鐵及其化合物

1、第三講 鐵及其化合物,考點 1,鐵、銅,1物理性質 鐵是銀白色金屬，銅是紫紅色金屬，二者都具有良好的導 電性、導熱性和延展性，其中鐵能被磁鐵吸引,2化學性質,2,3,鐵是第四周期第族元素，常見價態(tài)是_價和_價， 常溫下遇濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化；銅是第四周期第B 族元 素，常見價態(tài)是1 價和2 價,基礎知識,與 Cl2 反應：_，現(xiàn)象：產生棕,色的煙；CuCl2,CuCl2，現(xiàn)象：通常保持紅熱，產生棕色的,煙，溶于水呈溶液藍色,2Fe3Cl2,2FeCl3,與 O2 反應：3Fe2O2 四射，生成黑色固體；2CuO2,Fe3O4，現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星 2CuO，現(xiàn)象：銅絲表面發(fā)黑,與 S 反應：

2、_，現(xiàn)象：固體保持紅熱,生成黑色固體；2CuS(g) 與 I2 反應：FeI2,Cu2S，現(xiàn)象：銅絲表面發(fā)黑。 FeI2,FeS,FeS,1)與非金屬單質的反應,3Fe4H2O(g,Fe3O44H2，現(xiàn)象：鐵粉表面有黑色固,體產生，生成無色無味可燃性氣體。銅通常不與水反應。 (3)與酸反應 與非氧化性酸反應：Fe2HCl=FeCl2H2，銅與非 氧化性酸不反應,銅與氧化性酸反應：CuH2SO4(濃,CuSO4SO2,2H2O；3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O；Cu 4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O。 (4)與鹽溶液反應,2)鐵與水的反應,1鐵在空氣中形

3、成的氧化膜能否保護內部的鐵？ 答：不能，鐵在空氣中形成的氧化膜是疏松的。 2過量鐵與氯氣反應產物是什么？ 答：不論鐵的量多少，與氯氣反應產物都是氯化鐵。 316 g Cu 與硫反應轉移電子的物質的量是多少？ 答：0.25 mol,B 項中鐵發(fā)生鈍化；C 項中發(fā)生反應 Fe2HCl=FeCl2H2， 使溶液質量增加，但有氣體生成；D 項中 ZnSO4 與 Fe 不反應。 答案：A,A硫酸鐵溶液B濃 HNO3 C鹽酸D硫酸鋅溶液,解析：A項中發(fā)生反應2Fe3Fe=3Fe2符合題目要求,增加，但是沒有氣體產生的是,1常溫下把鐵片投入到下列溶液中，鐵片溶解，溶液質量,斷都正確的是,2下表中，對陳述、的

4、正確性及其有無因果關系的判,解析：銅表面不能形成致密氧化膜；銅和濃硫酸在常溫下 反應非常緩慢，但隨著反應過程中放熱，反應速率會越來越快 的，所以不能用銅制容器裝濃硫酸，B 錯誤；因為 Fe 比 Cu 活 潑，所以形成 FeCu 的原電池中，F(xiàn)e 作負極，更容易被氧化 生銹，C 錯誤；硫酸銅晶體失去結晶水的過程是化學變化，D 錯誤,答案：A,考點 2,鐵、銅的氧化物,鐵紅,磁性氧化鐵,黑色,黑色,黑色,紅棕色,1寫出 Fe3O4 與鹽酸反應的離子方程式,上存在或曾經存在過水。以下敘述正確的是,答：Fe3O48H=Fe22Fe34H2O,2寫出 Fe2O3 與氫碘酸反應的離子方程式,3在火星上工作

5、的美國“勇氣號”、“機遇號”探測車的 一個重要任務就是收集有關 Fe2O3 及硫酸鹽的信息，以證明火星,答：Fe2O32I6H=2Fe2I23H2O,B檢驗從火星上帶回來的紅色物質是否是 Fe2O3 的操作步 驟為樣品粉碎加水溶解過濾向濾液中滴加 KSCN 溶液 C分別還原 a mol Fe2O3 所需 H2、Al、CO 的物質的量之,比為 323,D明礬屬硫酸鹽，含結晶水，是混合物,解析：A 中鋁熱劑是指能發(fā)生鋁熱反應的物質，不單是指 Al 和 Fe2O3，鋁與其他難熔金屬氧化物也可稱為鋁熱劑；B 中 Fe2O3 難溶于水，故用該實驗方法不能檢驗該紅色物質是否是 Fe2O3；D 中明礬是結晶

