江苏专用2020版高考化学大一轮复习专题二第3讲铁铜及其重要化合物课件20191106142.pptx

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1、第第3 3讲铁、铜及其重要化合物讲铁、铜及其重要化合物考点一 铁及其重要化合物考点二 铜及其重要化合物总总纲纲目目录录考点三 Fe2+、Fe3+的相互转化及检验高考演练考点一铁及其重要化合物考点一铁及其重要化合物一、铁一、铁1.物质的组成物质的组成纯铁具有金属的共性,如具有银白色金属光泽和良好的延展性,是电和热的良导体,具有能被磁铁吸引的特性,纯铁有很强的抗腐蚀能力。2.铁的化学性质铁的化学性质(1)与非金属单质的反应a.与O2的反应:常温下:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分为Fe2O3。点燃时:3Fe+2O2Fe3O4。b.与Cl2的反应:2Fe+3Cl22FeCl3。c.与S的反应:Fe+SF

2、eS。(2)与水的反应常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。(3)与酸的反应与非氧化性酸反应的离子方程式:Fe+2H+Fe2+H2。与氧化性酸:铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸会发生钝化,在加热条件下铁与浓硫酸、浓硝酸反应不生成H2。铁与稀硝酸反应生成NO,铁足量时生成Fe2+,硝酸过量时生成Fe3+。(4)与某些盐溶液的反应与CuSO4溶液反应的离子方程式:Fe+Cu2+Fe2+Cu。与FeCl3溶液反应的离子方程式:2Fe3+Fe3Fe2+。二、铁的氧化物二、铁的氧化物三、铁的氢氧化物三、铁的氢氧化物四、亚铁盐和铁盐四、亚铁盐和铁盐(1)亚铁盐含有F

3、e2+的溶液呈浅绿色,Fe2+既有氧化性,又有还原性,Fe2+与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为Zn+Fe2+Zn2+Fe,2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-。(2)铁盐a.氧化性含有Fe3+的溶液呈棕黄色,Fe3+具有氧化性,Fe3+与Cu反应的离子方程式为2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+。b.特性向含有Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液时,溶液变成血红色。c.易水解饱和FeCl3溶液滴入沸水中发生反应的化学方程式:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。1.【易错辨析】【易错辨析】判断正误判断正误,正确的画正确的画“”,错误的画错误的画“”。(1)Fe在足量Cl2中燃烧生成F

4、eCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。()(2)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。()(3)Fe2O3是红棕色粉末,俗称铁红,常用作红色油漆和涂料。()(4)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式:2Fe+6H+2Fe3+3H2。()(5)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应。()(6)Fe(OH)2在空气中加热,可得到FeO。()(7)Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3,所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3。()(8)铁质容器贮运浓硝酸要密闭,贮运浓硫酸可以不密闭。()(9)向硫酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化

5、亚铁。()(10)铁的氧化物均可以和铝粉发生铝热反应。()(11)铁和稀硝酸反应一定生成氢气和Fe(NO3)2。()(12)氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2O。()2.【多维思考】【多维思考】按要求书写下列反应的离子方程式。(1)足量的铁屑与少量稀硝酸反应:。(2)FeO与稀硝酸的反应:。(3)Fe(OH)2与稀硝酸的反应:。(4)Fe(OH)3与HI溶液的反应(HI是强酸):。答案答案(1)3Fe+8H+2N3Fe2+2NO+4H2O(2)3FeO+N+10H+3Fe3+NO+5H2O(3)3Fe(OH)2+N+10H+3Fe3+NO+8H2O(4)2

6、Fe(OH)3+2I-+6H+2Fe2+I2+6H2O题组一铁及其化合物的性质与制备1.下列说法正确的是(A)A.足量的Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3B.铁的化学性质比较活泼,它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3C.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2D.向某溶液中加入NaOH溶液得到白色沉淀,且颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+解析解析A项,铁在氯气中燃烧,无论Fe是否过量都生成FeCl3,正确;B项,铁与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,错误;C项,酸性KMnO4溶液能把Cl-氧化成Cl2,对Fe2+的检验产生干扰,错误;D项,

