎ C．工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸 D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂 解析　FeCl3净水的原理是水解生成Fe(OH)2胶体，吸附水中悬浮的固体形式絮状沉淀使水变澄清，并不表现氧化性。‎ 答案　D ‎2．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　)‎ A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe Na2SO4溶液 Y FeCl3‎ CuCl2‎ Al Na2CO3‎ Z Cl2‎ Fe NaOH溶液 HCl溶液 解析　A项，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，除去了主体物质；B项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，CuCl2＋Fe===Cu＋FeCl2，主体物质和杂质均被消耗；C项，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，NaAlO2易溶，过滤即可；D项，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，引入新的杂质NaCl。‎ 答案　C ‎3．下列离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)‎ A．1.0 mol·L－1的KNO3溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO B．1.0 mol·L－1的FeCl2溶液：NO、Na＋、K＋、ClO－‎ C．使酚酞变红的溶液中：Na＋、Cl－、SO、Fe3＋‎ D．酸性溶液中：NO、SO、Fe3＋、Mg2＋‎ 解析　A项中KNO3在酸性条件下能氧化Fe2＋；B项中ClO－能氧化Fe2＋；C项中Fe3＋与OH－生成沉淀。‎ 答案　D ‎4．(2015·浙江省湖州中学高三诊断)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 铜制容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对；Ⅱ对；有 C 向硫酸铜溶液中通入氨气，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 解析　稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ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装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ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有新物质生成，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。‎ 答案　D ‎5．(2016·温州十校联合体高三期末)下列关于铁及其化合物的说法不正确的是(　　)‎ A．炼铁原料有铁矿石、焦炭、空气和石灰石 B．FeCl3溶液能使KI淀粉溶液变蓝色 C．灼热的铁丝放入盛有干燥氯气的集气瓶中燃烧生成棕色的烟雾 D．利用Cu与FeCl3溶液的反应制作印刷电路板 解析　灼热的铁丝放入盛有氯气的集气瓶中燃烧生成的是FeCl3固体颗粒，在空气中分散形成的是棕色的烟。故C不正确。‎ 答案　C ‎6．(2016·温州中学模拟)下列四位同学设计的实验方案能达到实验目的的是(　　)‎ A．甲同学为测定0.01 mol·L－1盐酸的pH值：用湿的玻璃棒蘸取盐酸，点在pH试纸上 B．乙同学要检验(NH4)2Fe(SO4)2·12H2O晶体中的NH：取少量晶体溶于水，加入足量浓NaOH溶液并加热，再用湿润的蓝色石蕊试纸检验产生的气体 C．丙同学为检验Fe3O4中＋2价铁元素：先用稀盐酸溶解Fe3O4，再滴加KMnO4溶液 D．丁同学要验证FeCl3与KI反应的限度：可将少量的FeCl3溶液与过量的KI溶液混合，充分反应后用CCl4萃取，静置，上层清液再滴加KSCN溶液 解析　A．不能用湿的玻璃棒蘸取待测液测量pH，否则相当于稀释，可能会引起误差，A错误；B.应该用湿润的红色石蕊试纸，如果变蓝色，说明含有铵根离子，B错误；C.酸性高锰酸钾溶液能氧化氯离子，应该用稀硫酸溶解，C错误；D.该实验方案设计正确，能达到实验目的，D正确，答案选D。‎ 答案　D ‎7．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入100 mL 1 mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现，混合物中铁元素的质量分数为(　　)‎ A．68.6% B．77.8%‎ C．81.4% D．无法计算 解析　由题设条件知，最后溶液中的溶质只有FeCl2，故混合物中铁元素共为0.05 mol，生成的氢气共为0.01 mol ，由氢原子守恒知生成的水为：0.5(0.1－0.02)＝0.04 (mol)，故混合物中含氧原子为0.04 mol ，w(Fe)＝＝0.814＝81.4%。‎ 答案　C ‎8．(2016·杭州夏衍中学高三质检)在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间关系如图所示，则该溶液中Fe(NO3)3与Cu(NO3)2的物质的量浓度之比为(　　)‎ A．3∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶1‎ 解析　根据氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，加入铁后会依次发生氧化还原反应，①Fe＋‎ ‎2Fe3＋===3Fe2＋，②Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，从图像中可知加入2 mol Fe时，发生反应①生成Fe2＋物质的量为6 mol，反应的Fe3＋物质的量为4 mol，即Fe(NO3)3为4 mol；在加入2 mol Fe的基础上再加入2 mol铁发生反应②，此时生成Fe2＋物质的量为2 mol，原溶液中Cu2＋物质的量为2 mol，即Cu(NO3)2为2 mol；同一溶液中浓度之比等于物质的量之比，所以原溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2的浓度之比为4 mol∶2 mol＝2∶1。‎ 答案　C ‎9．(2016·浙江省镇海中学月考)下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确的是(　　)‎ A．CuSO4变成CuSO4·5H2O是物理变化 B．一定条件下，新制的Cu(OH)2悬浊液能与乙醛反应但不能与乙酸反应 C．CuO是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2‎ D．Cu2O遇硝酸可能会被氧化成Cu2＋‎ 解析　CuSO4变成CuSO4·5H2O属于化学变化，A错；Cu(OH)2是碱，能与酸反应，B错；CuO不能与水反应，C错；Cu2O中铜处于低价态，能被强氧化剂硝酸氧化。‎ 答案　D ‎10．(2016·湖州市高三一模)某矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3，以及少量Fe2O3、FeO和SiO2。按如下流程可制得Cu3N和铁红。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．每生成1 mol Cu3N，转移的电子为6 mol B．滤液G可以并入滤液E加以利用 C．加入NH4HCO3溶液需控制温度以抑制NH4HCO3分解 D．由FeCO3转化为Fe2O3的操作包括洗涤、干燥、空气中煅烧 解析　某矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3，以及少量Fe2O3、FeO和SiO2，与酸反应，SiO2不反应，过滤滤渣A为是SiO2，滤液B中含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋，加C过滤，滤渣D最终转化为Cu3N，滤液最终转化为氧化铁，所以滤液E中含有Fe2＋，滤渣D为Cu和多余的Fe，C为铁粉，滤渣D加酸溶解，过滤，滤液G为Fe2＋溶液，滤渣F为Cu；滤液E中含有Fe2＋与碳酸氢铵反应生成FeCO3，FeCO3在空气中煅烧得到Fe2O3。A项，Cu转化为 Cu3N，Cu的化合价升高1价，则每生成1 mol Cu3N，转移的电子为3 mol，故A错误；B项，由分析可知，滤液G为Fe2＋溶液，滤液E中含有Fe2＋，所以滤液G可以并入滤液E加以利用，故B正确；C项，温度太高，会促进NH4HCO3分解，所以需控制温度以防止NH4HCO3分解，故C正确；D项，通过过滤把FeCO3从溶液中分离出来，需要洗涤、干燥，然后在空气中煅烧就得到Fe2O3，故D正确。‎ 答案　A 二、非选择题 ‎11．(2015·浙江1月学考)向炭粉、Cu和Fe2O3组成的混合粉末中加入一定量的稀硫酸，充分反应后过滤，得到溶液A，将沉淀物洗涤、干燥，得到固体B。‎ ‎(1)溶液A中一定存在的金属阳离子是________。‎ ‎(2)关于固体B的成分，下列选项中可能的有________。‎ A．炭粉 B．炭粉和Cu C．炭粉和Fe2O3 D．Cu和Fe2O3‎ E．炭粉、Cu和Fe2O3‎ 解析　(1)当铜过量或恰好与铁离子完全反应时，此时溶液A中不含有Fe3＋，一定含有Fe2＋、Cu2＋；当铜不足时，铜完全反应后Fe3＋有剩余，则A溶液中含有金属离子为：Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋，所以A溶液中一定含有的金属阳离子为：Fe2＋、Cu2＋。(2)A项，炭粉：当稀硫酸足量，且铜恰好与氧化铁与稀硫酸反应生成铁离子时，剩余的固体只有炭粉，故A正确；B项，炭粉和Cu：当铜粉过量时，反应后的固体可能为炭粉和铜，故B正确； C项，炭粉和Fe2O3：当稀硫酸不足时，铜完全反应，氧化铁部分溶解，则剩余的固体为炭粉和氧化铁，故C正确；D项，Cu和Fe2O3：剩余的固体中一定含有炭粉，故D错误；E项，炭粉、Cu和Fe2O3：当稀硫酸不足时，炭粉、铜和氧化铁都可能有剩余，故E正确；故答案为：ABCE。 ‎ 答案　(1) Fe2＋、Cu2＋　(2)ABCE ‎12．(2016·浙江省义乌中学选模拟)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_____________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 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，加入的金属粉末能将Cu2＋从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe或Zn等。‎ 答案　(1)固体逐渐溶解，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生　Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O　(2)铁粉　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu ‎13．