6、水合物，是純凈物，不是混合物,答案：C,A鋁熱劑就是單指 Fe2O3 粉和鋁粉的混合物,4已知酸性條件下有如下反應：2Cu+=Cu2Cu。由,于反應溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，可能產生 Cu 或 Cu2O， 兩者都是紅色固體。一同學對某次用氫氣還原氧化銅實驗所得 的紅色固體產物作了驗證，實驗操作和實驗現(xiàn)象記錄如下,由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產物是,A.Cu B.Cu2O C.一定有 Cu，可能有 Cu2OD.一定有 Cu2O，可能有 Cu,解析：H2 還原 CuO 生成紅色固體，可能是 Cu 和 Cu2O 中 的一種或兩種，加入稀 H2SO4 溶液變藍和得到紅色固體，證明 原固體中含

7、Cu2O，而 Cu 不能證明其有無。 答案：D,考點 3,鐵、銅的氫氧化物,白色,紅褐色,藍色,Fe(OH)2,2H+=Fe2,2H2O,Fe(OH)3,3H+=Fe3,3H2O,Cu(OH)2,2H+=Cu2,2H2O,3Fe(OH)2+10H,NO3 =3Fe3,NO+8H2O,2Fe(OH)3,Fe2O3+3H2O,Cu(OH)2,CuO+H2O,被氧化；加稀硫酸防 Fe2+ 水解；煮,1氫氧化亞鐵溶液露置于空中會發(fā)生什么反應？ 答：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3,加少量的還原鐵粉防 Fe2,沸 NaOH 溶液，趕走溶解的氧氣；膠頭滴管將 NaOH 溶液伸 入 FeSO4

8、 溶液液面以下，防在滴加過程帶入氧氣,2氫氧化亞鐵極易被氧化，據此試回答以下幾個問題： 配制 FeSO4 溶液要注意哪些方面？ 為什么要煮沸 NaOH 溶液？ 在制備氫氧化亞鐵時，膠頭滴管為什么要伸到液面以 下,答：煮沸蒸餾水，趕走水中的溶解氧，配制 FeSO4 溶液,5工業(yè)上制備氯化銅時，是將濃鹽酸用蒸氣加熱至 80 左右，慢慢加入粗制氧化銅粉末(含雜質氧化亞鐵)，充分攪拌， 使之溶解，反應如下： CuO2HCl=CuCl2H2O FeO2HCl=FeCl2H2O,是(,已知：pH9.6時，F(xiàn)e2以Fe(OH)2形式完全沉淀；pH6.4,時，Cu2以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH在34時

9、，F(xiàn)e3以,Fe(OH)3的形式完全沉淀。除去溶液中的Fe2，可以采用的方法,答案：C,B加純銅粉，將Fe2還原出來,C先將Fe2氧化成Fe3，再調節(jié)pH在34,D通入硫化氫，使Fe2直接沉淀,解析：根據題給信息，在調節(jié)pH由小到大的過程中，使各,離子完全沉淀的先后順序應是Fe3、Cu2、Fe2，所以應先將,Fe2氧化為Fe3，再除去，選C,A直接加堿，調整溶液 pH9.6,再擠出氨水。其中必須進行的操作及其正確順序是,6制取 Fe(OH)2 并使之能久存，可采取的操作有：加入 少量植物油；溶解 FeSO4 配成溶液；把蒸餾水加熱煮沸并 密封冷卻；加入少量鐵屑；加入少量 CCl4；向 FeSO

10、4 溶 液中滴入足量氨水；把盛有氨水的滴管伸入 FeSO4 溶液中后,A C,B D,解析：由于 Fe(OH)2 易被氧化，所以溶解 FeSO4 的水應煮 沸以除去其中溶解的氧氣，在 FeSO4 溶液中應加入少量鐵屑防,氨水的滴管伸入 FeSO4 溶液中后再擠出氨水。 答案：B,止Fe2被氧化，在其溶液中加植物油是隔絕空氣，然后把盛有,Fe2+、Fe3+和Cu2+的鑒別,考點 4,1化學性質,對應的鹽溶液顏色通常分別為淺綠色、黃色及藍色(實際顏色與,Fe2、Fe3和Cu2三種離子的鹽溶液因水解均呈現(xiàn)酸性,鹽溶液的濃度有關)。Fe2的鹽溶液通常表現(xiàn)為還原性，F(xiàn)e3 的鹽溶液則主要表現(xiàn)為較強氧化性