7、生成的白色沉淀变为红褐色沉淀,说明原溶液中一定含有Fe2+,但也可能含有Mg2+等,与NaOH溶液反应产生白色沉淀,被红褐色沉淀干扰,错误。方法技巧方法技巧铁反应后元素价态的判断方法(1)铁与弱氧化剂(如:S、I2、H+、Fe3+、Cu2+等)反应所得产物为Fe2+,铁元素的价态为+2价。如Fe+I2 FeI2。(2)铁与强氧化剂(如:Cl2、Br2、浓H2SO4、硝酸等)反应所得产物为Fe3+,铁元素的价态为+3价。如2Fe+3Br2 2FeBr3。(3)铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4,铁元素的价态为+2、+3价。(4)铁与硝酸的反应产物,铁元素的价态可能为+3价,也可能为+2价,还可

8、能两种价态均有(看反应物的用量)。2.(2019南京月考)Fe和Fe2O3的混合物共13.6g,加入150mL稀H2SO4,在标准状况下收集到1.12LH2,Fe和Fe2O3均无剩余。为了中和过量的H2SO4,并使铁元素全部转化为Fe(OH)2沉淀,消耗了200mL3mol/L的NaOH溶液,则该稀H2SO4的物质的量浓度为(B)A.2.25mol/LB.2mol/LC.4mol/LD.0.6mol/L解析解析Fe和Fe2O3的混合物与稀H2SO4反应,Fe和Fe2O3均无剩余,且有H2生成,说明反应生成FeSO4,为了中和过量的H2SO4,而且使FeSO4完全转化成Fe(OH)2,共消耗3m

9、ol/L的NaOH溶液200mL,说明反应后的溶液溶质只有Na2SO4,根据硫元素守恒,则n(H2SO4)=n(Na2SO4),根据钠元素守恒,则n(Na2SO4)=n(NaOH),则有n(H2SO4)=n(Na2SO4)=n(NaOH)=3mol/L0.2L=0.3mol,故该稀H2SO4的物质的量浓度为c(H2SO4)=2mol/L。3.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉,得到的Fe2+的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3+Fe2+Fe、Fe2+Fe2+、Fe3+(1)AB段铁元素以形式存在。(2)BC段铁元素以形式存

10、在。(3)CD段铁元素以形式存在。答案答案(1)(2)(3)解析解析向稀HNO3中加入铁粉,开始时稀HNO3过量,生成Fe3+,随加入铁粉量的增加,HNO3反应完全后,发生反应2Fe3+Fe3Fe2+,最后全部转化为Fe2+。方法技巧方法技巧Fe与稀HNO3反应产物的判断方法4.铁屑溶于过量的稀硫酸,过滤后向滤液中加入适量硝酸,再加入过量的氨水,有红褐色沉淀生成。过滤,加热沉淀物至质量不再发生变化,得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为(A)A.Fe(OH)3;Fe2O3B.Fe(OH)2;FeOC.Fe(OH)2、Fe(OH)3;Fe3O4D.Fe2O3;Fe(OH)3解析解析铁屑溶于过量的

11、稀硫酸,发生的反应是:Fe+H2SO4(稀)FeSO4+H2,反应后过滤,滤液中溶质应为FeSO4和H2SO4。加入硝酸的反应为:6FeSO4+8HNO32Fe2(SO4)3+2Fe(NO3)3+2NO+4H2O,即溶液中Fe2+转变为Fe3+。加入过量氨水时,除中和H2SO4外还将生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3N。加热沉淀物至质量不再发生变化,则Fe(OH)3完全分解:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,所得残渣为红棕色的Fe2O3。所以沉淀是Fe(OH)3,残渣是Fe2O3,选A。反思归纳反思归纳制备Fe(OH)2常用的三种方法由于Fe(OH)2

12、具有很强的还原性,易被氧化为Fe(OH)3,在实验室中制备Fe(OH)2,并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态,成为物质制备实验探究的热点。(1)制备原理:Fe2+2OH-Fe(OH)2。(2)成功关键:溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质;制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。方法一:有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应,如下图所示。方法二:还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀,如下图所示。方法三:电

13、解法用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯或煤油,如下图所示。题组二铁的化合物在化工生产中的应用5.铁单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料,其中一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,3molFeS2参加反应转移mol电子。(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为。从腐蚀废液回收得到金属铜还需要的试剂为。(3)与明矾相似,硫酸铁也可用作絮凝剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是。答案答案(1)32(2)2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+铁粉、稀

