高考第一輪復(fù)習(xí)——鐵、銅的性質(zhì)（學(xué)案含答案）

1、.年 級高三學(xué) 科化學(xué)版 本蘇教版內(nèi)容標(biāo)題高三第一輪復(fù)習(xí)：鐵、銅的性質(zhì)【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：鐵、銅的性質(zhì)二. 教學(xué)目的認(rèn)識鐵是一種較活潑的金屬，理解鐵的物理性質(zhì)，掌握鐵的化學(xué)性質(zhì)；掌握鐵的有關(guān)性質(zhì)實(shí)驗以及對實(shí)驗現(xiàn)象的分析；通過演繹法去分析銅及其重要化合物的化學(xué)性質(zhì)。三. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)鐵的性質(zhì)及有關(guān)性質(zhì)實(shí)驗和實(shí)驗現(xiàn)象的分析四、教學(xué)過程：一鐵及其化合物的性質(zhì)1、鐵在周期表中的位置及構(gòu)造鐵位于第四周期第族，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2原子構(gòu)造示意圖為在化學(xué)反響中易失去兩個或三個電子形成2或3價：Fe2eFe2+；Fe3eFe3+2、純鐵具有銀白色光澤、密度大，

2、熔沸點(diǎn)高，延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性較好、能被磁鐵吸引。純鐵的抗腐蝕才能很強(qiáng)，通常我們所見的鐵中由于含有碳等物質(zhì)，抗腐蝕才能較弱，易發(fā)生電化腐蝕。在酸性介質(zhì)中發(fā)生：析氫腐蝕： 負(fù)極：Fe2eFe2；正極反響為：2H+2eH2； 在中性或堿性介質(zhì)中發(fā)生：吸氧腐蝕：負(fù)極：Fe2eFe2；正極反響為：2H2OO24e- 4OH-3、化學(xué)性質(zhì)：鐵是較活潑的金屬，易失去最外層和次外層的電子，常顯+2、+3價，且Fe3+比Fe2+穩(wěn)定。1與非金屬反響：鐵與強(qiáng)氧化劑反響生成3價鐵的化合物，與弱氧化劑反響生成2價鐵的化合物。如：3Fe+2O2Fe3O4；2Fe+3Cl22FeCl3；Fe+SFeS2與水反響：鐵在加

3、熱至紅熱時能與水蒸氣發(fā)生反響。3Fe+4H2OgFe3O4+4H2 常溫下，鐵與水不起反響，但在水和空氣里O2、CO2等共同作用下，鐵易被腐蝕。3與酸反響：非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2+H2氧化性酸：常溫下，鐵遇濃硫酸、濃硝酸會鈍化，加熱條件下可發(fā)生氧化復(fù)原反響。Fe+4HNO3過量=FeNO33+NO+2H2O3Fe過量+8HNO3=3FeNO32+2NO+4H2OFe+6HNO3濃FeNO33+3NO2+3H2O4與鹽溶液反響：FeCu2Fe2Cu；Fe2Fe33Fe24、鐵的重要化合物：鐵的氧化物名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4價態(tài)+2+3+2、+3俗名鐵

4、紅磁性氧化鐵名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性不溶于水與HCl反響與HNO3反響與HI反響特性不穩(wěn)定。在空氣中加熱，易被氧化成四氧化三鐵。用作油漆的顏料等具有磁性FeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+ + 3H2OFe3O4+8H+=Fe2+ +2Fe3+ +4H2O 3FeO+10HNO3=3FeNO33+NO+5H2OFe2O3+6H+=2Fe3+ + 3H2O 3Fe3O4+28HNO3=9FeNO33+NO+14H2OFeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6HI=2FeI2+I2+3H2OFe3O4+8HI=3FeI2+I2+

