江蘇省2020版高考化學新增分大一輪復習 專題3 常見的金屬及其化合物 第10講 鐵、銅的獲取及應用講義（含解析）蘇教版.docx

第10講鐵、銅的獲取及應用考綱要求1.了解鐵、銅及其重要化合物的主要性質(zhì)和重要應用。2.認識化學在金屬礦物等自然資源綜合利用和實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化等方面的實際應用。3.了解金屬材料在生產(chǎn)和生活中的重要應用?？键c一鐵及其重要化合物的性質(zhì)1.鐵鐵位于元素周期表中第4周期族，是一種應用最廣泛的過渡金屬元素；鐵元素是一種典型的變價金屬元素。(1)結構(2)鐵的物理性質(zhì)銀白色固體，熔點較高，具有良好的導熱、導電、延展性，能被磁鐵吸引。(3)鐵的化學性質(zhì)鐵元素性質(zhì)活潑，有較強的還原性，主要化合價為2價和3價。按要求書寫下列反應的方程式：Fe與Cl2、S反應的化學方程式：2Fe3Cl22FeCl3；FeSFeS。Fe與水蒸氣的反應：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。與氧化性酸(如HNO3)的反應(寫離子方程式)。Fe與過量稀HNO3的反應：FeNO4H=Fe3NO2H2O。Fe與少量稀HNO3的反應：3Fe2NO8H=3Fe22NO4H2O。Fe與FeCl3溶液的反應(寫離子方程式)：Fe2Fe3=3Fe2。2.鐵的氧化物化學式FeOFe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價232，3穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與H反應的離子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O3.鐵的氫氧化物(1)Fe(OH)2是白色絮狀物，易被空氣中的氧氣氧化生成Fe(OH)3，顏色由白色變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，方程式為4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(2)Fe(OH)3是紅褐色、難溶于水的固體，在空氣中久置會部分失水生成鐵銹(Fe2O3xH2O)，受熱易分解，方程式為2Fe(OH)3Fe2O33H2O；制取Fe(OH)3用可溶性鐵鹽與堿反應，離子方程式：Fe33OH=Fe(OH)3。4.亞鐵鹽(1)Fe2的氧化性和還原性含有Fe2的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e2處于鐵的中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性，其中以還原性為主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H)等均表現(xiàn)為還原性。Fe2的酸性溶液與H2O2反應的離子方程式：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(2)可水解Fe(OH)2是弱堿，含F(xiàn)e2的鹽(如硫酸亞鐵)溶液呈酸性。配制硫酸亞鐵溶液時常加少量硫酸抑制Fe2的水解，加少量鐵屑防止Fe2被氧化。5.鐵鹽的性質(zhì)及應用(1)氧化性：含有Fe3的溶液呈棕黃色，F(xiàn)e3處于鐵的高價態(tài)，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表現(xiàn)為氧化性。Fe3與S2、I、HS、SO等具有較強還原性的離子不能大量共存。Fe3可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應的離子方程式為2Fe3Cu=Cu22Fe2。(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3極易水解，只能存在于酸性較強的溶液中。利用Fe3易水解的性質(zhì)，實驗室可用FeCl3滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，反應的化學方程式：FeCl33H2OFe(OH)3(膠體)3HCl。利用Fe3易水解的性質(zhì)，工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH方法除去溶液中的鐵離子。利用Fe3易水解的性質(zhì)，實驗室配制氯化鐵溶液，通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再稀釋至所需濃度。Fe3與HCO、AlO、CO、ClO等水解呈堿性的離子不能大量共存。(1)鐵位于元素周期表中第4周期B族()(2)鐵的化學性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在()(3)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2()(4)Fe分別與氯氣、鹽酸反應得到相同的氯化物()(5)Fe3O4中Fe的化合價有2價和3價，因而Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物()(6)FeCl3可與銅發(fā)生置換反應()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)1.鐵有2、3價兩種價態(tài)，單質(zhì)鐵與_(填下列編號，下同)反應時只生成3價鐵；與_反應時只生成2價鐵；與_反應時既生成2價鐵也生成3價鐵。所選試劑：Cl2O2H2O(g)S鹽酸稀硝酸(足量)稀硫酸CuSO4溶液FeCl3溶液答案2.FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通過化合反應制??？用化學方程式舉例說明。答案都可以。2Fe3Cl22FeCl3；2FeCl3Fe=3FeCl2；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。題組一鐵及其化合物的性質(zhì)及應用1.