2021年高考化学一轮复习 《铁、铜及其重要化合物》精品讲练析 新人教版.doc
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1、用心爱心专心-1-20112011 年高考化学一轮精品讲练析年高考化学一轮精品讲练析铁、铜及其重要化合物铁、铜及其重要化合物考点解读考点解读1.了解铁单质及化合物的颜色.状态及性质。2.通过合金材料了解铜及化合物的性质。3.能用氧化还原反应的规律探究铁的化合物之间的相互转化。4.能掌握氢氧化铁胶体制备,能列举合金材料的应用。知识体系知识体系(1)NO3-与 Fe2+在酸性条件下,不能共存。(2)过量的 Fe 与硝酸作用,或在 Fe 和 Fe2O3的混合物中加入盐酸,要注意产生的 Fe3+还可以氧化单质 Fe 这一隐含反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+。(3)注意 FeCl3、Fe2(SO4)3
2、的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。FeCl3溶液加热浓缩时,因Fe3+水解和 HCl 的挥发,得到的固体为 Fe(OH)3,如灼烧后得到红色的 Fe2O3固体。但 Fe2(SO4)3溶液蒸干时,因硫酸是难挥发性酸,将不能得到 Fe(OH)3固体。(4)注意亚铁盐及 Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能断定该溶液中一定含有 Fe3+,而也可能含有 Fe2+。(5)注意铁单质与强氧化性物质反应时,也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量,最终铁元素将以二价铁形式存在,因为 2Fe3+Fe=3Fe2+。基础过关基础过关第第 1 1
3、课时课时铁和铁和“铁三角铁三角”1铁的氧化物的比较化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体用心爱心专心-2-价态+2+31/3 正 2 价,2/3 正 3 价水溶性不溶不溶不溶与酸的反应FeO+2H+=Fe2+H2O遇氧化性酸生成 Fe3+盐Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O与 CO 的反应高温FexOy+yCO=xFe+yCO22Fe2+和 Fe3+的比较Fe2+Fe3+水合离子颜色浅绿色棕黄色氧化还原性既有氧化性,又有还原性只有氧化性水解性Fe2+2H2OFe(OH)2+2H+Fe3+3H2OFe(O
4、H)3+3H+与碱的反应Fe2+2OH=Fe(OH)2Fe3+3OH=Fe(OH)33Fe(OH)2与 Fe(OH)3的比较Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体水溶性不溶不溶稳定性易氧化为 Fe(OH)3,空气中加热得不到 FeO较稳定:Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O与酸的反应Fe(OH)2+2H+=Fe2+3H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O制法在隔绝 O2的条件下 Fe2+与碱反应Fe3+与碱反应4.铁三角:注:(1)一般是指 Zn.Al.CO.H2.等还原剂。(2)是指 H+.S.I2.Cu2+.Fe3+.等氧化剂.(3)(5)是指 Cl2.Br2.O
5、2.HNO3.KMnO4等氧化剂.(4)一般是指 Fe.Cu.HI.H2S.等还原剂.(6)是指 Zn.Al.CO.H2.等还原剂。根据铁三角有关(1)-(6)的化学方程式如下。(1)FeCl2+Zn=ZnCl2+Fe3FeCl2+2Al=2AlCl3+3FeFeO+CO=Fe+CO2FeO+H2=Fe+H2O(2)Fe+2H+=Fe2+H2 Fe+S=FeSFe+I2=FeI2Fe+Cu2+=Fe2+CuFe+2Fe3+=3Fe2+(3)2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-2Fe2+Br2=2Fe3+2Br-4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3用心爱心专心-3-点燃3Fe2+4
6、H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O5Fe2+MnO4-+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O(4)2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+Fe3+Fe=3Fe2+2Fe3+2I-=2Fe2+I22Fe3+H2S=2Fe2+S+2H+(5)2Fe+3Cl2=2FeCl32Fe3+Br2=2FeBr3Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O4Fe+3O2(纯)=2Fe2O3(6)2Fe3+3Zn(足)=3Zn2+2FeFe3+Al=Al3+FeFe2O3+2Al=Al2O3+2FeFe2O3+3CO=2Fe+3CO2Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O5.检验 Fe3+.常用方法有:(1)向