5、4H2O鐵的氫氧化物名稱氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學(xué)式FeOH2FeOH3色態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性難溶于水難溶于水與HCl反響FeOH2+2H+=Fe2+ 2H2OFeOH3+3H+=Fe3+ 3H2O熱穩(wěn)定性無O2條件下，生成FeO，有O2時4FeOH2+O2+2H2O=4FeOH3白色灰綠色紅褐色2FeOH3=Fe2O3 + 3H2O制備Fe2+ 2OH=FeOH2Fe3+ 3OH=FeOH3說明：1、鐵在化學(xué)反響中不僅可失去最外層的電子顯2價，還可以失去部分次外層的電子顯3價，當(dāng)失去d能級中1個電子時，形成3d5的半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，因此，鐵的3價化合物較穩(wěn)定。2、鐵的三種價態(tài)之間的轉(zhuǎn)變

6、：鐵三角之間的關(guān)系3、鐵在冷的濃硝酸和濃硫酸中鈍化，但在熱的濃硫酸或濃硝酸中可以發(fā)生氧化復(fù)原反響。鐵在稀硝酸中發(fā)生氧化復(fù)原反響時，鐵元素的價態(tài)與鐵和硝酸的量的多少有關(guān)，當(dāng)鐵過量時，生成2價鐵，當(dāng)硝酸過量時，生成3價鐵。4、Fe2和Fe3的檢驗1觀察法：其溶液呈棕黃色者是Fe3，呈淺綠色者是Fe22H2S法：通入H2S氣體或參加氫硫酸，有淺黃色沉淀析出者是Fe3+，無明顯變化的是Fe2+。3KSCN法：參加KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，呈血紅色者是Fe3+，無明顯變化的是Fe2+。Fe3+3SCNFeSCN3 4苯酚法：參加苯酚溶液，呈紫色者是Fe3+，無明顯變化的是Fe2+。Fe3+6C6

7、H5OH FeC6H5O63-6H+ 5堿液法：分別通入氨氣或參加氨水或堿液，生成紅褐色沉淀者是Fe3+，生成白色沉淀，并變?yōu)榛揖G色，最終變成紅褐色者是Fe2+。6淀粉KI試紙法：能使淀粉KI試紙變藍(lán)者為Fe3+，無明顯變化的是Fe2+。2Fe3+2I2Fe2+ I27銅片法：分別參加銅片，銅片溶解且溶液變?yōu)樗{(lán)色者是Fe3+，無明顯變化的是Fe2+。2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+ 8KMnO4法：分別參加少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫紅色變淺的是Fe3+，顏色根本無變化的是Fe2+：5Fe2+MnO48H+5Fe3+Mn2+4H2O例1. 以下物質(zhì)發(fā)生反響時其離子方程式正確的

8、選項是A. 鐵與三氯化鐵溶液反響：FeFe3+2Fe2+B. 足量的氯氣通入溴化亞鐵溶液中：2Fe2+4Br3Cl22Fe3+2Br26ClC. FeOH3跟鹽酸反響：FeOH33H+Fe3+3H2OD. FeS跟稀硝酸反響：FeS2H+Fe2+H2S解析：離子方程式判斷正誤，主要從元素守恒、電荷守恒、得失電子守恒以及是否符合題意、是否部分化簡等角度分析：A中電荷和得失電子均不守恒，不正確；B、C正確；D中2價的S和Fe2+都具有強(qiáng)的復(fù)原性，都能被硝酸氧化成高價的物質(zhì)，故D錯誤。答案：BC例2. 適量鐵粉與稀硝酸恰好完全反響，那么鐵粉與HNO3的質(zhì)量比不可能為:A. 13B. 31C. 29D

9、. 14解析：鐵與稀硝酸反響的規(guī)律：硝酸過量時按：Fe4HNO3FeNO33NO2H2O鐵過量時按：3Fe8HNO33FeNO322NO4H2O當(dāng)鐵和硝酸的物質(zhì)的量之比1：4，或質(zhì)量比2：9時，按反響式進(jìn)展；當(dāng)鐵和硝酸的物質(zhì)的量之比3：8，或質(zhì)量比1：3時，按反響式進(jìn)展；當(dāng)1：4鐵和硝酸的物質(zhì)的量之比3：8時，或質(zhì)量比在2：9到1：3之間時，按反響、式進(jìn)展，此時，同時生成了FeNO32和FeNO33鐵粉和硝酸都完全反響。綜上所述，此題的答案為B答案：B例3. 將13.92克Fe3O4溶于過量稀H2SO4中，再參加0.2mol/LK2Cr2O7溶液50mL，恰好使溶液中不再含有Fe2，那么K2C

