第09讲 铁、铜及其重要化合物（基础过关）-2022年高考化学一轮复习讲练全能王（有答案）

这是一份第09讲 铁、铜及其重要化合物（基础过关）-2022年高考化学一轮复习讲练全能王（有答案），文件包含第9讲铁铜及其重要化合物基础过关解析版doc、第9讲铁铜及其重要化合物基础过关原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共33页， 欢迎下载使用。
第九讲 铁、铜及其重要化合物
考纲要求

1．了解铁的制备方法，掌握其主要性质及应用。
2．了解铁的重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。
核心素养

1．宏观辨识与微观探析：认识铁及其重要化合物的性质，能以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应实质。
2．变化观念与平衡思想：认识铁及其重要化合物之间的转化需要一定的条件，并遵循一定规律。
3．科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的氢氧化亚铁的制备探究方案，进行实验探究。
4．科学态度与社会责任：具有严谨求实的科学态度，具有探索未知、崇尚真理的意识；赞赏化学对社会发展的重大贡献。
知识通关


知识点一　铁的化学性质
用化学方程式或离子方程式表示下列变化

知识点二　铁的重要化合物
1．铁的氧化物
铁元素的主要化合价为＋2价和＋3价，通常可以形成三种氧化物[氧化铁(Fe2O3)、氧化亚铁(FeO)、四氧化三铁(Fe3O4)。
三种氧化物性质的比较如下表：
名称(俗名)
氧化亚铁
氧化铁( )
四氧化三铁( )
颜色



溶解性
溶于水，但 酸溶液
与H＋反应
FeO＋2H＋===
Fe2O3＋6H＋===


与CO反应
FeO＋CO
Fe2O3＋3CO

Fe3O4＋4CO

空气中的
稳定性
，空气中加热，生成Fe3O4



2.铁的氢氧化物和盐类
(1)用化学方程式或离子方程式表示下列变化

①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
⑤________________________________________________________________________
⑥________________________________________________________________________
⑦________________________________________________________________________
(2)以上反应属于氧化还原反应的是______，说明＋2价Fe与＋3价Fe之间在氧化剂、还原剂的作用下可以________，Fe3＋具有________性，Fe2＋具有________性。Fe(OH)2不稳定，
容易被空气中的_________________________________________________________。
(3)反应②、④说明Fe(OH)2、Fe(OH)3具有____性，能与____反应生成盐和水。
(4)反应③、⑤说明了Fe(OH)3、Fe(OH)2的_________________________________。
(5)FeCl2、FeCl3的水溶液显____性，说明了Fe2＋、Fe3＋具有________性。
(6)检验溶液中是否会有Fe3＋的方法是：向溶液中加入________溶液，现象是________________________________________________________________________。
(7)Fe(OH)2、Fe(OH)3的颜色分别是________、_______________________________，
Fe2＋、Fe3＋在水溶液中的颜色分别是__________、_____________________________。
知识点三　铜及其化合物
1．单质铜
(1)物理性质：________色固体，具有良好的延展性、导____性和导____性。
(2)化学性质
①与非金属反应：在加热条件下，与______反应生成____色的______，与Cl2反应生成________。
②与盐溶液的反应：与AgNO3、Hg(NO3)2发生置换反应；与FeCl3反应生成________和________。
③与稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸反应生成Cu2＋和NO、NO2、SO2等。
2．氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜
氧化亚铜
颜色


与酸反应(H＋)

Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应


3.氢氧化铜
(1)物理性质：____色____溶于水的固体。
(2)化学性质：Cu(OH)2属于________性，能与____反应生成盐和水。
三点突破

【易错易混问题】
1．铁在有关的反应中，其产物价态为什么不同？有什么规律？
问题剖析：
由于铁是变价金属元素，它与氧化性不同的氧化剂反应时，其产物中铁元素的化合价不同：
(1)Fe被弱氧化剂如S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化为Fe2＋；
(2)Fe被强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4(△)等氧化为Fe3＋。
2．怎样保存铁盐和亚铁盐？
问题剖析：
亚铁盐溶液中加少量铁屑以防止Fe2＋被氧化，滴入少量相应的酸溶液以防止Fe2＋水解。铁盐溶液中加入少量相应的酸溶液以防止Fe3＋水解。
3．教材中有关Fe(OH)2的制备方法，实际上只能瞬间观察到的白色Fe(OH)2沉淀(几乎分辨不出来)。为什么不能容易观察到白色的Fe(OH)2沉淀呢？可采取哪些措施使Fe(OH)2沉淀能够维持较长时间不被氧化呢？
问题剖析：
Fe(OH)2极易被氧化，转化为Fe(OH)3。要想长时间观察到白色沉淀的生成，关键是降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量。就教材中的实验来说，常采用的方法有：
(1)采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；
(2)将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解在蒸馏水中的氧气)；
(3)将碱直接加到亚铁盐溶液的底部(使Fe(OH)2与空气隔离)；
(4)在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小，而又不溶于水的有机溶剂)。
【疑难探究】
一、Fe3＋的检验
疑难点一、如何证明一瓶FeSO4溶液是否变质？
疑难解析：
用洁净的试管取少量(1～2mL)的样品溶液，向其中滴入KSCN溶液(或NH4SCN溶液)1～2滴，若溶液立即显红色证明该溶液已被氧化。
疑难点二、用NaOH溶液和苯酚溶液是否能证明FeSO4溶液是否复原？
疑难解析：
NaOH不能证明，因为OH－与Fe2＋反应生成的Fe(OH)2能够迅速被氧化为Fe(OH)3，不易观察现象。苯酚溶液能证明，因为Fe3＋与苯酚发生显色反应。
疑难点三、有两瓶显黄色的溶液，它们是溴水和FeCl3溶液。
(1)如何鉴别它们？(至少说出两种方案)
疑难解析：
(1)①用KSCN溶液或苯酚溶液
②用NaOH或其它碱溶液
③用AgNO3溶液
④用铜片
⑤用苯或CCl4
(2)用铁片(或铁粉)能否鉴别？
疑难解析：
(2)不能，因为二者均与Fe反应生成Fe2＋
二、Fe(OH)2的制备原理和方法
制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。
②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。
【知识网络】
1． 铁及其化合物的转化关系
Fe3O4 Fe FeCl2 Fe(OH)2
Fe(SCN)3 FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑾
⑿
⒁
⒀






①Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 ※② 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
③ Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑ 或3Fe＋2O2 Fe3O4
Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ ④2Fe＋3Cl22FeCl3
※⑤2FeCl2＋Cl2 = 2FeCl3 ※⑥Fe＋2FeCl3 = 3FeCl2
2Fe2＋＋Cl2 = 2Fe3＋＋2Cl－ Fe＋2Fe3＋= 3Fe2＋
⑦FeCl2＋2NaOH = Fe(OH)2↓＋2NaCl ⑧Fe(OH)2＋2HCl = FeCl2＋2H2O
Fe2＋＋2OH－= Fe(OH)2↓ Fe(OH)2＋2H＋= Fe2＋＋2H2O
※⑨4Fe(OH)2＋O2＋2H2O = 4Fe(OH)3 ⑩FeCl3＋3NaOH = Fe(OH)3↓＋3NaCl
白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Fe3＋＋3OH－= Fe(OH)3↓
⑾Fe(OH)3＋3HCl = FeCl3＋3H2O Fe3＋＋3H2OFe(OH)3胶体＋3H＋(净水)
Fe(OH)3＋3H＋= Fe3＋＋3H2O ⑿2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O
⒀Fe2O3＋6HCl = 2FeCl3＋3H2O ※⒁FeCl3＋3KSCN = Fe(SCN)3＋3KCl
Fe2O3＋6H＋= 2Fe3＋＋3H2O Fe3＋＋3SCN－= Fe(SCN)3

2．铜及其化合物的转化关系

典例精析


1．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
2．用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。
方法一　用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是_______________________________
________________________________________________________________________。

方法二　在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是_____________________________________________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是_______________________________________________。
(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_________________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是_____________________
________________________________________________________________________。

方法三　利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极的材料应为__________，电极反应式为______________________________。
(2)电解液c可以是__________(填编号)。
A．纯水 B．NaCl溶液
C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
(3)d为苯，其作用是________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？________________________________________________________________________。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是
________(填编号)。
A．改用稀H2SO4作电解液
B．适当增大电源的电压
C．适当减小两极间的距离
D．适当降低电解液的温度
(5)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为__________________________________________
________________________________________________________________________。
对点训练