14、硫酸(3)酸性废水抑制Fe3+的水解,使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体解析解析(1)O2为氧化剂,FeS2为还原剂,3molFeS2反应时,O2得电子84mol=32mol。(2)氯化铁溶液腐蚀印刷电路铜板时,发生的是Fe3+与Cu的氧化还原反应,产物为Fe2+与Cu2+;加入过量铁粉,铁粉与溶液中的Cu2+发生置换反应可得Cu,过量的铁粉与硫酸反应,则剩余固体为Cu。(3)酸性废水中存在浓度较大的H+,抑制了Fe3+的水解。6.绿矾(FeSO47H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:已知:室温下饱和H2S溶液

15、的pH约为3.9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。(1)通入硫化氢的作用是:除去溶液中的Sn2+;除去溶液中的Fe3+,其反应的离子方程式为。操作,在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是。(2)操作的顺序依次为、过滤、洗涤、干燥。(3)操作得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:除去晶体表面附着的硫酸等杂质;。(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:a.称取一定质量绿矾产品,配制成250.00mL溶液;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000molL-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液

16、体积的平均值为20.00mL。滴定时发生反应的离子方程式为5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O。用硫酸酸化的0.01000molL-1KMnO4溶液滴定时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视。判断此滴定实验达到终点的方法是。若用上述方法测定的样品中FeSO47H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有。答案答案(1)2Fe3+H2S2Fe2+S+2H+使Sn2+沉淀完全,防止Fe2+生成沉淀(2)蒸发浓缩冷却结晶(3)降低洗涤过程中FeSO47H2O的损耗(4)锥形瓶中溶液颜色的变化溶液恰好由无色变成浅红色且半分钟内不褪色样品中存在少量的杂质或

17、样品部分被氧化解析解析(1)Fe3+具有氧化性,可以氧化S2-生成单质S沉淀。SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6,通入H2S调节pH=2,既可使Sn2+沉淀完全,又可使Fe2+不沉淀。考点二铜及其重要化合物考点二铜及其重要化合物1.铜及铜的化合物铜及铜的化合物(1)铜的化学性质(2)硫酸铜a.CuSO45H2O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。b.无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO45H2O),可作为水的检验试剂。c.CuSO4与石灰乳按比例混合的溶液即为无机农药波尔多液,是一种良好的杀菌剂,可以用来防治多种作物的病虫害。2.铜的冶炼、精炼铜的冶炼、精炼(1)

18、高温炼铜主要反应:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2;2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2。铜的精炼:以粗铜为阳极、纯铜为阴极、CuSO4溶液为电解液进行电解。(2)湿法炼铜:CuSO4+FeFeSO4+Cu。1.【易错辨析】【易错辨析】判断正误判断正误,正确的画正确的画“”,错误的画错误的画“”。(1)Cu的化学性质比较稳定,金属铜是人类利用最早的金属之一。()(2)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分,在干燥的空气中不易生成。()(3)将铁片置于CuSO4溶液中,铁片上有红色物质析出,说明铁比铜活泼。()(4)过量的铜与浓硝酸反应一定没有

19、一氧化氮生成。()(5)用Cu和浓H2SO4反应是制备CuSO4的最好方法。()(6)利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质来检验水的存在。()(7)Cu在金属活动性顺序中位于氢后,因此不能和酸直接反应。()2.【多维思考】【多维思考】写出铜在潮湿空气中锈蚀生成铜绿的化学方程式:。答案答案2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3题组铜及其化合物的性质及制备1.铜粉放入稀硝酸中充分反应后,铜有剩余,加入某物质后铜粉又继续溶解,该物质不可能是(A)A.KNO3B.FeCl3C.HClD.H2SO4解析解析A项,铜与硝酸反应停止是因为溶液中H+被消耗完,所以增加KNO3不能溶解铜;补充盐酸或硫