10、r2O7的復(fù)原產(chǎn)物中Cr元素的化合價為：A. 6B. 3C. 2D. 1解析：此題考察的是Fe2+和Fe3+之間的互相轉(zhuǎn)化。在酸性條件下K2Cr2O7氧化Fe2+生成Fe3+，F(xiàn)e2+失去的電子總數(shù)K2Cr2O7得到的電子總數(shù)。由于Fe3O4可以看成是Fe2O3·FeO，那么13.92克Fe3O4含有的Fe2+總量為13.92g/232g/mol0.06mol，轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為0.06mol，0.2mol/L×0.05LK2Cr2O7得到的電子總數(shù)0.06mol，那么復(fù)原產(chǎn)物中Cr元素的化合價為3價答案：B例4. 圖為制備FeOH2實(shí)驗的改進(jìn)裝置，使用該裝置將能在較長時間內(nèi)

11、觀察到白色絮狀沉淀。 如何操作該裝置才能得到FeOH2？ 解釋為何能在較長時間內(nèi)觀察到FeOH2白色沉淀。解析：FeOH2露置于空氣中迅速被空氣中的氧氣氧化生成紅褐色的FeOH3，因此，在制備過程中一定要防止空氣等氧化劑進(jìn)入，以防FeOH2被氧化。在上圖裝置中，翻開止水夾a利用稀硫酸與鐵反響產(chǎn)生H2和FeSO4溶液，用H2趕跑裝置中的空氣，然后再關(guān)閉止水夾a，利用H2產(chǎn)生的壓力將FeSO4溶液壓入B裝置中與NaOH作用產(chǎn)生白色的FeOH2沉淀，由于在制備過程中排除了空氣的干擾，因此，產(chǎn)生的FeOH2白色沉淀可以保存較長時間。答案：1翻開止水夾a利用稀硫酸與鐵反響產(chǎn)生H2和FeSO4溶液，用H2

12、趕跑裝置中的空氣，然后再關(guān)閉止水夾a，利用H2產(chǎn)生的壓力將FeSO4溶液壓入B裝置中與NaOH作用產(chǎn)生白色的FeOH2沉淀2利用H2趕跑裝置中和溶液中的空氣，使得產(chǎn)生的FeOH2白色沉淀與氧化劑不接觸，不能發(fā)生氧化復(fù)原反響，所以能保存較長時間例5. 某赤鐵礦石經(jīng)處理后檢測只含有雜質(zhì)CuO、FeO，化學(xué)研究性小組的同學(xué)取試樣ag，在加熱條件下用足量的CO將其充分復(fù)原后，得金屬混合物10g，生成的CO2用過量的澄清石灰水吸收，得到20.0g沉淀。試答復(fù)：1a g；2另取ag上述礦石試樣溶于200mL 2.50mol/L的H2SO4溶液，充分反響后，那么計算所得溶液中cH+= 忽略溶液體積的變化。3

13、將2所得溶液以惰性電極電解，當(dāng)電路中通過0.2mol電子時，停頓電解。試通過計算和推理判斷電解過程中陰極上是否一定有金屬析出。解析:1用CO復(fù)原金屬氧化物時：CuOCOCuCO2；FeOCOFeCO2，CO承受一個O生成CO2，因此生成的CO2的物質(zhì)的量就等于原金屬氧化物中所含O的物質(zhì)的量。根據(jù)題意，生成了0.2mol的CO2，說明原金屬氧化物中含有0.2mol的O，即3.2g的O原子，那么根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得試樣的質(zhì)量為：a13.2g2樣品溶于硫酸時，生成CuSO4和FeSO4，相當(dāng)于原金屬氧化物中的O被SO42代替，那么消耗的硫酸的物質(zhì)的量原金屬氧化物中O原子的物質(zhì)的量0.2mol，那么剩