(2018南通三模)下列有關鐵及其化合物的說法中不正確的是()A.工業(yè)上在高溫下用C還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵B.鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應均能得到Fe3O4C.工業(yè)上可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸、濃硫酸D.氯化鐵溶液有較強氧化性，故可用作凈水劑答案AD解析常溫下鐵在濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，阻止反應進行，工業(yè)上可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸、濃硫酸，故C正確；氯化鐵有氧化性，但不是用作凈水劑的原因，凈水是利用鐵離子水解生成的氫氧化鐵膠體具有吸附性，能吸附懸浮的雜質(zhì)凈水，故D錯誤。2.下列各組物質(zhì)反應產(chǎn)生的氣體分別通入FeSO4溶液中，能與FeSO4發(fā)生反應的是()A.Na2O2和H2OB.Al和NaOH溶液C.食鹽和濃硫酸共熱D.銅片和濃硫酸共熱答案A解析反應產(chǎn)生的氣體分別通入FeSO4溶液中，能與FeSO4發(fā)生反應，說明氣體具有氧化性，把硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵。過氧化鈉和水反應生成氧氣，氧氣能氧化硫酸亞鐵生成硫酸鐵，故A正確；鋁和氫氧化鈉溶液反應生成氫氣，氫氣與硫酸亞鐵不反應，故B錯誤；食鹽和濃硫酸加熱反應生成氯化氫氣體，氯化氫氣體不與硫酸亞鐵發(fā)生反應，故C錯誤；銅和濃硫酸加熱反應生成二氧化硫氣體，二氧化硫具有還原性和氧化性，但氧化性弱于鐵離子，不能和硫酸亞鐵發(fā)生反應，故D錯誤。題組二用守恒思想判斷物質(zhì)的組成3.(2018武漢高三質(zhì)檢)鐵的常見化合價有2價和3價。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時，可生成一種化學式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復雜氧化物。該化合物可以表示為()A.FeO3Fe2O3B.2FeO3Fe2O3C.FeO2Fe2O3D.2FeOFe2O3答案B解析化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復雜氧化物，設化學式為nFeOmFe2O3，則解得n2，m3，該化合物可以表示為2FeO3Fe2O3。4.準確稱取某種鐵的氧化物2.88g，用足量的CO進行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，則這種鐵的氧化物為()A.Fe3O4B.Fe2O3C.FeOD.以上都不是答案C解析4.00gCaCO3沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，則CO、CO2的物質(zhì)的量也為0.04mol，增加的氧元素為0.04mol，質(zhì)量為0.04mol16gmol10.64g，鐵的氧化物中氧元素質(zhì)量為0.64g，鐵元素質(zhì)量為2.88g0.64g2.24g，鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為0.04mol11，則這種鐵的氧化物的化學式為FeO。5.有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140mL5.0molL1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3，則該樣品可能的化學式為()A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7答案D解析根據(jù)2Fe2Cl2=2Fe32Cl，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2)0.025mol20.05mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，則n(Fe3)0.2mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.214，故該氧化物可表示為FeO2Fe2O3，即Fe5O7。確定鐵的氧化物組成的基本方法設鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為mn，則氧化物中n(Fe)n(O)ab，若ab11，則鐵的氧化物為FeO；若ab23，則鐵的氧化物為Fe2O3；若ab34，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量之比為11的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為11，F(xiàn)e3O4為任意值)。題組三氫氧化亞鐵制備方法的改進6.下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是_(填序號)。答案解析因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2，與電解水產(chǎn)生的OH結合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；中加苯阻止了空氣進入；由于空氣中的氧氣能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。7.如下圖所示，此裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑和6molL1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白：(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應預先加入的藥品是_。