7、未知溶液滴入少量 KSCN 溶液呈血红色。(2)向未知溶液滴入少量苯酚溶液呈紫色。(3)向未知溶液中滴入少量 NaOH 溶液呈红褐色。6.检验 Fe+.是向未知溶液滴入少量 KSCN 溶液呈无色,继续滴入少量氯水呈血红色。典型例题典型例题【例 1】(20102010 全国卷全国卷 1 1)能正确表示下列反应的离子方程式是A将铜屑加入3+Fe溶液中:3+2+2+2Fe+Cu=2Fe+CuB将磁性氧化铁溶于盐酸:+3+342Fe O+8H=3Fe+4H OC将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:2+332Fe+4H+NO=Fe+2H O+NOD将铁粉加入稀硫酸中:+322Fe+6H=2Fe3H【解析】A 正
8、确,符合 3 个守恒;B 错误,电荷不守恒,Fe3O4中 Fe 有两种价态,正确应该为:Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O;C 错误,得失电子不守恒,电荷不守恒;正确的应为:3Fe2NO34H=3Fe3NO2H2O;D 错误,不符合客观实际,反应后铁只能产生 Fe2和H2;【答案】A【命题意图】考查离子方程式的正误判断方法!【点评】离子方程式正误判断是个老生常谈的问题了,本题出得太没有创意了,如 D 这是个重现率很高的的经典错误,考生绝对做过原题!B 项也见得多,一般考查不是用盐酸而是用氢碘酸,有些专家多次指出,磁性氧化铁不溶于任何酸,这样的典型错误在高考题中再次出现,这道题就没什么意思了
9、!A 直接取材于课本第二册,C 选项,考生也绝对做过,都是太常见不过了!高温高温加热加热用心爱心专心-4-【例 2】(20102010 上海卷)上海卷)由 5mol Fe2O3、4mol Fe3O4和 3mol FeO 组成的混合物,加入纯铁 1mol并在高温下和 Fe2O3反应。若纯铁完全反应,则反应后混合物中 FeO 与 Fe2O3的物质的量之比可能是A4:3B3:2C3:1D2:l答案:BC解析:此题考查了化学计算知识。分析题给混合物和高温下发生的反应,可知当Fe2O3+Fe=3FeO 时,反应后混合物中含有 6molFeO、4molFe2O3,则 FeO 与 Fe2O3的物质的量之比为
10、:3:2;当发生反应:Fe2O3+Fe+FeO=Fe3O4时,反应后混合物中含有 2molFeO、4molFe2O3,则FeO 与 Fe2O3的物质的量之比为:1:2;当两反应均存在时,FeO 与 Fe2O3的物质的量之比处于两着之间,故 BC 可能。知识归纳:极端假设法是指根据已知的条件,把复杂问题假设为处于理想的极端状态,站在极端的角度去分析、考虑问题,使其因果关系显得十分明显、简单,从而迅速地作出正确判断的方法。比如此题中我们就假设了两个极端,首先确定两个极端,然后确定范围,最后选择。【例 3】(20102010 福建卷福建卷)工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应
11、,某学习小组进行了以下探究活动:探究一(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10 分钟后移人硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是。(2)另称取铁钉 60g 放入 150ml浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液 X 并收集到气体Y。甲同学认为 X 中除3Fe外还可能含有2Fe。若要确认其中的2Fe,应先用选填序号)。aKSCN 溶液和氯水b铁粉和 KSCN 溶液c浓氨水d酸性4KMnO溶液乙同学取 336ml(标准状况)气体 Y 通入足量溴水中,发生反应:2222422SOBrH OHBrH SO然后加入足量2BaCl溶液,经适当操作后得干燥固体 2 33g。
12、由于此推知气体 Y 中2SO的体积分数为。用心爱心专心-5-探究二分析上述实验中2SO体积分数的结果,丙同学认为气体 Y 中还可能含量有2H和 Q 气体。为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)。(3)装置 B 中试剂的作用是。(4)认为气体 Y 中还含有 Q 的理由是(用化学方程式表示)。(5)为确认 Q 的存在,需在装置中添加 M 于(选填序号)。a A 之前bA-B 间cB-C 间dC-D 间(6)如果气体 Y 中含有2H,预计实验现象应是。(7)若要测定限定体积气体 Y 中2H的含量(标准状况下约有 28ml2H),除可用测量2H体积的方法外,可否选用质量称量的方法?做出判断并说
13、明理由。解析:(1)铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行(2)+2 价亚铁离子能使算话的高锰酸钾褪色,溶液中已经有+3 价铁离子,选择 a 会造成干扰,选 c 会造成两种沉淀,受氢氧化铁颜色的影响无法辨别(3)A 除去2SO,B 可以检验 A 中是否完全除去2SO(4)242222()22CH SOCOSOH O 浓(5)Q 为2CO,他与二氧化硫一样都能使澄清石灰水便浑浊,选择 a 或 b 受二氧化硫的影响无法判断 Q 的存在;选择 d,Q 被碱石灰吸收(6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝(7)中学阶段的质量称量选择托盘天平,分