14、余硫酸的物質(zhì)的量為0.2L×2.50mol/L0.2mol0.3mol，那么cH+0.3mol×2÷0.2L3mol/L；3假設(shè)13.2g固體全為FeO，那么其物質(zhì)的量為13.2g/88g/mol0.15mol，小于電路中通過的電子的電量，說明在溶液中肯定存在Cu2，在電解過程中在陰極肯定有Cu析出。答案：1a13.2g；23mol/L；3肯定有金屬析出二銅及其重要的化合物：銅位于第四周期第B族，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1，銅是一種亮紅色的固體，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。銅在化學(xué)反響中易失去兩個電子形成2價。銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，一般不

15、與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反響，利用銅的這一性質(zhì)，古代人用銅制作貨幣。但銅在特定的條件下，也能被許多氧化性物質(zhì)所氧化。如：1、銅在加熱條件下與O2、S、Cl2等非金屬單質(zhì)化合：2CuO22CuO；2CuSCu2S；CuCl2CuCl2在潮濕空氣中還可發(fā)生腐蝕生成綠色的銅銹：2CuO2H2OCO2Cu2OH2CO32、銅與非氧化性酸一般不反響，但與強(qiáng)氧化性酸，那么可以發(fā)生氧化復(fù)原反響，但無H2產(chǎn)生：如：Cu2CuSO4SO22H2O3、銅還可以與某些鹽溶液反響：如：2FeCl3 Cu2FeCl2CuCl2；Cu2AgNO3 CuNO32 2Ag4、銅的冶煉：工業(yè)上，主要采用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅。這

16、種方法冶煉的銅，其含量為99.5%99.7%，還有Ag、Au、Fe、Zn等雜質(zhì)。要到達(dá)電氣化消費(fèi)銅的要求，這種由黃銅礦高溫冶煉的銅還必須經(jīng)過電解精煉，電解精煉得到的銅，其含量高達(dá)99.95%99.98%。5、銅及其化合物的互相轉(zhuǎn)化關(guān)系：說明：1、銅在和強(qiáng)氧化性物質(zhì)如：X2、O2等反響時生成2價，而在和S等弱氧化性物質(zhì)反響時，那么生成1價。銅可以和強(qiáng)氧化性酸反響，但不能與H+作用；2、CuO在高溫下可以分解產(chǎn)生Cu2O和O2。在用H2復(fù)原CuO時，也可能產(chǎn)生少量的Cu2O紅色。在有H存在時不穩(wěn)定：Cu2O2HCu2CuH2O，利用這一性質(zhì)，可鑒別H2復(fù)原CuO的產(chǎn)物中是否存在Cu2O；3、銅可以

17、與多種物質(zhì)形成絡(luò)合物，CuCl2在水溶液中存在如下平衡：CuH2O424ClCuCl424H2O，當(dāng)濃度較大時，平衡正向挪動，CuCl42增大，顯綠色，濃度較稀時，平衡逆向挪動，溶液顯藍(lán)色。向Cu2溶液中參加氨水，先生成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)參加氨水，生成深藍(lán)色溶液：Cu22NH3·H2OCuOH22NH4；CuOH24NH3·H2OCuNH3424H2O4、新制的CuOH2可以和含有醛基的物質(zhì)作用產(chǎn)生磚紅色的Cu2O，利用這一性質(zhì)可以鑒別含有醛基的物質(zhì)。CH3CHO2CuOH2CH3COOHCu2O2H2O例6. 銅是生命必需的元素，也是人類最早使用的金屬之一，銅的消費(fèi)對國計民生

18、各個方面都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。請完成以下各題：1在化學(xué)反響中，銅元素可表現(xiàn)為0、+1、+2價。在西漢古籍中有記載：曾青得鐵那么化為銅即曾青CuSO4跟鐵反響就生成銅。試寫出該反響的化學(xué)方程式 。銅器外表有時會生成銅綠Cu2OH2CO3，這層銅綠可用化學(xué)方法除去。試寫出一個除去銅綠而不損壞器物的化學(xué)方程式 。2銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣，試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣。銅的熔點(diǎn)是1183.4，鐵的熔點(diǎn)是1534.8歷史上的“青銅器時期早于“鐵器時期，而近百年才大量使用鋁制品，試分析人類使用這些金屬的時間的事實(shí)與金屬活潑性及冶煉難易的聯(lián)絡(luò) 解析：西漢時期的“曾青得鐵