A中反應的離子方程式是_。(2)實驗開始時先將止水夾a_(填“打開”或“關閉”)。(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程_。(4)實驗完畢，打開b處止水夾，放入一部分空氣，此時B瓶中發(fā)生的反應為_。答案(1)鐵屑Fe2H=Fe2H2(2)打開(3)待A裝置反應一段時間后關閉止水夾a，產(chǎn)生的H2將FeSO4溶液壓入B中進行反應(4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3解析Fe2H=Fe2H2，產(chǎn)生的H2將Fe2壓入B中，F(xiàn)e22OH=Fe(OH)2；因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。防止Fe(OH)2氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入盛有亞鐵鹽溶液的試管底部，并慢慢擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯、植物油等。(5)用Fe作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2與OH反應制取?？键c二“鐵三角”、Fe2和Fe3的檢驗1.“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關系完成下列變化的離子方程式，體會Fe2與Fe3轉(zhuǎn)化條件。(1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：H2S2Fe3=S2Fe22H。(2)將FeCl3溶液滴入KI-淀粉溶液，溶液變藍：2I2Fe3=I22Fe2。(3)FeCl3可溶解鐵片：2Fe3Fe=3Fe2。(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。(5)將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有無色氣體放出：3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O。2.Fe2、Fe3的檢驗方法(1)用KSCN溶液和氯水(2)用NaOH溶液(3)含F(xiàn)e2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的檢驗溶液變血紅色，說明含有Fe3。KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2。(4)Fe2的特征檢驗方法溶液產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有Fe2，3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62。(1)金屬陽離子只有氧化性，不可能有還原性()(2)氫氧化鐵與HI溶液反應僅能發(fā)生中和反應()(3)中性溶液中可能大量存在Fe3、Cl、K、SO()(4)FeCl3溶液與KSCN溶液反應的離子方程式為Fe33SCN=Fe(SCN)3()(5)用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2()答案(1)(2)(3)(4)(5)1.混合溶液中Fe3、Fe2除去的常用方法已知：化合物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Cu(OH)2Ksp近似值1039101710111020(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法向混合溶液中加入_、_、_中之一，與Fe3水解產(chǎn)生的H反應，促進Fe3的水解，將Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。(2)除去Mg2中混有的Fe2的方法先加入氧化劑(如_)將溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3。(3)請設計實驗方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。答案(1)MgOMgCO3Mg(OH)2(2)H2O2(3)先通入適量Cl2(或加入H2O2)，然后再按向混合溶液中加入足量CuO或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，充分反應后過濾。2.在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到的Fe2的物質(zhì)的量(縱坐標)與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標)的關系如圖所示。請將正確答案的序號填在相應的橫線上。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3(1)AB段鐵元素以_形式存在。(2)BC段鐵元素以_形式存在。(3)CD段鐵元素以_形式存在。答案(1)(2)(3)解析向稀HNO3中加入鐵粉，開始時稀HNO3過量應生成Fe3，隨加入鐵粉量的增加，HNO3反應完全后，發(fā)生反應2Fe3Fe=3Fe2，最后全部轉(zhuǎn)化為Fe2。題組一Fe2和Fe3的檢驗1.下列有關物質(zhì)檢驗方法不合理的是()A.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯血紅色，該溶液中一定含有Fe2B.用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2C.檢驗綠礬晶體是否已氧化變質(zhì)，可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再觀察溶液是否變血紅D.向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3答案B解析B項中的Cl也能使酸性KMnO4溶液褪色。