20、酸反应可继续进行,FeCl3也可与铜反应。2.氯化亚铜(化学式为CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色固体,微溶于水,不溶于乙醇。某实验小组用工业废渣(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制取氯化亚铜同时生成电路板蚀刻液,设计流程如下:(1)为了提高固体A的溶解速率,可采取的措施是。(2)沉淀B为(填化学式,下同),试剂C为。(3)将Na2SO3溶液和CuCl2溶液混合均匀,再加入少量浓盐酸调节体系的pH,充分反应后倾出清液,抽滤即得CuCl沉淀,写出该反应的离子方程式:;CuCl沉淀的洗涤剂应该选用以减少沉淀损失。(4)该生产过程中对CuCl产率探究时发现:在隔绝空气条件下进行时Cu

21、Cl产率较高,由此推测CuCl具有性;CuCl在溶液的pH较大时产率较低,试分析其可能的主要原因:。解析解析(1)将固体A粉碎,可增大其与盐酸的接触面积,加快反应速率。(2)试剂C的作用是调节溶液的pH,使Fe3+变为Fe(OH)3沉淀,故沉淀B为Fe(OH)3,试剂C可以是CuO或Cu(OH)2。(3)S具有还原性,根据题意,可知CuCl2被还原为CuCl,由于加入了浓盐酸,故离子方程式中应出现H+。由于CuCl微溶于水,不溶于乙醇,故可用乙醇洗涤以减少沉淀损失。答案答案(1)将固体A粉碎(2)Fe(OH)3CuO或Cu(OH)2(3)2Cu2+S+2Cl-+H2O2CuCl+S+2H+乙醇

22、(4)还原CuCl被碱溶解3.在FeCl3溶液中,加入ag铜,完全溶解后,再加bg铁,充分反应后得到cg残余固体,且ac,则下列说法正确的是(B)A.残余固体是铜和铁B.最后得到的溶液中一定含有Cu2+C.将残余固体加入稀硫酸中,有气泡产生D.最后得到的溶液中可能含有Fe3+解析解析此题涉及的反应有2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2、CuCl2+FeFeCl2+Cu,还可能发生反应:2FeCl3+Fe3FeCl2,依原子守恒可知,agCu完全溶解后,变为agCu2+,若加入足量的Fe,可将Cu2+全部转化为ag铜,根据ac,可知加入的铁是不足量的,即有部分Cu2+未被置换出来,剩余固体

23、为Cu,不可能有铁剩余;有铜剩余,则溶液中一定不存在Fe3+,且铜与稀硫酸不反应。综上所述,A、C、D错误,B正确。考点三Fe2+、Fe3+的相互转化及检验1.铁三角铁三角(1)FeFe2+铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)、非氧化性酸溶液(如盐酸、稀硫酸)、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应。Fe+SFeSFe+2H+Fe2+H2Fe+CuSO4Cu+FeSO4(2)Fe2+Fe3+亚铁盐与强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸、KMnO4(H+)、H2O2等反应。2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-3Fe2+4H+N3Fe3+NO+2H2O(3)Fe3+Fe可通过较强还原

24、剂实现,如Al、CO、H2等。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3(4)FeFe3+铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3)在一定条件下反应。2Fe+3Cl22FeCl3(5)Fe3+Fe2+铁盐溶液与比较强的还原剂(如Fe、Cu、I-、S2-等)反应。2Fe3+S2-2Fe2+S2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+2Fe3+Fe3Fe2+2Fe3+2I-2Fe2+I2FeCl2+ZnZnCl2+FeFeO+H2Fe+H2O(6)Fe2+Fe比较活泼的金属(如Al、Zn)、CO、H2、C等能从亚铁化合物中还原出铁。2.Fe2+和和Fe3+的检验方法的检验方法(1)加Na

25、OH溶液,出现白色沉淀,继而转化为灰绿色,最后变为红褐色的为Fe2+;直接出现红褐色沉淀的为Fe3+。(2)用KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明溶液中有Fe3+。1.【易错辨析】【易错辨析】判断正误判断正误,正确的画正确的画“”,错误的画错误的画“”。(1)检验溶液中是否含有Fe3+:取少量待检验溶液,向其中加入少量新制氯水,再加入KSCN溶液,观察实验现象。()(2)下列物质的转化在给定条件下能实现:Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3。()(3)向某溶液中滴加KSCN溶液,显血红色,该溶液中一定含有Fe3+。()(4)Fe3+有氧化性,所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜。

