(新課改省份專版)2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 3.2 點點突破 過渡金屬的2種典型代表(鐵、銅)學(xué)案(含解析).doc
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第2課時 點點突破——過渡金屬的2種典型代表(鐵、銅) 知識點一 鐵及鐵的化合物 1.鐵的存在 2.鐵的性質(zhì) (1)物理性質(zhì) 顏色狀態(tài) 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性 特性 地殼含量 銀白色固體 良好 被磁鐵吸引 占第位 (2)化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式或離子方程式) ①與非金屬反應(yīng) 與O2反應(yīng) 常溫 鐵銹(成分為Fe2O3xH2O) 點燃 3Fe+2O2Fe3O4 與Cl2反應(yīng) 點燃 2Fe+3Cl22FeCl3 與S、I2反應(yīng) Fe+SFeS、Fe+I2FeI2 ②與H2O(g)反應(yīng) 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。 ③與酸反應(yīng) 與H+反應(yīng) Fe+2H+===Fe2++H2↑ 與稀HNO3 反應(yīng) 過量 Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O 少量 3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O 與濃H2SO4、 濃HNO3反應(yīng) 常溫下鈍化,加熱分別生成SO2、NO2 ④與鹽(Cu2+、Fe3+)反應(yīng) Fe+Cu2+===Fe2++Cu、Fe+2Fe3+===3Fe2+ [提醒] 鐵與弱氧化劑(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反應(yīng)時被氧化為Fe2+,鐵與強氧化劑(如Cl2、Br2、HNO3、濃H2SO4等)反應(yīng)時被氧化為Fe3+。 化學(xué)式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗稱 — 鐵紅 磁性氧化鐵 色態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 溶解性 難溶于水 難溶于水 難溶于水 鐵的價態(tài) +2價 +3價 +2價,+3價 與H+反應(yīng)的離子方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O 共性 高溫時,都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原,生成單質(zhì)鐵 化學(xué)式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色態(tài) 白色固體 紅褐色固體 溶解性 難溶于水 難溶于水 與鹽酸反應(yīng) Fe(OH)2+2H+=== Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+=== Fe3++3H2O 受熱分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 制法 可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng):Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 可溶性鐵鹽與堿反應(yīng):Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 二者的關(guān)系 空氣中,F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3,現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 [提醒]?、貴eO和Fe3O4與HNO3反應(yīng)時,除考慮與H+的反應(yīng)外,還考慮Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。 ②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與HI反應(yīng)時,除考慮與H+的反應(yīng)外,還考慮Fe3+被I-還原為Fe2+。 1.亞鐵鹽 含有Fe2+的溶液,呈淺綠色,既有氧化性,又有還原性。 (1)氧化性:Fe2+與Zn反應(yīng)的離子方程式為 Zn+Fe2+===Fe+Zn2+。 (2)還原性:Fe2+與Cl2反應(yīng)的離子方程式為 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。 2.鐵鹽 (1)氧化性:含F(xiàn)e3+的溶液,呈色,F(xiàn)e3+具有較強的氧化性。Fe3+與Cu、I-反應(yīng)的離子方程式為 2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+, 2Fe3++2I-===2Fe2++I2。 (2)特性:含有Fe3+的鹽溶液遇到KSCN時變成血紅色。 (3)FeCl3易水解:將其飽和溶液滴入沸水中制備膠體的化學(xué)方程式為FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl。 (4)其他重要的鐵鹽及應(yīng)用 綠礬(FeSO47H2O) 用作補血劑及植物補鐵劑 高鐵酸鉀(K2FeO4) 用作水處理劑或制作高能電池 莫爾鹽(或摩爾鹽) [(NH4)2SO4FeSO46H2O] 用于冶金、電鍍及織物媒染劑 赤血鹽[K3Fe(CN)6] 用于檢驗Fe2+ 3.Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化 Fe2+Fe3+ 上述轉(zhuǎn)化中標(biāo)號反應(yīng)的離子方程式為 ①3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O; ②2Fe3++Fe===3Fe2+。 [對點訓(xùn)練] 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“”)。 (1)(2018全國卷Ⅱ)向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液,觀察顏色變化;該實驗過程可用來探究維生素C的還原性(√) (2)(2018北京高考)將NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,觀察到產(chǎn)生白色沉淀,隨后變?yōu)榧t褐色;該實驗中的顏色變化與氧化還原反應(yīng)無關(guān)() (3)(2018江蘇高考)Cu與FeCl3溶液反應(yīng)可生成CuCl2(√) (4)(2017海南高考)細鐵粉可作食品抗氧劑(√) (5)(2017江蘇高考)向某黃色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈藍色,證明溶液中含Br2() (6)(2016全國卷Ⅲ)鐵比銅金屬性強,所以可用FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板() (7)(2016江蘇高考)向Fe2(SO4)3溶液中加入過量鐵粉:Fe3++Fe===2Fe2+() (8)(2016江蘇高考)室溫下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加幾滴淀粉溶液,溶液變藍色,說明Fe3+的氧化性比I2的強(√) (9)(2016上海高考)用NaOH溶液和鹽酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2() 2.《本草綱目》中記載“慈石治腎家諸病,而通耳明目。慈石,色輕紫,石上皸澀,可吸連針鐵,俗謂之熁鐵石”?!按仁钡闹饕煞质? ) A.鐵 B.氧化銅 C.氧化鐵 D.四氧化三鐵 解析:選D 磁石,古代煉丹常用的礦物原料,又稱作“慈石”,即四氧化三鐵(Fe3O4)。 3.如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應(yīng)。下列各對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書寫不正確的是( ) A.Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O B.Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O C.Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O D.3Fe(OH)2+10H++NO===3Fe3++NO↑+8H2O 解析:選B Fe3O4與HNO3反應(yīng)生成Fe3+,正確的離子方程式為3Fe3O4+28H++NO===9Fe3++NO↑+14H2O。 4.下列試劑中,不能使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的是( ) ①氯氣?、贜aCl溶液?、跭MnO4溶液 ④稀HNO3?、蓰}酸?、轓aNO3溶液 A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.②⑤⑥ 解析:選D Cl2、KMnO4、稀HNO3都具有強氧化性,能將Fe2+氧化成Fe3+,而NaCl溶液、鹽酸、NaNO3溶液不能將Fe2+氧化成Fe3+。 知識點二 Fe2+、Fe3+的檢驗及鐵三角的應(yīng)用 1.Fe2+的檢驗 方法1 無現(xiàn)象溶液變紅色,證明含有Fe2+ 方法2 產(chǎn)生白色絮狀沉淀,迅速變成灰綠色,最終變?yōu)榧t褐色,證明含有Fe2+ 方法3 生成藍色沉淀,證明含有Fe2+ 2.Fe3+的檢驗 方法1 溶液變紅色,證明含有Fe3+ 方法2 產(chǎn)生紅褐色沉淀,證明含有Fe3+ [提醒]?、贆z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(新制氯水可能氧化SCN-)。 ②Fe3+、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)。 1.完成下列離子方程式,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: 2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+。 (2)將FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液,溶液變藍: 2Fe3++2I-===I2+2Fe2+。 (3)向FeCl2溶液中滴入H2O2: 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。 (4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色: 5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。 (5)將FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中,有無色氣體放出: 3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O。 2.“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用 (1)判斷離子能否共存 Fe2+NO(H+)、ClO-、MnO(H+) Fe3+S2-、I-、SO Fe3+HCO、CO等水解相互促進的離子 (2)鹽溶液的配制與保存 3.物質(zhì)的制備 [對點訓(xùn)練] 1.要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+,進行如下實驗操作時,最佳順序為( ) ①加入足量氯水?、诩尤胱懔克嵝訩MnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液 A.①③ B.③② C.③① D.①②③ 解析:選C 用NH4SCN檢驗Fe3+是否存在,用氯水將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+進行檢驗Fe2+的存在。 2.(2019煙臺模擬)下列離子的檢驗方法合理的是( ) A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色,說明不含F(xiàn)e2+ B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液變紅色,說明原溶液中含有Fe2+ C.向某溶液中加入NaOH溶液,得紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3+ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色,說明該溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+ 解析:選C A項,KSCN溶液不能直接檢驗Fe2+的存在,F(xiàn)e2+是否存在不確定,檢驗方法不合理;B項,F(xiàn)e3+干擾Fe2+的檢驗,若原溶液中含有Fe3+且不含F(xiàn)e2+,也會產(chǎn)生相同現(xiàn)象,檢驗方法不合理;C項,F(xiàn)e3+與OH-生成紅褐色的Fe(OH)3沉淀,檢驗方法合理;D項,Mg(OH)2為白色沉淀,易被紅褐色沉淀掩蓋,無法確定原溶液中是否含有Mg2+,檢驗方法不合理。 