2.將0.2molL1的KI溶液和0.05molL1Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應后，取混合液分別完成下列實驗，能說明溶液中存在化學平衡2Fe32I2Fe2I2的是()A.向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變血紅色B.向混合液中滴入AgNO3溶液，有黃色沉淀生成C.向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液，有藍色沉淀生成D.向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍色答案A解析0.2 molL1的KI溶液和0.05 molL1 Fe2(SO4)3溶液等體積混合，KI過量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變血紅色，說明溶液中仍含有Fe3，能說明溶液中存在化學平衡2Fe32I2Fe2I2，A項正確；KI過量，溶液中存在I，B項錯誤；該反應生成Fe2，向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液，有藍色沉淀生成，只能說明溶液中含有Fe2，不能說明溶液中存在化學平衡2Fe32I2Fe2I2，C項錯誤；該反應生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍色，說明溶液中含有碘單質(zhì)，不能說明溶液中存在化學平衡2Fe32I2Fe2I2，D項錯誤。檢驗Fe2和Fe3時的注意事項(1)檢驗Fe2時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN)。(2)Fe3、Fe2、Cl同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2(Cl能還原酸性KMnO4，有干擾)。(3)檢驗Fe2、Fe3的其他方法檢驗Fe3也可用苯酚(C6H5OH)；檢驗Fe2最好用K3Fe(CN)6溶液。題組二鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關系3.某同學欲探究鐵及其化合物的性質(zhì)，下列實驗方案可行的是()A.將鐵粉加入熱的濃硫酸中：探究鐵的活潑性B.將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制備Fe(OH)3膠體C.在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液：制備FeSO46H2O晶體D.將銅粉加入FeCl3溶液中：驗證Fe3的氧化性強于Cu2答案D解析A項，不活潑金屬Cu等也能與熱的濃硫酸反應；B項，得到的是Fe(OH)3沉淀；C項，F(xiàn)e2可能被氧化同時也難保證結晶水的數(shù)目。4.硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)，下列說法錯誤的是()A.FeSO4與NH4HCO3反應制備FeCO3，適宜在高溫條件下進行B.堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑C.可用KSCN溶液檢驗(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D.常溫下，F(xiàn)eSO4比(NH4)2Fe(SO4)2難溶于水答案AD解析A項中，NH4HCO3高溫下易分解，且生成的FeCO3可能受熱分解。5.(Fe2、Fe3的轉(zhuǎn)化與化學計算)向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉至過量，溶液中金屬陽離子a、b與所加鐵粉的物質(zhì)的量的關系如圖所示(已知稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)。下列有關判斷不正確的是()A.a表示Fe3的關系曲線B.n10.75C.P點時，n(Fe2)0.5625molD.向P點溶液中加入銅粉，最多可溶解14.4g答案C解析該反應可以看作兩步：Fe4HNO=Fe3NO2H2O，硝酸根過量，氫離子不足；2Fe3Fe=3Fe2。a表示Fe3的關系曲線，A正確；溶液中共有3molH參加反應，消耗鐵為0.75mol，B正確；P點n(Fe2)n(Fe3)，二者均為0.45mol，C錯誤；剩余0.45molFe3，消耗0.225mol銅，質(zhì)量為14.4g，D正確。鐵與硫酸、硝酸的混酸反應順序總結足量鐵與稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反應，則可利用離子反應分析，依次發(fā)生反應：FeNO4H=Fe3NO2H2O、2Fe3Fe=3Fe2、Fe2H=Fe2H2(若H量不足，該反應不再發(fā)生)?？键c三銅及其化合物1.單質(zhì)銅(1)物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導熱性和導電性。(2)化學性質(zhì)常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的_。有關化學方程式_。寫出下列化學方程式：銅在空氣中加熱：_；銅絲在硫蒸氣中反應：_。答案銅銹2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO32CuO22CuO2CuSCu2S2.銅的重要化合物(1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠、孔雀石的主要成分，受熱分解可生成黑色的氧化銅，化學方程式：Cu2(OH)2CO32CuOCO2H2O，可溶于稀硫酸，離子方程式：Cu2(OH)2CO34H=2Cu2CO23H2O。(2)黑色氧化銅在高溫下分解為磚紅色的Cu2O，化學方程式為4CuO2Cu2OO2。(3)藍色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末，化學方程式為CuSO45H2OCuSO45H2O。