一、Fe及其化合物
1．判断正误
(1)向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时间后过滤，目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3(　　)
(2)相同条件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次减弱(　　)
(3)铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(　　)
(4)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋(　　)
(5)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(　　)
2．

上图是三种稀酸对Fe－Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是(　　)
A．稀硝酸对Fe－Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是：Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
C．Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe－Cr合金的腐蚀性最强
D．随着Cr含量增加，稀硝酸对Fe－Cr合金的腐蚀性减弱
3．能正确表示下列反应的离子方程式的是(　　)
A．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O
C．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO===Fe3＋＋2H2O＋NO↑
D．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
4．在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水，以下叙述正确的是(　　)
A．铝热剂就是单指Fe2O3和铝粉的混合物
B．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为：样品―→粉碎―→加水溶解―→过滤―→向滤液中滴加KSCN溶液
C．分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D．明矾属硫酸盐，含结晶水，是混合物
5．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(　　)
A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变
B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
C．Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1
D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
二、Fe2＋、Fe3＋的检验及相互转化
1．工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是________________________________。
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
甲同学认为X中除含Fe3＋外还可能含有Fe2＋。若要确认其中的Fe2＋，应选用________(选填序号)。
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液
c．浓氨水 d．酸性KMnO4溶液
2．某同学设计下列方案对A盐的水解液进行鉴定：

由此得出的结论中，不正确的是(　　)
A．D溶液中存在Fe(SCN)3 B．滤液中有Fe3＋
C．B为AgBr D．A一定为无氧酸盐FeBr2
4．FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。
(1)在FeCl3溶液中加入适量氢碘酸，发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气下加热至300～350℃，通入干燥H2而制得FeCl2。该反应的化学方程式为_________________________________________________。
(3)工业上另一种制备FeCl2的方法是：将无水的FeCl3与适量氯苯(C6H5Cl)，在130℃持续加热约3小时，可发生如下反应：
2FeCl3＋C6H5Cl2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl
根据有机反应规律，该反应中氯苯发生的是________(填有机反应类型)。
(4)根据上述三个反应，下列有关说法正确的是________(填序号)。
①反应(1)中，氢碘酸既表现了酸性，又表现了还原性
②反应(3)中，HCl为氧化产物
③上述三个反应中，FeCl2均为还原产物
(5)请另写一个FeCl3转化成FeCl2的化学方程式：
________________________________________________________________________。
三、铜及其化合物
1．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(　　)
A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性
C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓
D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
2．物质A～G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为红色沉淀。

请回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：B________、E__________、G________；
(2)利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是________，阴极物质是________，电解质溶液是_______________________________________________________________；
(3)反应②的化学方程式是________________________________________________。
3．下列实验中，金属或固体可以完全溶解的是(　　)
A．在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末
B．镀锌铁皮加入足量的NaOH溶液中
C．1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热
D．常温下，1 mol铜片投入含4 mol HNO3的浓硝酸中
4．足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　)
A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL
5.由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验(部分产物略去)：

(1)取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)__________。
(2)Z为一种或两种气体：
①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是___________________________________________________________；
②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是__________。
(3)向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)________________________________________________________________________。
(4)取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉KI溶液和H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I－时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是_____________
________________________________________________________________________。
(5)另取原样品，加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体，则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示) ________________。
四、实验探究
1．某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为＋3的结论。
(1)请指出该结论是否合理并说明理由_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请完成对铁元素价态的探究：
限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 mol·L－1 H2SO4、3% H2O2、6 mol·L－1 HNO3、0.01 mol·L－1 KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 mol·L－1 KI、20% KSCN、蒸馏水。
①提出合理假设
假设1：_______________________________________________________________；
假设2：_________________________________________________________________；
假设3：________________________________________________________________。
②设计实验方案证明你的假设
③实验过程
根据②的实验方案进行实验。请在下表中写出实验操作步骤、预期现象与结论。
实验操作
预期现象与结论
步骤1：

步骤2：

步骤3：

……