化學(xué)高考化學(xué)金屬元素及其化合物 鐵銅及其重要化合物

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1、第10講鐵、銅及其重要化合物 考點(diǎn)1“鐵三角”及其應(yīng)用 由于Fe是變價(jià)元素，在反應(yīng)中可以失去2個(gè)電子，也可以失去3個(gè)電子，所以呈不同的價(jià)態(tài)。鐵遇弱氧化劑(如S、H+、Cu2+、I2等)時(shí)，鐵只能失去最外層的電子，而生成 價(jià)鐵的化合物，當(dāng)遇到強(qiáng)氧化劑(如Cl2、Br2、HNO3等)時(shí)，鐵原子可以再失去次外層上的電子而生成價(jià)鐵的化合物。并且價(jià)比價(jià)穩(wěn)定。 “鐵三角”指的是Fe、Fe2+、Fe3+三者相互轉(zhuǎn)化的三角關(guān)系，具體應(yīng)用有以下幾個(gè)方面： 1．共存問題 （1）Fe2+在酸性條件下不能與強(qiáng)氧化性離子共存，如：等。不能與發(fā)生復(fù)分解和雙水解反應(yīng)的離子共存，如：等。

2、 （2）Fe3+：不能與還原性離子共存，如：等。不能與發(fā)生復(fù)分解和雙水解反應(yīng)的離子共存，如：等；不能與SCN-共存；不能與苯酚共存。 2．分離與提純 （1）FeCl2（雜質(zhì)FeCl3），加入或后過濾。 （2）FeCl3（雜質(zhì)FeCl2），通入或滴加或加入“綠色”氧化劑： 。 3．制備物質(zhì) （1）工業(yè)冶煉鐵，如：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 （2）制取氫氧化亞鐵 實(shí)驗(yàn)原理： 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：。 要制得白色的Fe(OH)2沉淀，要注意以下幾點(diǎn)： ①硫酸亞鐵溶液中不能含有Fe3+，因此，硫酸亞鐵溶液應(yīng)是。 ②實(shí)驗(yàn)用的氫氧化鈉溶液，溶解亞鐵鹽的蒸餾水應(yīng)煮沸，以。 ③實(shí)驗(yàn)時(shí)，用

3、長(zhǎng)膠頭滴管吸取氫氧化鈉溶液后，把滴管插入硫酸亞鐵溶液的，再輕輕擠膠頭滴管的膠頭，逐滴加入氫氧化鈉溶液，這時(shí)就會(huì)析出Fe(OH)2白色絮狀沉淀。 [特別提醒]：Fe(OH)2制備的方法很多，核心問題兩點(diǎn)，一是溶液中的溶解氧必須除去，二是反應(yīng)過程必須與O2隔絕。 [例1]（2008 屆金湖中學(xué)第二次質(zhì)量檢測(cè)）由于Fe(OH)2在空氣中易被氧化，同學(xué)們?yōu)榱擞^察到白色的Fe(OH)2固體想了很多方法。甲同學(xué)：在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等制備。 （1）在試管I里加入的試劑是。 （2）II中的試劑加入前應(yīng)如何處理：。 （3）為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管I和

4、II中加入試劑，打開止水夾，塞緊后的實(shí)驗(yàn)步驟是。 （4）這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是。 乙同學(xué)：只是將甲同學(xué)所用藥品中的鐵屑改為FeS固體，其余都與甲相同。 （5）對(duì)乙同學(xué)的這一改變請(qǐng)你作出評(píng)價(jià)：__________________________________。 丙同學(xué)：認(rèn)為甲乙兩同學(xué)所用的裝置太復(fù)雜，難以組裝，該同學(xué)應(yīng)用試管取了一些不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液，然后向其中加入經(jīng)煮沸并冷卻的NaHCO3溶液，結(jié)果也制得了白色沉淀并較長(zhǎng)時(shí)間保持白色。 （6）請(qǐng)你解釋原因并寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_____________________________

5、_。 [解析]用FeSO4溶液與NaOH溶液反應(yīng)制備Fe(OH)2并觀察沉淀的顏色變化是必修Ⅰ重要的演示實(shí)驗(yàn)。Fe(OH)2、FeSO4均易被氧化，F(xiàn)eSO4又易水解，應(yīng)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2，可得答案。 乙同學(xué)將藥品中的鐵屑改為FeS固體，與稀H2SO4反應(yīng)生成H2S，H2S有強(qiáng)還原性。 [答案]（1）稀H2SO4和鐵屑（2）煮沸 （3）稍等片刻后關(guān)閉止水夾 （4）試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不易進(jìn)入。 （5）反應(yīng)中生成的H2S也能防止Fe(OH)2被氧化，白色沉淀能存在較長(zhǎng)時(shí)間，但易產(chǎn)生空氣污染。（6）因雙水解反應(yīng)：Fe2++2HCO3

6、–Fe(OH)2↓+2CO2↑，CO2既能排凈試管中的空氣，也能防止空氣進(jìn)入試管。 【規(guī)律總結(jié)】制備方法探究 ①在液面上加隔氧劑：用密度比水小的且不溶于水的有機(jī)溶劑，如汽油、苯等物質(zhì)滴加在反應(yīng)液面上進(jìn)行液封，以減少Fe(OH)2與O2接觸。（不能用四氯化碳，因?yàn)樗穆然急人芏却?，加入它后?huì)處于試管底部，起不到隔離空氣的作用。） ②用右圖裝置 向試管中加入煮沸過的稀硫酸，加入稍過量的還原鐵粉，充分反應(yīng)后得到FeSO4溶液，靜置。液面上充滿氫氣。打開止水夾可見白色沉淀。 ③用電解實(shí)驗(yàn) 電極材料：石墨碳棒和鐵片，（注：鐵片表面氧化膜要去掉）將鐵片與直流電源的正極連接，石墨棒與直流電源的