11、，Cu2的鹽溶液有一定的氧 化性,2Fe2和 Fe3的鑒別,棕黃色,淺綠色,紅褐色,1) 觀 察 法 ： Fe3鹽 溶 液 呈 _ ， Fe2鹽 溶 液 呈 _。 (2)SCN法：滴入 KSCN 或其他可溶性硫氰化物溶液，呈,_的是 Fe3溶液，不變色的是 Fe2溶液,血紅色,3)堿液法：分別加入堿液(如氨水)，生成_沉淀的是 Fe3溶液，先生成_沉淀，又迅速轉變?yōu)開，最后,變?yōu)開的是 Fe2溶液,白色絮狀,灰綠色,紅褐色,4)H2S 法：分別通入 H2S 氣體或加入氫硫酸，有_ 沉淀析出(或_)的是 Fe3溶液，無此現(xiàn)象的是 Fe2溶液。 (5)苯酚法：分別滴入苯酚溶液，溶液呈_的是 Fe3

12、,不變色的是 Fe2,淡黃色,混濁,紫色,變藍,6)淀粉KI 法：能使淀粉碘化鉀試紙_的溶液是 Fe3， 無此現(xiàn)象的是 Fe2。 (7)KMnO4(溴水)法：分別加入少量酸性 KMnO4 溶液(或溴 水)，能使之_的是 Fe2溶液，不能使之褪色的是 Fe3 溶液。 (8)銅片法：分別加入銅片，溶液逐漸變?yōu)開色的是 Fe3 溶液，不變色的的 Fe2溶液。 (9)此外還可利用 Na2CO3、Na2S 等鑒別,褪色,藍,1配制可溶性鐵鹽與亞鐵鹽、銅鹽的溶液應采取什么措,施,答：因 Fe2、Fe3、Cu2易水解，且 Fe2易被空氣中 的氧氣氧化(要加鐵粉)，故配制過程為先將它們溶解在對應的酸 中，然后

13、加水稀釋到指定的濃度,2在 Cu2、Fe2、Fe3混合溶液中的除去 Fe2、 Fe3,雜質，采用什么方法,答：原理是利用 Fe2、Cu2、Fe3水解完全生成沉淀 所需的 pH 范圍不同。一般操作方法是先加入氧化劑，將 Fe2 氧化成 Fe3，然后加入 CuO、Cu(OH)2、CuCO3 等物質(不引 入雜質離子)，調節(jié)溶液的 pH，待 Fe3水解完全生成沉淀(此 時其他離子不水解)，過濾除去,3用離子方程式表示可溶性鐵鹽能凈水的原理,答：Fe33H2O,Fe(OH)3(膠體)3H,4如何檢驗 Cu2？ 答：(1)觀察法，含 Cu2的溶液呈藍綠或藍色。 (2)加 NaOH 溶液，產生藍色絮狀沉淀

14、。 (3)加 Na2S 溶液，產生黑色沉淀，沉淀溶于稀 HNO3,7某學生設計了如圖 3151 的方法對 A 鹽進行鑒定： 圖 3151,AA 中一定有 Fe3,由此分析，下列結論中，正確的是,BB 為 AgI 沉淀,CC 中一定有 Fe3,DA 一定為 FeBr2 溶液,答案：C,分反應后，其結果是,B往溶液中滴入無色 KSCN 溶液，顯紅色,8將 1.12 g 鐵粉加入 25 mL 2 mol/L 的氯化鐵溶液中，充,A鐵有剩余，溶液呈淺綠色，Cl濃度基本不變,考點 5,金屬的通性及合金,1金屬的通性,2.金屬的冶煉,3.合金,1冶煉金屬鎂能否用電解氧化鎂的方法,答：不能，氧化鎂熔點很高，

15、對電解池材料的要求很高， 且需要比電解氯化鎂多得多的能耗，不符合工業(yè)生產的低成本 的原則,2冶煉金屬鋁能否用電解氯化鋁的方法？ 答：不能，熔融狀態(tài)下的氯化鋁不導電,10所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔融 狀態(tài)下形成的一種熔合物，根據下列四種金屬的熔沸點,其中不能形成合金的是,ACu 和 Al CFe 和 Na,BFe 和 Cu DAl 和 Na,解析：形成合金必須滿足各成分金屬都要有共同的液態(tài)溫 度范圍(即合金中一種金屬的熔點要高于另一種金屬的熔點但 低于它的沸點)，這樣才能熔合在一起。當鐵熔化時，鈉已經變 成鈉蒸氣了，所以鐵和鈉不具備形成合金的條件。 答案：C,熱點 1,合金