(4)磚紅色的Cu2O與稀硫酸反應，溶液變藍，同時生成紅色的單質(zhì)銅，離子方程式為Cu2O2H=CuCu2H2O。(1)CuO是黑色固體，與水反應生成Cu(OH)2()(2)銅銹是銅被空氣中的氧氣緩慢氧化生成的氧化物()(3)無水硫酸銅可用于檢驗酒精中是否含有水()(4)將銅片置于干燥的空氣中，不易被腐蝕()(5)CuSO45H2O失去結晶水屬于物理變化()答案(1)(2)(3)(4)(5)某研究小組用廢銅粉制取膽礬，設計了如下幾個實驗方案：(1)CuCuSO4硫酸銅溶液CuSO45H2O(2)CuCuO硫酸銅溶液CuSO45H2O(3)對三個方案進行評價，你認為最好的是哪個方案？為什么？答案方案(1)：產(chǎn)生污染性氣體，且消耗硫酸較多。方案(2)：消耗能量較多，且步驟復雜。方案(3)：不產(chǎn)生污染性氣體，原料利用率高，節(jié)約能源。因此方案(3)更經(jīng)濟合理。題組一銅及其化合物的轉(zhuǎn)化1.某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì)，下列操作正確且能達到實驗目的的是()A.將銅絲插入濃硫酸中并加熱，反應后再加入水，觀察硫酸銅溶液的顏色B.常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCl2的生成C.將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCl2固體D.將表面有銅綠Cu2(OH)2CO3的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠答案D解析銅絲與濃硫酸反應后，仍有大量濃硫酸存在，不能把水加入反應器中，否則會發(fā)生危險，A項錯誤；Cu與Cl2在常溫下不反應，需要加熱才能發(fā)生反應，B項錯誤；CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā)，加熱蒸干能促進CuCl2的水解而得不到CuCl2固體，C項錯誤。2.已知CuO經(jīng)高溫灼燒生成Cu2O，Cu2O與H發(fā)生反應：Cu2O2H=CuCu2H2O。將經(jīng)高溫灼燒后的CuO樣品投入足量的熱的稀硝酸溶液中，下列有關說法中正確的是()A.如果溶液變?yōu)樗{色，同時有紫紅色固體出現(xiàn)，說明樣品全部生成Cu2OB.溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn)C.該實驗的結果無法說明CuO分解的程度D.如果溶液中出現(xiàn)藍色，最終沒有紫紅色固體出現(xiàn)，說明CuO沒有分解答案C解析解答此題的關鍵是明確稀硝酸具有酸性和強氧化性，能溶解CuO、Cu2O和單質(zhì)Cu，因而該實驗結果無法說明CuO分解的程度。3.某化合物M由兩種常見的元素組成，為了測定其組成進行如下實驗：M的化學式可能為()A.Cu2SB.CuSC.FeS2D.Fe3S4答案A解析由題意并結合選項可知，1.60 g M在高溫下反應生成的氣體是二氧化硫，二氧化硫被雙氧水氧化為硫酸，根據(jù)滴定過程消耗的氫氧化鈉，可以求出n(S)n(SO2)n(H2SO4)n(NaOH)20.00103 L0.1 molL10.01 mol，所以m(S)0.32 g，則m(金屬)1.60 g0.32 g1.28 g，假若是銅，則n(Cu)0.02 mol，M可能為Cu2S；假若是鐵，則n(Fe)0.023 mol，沒有與之對應的選項。綜上所述，A項正確。題組二銅及其化合物的制取4.某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O晶體的工藝流程如下：下列說法正確的是()A.焙燒過程中每消耗1molCuS則消耗1.5molO2B.焙燒后的廢氣能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.濾渣中主要含鐵的氧化物D.將獲得的CuCl22H2O晶體加熱可制得CuCl2固體答案AB解析A項，2CuS3O22CuO2SO2，由方程式可知，1molCuS消耗1.5molO2，正確；B項，廢氣中含有SO2，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，正確；C項，調(diào)節(jié)pH時，F(xiàn)e3水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去，錯誤；D項，將CuCl22H2O直接加熱脫水，Cu2水解，HCl揮發(fā)會產(chǎn)生Cu(OH)2，無法得到CuCl2，錯誤。5.(2019無錫檢測)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的_吸收。a.濃硫酸b.稀硝酸c.NaOH溶液d.氨水(2)由泡銅冶煉粗銅的化學方程式為_。(3)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是_。a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學能b.粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應c.溶液中Cu2向陽極移動d.從陽極泥中可回收Ag、Pt、Au等金屬(4)利用反應2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制備CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為_。答案(1)cd(2)3Cu2O2AlAl2O36Cu(3)bd(4)4HO24e=2H2O解析(1)氣體A中的大氣污染物為SO2，可以用NaOH溶液或氨水吸收。(2)依據(jù)圖示，泡銅中的Cu2O與Al高溫下發(fā)生鋁熱反應制得銅。(3)電解精煉銅過程中，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的同時，部分電能也轉(zhuǎn)化為熱能，a錯；電解精煉粗銅時，粗銅作陽極，與電源正極相連，發(fā)生氧化反應，b對；電解過程中Cu2向陰極移動，c錯；粗銅中Ag、Pt、Au的放電能力比銅的弱，形成陽極泥，可以回收，d對。