14、度值 0.1g,无法精确称量出差量。答案:(1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案)(2)d66.7%(或其他合理答案)用心爱心专心-6-(3)检验2SO是否除尽(4)242222()22CH SOCOSOH O 浓(5)c(6)D 中固体由黑变红和 E 中固体由白变蓝(7)否,用托盘天平无法称量 D 或 E 的差量可,用分析天平称量 D 或 E 的差量【例 4】(20102010 四川理综卷四川理综卷)(16 分)四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为 TiO2、FeO、Fe2O3,Ti 的最高化合价为+4)作原料,生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下:请 回 答 下 列 问
15、题:硫 酸 与 二 氧 化 钛 反 应 的 化 学 方 程 式 是_。(1)向滤液 I 中加入铁粉,发生反应的离子方程式为:_、_。(2)在实际生产过程中,向沸水中加入滤液,使混合液 pH 达 0.5,钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,钛盐充分水解析出水合二氧化钛 沉 淀。请 用 所 学 化 学 平 衡 原 理 分 析 通 入 高 温 水 蒸 气 的 作 用:_。过滤分离出水合二氧化钛沉淀后,将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、_、_、_(填化学式),减少废物排放。(4)A 可用于生产红色颜料(Fe2O3),其方法是:将 556a kgA(摩尔质量为 2
16、78 g/mol)溶于水中,加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应,鼓入足量空气搅拌,产生红褐色胶体;再向红褐色胶体中加入 3336b kg A 和 112c kg 铁粉,鼓入足量空气搅拌,反应完成后,有大量 Fe2O3用心爱心专心-7-附着在胶体粒子上以沉淀形式析出;过滤后,沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁,则理论上可生产红色颜料_kg。答案:(1)2244222()2TiOH SOTi SOH O或22442TiOH SOTiOSOH O(2)3223FeFeFe222FeHFeH(3)加水促进钛盐水解,加热促进钛盐水解,降低H浓度促进钛盐水解2H O4FeSO24H
17、 SO(4)160320160abc解析:本题属于化工生产流程题。(1)考查酸的通性,可以与金属氧化物反应,又知道 TI 的化合价,可以写出化学方程式。(2)加入浓硫酸后,浓硫酸可以氧化亚铁离子,再加入铁粉,铁粉可以还原铁离子。除此外,铁粉还可以与溶液中的 H+反应、(3)考查了影响盐类水解的因素。(4)考虑最后溶质是只有硫酸钠和硫酸铁,根据开始加入 A 为 2a103mol 加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应.,说明加入氢氧化钠的物质的量为 4a103mol,后来又加入 12b103mol 的 A,和 2c103mol 的铁。根据电荷守恒,溶质中硫酸钠消耗硫酸根离子为 2a103mol,。而溶
18、液中加入的硫酸根离子物质的量共计为(2a+12b)103mol,这样剩下的硫酸根就与铁离子结合。可知消耗铁离子为 8b103mol,根据铁元素守恒。nFe=(2a+4b+2c)103mol,nFe2O3=(a+2b+c)103mol,计算得 mFe2O3=160320160abckg.【例【例 5】(20092009 广东理科基础,广东理科基础,2525)钢铁生锈过程发生如下反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是()A反应、中电子转移数目相等B反应中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙
19、头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀答案答案A解析解析反应中消耗 O2的量相等,两个反应也仅有 O2作为氧化剂,故转移电子数是相等的,A 项正确。中 H2O 的 H、O 两元素的化合价没有变,故不作氧化剂,B 项错;铜和用心爱心专心-8-钢构成原电池,腐蚀速度加快,C 项错;钢铁是铁和碳的混合物,在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀,故 D 项错。基础过关基础过关第第 2 2 课时课时铜及其化合物铜及其化合物有关 117 的化学方程式.如下:1.2Cu+S=Cu2S2.Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+H2O3.CuSO4+Zn=ZnSO4
20、+CuCuSO4+Fe=FeSO4+Cu4.CuCl2+Fe=FeCl2+CuCuCl2=Cu+Cl25.Cu+Cl2=CuCl26.2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO37.Cu2(OH)2CO3=2CuO+CO2+H2O8.2Cu+O2=2CuO9.CuO+CO=Cu+CO2CuO+H2=Cu+H2O10.Cu(NO3)2+Zn=Zn(NO3)2+Cu11.3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O12.CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O13.2Cu(NO3)2=CuO+4NO2+O214.Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaNO
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