16、,典例 1】(2011 年廣東深圳檢測，雙選)鎂鋁合金質優(yōu)體輕， 又不易銹蝕，已大量用于航空工業(yè)、造船工業(yè)、日用化工等領,域。下列關于鎂鋁合金的性質的敘述中，正確的是( A此合金的熔點比鎂和鋁的熔點都高 B此合金能全部溶解于稀鹽酸中 C此合金能全部溶解于氫氧化鈉溶液中 D此合金的硬度比鎂和鋁的硬度都大,解析：合金的熔點一般情況下低于其組分金屬的熔點；鎂 不與氫氧化鈉反應。 答案：BD,下列有關汞合金的說法不正確的是( A汞合金的熔點比汞的低 B汞合金的強度和硬度比錫的大 C汞合金的毒性遠低于汞的毒性,1汞合金是目前使用較多的補牙材料，英國新科學家 雜志發(fā)表了一篇文章，對汞合金補牙材料的安全性提

17、出了質疑。 汞合金補牙材料中除了水銀(汞)外，還含有鋅、錫、銅等金屬,D汞合金具有金屬的特性，但性質并不是其各成分金屬性 質的簡單加和 解析：汞在常溫下呈液態(tài)，而汞合金的熔點由題給信息知 比汞的熔點高，故選 A。 答案：A,Fe2+、Fe3+的相互轉化,熱點 2,1,典例 2】(2010 年全國卷)能正確表示下列反應的離子方,程式是,2下列物質反應后一定有3 價鐵生成的是,過量的 Fe 與 Cl2 反應,Fe 與過量稀 H2SO4 反應后,再向其中加 KNO3,Fe(NO3)2 溶液中加少量鹽酸,Fe 和 Fe2O3 的混合物溶于鹽酸中,A只有 C只有,B只有 D全部,酸生成 FeCl3 的反

18、應，但題中未給出反應物間相對量的關系， 若鐵是足量的，則能將生成的 FeCl3 全部還原為 FeCl2,答案：C,1(2009 年廣東化學，雙選)出土的錫青銅(銅錫合金)文物,常有 Cu2(OH)3Cl 覆蓋在其表面。下列說法正確的是,A錫青銅的熔點比純銅高 B在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫對銅起保護作用 C錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快 D生成 Cu2(OH)3Cl 覆蓋物是電化學腐蝕過程，但不是 化學反應過程 解析：A 項合金的熔點一般比組分金屬低；D 項電化學腐 蝕過程一定是化學反應過程。 答案：BC,有,2(2010 年廣東中山調研)將 Fe，Cu，F(xiàn)e2，F(xiàn)e3和 Cu2盛于

19、同一容器中充分反應，如 Fe 有剩余，則容器中只能,ACu，F(xiàn)e3 CCu，Cu2，F(xiàn)e,BCu，F(xiàn)e2，F(xiàn)e DFe2，F(xiàn)e3,解析：比較氧化性：Fe2Cu2Fe3，F(xiàn)e 可被 Cu2和Fe3氧化為 Fe2，Cu 可被 Fe3氧化為 Cu2，容 器內有 Fe 剩余，則容器內必然不存在 Cu2和Fe3，只有B 項符合。 答案：B,3(2011 年廣東湛江模擬)下列說法正確的是,A在船舶的外殼上銅塊可防止其發(fā)生電化學腐蝕 BMnO2、FeCl3 和 CuSO4 都可加快 H2O2 的分解速率 C FeCl3 溶液和 Fe2(SO4)3 溶液加熱蒸干、灼燒都得到 Fe2O3,D用惰性電極分別電解

20、CuCl2 溶液和 MgCl2 溶液分別得 到單質 Cu 和 Mg 解析：船體材料主要為鐵，即構成 FeCu 電池，F(xiàn)e 更活 潑作為負極被腐蝕，A 錯誤；Fe2(SO4)3 是難揮發(fā)性酸硫酸的鹽， 溶液蒸干灼燒產物依然是 Fe2(SO4)3，C 錯誤；電解 MgCl2 的 產物是 Mg(OH)2、H2和 Cl2，D 錯誤。 答案：B,1下列有關純鐵的描述正確的是,A熔點比生鐵的低 B與相同濃度的鹽酸反應生成氫氣的速率比生鐵的快 C在潮濕的空氣中比生鐵容易被腐蝕 D在冷的濃硫酸中可鈍化 解析：生鐵屬于合金，其熔點比純鐵的低；生鐵與鹽酸反 應及生鐵在潮濕空氣中的腐蝕，因形成原電池，故反應速率均