(4)根據(jù)總反應，O2發(fā)生還原反應，因此正極反應式為O24H4e=2H2O。銅的冶煉“兩方法”(1)濕法煉銅：FeCuSO4=FeSO4Cu。(2)高溫煉銅：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：2CuFeS24O2Cu2S3SO22FeO(爐渣)2Cu2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2粗銅中銅的含量為99.5%99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精煉可得到純度達99.95%99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，失電子變?yōu)镃u2，用純銅棒作陰極即可得精銅。考點四從自然界中獲取鐵和銅1鐵、銅在自然界中的存在鐵和銅在自然界中主要以化合態(tài)的形式存在。常見的鐵礦有磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)、赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)等；常見的銅礦有黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、孔雀石主要成分為CuCO3Cu(OH)2等。此外鐵在自然界中還以游離態(tài)的形式存在于隕鐵中。自然界中也存在少量的單質(zhì)銅。2鐵的冶煉(1)原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等。(2)設備：煉鐵高爐。(3)反應原理：用還原劑將鐵從其化合物中還原出來。(4)工藝流程：從高爐下方鼓入空氣與焦炭反應產(chǎn)生CO2并放出大量的熱量；CO2再與灼熱的焦炭反應，生成CO；CO在高溫下將氧化鐵還原為鐵。有關反應化學方程式：CO2CO2；CCO22CO；3COFe2O32Fe3CO2。特別提醒鐵礦石中含有SiO2需除去：石灰石在高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與鐵礦石中的二氧化硅等反應生成爐渣，有關反應化學方程式：CaCO3CaOCO2；CaOSiO2CaSiO3(爐渣)。爐渣的密度比鐵水小，故浮在鐵水上面，從而分離出去。3銅的制備與精煉工業(yè)上主要采用高溫冶煉黃銅礦(主要成分是CuFeS2)的方法獲得銅。用這種方法冶煉得到的銅，含銅量為99.5%99.7%，還含有Ag、Au、Fe、Zn等雜質(zhì)。要達到電氣工業(yè)生產(chǎn)用銅的要求，這種由黃銅礦高溫冶煉得到的銅還必須經(jīng)過電解精煉，電解精煉得到的銅，含銅量高達99.95%99.98%。(1)高爐煉鐵、生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥和普通玻璃都要用到的原料是石灰石()(2)工業(yè)煉鐵：需要用到的原料有鐵礦石、一氧化碳、空氣和石灰石()(3)在接觸室里用98.3%的濃硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸霧便于SO3吸收完全()(4)工業(yè)制玻璃和煉鐵過程中都要加入石灰石，目的是除去雜質(zhì)二氧化硅()(5)生物煉銅法：利用某種能耐受銅鹽毒性的細菌，這種細菌利用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石，把不溶性的硫化銅直接轉(zhuǎn)化為單質(zhì)銅()下圖表示金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。根據(jù)上圖回答下列問題：(1)鋁是地殼中含量最高的金屬元素，為什么人類對鋁的使用比鐵、銅晚得多？答案鋁的金屬活動性比鐵、銅強，在自然界中以穩(wěn)定的化合態(tài)存在，難冶煉，古代人們的技術條件達不到，不能冶煉鋁，故鋁的發(fā)現(xiàn)和大量使用比鐵、銅晚得多。(2)寫出以NaCl、Al2O3、MgCl2、CuO、CuSO4、Ag2O為原料制備Na、Al、Mg、Cu、Ag的化學方程式，并寫出它們的制備方法。答案2NaCl(熔融)2NaCl2電解法2Al2O3(熔融)4Al3O2電解法MgCl2(熔融)MgCl2電解法2CuOC2CuCO2或CuOH2CuH2O熱還原法CuSO4Fe=CuFeSO4濕法煉銅2Ag2O4AgO2熱分解法題組一鐵的冶煉及應用1鐵的氧化物有多種用途。請回答下面有關問題：(1)赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，是工業(yè)煉鐵的主要原料之一。寫出由Fe2O3制得單質(zhì)鐵的化學方程式_。某赤鐵礦除了含F(xiàn)e2O3之外，還含有少量的SiO2和Al2O3。將試樣溶于NaOH溶液，充分反應后過濾，即可得到較純凈的Fe2O3。該過程中發(fā)生反應的離子方程式是_。(2)Fe2O3可以與鋁粉組成鋁熱劑用于焊接鋼軌或定向爆破。某同學猜測，該反應所得熔融物中含有Fe2O3。他設計如下實驗來驗證自己的猜想：取少量試樣，加入足量稀鹽酸，然后滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，證明含有Fe2O3。否則，不含有Fe2O3。你認為該方案合理嗎？為什么？答案(1)Fe2O33CO2Fe3CO2(答案合理即可)SiO22OH=SiOH2O、Al2O32OH=2AlOH2O(2)不合理。因為Fe3能跟鋁熱反應生成的Fe反應生成Fe2，F(xiàn)e2與SCN反應時不會出現(xiàn)血紅色。(答案合理即可)解析(1)工業(yè)冶煉鐵是用CO作還原劑，SiO2、Al2O3與NaOH溶液發(fā)生反應。(2)由于2Fe3Fe=3Fe2的干擾，該種方案不合理。