7、負(fù)極連接。 電解液：可選擇Na2SO4溶液或NaOH溶液?！　》椒ǎ涸谶M(jìn)行電解前應(yīng)對(duì)電解液進(jìn)行簡(jiǎn)單處理：加熱一段時(shí)間驅(qū)趕溶液中氧氣，然后再向電解液中加入苯，隔絕空氣，防止Fe(OH)2被氧化。 考點(diǎn)2金、銀、銅等金屬材料 1．物理性質(zhì) ①特性：金是色金屬；銀是色金屬；銅是色金屬。 ②共性：硬度較小，熔點(diǎn)較高，密度較大，有金屬光澤、良好的延展性、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。 2．化學(xué)性質(zhì)：金、銀、銅都屬于金屬，相對(duì)而言，其活潑程度依次。 ①金：金是最穩(wěn)定的金屬之一，在高溫下與氧氣反應(yīng)，被硝酸等強(qiáng)氧化性酸氧化。但金溶解在王水中。 ②銀：銀雖然不能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，但卻能溶解在硝酸等強(qiáng)氧化性酸中

8、： Ag＋2HNO3 (濃)＝；3Ag＋4HNO3 (稀)＝ ③銅：a．與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：2Cu＋O22CuO；2Cu＋S；Cu＋Cl2CuCl2 b．與酸反應(yīng)：與銀相似，銅不能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，但卻能溶解在硝酸等強(qiáng)氧化性酸中：Cu＋2H2SO4(濃)Cu＋4HNO3(濃)＝。 c．與鹽溶液反應(yīng)：Cu＋2FeCl3＝CuCl2＋2FeCl2 d．銅的銹蝕：銅在干燥空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕空氣中會(huì)被腐蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹：2Cu＋O2＋H2O＋CO2＝Cu2(OH)2CO3 3．銅的常見化合物顏色、溶解性：CuO——色、難溶；Cu2O——色、難溶；Cu2S—— 色、

9、難溶；CuSO4——色、易溶；CuSO4·5H2O——色、易溶；Cu2(OH)2CO3—— 色、難溶；Cu(OH)2——色、難溶。 [例2]（南通市2008屆高三第一次調(diào)研測(cè)試）研究性學(xué)習(xí)小組做銅與濃硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)試管底部有白色固體并夾雜有少量黑色物質(zhì)。倒去試管中的濃硫酸，將剩余固體（含少量濃硫酸）倒入盛有少量水的燒杯中，發(fā)現(xiàn)所得溶液為藍(lán)色，黑色固體未溶解。過濾、洗滌后，向黑色固體中加入過量濃硝酸，黑色固體溶解，溶液呈藍(lán)色，所得溶液加BaCl2溶液后有白色沉淀生成。下列所得結(jié)論正確的是 （ ） A．銅與濃硫酸反

10、應(yīng)所得白色固體是CuSO4 B．加BaCl2溶液后所得白色沉淀是BaSO3 C．白色固體中夾雜的少量黑色物質(zhì)可能是CuO D．白色固體中夾雜的少量黑色物質(zhì)中含元素Cu、S [解析]黑色物質(zhì)不可能是CuO，原因是燒杯中有硫酸，黑色固體不溶于硫酸；加BaCl2溶液用硝酸酸化后所得白色沉淀是BaSO4。 [答案]AD 鐵、銅及其重要化合物參考答案 考點(diǎn)1“鐵三角”及其應(yīng)用 兩個(gè)+2一個(gè)+3 ＋3 ＋2 1．（1）NO3-、MnO4-、ClO-OH-、CO32-、HCO3-、S2-、SO32- （2）I-、S2-、SO32-OH-、CO32-、HCO3-、AlO2-

11、 2．（1）鐵釘 鐵粉 （2）Cl2 氯水 H2O22Fe2++H2O2+2H+2 Fe3++2H2O 3．（2）FeSO4 + 2NaOHFe(OH)2↓+ Na2SO4生成灰白色沉淀，迅速轉(zhuǎn)化為灰綠色，最后變成紅褐色①新制備的②除去溶解在水中的氧氣③底部 考點(diǎn)2金、銀、銅等金屬材料 1．①黃白紫紅2．不活潑增強(qiáng)①也不能不能能②AgNO3＋NO2↑＋H2O 3AgNO3＋NO↑＋2H2O③Cu2SCuSO4＋SO2↑＋2H2OCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3．黑紅黑白藍(lán)綠藍(lán) 內(nèi)容總結(jié) （1）第10講鐵、銅及其重要化合物 考點(diǎn)1“鐵三角”及其應(yīng)用 由于Fe是變價(jià)元素，在反應(yīng)中可以失去2個(gè)電子，也可以失去3個(gè)電子，所以呈不同的價(jià)態(tài) （2）（3）為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管I和II中加入試劑，打開止水夾，塞緊后的實(shí)驗(yàn)步驟是 （3）②共性：硬度較小，熔點(diǎn)較高，密度較大，有金屬光澤、良好的延展性、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性 （4）①金：金是最穩(wěn)定的金屬之一，在高溫下與氧氣反應(yīng)，被硝酸等強(qiáng)氧化性酸氧化