21、比純鐵的快；常溫下鐵在濃硫酸、濃硝酸中均發(fā)生鈍化。 答案：D,2下列化合物可通過化合反應制備的是,Fe(OH)3,CuS,NaHCO3,FeCl2 FeCl3,A全部 B除外 C除外 D除外 解析：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3；Cu和S 反 應 只 生 成 Cu2S ； Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3； 2FeCl3Fe=3FeCl2；2FeCl2Cl2=2FeCl3。 答案：B,3(雙選)有 NO3、Fe2、Fe3、NH+、H2O 和 H六種 微粒，分別屬于一個氧化還原反應中的反應物和生成物。下列,敘述錯誤的是,A氧化劑與還原劑的物質的量之比為 81 B還原產物為

22、 NH4+ C若有 1 mol NO3參加還原反應，則轉移 3 mol e D若把該反應設計為原電池，則負極反應為 Fe2+e= Fe3 解析：由化合價變化可知 Fe2被硝酸氧化為 Fe3自身被 還原為 NH4+，若有 1 mol NO3參加還原反應，電子轉移 8 mol。 答案：AC,4 某研究性學習小組為了檢驗硫酸亞鐵銨晶體中含 有 NH4+、Fe2、SO42和 H2O，設計了如下實驗步驟：取少量晶 體放在試管內，用酒精燈加熱試管口有液體產生，說明晶體中 含有水；將加熱后剩余的晶體溶解于水，加入用鹽酸酸化過 的氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，說明晶體中含有 SO42；濾 去白色沉淀，向濾液中加

23、入過量的濃氫氧化鈉溶液，加熱，有 能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體產生，說明晶體中含有 NH4+； 向步驟的剩余液體中加入 KSCN 溶液，無明顯變化，再加 入少量氯水，溶液變紅色，說明晶體中含有亞鐵離子，其中不,能達到實驗目的的是,A,B,C,D,解析：能證明晶體中含有水；是 SO42的檢驗，正確； 中產生使紅色石蕊試液變藍的氣體一定為 NH3，證明晶體中 有 NH4+，正確；中加入過量的濃 NaOH 溶液，則 Fe2完全 被 OH沉淀，因此不能達到實驗目的，故選 D,答案：D,5(雙選)在由 Fe、FeO、Fe2O3組成的混合物中加入 100 mL 2 mol/L 的鹽酸，恰好使混合物溶解，

24、并放出 448 mL 氣體(標準,情況)，此時溶液中無 Fe3離子，則下列判斷正確的是,A混合物里三種物質反應時消耗鹽酸的物質的量之比為 113 B反應后所得溶液中的 Fe2與 Cl的物質的量之比為 12 C混合物里，F(xiàn)eO的物質的量無法確定，但 Fe比Fe2O3 的物質的量多 D混合物里，F(xiàn)e2O3的物質的量無法確定，但 Fe比FeO 的物質的量多,解析：根據題意，n(HCl)0.2 mol，生成 n(H2)0.448 L/22.4,反應后再還原 H，由 Fe2Fe3=3Fe2和 Fe與H反應 放出 H2，可知 n(Fe)n(Fe2O3)；由反應后溶液中溶質全為 FeCl2 知，n(Fe2)

25、n(Cl)12；至于混合物中 Fe、Fe2O3 及 FeO 之間量的關系，無從知道,答案：BC,6氯化銅(CuCl22H2O)中含 FeCl2 雜質，為制得純凈氯化 銅晶體，首先將其制成水溶液，然后按下圖 3158 所示操作 步驟進行提純。 圖 3158 氧化劑 X 與物質 Y 的化學式分別是(已知完全沉淀氫氧化物,所需 pH 值：Fe3為 3.7、Cu2為 6.4、Fe2為 9.6,AH2O2、CuO CNaClO、Cu(OH)2,BKMnO4、Na2O DK2Cr2O7、NaOH,解析：可以通過先將 Fe2氧化為 Fe3，再調節(jié)溶液的 pH 使鐵以 Fe(OH)3沉淀形式除去。為了使加入的氧化劑不帶