26、()(5)过量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液,溶液呈血红色,说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3+。()(6)硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的H2O2:Fe2+2H+H2O2Fe3+2H2O。()(7)水溶液中Fe2+、H+、ClO-、S不能共存。()2.【多维思考】【多维思考】为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是。答案答案“铁三角铁三角”转化关系及应用、离子检验转化关系及应用、离子检验1.“铁三角铁三角”转化关系转化关系2.应用应用(1)除杂方法主要物质杂质除杂方法Fe2+Fe3+加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水

27、或H2O2Fe2+Cu2+加过量铁粉后过滤FeAl加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤Fe2O3Al2O3、SiO2加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤(2)判断离子共存Fe3+与I-、S2-、S因发生氧化还原反应而不能大量共存。Fe2+与ClO-、Mn、N(H+)等因发生氧化还原反应而不能大量共存。Fe2+、Fe3+均水解,与HC、Al、C等因水解相互促进,在溶液中不能大量共存。(4)物质的制备(3)盐溶液的保存3.离子检验离子检验(1)Fe2+的检验样品溶液无明显现象溶液变血红色,证明含有Fe2+样品溶液产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明含有Fe2+(2)Fe3+的检验样品

28、溶液溶液变血红色,证明含有Fe3+样品溶液产生红褐色沉淀,证明含有Fe3+(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验混合溶液溶液变血红色,说明含有Fe3+混合溶液试纸变蓝色,说明含有Fe3+混合溶液酸性KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+混合溶液溴水褪色,说明含有Fe2+典例典例磷酸亚铁Fe3(PO4)28H2O是一种白蓝色单斜晶体,溶于稀强酸,不溶于水、醋酸、醇,主要用于制造磷酸铁锂电池材料。实验室制备磷酸亚铁的装置示意图如下:主要反应为3FeSO4+2Na2HPO4+2CH3COONa+8H2OFe3(PO4)28H2O+3Na2SO4+2CH3COOH。实验步骤

29、:在仪器A中先加入抗坏血酸(C6H8O6)稀溶液作底液;向烧瓶中滴入足量Na2HPO4与CH3COONa混合溶液至pH=4;再滴入含15.2gFeSO4的溶液,最终维持pH=6,静置;进行操作b,干燥得到磷酸亚铁粗产品12.8g。回答下列问题:(1)仪器A的名称是。(2)实验中由原料配制溶液时,蒸馏水事先要进行的操作是。(3)实验不是将三种溶液直接混合的原因是,制备时需不断搅拌,其目的是。(4)步骤进行的操作b是。(5)检验磷酸亚铁粗产品中是否混有Fe(OH)3杂质的方法是。(6)本实验的产率是。答案答案(1)三颈烧瓶(2)煮沸、冷却(3)避免生成Fe(OH)2沉淀使反应物充分接触(4)过滤、

30、洗涤(5)取少量固体溶于适量盐酸,然后滴入KSCN溶液,溶液变血红色,说明含有Fe(OH)3杂质,否则不含(6)76.5%解析解析(1)由题图可知,仪器A是三颈烧瓶。(2)Fe2+具有强还原性,由原料配制溶液时,蒸馏水事先要煮沸、冷却,可以除去溶液中溶解的氧气,避免氧化Fe2+。(3)实验不是将三种溶液直接混合,而是分别加入Na2HPO4与CH3COONa的混合溶液至pH=4时,再加入FeSO4溶液,防止生成Fe(OH)2沉淀;制备时需不断搅拌,使反应物充分接触。(4)分离不溶的固体与液体得到磷酸亚铁粗产品,需要进行过滤、洗涤等。(5)通常用KSCN溶液检验Fe3+,取少量固体溶于适量盐酸,然

31、后滴入KSCN溶液,溶液变血红色,说明含有Fe(OH)3杂质,否则不含。(6)由题可知,n(FeSO4)=0.1mol,根据铁元素守恒,磷酸亚铁的理论产量为0.1mol502g/mol16.73g,而实际生成磷酸亚铁12.8g,其产率为100%76.5%。题组一Fe2+、Fe3+的相互转化及应用1.下列试剂中,不能使Fe2+转化为Fe3+的是(D)氯气NaCl溶液KMnO4溶液稀硝酸盐酸A.B.C.D.解析解析要实现Fe2+转化为Fe3+,必须加具有氧化性的物质,NaCl、HCl均不能使Fe2+变为Fe3+。2.下列除杂的操作不正确的是(C)A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3:加入足量镁粉