19、那么化為銅是濕法冶金術(shù)的先驅(qū)，F(xiàn)eCuSO4FeSO4Cu。當(dāng)銅生成銅綠時，銅元素的化合價升高到+2，所以空氣中必有氧化劑參加了反響。因銅在常溫下不與稀硫酸反響，而銅綠那么能與稀酸反響，所以可考慮用稀硫酸清洗。2CuO2H2OCO2Cu2OH2CO3 Cu2OH2CO34H+2Cu2+CO23H2O根據(jù)題給信息以及作貨幣的實(shí)際需要，選擇銅作貨幣不僅是因為銅的熔點(diǎn)比較低，容易鑄造成型，同時銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕，加上銅有迷人的光澤。答案：1FeCuSO4CuFeSO42CuO2CO2H2OCu2OH2CO3Cu2OH2CO322CuSO4CO23H2O2銅的熔點(diǎn)低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，有迷人

20、的光澤，易鑄造。例7. 冶煉金屬一般有以下四種方法：焦炭法；水煤氣或氫氣，或一氧化碳法活潑金屬置換法；電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有I火燒孔雀石煉銅；II濕法煉銅；現(xiàn)代有III鋁熱法煉鉻；IV從光鹵石中煉鎂，對它們的冶煉方法的分析不正確的選項是A. I用B. II用 C. III用D. IV用解析：金屬冶煉的方法很多：電解法用于冶煉活潑性很強(qiáng)的金屬元素，如金屬鈉、鎂、鋁等，MgCl2MgCl2，2Al2O34Al3O2等；熱復(fù)原劑法，用于冶煉活潑性較強(qiáng)的金屬，如：鐵、銅、鋅等金屬：CuOCOCuCO2；Fe2O33CO2Fe3CO2；鋁熱法，用于冶煉高熔點(diǎn)金屬，如：鐵、鉻、鎢等：2A

21、lFe2O32FeAl2O3，2AlWO3WAl2O3；濕法冶金，利用金屬活潑性順序表，排在前面的金屬可以把排在它后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來活潑性強(qiáng)的金屬不與水作用，如：FeCuSO4CuFeSO4；熱分解法，用來冶煉活潑性很弱的金屬，如Hg、Ag等金屬：2HgO2HgO2；化學(xué)平衡法：如用來冶煉金屬鉀：NalKCll NaCllKg，使生成的K從混合物中別離出來，平衡正向挪動來制取金屬鉀。綜上所述，I火燒孔雀石煉銅是熱復(fù)原劑法II濕法煉銅是活潑金屬置換法；III鋁熱法煉鉻，是鋁熱法；IV從光鹵石中煉鎂是電解法。那么此題中符合題意的是：AD答案：BC例8. 在一定條件下，可實(shí)現(xiàn)以下圖所示

22、的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。試填寫以下空白：1孔雀石的主要成分為Cu2OH2CO3，它受熱易分解。上圖中的F是 。2寫出明礬溶液與過量的NaOH溶液反響的離子方程式3圖中所得的C、D都是固體，混合后在高溫下可發(fā)生反響，寫出該反響的化學(xué)方程式 。4B既可與鹽酸反響，又可與NaOH溶液反響，離子方程式分別為5工業(yè)上用電解熔融的B來制單質(zhì)D，每生成1 mol D的同時，可生成 mol E。解析：孔雀石高溫分解：Cu2OH2CO32CuOH2OCO2；明礬主要成份為：KAlSO42，它與過量NaOH溶液反響生成NaAlO2：Al34OHAlO22H2O；CO2可與NaAlO2溶液反響生成AlOH3：AlO22H2OCO2AlOH3HCO3；生成的AlOH3高溫分解產(chǎn)生Al2O3，電解熔融Al2O3制取金屬鋁：2