高考化学经典复习7.3铁、铜及其化合物含答案完美

第3节 铁、铜及其化合物 考纲点击：了解铁、铜及其重要化合物的制备方法，掌握 其主要性质及其应用。 回归教材 一、铁 第四周期第Ⅷ族 1.铁的位置、结构、化合价 (1)在周期表中的位置：______________；原子结构示意图： ____________。 (2)在化学反应中，铁易失去最外层上的 2 个电子，有时它 还失去次外层上的一个电子，所以铁有___________两种价态， 且_______价稳定。 ＋2、＋3 ＋3 2.铁的物理性质 银白 磁铁 纯铁具有金属的共性，如具有______色金属光泽和良好的 延展性，是电和热的良导体，具有能被______吸引的特性。还 原铁粉为黑色粉末。 3.铁的化学性质 写出有关化学方程式或离子方程式： 钝化 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 — ______ _______________ 色态 _____________ ____________ ________ Fe 元素 的价态 ______ ______ __________ 二、铁的氧化物 铁红 磁性氧化铁 1.物理性质 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 2.化学性质 ＋2 ＋3 ＋2,＋3 FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O； Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O； Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 [特别提醒](1)重要的铁矿石主要成分的化学式： 三、铁的氢氧化物 白色 红褐色 白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变 成红褐色 四、铜及其化合物 1.铜的物理性质 紫红 延展 铜是一种有金属光泽的______色固体，有良好的导电、导 热性(仅次于银，可用于制电缆)，有良好的________性。 2.铜的化学性质 (1)与非金属反应(写出化学方程式) ①与 O2 反应 Cu2(OH)2CO3 加热：______________________________。 常温下在潮湿的空气中： 2Cu＋O2＋H2O＋CO2===__________________。 ②与 Cl2 反应：Cu＋Cl2 CuCl2(棕黄色烟)。 (2)与酸反应(写出化学方程式) ①与非氧化性酸：不反应。 ②与氧化性酸反应 2Cu＋O2 2CuO 与浓硫酸反应： _________________________________________________。 与浓硝酸反应： _________________________________________________。 与稀硝酸反应： _________________________________________________。 (3)与盐溶液反应(用离子方程式表示) 与硝酸银溶液反应：______________________________。 与氯化铁溶液反应：_____________________________。 Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 3.铜的化合物的主要性质 (1)氧化铜、氧化亚铜和氢氧化铜 黑 红 蓝 Cu2＋＋Cu＋H2O (2)碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO3碱式碳酸铜的化学式为____________，是铜绿孔雀石的主 要成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化 学方程式为__________________________________________。 (3)硫酸铜 ①CuSO4·5H2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解。 ②无水 CuSO4 为______ 色粉末，遇水变 ______ 色( 生成 CuSO4·5H2O)，据此可用来检验水的存在。 白 蓝 (4)铜盐的毒性 蛋白质 蛋白质 铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与__________作用， 使__________变性失去生理活性，因此人们根据这一性质用胆 矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来防治植物的毒害。 [特别提醒](1)铜在通入氧气的情况下，可在稀的非氧化性 酸(稀盐酸、稀硫酸)中逐渐溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4 ＋2H2O。 (2)铜为变价金属，与Cl2 反应生成CuCl2，与S 反应生成 Cu2S。 基础测评 　　解析：溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－， 氧化性：Fe3＋c(H＋)，OH－也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区， 导致CuSO4溶液pH升高 铁元素有多种价态，化合物种类多，特别是Fe2+、Fe3+的 以变价元素铁及其化合物为载体的综合探究实验 性质多样，是命制综合实验题的热点载体。考查内容可涉及物 质性质的探究、物质的制备、成分测定、离子检验等。通过上 述问题的设计，同时可考查仪器的使用、条件的控制、物质的 分离提纯、实验安全等化学实验基础知识。 [典例](2018 届甘肃三模)从宏观现象探究微观本 质是重要的化学学科素养。以 FeCl3 溶液为实验对象，探究其 与碱性物质之间反应的复杂多样性。实验如下： (1)①中反应的离子方程式是_______________________。 (2)②中逸出的无色气体是__________。从物质类别的角度 分析，Na2CO3 与 Na2SO3 在化学性质方面的共性是___________ ___________(写一条)；从化合价角度分析，Na2CO3 与 Na2SO3 在化学性质方面的差异是________________________________ __________________________________________(写一条)。 (3)对于③中的实验现象，同学们有诸多猜测，继续进行实 验： Ⅰ.甲取③中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的 BaCl2 溶 液，产生白色沉淀。甲得出结论：FeCl3 与 Na2SO3 发生了氧化 还原反应，离子方程式是___________________________。 Ⅱ.乙认为甲的实验不严谨，重新设计并进行实验，证实了 甲的结论是正确的。其实验方案是________________________ __________________________________________________。 (4)受以上实验的启发，同学们对 pH≈8 的 1 mol·L－1NaF 溶液与 FeCl3 溶液混合时的现象产生了好奇并进行实验： Ⅰ.⑤的实验目的是_______________________________。 实验操作 及现象 ④向2 mL 0.2 mol·L－1FeCl3溶液中滴入2 mL 1 mol·L－1NaF溶液，溶液变无色 ⑤向2 mL 0.2 mol·L－1FeCl3溶液中滴入2 mL蒸馏 水，溶液颜色变浅 Ⅱ.为探究④中溶液变无色的原因，进行如下实验： 资料显示：FeF3 溶液为无色。 用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因：_________ _____________________________________________________。 (5)根据实验，FeCl3 溶液与碱性物质之间的反应的多样性与 __________________有关。 [演练](2018 年山东青岛三模)(1)小组同学利用 FeCl3 溶液探 究其与足量锌粉的反应。实验操作及现象如下： 操作 现象 向反应瓶中加入6.5 g锌粉， 然后加入50 mL 1.0 mol·L－1 的FeCl3溶液，搅拌 溶液温度迅速上升，稍后出现红 褐色沉淀，同时出现少量气泡； 反应一段时间后静置，上层溶液 为浅绿色，反应瓶底部有黑色固 体 收集检验反应过程中产生的 气体 集气管口靠近火焰，有爆鸣声 ①结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原 因：_____________________________________________。 ②用离子方程式解释反应后溶液为浅绿色的原因：_______ ___________________________。 ③分离出黑色固体，经下列实验证实了其中含有的主要物 质。 ⅰ.黑色固体可以被磁铁吸引； ⅱ.向黑色固体中加入足量的 NaOH 溶液，产生气泡； ⅲ.将ⅱ中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大 量气泡； ⅳ.向ⅲ反应后的溶液中滴加 KSCN 溶液，无变化 a.黑色固体中一定含有的物质是________。 b. 小组同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有 Fe3O4，理由是______________________________________。 操作 现象 将5 mL 1.0 mol·L－1的FeCl3溶 液与0.65 g锌粉混合 溶液温度迅速上升，开始时 几乎没有气泡 将_______________________与 0.65 g锌粉混合 溶液中立即产生大量气泡 解析：(1)③黑色固体可以被磁铁吸引，说明可能含有 Fe 或 Fe3O4，由已知信息可知，Zn 的性质与 Al 的性质相似，可与 NaOH 溶液反应生成氢气，所以向黑色固体中加入足量的NaOH 溶液，产生气泡，说明黑色固体中肯定有Zn，由于加入的NaOH 溶液足量，则 Zn 在这一过程中已反应完，ⅱ中剩余固体中已无 Zn，将ⅱ中剩余固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量 气泡，说明黑色固体中肯定有 Fe，故黑色固体中一定含有的物 质是 Zn 和 Fe。(2)该物质与锌粉混合可产生大量的气泡，说明 － 1 ，所以加入盐酸的浓度也应为 0.2氢离子浓度为 0.2 mol·L mol·L－1 或 pH＝0.7。 加入的物质应为盐酸，由于1.0 mol·L－1的FeCl3溶液的pH＝0.7， 　　答案：(1)①溶液温度升高，反应过程中生成 H2 使溶液中c(H＋)降低，都会促进 平衡Fe3＋＋3H2O　　 2Fe(OH)3＋3H＋正向移动，出现红褐色沉淀Fe(OH)3 　　②2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋　③a.Fe和Zn　 b.ⅲ中，若存在Fe3O4，稀盐酸与Fe3O4反应产生的Fe3＋可与Fe继续反应生成Fe2＋，导 致在ⅳ中检测不到Fe3＋，与没有Fe3O4时得到的ⅳ中现象相同 　　(2)5 mL 0.2 mol·L－1(或pH＝0.7)的盐酸(可不考虑Cl－对反应的影响)