3.在Fe2(SO4)3溶液中,加入a g銅,完全溶解后,再加b g鐵,充分反應(yīng)后得到c g殘余固體,且a>c,下列說法正確的是( ) A.殘余固體是銅和鐵 B.最后得到的溶液中一定含有Cu2+ C.將殘余固體加入稀硫酸中,有氣泡產(chǎn)生 D.最后得到的溶液中可能含有Fe3+ 解析:選B 因為a>c,說明b g鐵完全反應(yīng),溶液中含Cu2+、Fe2+,不含F(xiàn)e3+,B正確。 知識點三 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(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。 (2)化學(xué)性質(zhì) ①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銅銹。有關(guān)化學(xué)方程式:2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3。 ②寫出下列化學(xué)方程式: 銅在空氣中加熱:2Cu+O22CuO; 銅絲在硫蒸氣中反應(yīng):2Cu+SCu2S。 (3)制備方法 ①干法制銅: Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O CO+CuOCu+CO2↑ ②濕法制銅: Cu2(OH)2CO3+4H+===2Cu2++3H2O+CO2↑ Cu2++Zn===Zn2++Cu 2.氧化銅和氧化亞銅 名稱 氧化銅 氧化亞銅 顏色 黑色 磚紅色 與酸反應(yīng) (H+) CuO+2H+===Cu2++H2O Cu2O+2H+=== Cu2++Cu+H2O 與H2反應(yīng) H2+CuO Cu+H2O H2+Cu2O2Cu+H2O 轉(zhuǎn)化關(guān)系 4CuO2Cu2O+O2↑ [提醒] 區(qū)別紅色物質(zhì)Cu和Cu2O的方法 向紅色物質(zhì)中加入稀硫酸,若溶液由無色變成藍色,則該紅色物質(zhì)為Cu2O,否則為Cu。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O。 3.氫氧化銅 (1)物理性質(zhì):色溶于水的固體。 (2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用 反應(yīng)①的化學(xué)方程式:Cu(OH)2CuO+H2O; 反應(yīng)②的離子方程式:Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O。 4.銅鹽 (1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅,是銅綠的成分,是銅在潮濕的空氣中被腐蝕的結(jié)果,其受熱分解的化學(xué)方程式為Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2。 (2)CuSO45H2O為藍色晶體,俗稱藍礬、膽礬,其受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO45H2OCuSO4+5H2O,藍色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。無水CuSO4遇水變色(生成CuSO45H2O),可作為檢驗水的依據(jù)。 (3)銅鹽溶液有毒,主要是因為Cu2+作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用,使蛋白質(zhì)變性失去生理活性,因此可將膽礬、熟石灰、水配成波爾多液,用來殺滅植物的病毒。 [提醒]?、偻ǔ@梅磻?yīng)2Cu+O22CuO除去混合氣體中的少量O2。 ②Cu與稀H2SO4不反應(yīng),但在通入O2的條件下,Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解:2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O。 ③無水CuSO4只能作為檢驗水的試劑,不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。 5.銅及其化合物的顏色、狀態(tài)及溶解性 物質(zhì) 顏色 狀態(tài)及溶解性 物質(zhì) 顏色 狀態(tài)及溶解性 Cu 紫紅色、金屬光澤 固態(tài),難溶于非氧化性酸,易溶于強氧化性酸 CuSO4 白色 粉末,易溶于水,水溶液呈藍色 CuO 黑色 粉末,可溶于酸溶液 CuSO45H2O 藍色 晶體 Cu2O 磚紅色 固體,難溶于水,可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+) Cu2(OH)2CO3 綠色 粉末,難溶于水,可溶于酸溶液 CuCl CuI 白色 粉末,難溶于水 Cu(OH)2 藍色 難溶于水,可溶于酸溶液 CuS 黑色 粉末,難溶于水及非氧化性強酸 [Cu(NH3)4]2+ 深藍色 絡(luò)合離子,溶于水 [提醒] 反應(yīng)CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4可說明CuS難溶于非氧化性強酸。 [對點訓(xùn)練] 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“”)。 (1)(2018北京高考)電解精煉銅的陰極反應(yīng): Cu2++2e-===Cu(√) (2)(2018江蘇高考)向CuSO4溶液中加入鐵粉,有紅色固體析出,說明Fe2+的氧化性強于Cu2+的氧化性() (3)(2016全國卷Ⅱ)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥() (4)(2015全國卷Ⅰ)將銅粉加入1.0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中,現(xiàn)象是溶液變藍,有黑色固體出現(xiàn)() (5)(2015廣東高考)1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個SO3分子() (6)(2015天津高考)中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹(√) (7)(2015天津高考)氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍,證明原氣體中含有水蒸氣(√) (8)(2014全國卷Ⅱ)H2通過灼熱的CuO粉末,反應(yīng)后固體物質(zhì)增重() 2.