(2016·杭州西湖高中高三模拟)某同学欲在实验室中对Fe3＋与I－的反应进行探究，实现Fe2＋与Fe3＋的相互转化。‎ ‎(1)该同学最初的实验操作和现象如下：‎ 编号 操作 现象 Ⅰ 先向2 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水 Ⅱ 先向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1 mol/L KI溶液 ‎①实验Ⅱ的预期现象为_________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎②FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为______________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(2)该同学在进行实验I时，加入的氯水过多，导致出现的红色又褪去，则可能的原因是________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)①Fe3＋遇到KSCN溶液，溶液变红，发生Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，因此滴加KSCN溶液，整个溶液显血红色，Fe3＋具有强氧化性，I－具有强还原性，两者发生氧化还原反应，即离子反应方程式为：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，滴入碘化钾溶液后，血红色褪去；②Fe2＋具有还原性，Cl2具有强氧化性，两者发生氧化还原反应，其离子反应方程式为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；(2)氯水中含有次氯酸，次氯酸具有强氧化性，把Fe3＋进一步氧化，或者把SCN－氧化，使溶液的颜色褪色。‎ 答案　(1)①滴加KSCN溶液显(血)红色，滴入KI后(血)红色褪去　②2Fe2＋ ＋ Cl2===2Fe3＋ ＋ 2Cl－ ‎ ‎(2)过量氯水将KSCN(Fe3＋)氧化，其他合理答案均可 ‎14．(2016·温州十校联考)为探究不溶性盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：‎ 已知，各步反应所需试剂均过量，请回答：‎ ‎(1)X的化学式为_____________________________________________________。‎ ‎(2)写出X与稀硫酸反应的离子方程式____________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)红色固体B的硫酸盐溶液与纯碱溶液反应能得到X，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。‎ 解析　黑色固体高温下能与CO反应生成红色固体B，说明B为Cu，其物质的量为0.05 mol，混合气体1.68 g经过无水CaCl2后剩余1.32 g，说明混合气体中含H2O 0.02 mol，气体A 1.32 g通入Ba(OH)2溶液中得到沉淀5.91 g，说明混合气体中含CO2 0.03 mol。由此可知，X中含Cu2＋ 0.05 mol，含CO 0.03 mol，根据电荷守恒规则，含OH－ 0.04 mol，所以X的化学式为Cu5(OH)4(CO3)3或2Cu(OH)2·3CuCO3。‎ 答案　(1)Cu5(OH)4(CO3)3或2Cu(OH)2·3CuCO3‎ ‎(2)Cu5(OH)4(CO3)3＋10H＋===5Cu2＋＋7H2O＋3CO2↑‎ ‎(3)5CuSO4＋7Na2CO3＋4H2O===Cu5(OH)4(CO3)3↓＋5Na2SO4＋4NaHCO3‎ ‎15．(2017·台州第四次统考)已知A、B、C、D、E、F可发生如下图所示的转化(反应过程中部分产物已省略)。其中化合物A由两种元素组成，且1.200 g A与足量空气充分煅烧得到0.800 g B和1.280 g D，溶液C可以清洗印刷电路板，D是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。请回答下列问题。‎ ‎(1)A的组成元素是________。‎ ‎(2)写出A→B ＋D的化学方程式_________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出E→F在溶液中发生的离子方程式_________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)溶液C可以清洗印刷电路板，则C为FeCl3溶液，D是一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，D能与水反应生成E，E能与氯气反应生成F，则D为SO2，E为亚硫酸，F为硫酸，1.200 g A与足量空气充分煅烧得到0.800 g B和1.280 g SO2，B与盐酸反应生成FeCl3，则B为氧化铁，化合物A由两种元素组成，这两种元素为Fe、S。(2)根据上述分析，A为FeS2，FeS2在足量空气中充分煅烧生成氧化铁和SO2，化学反应方程式为：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。(3)根据上述分析，E为亚硫酸，亚硫酸和氯气发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸，反应的离子方程式为H2O＋H2SO3＋Cl2===4H＋＋SO＋2Cl－。‎ 答案　(1)Fe、S　(2)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2‎ ‎(3)H2O＋H2SO3＋Cl2===4H＋＋SO＋2Cl－‎