第三课时　铁及铜的化合物

第三课时　铁及铜的化合物

1．铁的氧化物的比较

铁红磁性氧化铁黑色红棕色＋2 ＋3 难溶于水

FeO＋2H＋=== Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2O 碱性

2.铁的氢氧化物的比较

疑点警示：Fe(OH)2制备时一般需注意哪些问题？一般采用什么方法来制备？疑点警示：Fe(OH)2制备时一般需注意哪些问题？一般采用什么方法来制备？

因Fe(OH)2在空气中易氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故Fe(OH)2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟，在实验室中制取Fe(OH)2时，一定要用新制的Fe2＋盐(比如用Fe粉和盐酸新制取的FeCl2，或用Fe粉和稀硫酸新制取的FeSO4)和先加热驱赶O2后的NaOH溶液，且胶头滴管末端插入试管内的液面下(其他情况不允许)，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，减少Fe(OH)2与O2接触．因Fe(OH)2在空气中易氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故Fe(OH)2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟，在实验室中制取Fe(OH)2时，一定要用新制的Fe2＋盐(比如用Fe粉和盐酸新制取的FeCl2，或用Fe粉和稀硫酸新制取的FeSO4)和先加热驱赶O2后的NaOH溶液，且胶头滴管末端插入试管内的液面下(其他情况不允许)，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，减少Fe(OH)2与O2接触．

1．在含FeCl3、FeCl2、AlCl3、NaCl的溶液中，加入足量的Na2O固体，在空气中充分搅拌反应后再加入过量的稀盐酸，溶液中离子数目变化最小的是 ()1．在含FeCl3、FeCl2、AlCl3、NaCl的溶液中，加入足量的Na2O固体，在空气中充分搅拌反应后再加入过量的稀盐酸，溶液中离子数目变化最小的是 () • A．Na＋B．Al3＋ • C．Fe3＋D．Fe2＋

答案：B

2．向某晶体的水溶液中加入Fe2＋的溶液后，无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现血红色，那么由此得出的下列结论，错误的是 ()2．向某晶体的水溶液中加入Fe2＋的溶液后，无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现血红色，那么由此得出的下列结论，错误的是 () • A．该晶体中一定含有SCN－ • B．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性强 • C．Fe2＋被溴氧化为Fe3＋ • D．Fe2＋与SCN－不能形成血红色的化合物

解析：溴水可将Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe3＋遇SCN－生成血红色溶液，由于反应2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，说明Br2的氧化性强于Fe3＋，B选项错误．解析：溴水可将Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe3＋遇SCN－生成血红色溶液，由于反应2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，说明Br2的氧化性强于Fe3＋，B选项错误． • 答案：B

3．某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50 mL b mol·L－1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)．下列说法正确的是 ()

A．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解A．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解 • B．若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3＋ • C．若金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)，则b＝0.3 • D．当溶液中金属离子只有Fe3＋、Cu2＋时，则a和b的关系为：b≥80y

答案：AD

1．“铁三角” Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化关系及应用

2.相互转化 • (1)Fe→Fe2＋ • ①条件：铁与氧化性比较弱的非金属(如S、I2)、非氧化性酸(如盐酸、稀H2SO4)、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应． • ②实验：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4；Fe＋2FeCl3===3FeCl2；Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑.

(2)Fe→Fe3＋ • ①条件：铁与强氧化剂，如Cl2、H2O2、KMnO4(H＋)、HNO3、浓H2SO4在一定条件下反应都会实现这种转化． • ②实例：2Fe＋3Cl2 2FeCl3

(3)Fe2＋→Fe • ①条件：比较活泼的金属(如Al、Zn)、CO、H2、C等能从亚铁化合物中置换出铁来． • ②实例：CO＋Fe OFe＋CO2

(4)Fe2＋→Fe3＋ • ①条件：Fe2＋被强氧化剂氧化为Fe3＋，如Cl2、Br2、H2O2、浓H2SO4、酸性高锰酸钾溶液、HNO3等． • ②实例：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ • (5)Fe3＋→Fe • ①条件：可加入较强还原剂来实现，如Al、Zn、H2、CO等． • ②实例：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3

(6)Fe3＋→Fe2＋ • ①条件：Fe3＋与比较强的还原剂反应，如Cu、Fe、S2－(或H2S)、I－(或HI)等． • ②实例：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋，2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