32、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解析FeCl3溶液中存在水解平衡:Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+,加入Mg与H+反应,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;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,错误;先用H2O2将Fe2+氧化成F

33、e3+,再利用Fe3+的水解,加入CuO与H+反应将Fe3+转化成Fe(OH)3而除去,D正确。3.工业上用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板,向腐蚀后的溶液中(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、H+、Cl-等离子)加入指定物质,反应后溶液中大量存在的一组离子描述正确的是(BC)A.加入过量Fe:Fe2+、Fe3+、Cl-、H+B.加入过量H2O2和稀盐酸:Fe3+、Cu2+、H+、Cl-C.加入过量新制氯水:Fe3+、Cu2+、H+、Cl-D.加入过量CuO:Fe3+、Cu2+、H+、Cl-解析解析A项,过量的Fe会与Fe3+、H+反应,错误;B项,H2O2会将Fe2+氧化生成Fe3+,正确;C项,

34、氯水中Cl2会氧化Fe2+生成Fe3+,正确;D项,CuO与H+反应,错误。题组二Fe2+、Fe3+的检验4.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入(B)A.NaOH溶液B.KSCN溶液C.先通入氯气,再加入KSCN溶液D.先加入足量铁粉,再加入KSCN溶液解析解析Fe2+易被氧化为Fe3+,检验溶液中有没有Fe3+即可。5.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序为(C)加入足量氯水加入足量KMnO4溶液加入少量KSCN溶液A.B.C.D.解析解析先取适量溶液于试管中,加入KSCN溶液,不变血红色,证明不含Fe3+;再加入氯水,若变血红色,说明含Fe

35、2+,若不变血红色,说明不含Fe2+。由于KMnO4溶液本身呈紫色,因此最佳顺序为。高考演练高考演练1.(2018江苏单科,9,2分)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是(A)A.NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)C.AgNO3(aq)Ag(NH3)2+(aq)Ag(s)D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)解析解析本题考查元素化合物之间的相互转化。2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O、Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH,A正确;NaAlO2与过量HCl(aq)反应生成AlCl

36、3和NaCl,B不正确;Ag(NH3)2+与蔗糖无法发生银镜反应生成Ag,C不正确;Fe与HCl(aq)反应生成FeCl2和H2,D不正确。2.(2016江苏单科,5,2分)下列指定反应的离子方程式正确的是(C)A.将铜丝插入稀硝酸中:Cu+4H+2NCu2+2NO2+H2OB.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉:Fe3+Fe2Fe2+C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水:Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3ND.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+H2SiO3+2Na+解析解析A项,铜与稀硝酸反应生成NO,故错误;B项,电荷不守恒、得失电子不守恒,故错误;C

37、项,Al(OH)3不溶于氨水,故正确;D项,Na2SiO3能溶于水且完全电离,应拆开,故错误。3.2016江苏单科,20(1)(2)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2转化为Cr3+,其电极反应式为。(2)在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率,结果如下图所示。当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是。当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加,Cu2

38、+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是。答案答案(1)Cr2+14H+6e-2Cr3+7H2O(2)活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少解析解析(2)活性炭具有吸附作用,可以吸附少量的Cu2+和Pb2+。铁炭混合物去除Cu2+和Pb2+是通过发生置换反应实现的,且发生的是原电池反应(Fe为负极,活性炭为正极),当铁的质量分数达到一定数值后,随着铁的质量分数增加,活性炭的质量分数减少,铁炭混合物中微电池的数目减少,所以Cu2+和Pb2+的去除率下降。4.(2014江苏单科,7,2分)下列指定反应的离子方程式正确的是(D)A.Cu溶于稀HNO3:Cu+2H+NCu2+NO2+H2OB.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2+2OH-Fe(OH)2C.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+Ca2+H2O+CO2D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2+Al+2H2OAl(OH)3+HC解析解析Cu与稀HNO3反应的还原产物为NO,A项错误;(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH反应时还会发生N与OH-间的反应,B项错误;CH3COOH是弱电解质,离子方程式中不能拆成离子形式,C项错误。