題組二銅的冶煉方法2在實驗室里用鐵屑、氧化銅、稀硫酸為原料制備單質(zhì)銅，有下列兩種途徑：FeH2CuCuOCuSO4Cu若用這兩種方法制得等量的銅，則下列有關說法符合實際情況的是()A消耗氧化銅的質(zhì)量相同B消耗鐵的質(zhì)量相同C消耗硫酸的質(zhì)量相同D生成硫酸亞鐵的質(zhì)量相同答案A解析制備1molCu需要1molCuO，而H2還原CuO時需要先用H2排除體系內(nèi)的空氣，冷卻時也需要繼續(xù)通H2，因此需要H2的量遠大于1mol，即消耗的Fe、H2SO4均比第種方法多。3銅在自然界存在于多種礦石中，如：礦石名稱黃銅礦斑銅礦輝銅礦孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3Cu(OH)2請回答下列問題：(1)上表所列銅化合物中，銅的質(zhì)量百分含量最高的是_。(2)工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應：2Cu2OCu2S6CuSO2，反應的氧化劑是_。(3)SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是_；處理該尾氣可得到有價值的化學品，寫出其中1種酸和1種鹽的名稱_。(4)黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì)，需進一步采用電解法精制。請簡述粗銅電解得到精銅的原理：_。答案(1)Cu2S(2)Cu2O和Cu2S(3)形成酸雨硫酸、硫酸銨(4)電解池中，粗銅作陽極，純銅作陰極，電解質(zhì)為硫酸銅溶液。陽極上發(fā)生氧化反應，Cu失去電子，使Cu單質(zhì)變?yōu)镃u2進入溶液中：Cu2e=Cu2；陰極上發(fā)生還原反應，Cu2得到電子在陰極上析出Cu單質(zhì)：Cu22e=Cu，從而達到精制Cu的目的解析(2)Cu2O、Cu2S的Cu由1價被還原為0價，作氧化劑；Cu2S的S由2價被氧化為4價，作還原劑。(3)處理SO2尾氣一般為循環(huán)制備硫酸，或用氨水吸收，最后可得到(NH4)2SO4等化學品。銅的冶煉“三方法”(1)濕法煉銅：FeCuSO4=FeSO4Cu。(2)高溫煉銅：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：2CuFeS24O2Cu2S3SO22FeO(爐渣)2Cu2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2粗銅中銅的含量為99.5%99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精煉可得到純度達99.95%99.98%的銅。(3)生物煉銅：“吃巖石的細菌”能耐受銅鹽的毒性，并能利用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石，然后把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸銅。生物煉銅的優(yōu)點：a.成本低；b.污染?。籧.反應條件簡單；d.含量(品位)很低的礦石也可以被利用。題組三定量測定合金組成的兩種方法4某鋁合金中含有元素鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設計了如下實驗，請回答有關問題：(1)稱取樣品ag，稱量時應該使用的主要儀器的名稱是_。(2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸，過濾。濾液中主要含有_，濾渣中含有_，溶解、過濾用到的玻璃儀器是_。(3)濾液中加過量氫氧化鈉溶液、過濾。有關反應的離子方程式是_。(4)步驟(3)的濾液中通入足量二氧化碳氣體，過濾。有關反應的離子方程式是_。(5)步驟(4)過濾后的濾渣用蒸餾水洗滌數(shù)次，烘干并灼燒至恒重，冷卻后稱量，其質(zhì)量為bg。有關反應的化學方程式是_，原樣品中鋁的質(zhì)量分數(shù)是_。(6)若步驟(3)中加入氫氧化鈉的量不足，則實驗結果_(填“偏高”“偏低”或“不影響”，下同)；若步驟(5)中濾渣沒有洗滌，則實驗結果_；若濾渣灼燒不充分，則實驗結果_。答案(1)托盤天平(2)MgCl2、AlCl3、HClCu、Si燒杯、玻璃棒、普通漏斗(3)Mg22OH=Mg(OH)2、Al34OH=AlO2H2O(4)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(5)2Al(OH)3Al2O33H2O100%(6)偏低偏高偏高5鋁鎂合金已成為飛機制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學習小組的同學，為測定某含鎂3%5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù)，設計下列兩種不同實驗方案進行探究。填寫下列空白。方案一實驗方案將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應，測定剩余固體質(zhì)量。(1)實驗中發(fā)生反應的化學方程式是_。(2)稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品，溶于VmL2.0molL1NaOH溶液中。為使其反應完全，則NaOH溶液的體積V_mL。過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將_(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。方案二實驗方案將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應，測定生成氣體在通常狀況(約20，1.01105Pa)的體積。問題討論(3)同學們擬選用圖一實驗裝置完成實驗：你認為最簡易的裝置其連接順序是：A接()()接()()接()(填接口字母，可不填滿。)實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開分液漏斗可旋轉(zhuǎn)的活塞，一段時間后稀硫酸不能順利滴入錐形瓶中。請你幫助分析原因_。實驗結束時，在讀取測量實驗中生成氫氣的體積時，你認為合理的是_(填字母)。