(2)试剂的存放 • ①亚铁盐溶液(如FeCl2溶液)：保存时加入少量铁屑以防止Fe2＋被氧化，滴入少量相应的酸溶液(如盐酸)以防止Fe2＋水解． • ② 铁盐溶液[如Fe2(SO4)3溶液]：保存时加入少量相应的酸(如H2SO4)以防止Fe3＋水解．

[例题1]A～I分别表示中学化学中常见的物质，它们之间相互转化关系如下图所示(有部分反应物、生成物没有列出)：[例题1]A～I分别表示中学化学中常见的物质，它们之间相互转化关系如下图所示(有部分反应物、生成物没有列出)：

已知A、B、C、D、E、F六种物质中含有同一种元素，G为主族元素的固态氧化物．已知A、B、C、D、E、F六种物质中含有同一种元素，G为主族元素的固态氧化物． • (1)写出物质的化学式： • E________，F________，J________ • (2)写出反应的化学方程式： • ①________；②________；③________.

点拨：解答框图推断题时，要找准“突破口”，并作为切入点，然后密切联系元素化合物知识，依据各物质间的相互转化作出分析．点拨：解答框图推断题时，要找准“突破口”，并作为切入点，然后密切联系元素化合物知识，依据各物质间的相互转化作出分析． • 解析：由两条线索展开分析，一是G为主族元素的固态氧化物，既溶解于碱又可电解，可推知为Al2O3；二是E和F均是与碱反应后的产物，且E可被空气中的O2氧化成F，可推知E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3.

答案：(1)Fe(OH)2Fe(OH)3NaAlO2 • (2)①Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O • ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 • ③Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O

已知X为FeO和CuO的混合物，取两份等质量的X样品进行下列实验：已知X为FeO和CuO的混合物，取两份等质量的X样品进行下列实验：

(1)写出①、②和③步所有反应的方程式： • ________________________________________________________. • (2)设从③步所得固体D的质量为32 g，溶液E中只含有一种金属离子，气体F在标准状况下体积为5.6 L，试计算取用的每份X的质量和X中FeO和CuO的质量比．

解析：(1)A是CuCl2、FeCl2、HCl三种物质的混合液，B能与A反应，则应是铁和铜的混合物，C为CO2，F应为H2，则D是铜，E为FeCl2和HCl的混合液．解析：(1)A是CuCl2、FeCl2、HCl三种物质的混合液，B能与A反应，则应是铁和铜的混合物，C为CO2，F应为H2，则D是铜，E为FeCl2和HCl的混合液．

特别提示：Cu和Fe是过渡金属中的典型代表，而它们与HNO3反应的性质，则更是长期以来被命题人所青睐，常考常新，应高度重视.特别提示：Cu和Fe是过渡金属中的典型代表，而它们与HNO3反应的性质，则更是长期以来被命题人所青睐，常考常新，应高度重视.

1．Fe3＋的检验 • (1)加入NaOH等碱溶液，生成红褐色沉淀． • Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色) • (2)加入KSCN溶液，溶液变为红色． • Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)

2．Fe2＋的检验 • (1)在被检验的溶液中加碱，产生白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋存在． • Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ • 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

(2)在被检验的溶液中，滴加KSCN溶液，无明显现象，再通入Cl2，若变成红色溶液，证明有Fe2＋存在．(2)在被检验的溶液中，滴加KSCN溶液，无明显现象，再通入Cl2，若变成红色溶液，证明有Fe2＋存在． • 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ • Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)

[例题2]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 ()[例题2]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 () • ①加入足量氯水　②加入足量KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液 • A．①③　　　　　 B．③② • C．③① D．①②③

解析：检验Fe3＋存在可以利用Fe3＋与SCN－反应溶液变红色的性质．而Fe2＋无此性质，但需向加入NH4SCN的Fe2＋溶液中加入氯水，因为氯水可以将Fe2＋氧化成Fe3＋，故溶液将变红，但在考虑将Fe2＋氧化为Fe3＋时，不能使用KMnO4溶液，因为KMnO4溶液本身有颜色，影响实验效果．解析：检验Fe3＋存在可以利用Fe3＋与SCN－反应溶液变红色的性质．而Fe2＋无此性质，但需向加入NH4SCN的Fe2＋溶液中加入氯水，因为氯水可以将Fe2＋氧化成Fe3＋，故溶液将变红，但在考虑将Fe2＋氧化为Fe3＋时，不能使用KMnO4溶液，因为KMnO4溶液本身有颜色，影响实验效果． • 答案：C

根据下列框图回答问题(答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示)：根据下列框图回答问题(答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示)：

(1)写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式：__________________________________________.(1)写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式：__________________________________________. • (2)某同学取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色．写出与上述变化过程相关的离子方程式： • ______________________、____________________. • (3)写出N转化为Z的现象及化学方程式：____________________________________. • (4)写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式：________________________________________________.