下表中,對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是( ) 選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷 A 銅綠的主要成分是堿式碳酸銅 可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠 Ⅰ對;Ⅱ?qū)Γ粺o B 銅表面易形成致密的氧化膜 銅制容器可以盛放濃硫酸 Ⅰ對;Ⅱ?qū)Γ挥? C 向硫酸銅溶液中通入氨氣,有藍色沉淀產(chǎn)生,過濾后灼燒濾渣,最后變成黑色固體 把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒,銅絲表面變黑 Ⅰ對;Ⅱ?qū)?;? D 藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化 硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑 Ⅰ錯;Ⅱ?qū)?;無 解析:選D 稀鹽酸可以與堿式碳酸銅(銅綠的主要成分)反應(yīng),而且稀鹽酸不與Cu反應(yīng),所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠,Ⅰ、Ⅱ有因果關(guān)系,A錯誤;銅表面不能形成致密的氧化膜,銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng),所以不能用銅制容器盛放濃硫酸,B錯誤;硫酸銅與氨水反應(yīng)生成Cu(OH)2,Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO,Ⅰ、Ⅱ均正確,但沒有因果關(guān)系,C錯誤;藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末,屬于化學(xué)變化,CuSO4可用作消毒劑,但與前者沒有因果關(guān)系,D正確。 3.部分氧化的鐵銅合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g,經(jīng)如下處理: 下列說法正確的是( ) A.濾液A中的陽離子為Fe3+、Fe2+、H+ B.樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g C.樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 g D.V=896 解析:選B 硫酸足量,只有金屬Cu不與H2SO4反應(yīng),所以濾渣3.2 g為金屬銅,物質(zhì)的量為0.05 mol,因濾液A中不含Cu2+,故合金樣品中總共含有銅原子0.05 mol,濾液A中加入足量NaOH溶液,所得濾渣灼燒得到的固體3.2 g為Fe2O3。生成的濾渣3.2 g是銅,金屬銅可以和Fe3+反應(yīng),所以濾液A中一定不含F(xiàn)e3+,則濾液A中含有的陽離子為Fe2+、H+,A錯誤;Fe的物質(zhì)的量為2=0.04 mol,其質(zhì)量為0.04 mol56 gmol-1=2.24 g,B正確;根據(jù)B項分析可知鐵元素質(zhì)量為2.24 g,而合金樣品質(zhì)量為5.76 g,所以CuO的質(zhì)量不超過5.76 g-2.24 g=3.52 g,C錯誤;最后濾液A中溶質(zhì)為過量H2SO4和FeSO4,而鐵原子的物質(zhì)的量為0.04 mol,說明參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.04 mol,含H+0.08 mol,其中部分H+生成氫氣,另外的H+和合金中的氧原子結(jié)合成水,由于合金中氧原子的物質(zhì)的量為=0.02 mol,全部轉(zhuǎn)化為H2O需消耗H+0.04 mol,所以硫酸中生成H2的H+的物質(zhì)的量為0.08 mol-0.04 mol=0.04 mol,即生成0.02 mol H2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為448 mL,D錯誤。 4.銅是人類發(fā)現(xiàn)最早并廣泛使用的一種金屬?;卮鹣铝袉栴}: (1)實驗室使用稀硫酸和H2O2溶解銅片,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。 (2)電子工業(yè)使用FeCl3溶液刻蝕印刷電路板銅箔,寫出該過程的離子方程式________________________;配制的FeCl3溶液應(yīng)保持_________(填“酸性”“堿性”或“中性”),原因是______________________________________________________。 (3)溶液中Cu2+的濃度可采用碘量法測得: ①2Cu2++5I-===2CuI↓+I ②I+2S2O===S4O+3I- 反應(yīng)①中的氧化劑為________;現(xiàn)取20.00 mL含Cu2+的溶液,加入足量KI充分反應(yīng)后,用0.100 0 molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL,此溶液中Cu2+的濃度為________molL-1。 解析:(1)實驗室使用稀硫酸和H2O2溶解銅片,反應(yīng)中Cu被氧化為Cu2+,則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O。 (2)電子工業(yè)使用FeCl3溶液刻蝕印刷電路板銅箔,即Fe3+將Cu氧化為Cu2+,自身被還原為Fe2+,所以過程中發(fā)生的反應(yīng)為Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,F(xiàn)eCl3溶液中Fe3+發(fā)生水解使溶液呈酸性,需保持溶液為酸性抑制Fe3+水解。 (3)反應(yīng)①中Cu2+將I-氧化為I,所以氧化劑為Cu2+,滴定時發(fā)生反應(yīng):I+2S2O===S4O+3I-,則消耗n(I)=0.100 0 molL-125.0010-3 L=1.2510-3mol,根據(jù)碘原子守恒,則20.00 mL溶液中c(Cu2+)= molL-1=0.125 molL-1。 答案:(1)Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O (2)Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+ 酸性 防止Fe3+水解生成Fe(OH)3 (3)Cu2+ 0.125- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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