A等待實驗裝置冷卻后再讀數(shù)B上下移動量筒F，使其中液面與廣口瓶中液面相平C上下移動量筒G，使其中液面與廣口瓶中液面相平D視線與凹液面的最低點水平，讀取量筒中水的體積(4)仔細分析實驗裝置后，同學們經(jīng)討論認為以下兩點會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實驗結束時，連接廣口瓶和量筒的導管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設計了圖二的實驗裝置。裝置中導管a的作用是_。實驗前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL。則產(chǎn)生氫氣的體積為_mL。(用含V1、V2的式子表達)答案(1) 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(2)97偏高(3)EDG鎂、鋁與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大ACD(4)使分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差V1V2解析方案一：(1)鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應方程式為：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。(2)含鎂為3%時，金屬鋁的含量最高，5.4 g合金中鋁的質(zhì)量為5.4 g(13%)5.497% g，則：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H254 g 2 mol5.4 g97% g V103 L2.0 molL1得54 g(5.4 g97% g)2 mol(V103 L2.0 molL1)，解得V97，所以NaOH溶液的體積要大于97 mL；鎂上會附著偏鋁酸鈉等物質(zhì)，若未洗滌固體，會導致測定鎂的質(zhì)量偏大，鎂的質(zhì)量分數(shù)偏高。方案二：(3)合金與稀硫酸反應，用排水量氣法測定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導管一定要短進長出，利用增大壓強的原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導管應伸入量筒底部，故連接順序為：(A)接(E)、(D)接(G)；鎂、鋁與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大，導致硫酸不能順利滴入錐形瓶；反應放熱導致氫氣的溫度偏高，故應冷卻后再進行讀取氫氣的體積，讀取實驗中生成氫氣的體積時上下移動量筒，使其中液面與廣口瓶中液面相平，視線與凹液面的最低點水平，讀取量筒中水的體積。(4)裝置中導管a的作用是：保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差；滴定管的“0”刻度在上方，兩次讀取的體積數(shù)值之差為測定的氫氣的體積，收集氫氣后滴定管內(nèi)液面上升，讀數(shù)減小，所以測定氫氣的體積為V1V2 mL。1定量集氣法定量集氣法是指收集合金中某種物質(zhì)溶于酸或堿溶液時所產(chǎn)生的氣體的量，應用化學方程式或關系式來判斷合金的組成。其原理的關鍵點是某組分具有特殊性質(zhì)(特別是與酸或堿反應能產(chǎn)生氣體)。其操作要點和注意事項有：保證裝置的氣密性良好，注意收集氣體的讀數(shù)方法。2沉淀法沉淀法測定物質(zhì)含量是常用的一種方法，采用沉淀法時涉及的基本實驗操作和主要問題有：稱量、溶解(溶解試劑)、沉淀(重點是沉淀試劑的選擇)、過濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱量及數(shù)據(jù)的處理(包括測定結果的誤差分析)。1.正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“”(1)向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液顯紅色()(2018江蘇，6A)(2)在給定條件下，能實現(xiàn)FeFeCl2Fe(OH)2()(2017江蘇，7A)(3)Fe2(SO4)3易溶于水，可用作凈水劑()(2016江蘇，3C)(4)在給定條件下，能實現(xiàn)Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3()(2015江蘇，8C)(5)檢驗溶液中是否含有Fe2：取少量待檢驗溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，觀察實驗現(xiàn)象()(2015江蘇，13C)(6)FeCl3溶液能與Cu反應；所以可用于蝕刻印刷電路()(2012江蘇，5B)(7)在給定條件下，能實現(xiàn)Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3()(2012江蘇，7)2.2016江蘇，20(3)納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合價為3)與Fe2反應生成納米鐵粉、H2和B(OH)，其離子方程式為_。納米鐵粉與水中NO反應的離子方程式為4FeNO10H=4Fe2NH3H2O研究發(fā)現(xiàn)，若pH偏低將會導致NO的去除率下降，其原因是_。答案2Fe2BH4OH=2Fe2H2B(OH)納米鐵粉與H反應生成H2解析反應物為Fe2、BH，生成物為Fe、H2和B(OH)，BH中H顯1價，被氧化為H2，注意溶液呈堿性，配平。pH偏低，說明c(H)大，納米鐵粉能與H反應。3.2012江蘇，19(1)(2)廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護環(huán)境。實驗室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)回收Cu并制備ZnO的部分實驗過程如下：(1)