解析：分析本题应以M为红色金属(Cu)和Y与KSCN溶液反应变红色着手．从转化图中的转化关系和现象可知，E、X、Y、N、Z、K2EO4中均含有铁元素，且Y为Fe3＋，则Z为Fe(OH)3，N为Fe(OH)2，X为FeSO4，E为Fe.确定相关物质后，即可完成各问题．解析：分析本题应以M为红色金属(Cu)和Y与KSCN溶液反应变红色着手．从转化图中的转化关系和现象可知，E、X、Y、N、Z、K2EO4中均含有铁元素，且Y为Fe3＋，则Z为Fe(OH)3，N为Fe(OH)2，X为FeSO4，E为Fe.确定相关物质后，即可完成各问题．

答案：(1)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O • (2)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O • 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 • (3)白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后变为红褐色，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 • (4)10KOH＋3Cl2＋2Fe(OH)3===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O

1．铜 • (1)物理性质：铜是一种红色金属，质软，具有良好的延展性、导电性和导热性． • (2)化学性质 • ①在潮湿的空气里易被锈蚀，其反应的化学方程式为： • 2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3.

②加热或点燃条件下与非金属反应，如O2、Cl2、S等，其反应的化学方程式为：②加热或点燃条件下与非金属反应，如O2、Cl2、S等，其反应的化学方程式为：

③和氧化性酸(浓H2SO4、稀HNO3、浓HNO3)反应，化学方程式分别为：③和氧化性酸(浓H2SO4、稀HNO3、浓HNO3)反应，化学方程式分别为： • Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O • 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O • Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

2．氧化铜 • (1)物理性质：黑色固体，难溶于水． • (2)化学性质 • ①表现碱性氧化物的性质，能与酸(如盐酸)反应， • CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O. • ②被H2、C等还原剂还原，H2＋CuO Cu＋H2O.

3．氧化亚铜 • (1)物理性质：红色粉末，不溶于水． • (2)化学性质 • ①能在酸性条件下发生铜元素的歧化反应： • Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O • ②能被H2、C等还原： • Cu2O＋H2 2Cu＋H2O.

4．氢氧化铜 • (1)物理性质：蓝色固体，不溶于水． • (2)化学性质 • ①属于二元弱碱，与酸发生中和反应．例如： • Cu(OH)2＋2HCl===CuCl2＋2H2O. • ②不稳定，受热易分解：Cu(OH)2 CuO＋H2O. • ③具有弱氧化性，新制的Cu(OH)2悬浊液能与含醛基的物质作用而产生红色的Cu2O沉淀．

5．硫酸铜 • (1)物理性质：白色粉末，易溶于水． • (2)化学性质 • ①具有较强的吸水性，常作干燥剂，吸收水分生成CuSO4·5H2O(俗称蓝矾或胆矾)． • 化学方程式为：CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O • ②能与BaCl2溶液反应，化学方程式为BaCl2＋CuSO4===CuCl2＋BaSO4↓. • ③与NaOH溶液反应，化学方程式为CuSO4＋2NaOH===Na2SO4＋Cu(OH)2↓.

[例题3]电子工业使用的印刷线路板，是在附有铜膜的塑料板上涂上涂料以保护所需的线路，然后用FeCl3溶液与未受保护的铜膜反应去掉铜．腐蚀后的废液中含有大量的Cu2＋，为了回收这一部分Cu2＋并制成硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)，常用如下步骤：[例题3]电子工业使用的印刷线路板，是在附有铜膜的塑料板上涂上涂料以保护所需的线路，然后用FeCl3溶液与未受保护的铜膜反应去掉铜．腐蚀后的废液中含有大量的Cu2＋，为了回收这一部分Cu2＋并制成硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)，常用如下步骤：

第三课时 铁及铜的化合物