第第2222讲铁、铜的获取及应用讲铁、铜的获取及应用2基础梳理感悟选考对点训练1.铁、铜在自然界中的存在及性质(1)铁的存在、性质及用途:3基础梳理感悟选考对点训练(2)铜的存在、性质及用途:4基础梳理感悟选考对点训练2.铁、铜的冶炼(1)铁的冶炼:5基础梳理感悟选考对点训练(2)铜的冶炼:6基础梳理感悟选考对点训练3.铁的氧化物 7基础梳理感悟选考对点训练8基础梳理感悟选考对点训练9基础梳理感悟选考对点训练4.铁的氢氧化物 10基础梳理感悟选考对点训练11基础梳理感悟选考对点训练5.铁三角及相互转化 12基础梳理感悟选考对点训练(1)判断离子共存:13基础梳理感悟选考对点训练(2)除杂方法(括号内为杂质):Fe2+(Fe3+):加过量铁粉过滤;FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2;FeCl2(CuCl2):加过量铁粉过滤;Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2):加过量强碱溶液过滤。(3)盐溶液的配制与保存:Fe2+的盐溶液:加少量铁粉,防止Fe2+被氧化;加少量相应的酸,抑制Fe2+水解。Fe3+的盐溶液:加少量相应的酸抑制Fe3+水解。14基础梳理感悟选考对点训练(4)物质制备:制备无水FeCl3在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。制备Fe(OH)3胶体向沸水中加入饱和FeCl3溶液并煮沸至液体呈红褐色。制备Fe(OH)2:因Fe(OH)2在空气中易氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,故在实验室制备Fe(OH)2时,一定要用新制的亚铁盐溶液和先加热驱赶O2后的NaOH溶液反应,滴管末端插入试管中的液面以下,再挤压胶头,还可以在反应液面上滴加植物油或苯等有机溶剂进行液封,以减少Fe(OH)2和O2的接触。(5)Fe2+和Fe3+的检验:观察溶液颜色法:15基础梳理感悟选考对点训练KSCN溶液和氯水法:NaOH溶液法:淀粉-KI法:酸性KMnO4溶液(或溴水)法:16基础梳理感悟选考对点训练铜片法:6.金属的冶炼 (1)根据金属活动性顺序,金属的冶炼方法大致如下:17基础梳理感悟选考对点训练(2)难熔金属钒、铬、锰,也可以利用铝热反应冶炼,铝热反应本身就会放出大量的热。(3)钠还原剂:钛、锆、铌、钽等金属可采用金属钠的热还原法。(4)用钠作还原剂冶炼金属:18基础梳理感悟选考对点训练难点释疑Fe粉与少量Cl2反应的生成物是什么?Fe与足量S粉在加热条件下反应的生成物是什么?提示:由于Cl2具有强氧化性,Fe粉与Cl2反应的生成物是FeCl3,产物种类与反应物的量无关;由于S的氧化性不够强,Fe与足量S粉在加热条件下反应的生成物是FeS,产物种类与反应物的量无关。19基础梳理感悟选考对点训练1.(201610浙江选考)为探究不溶性盐X(仅含四种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:请回答:(1)X的组成元素为H、O和(用元素符号表示),化学式为。(2)写出经一步反应能得到X的化学方程式(要求非氧化还原反应)。 答案 答案关闭20基础梳理感悟选考对点训练2.(20164浙江选考)下图中,固体A是铁锈的主要成分。请回答:(1)白色沉淀E的化学式是。(2)写出AB的化学方程式:。(3)写出CD在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式:。 答案 答案关闭21基础梳理感悟选考对点训练3.(201510浙江选考)某酸性废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+三种金属离子,有同学设计了下列方案对该废液进行处理(所加试剂均稍过量),以回收金属,保护环境。请回答:(1)沉淀a中含有的单质是。(2)沉淀c的化学式是。(3)溶液A与H2O2溶液在酸性条件下反应的离子方程式是。 答案 答案关闭22基础梳理感悟选考对点训练1.(2016课标全国,节选)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1molL-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是。(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是。 答案解析解析关闭 答案解析关闭23基础梳理感悟选考对点训练2.实验设计某研究性学习小组在探究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:方法一:按照图进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行,最终在B容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及的反应的化学方程式有。24基础梳理感悟选考对点训练方法二:按图进行实验,经过一段时间后,在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀,请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:纯水;NaCl溶液;NaOH溶液;四氯化碳;CuCl2溶液;乙醇;Fe棒;植物油;碳棒。a为;b为;c为;d为。(填序号)探究思考实验表明,上述实验中出现的白色沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?25基础梳理感悟选考对点训练(1)甲同学查阅资料后,得出Fe(OH)2如下信息:26基础梳理感悟选考对点训练阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色现象的解释是;资料中提及的浅绿色的Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成。(2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2nH2O所致。用热水浴的方式加热在“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿色变白的趋势。加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于(填“停止”或“发生”)状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式:。27基础梳理感悟选考对点训练或(答对其一即可)(1)由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3(NaCl溶液中含有氧气)FeOFe2O34H2O(2)打开发生Fe(OH)2nH2OFe(OH)2+nH2O28基础梳理感悟选考对点训练解析: 由所学知识可知,Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,分析图可知,用此实验装置可以延缓Fe(OH)2被氧化的时间,从而观察到白色的Fe(OH)2沉淀。反应开始后,锥形瓶A中的铁粉与稀硫酸反应,生成FeSO4和H2,此时弹簧夹C处于打开状态,生成的H2进入锥形瓶B中,使装置B中充满H2,关闭弹簧夹C后,生成的H2使A中压强增大,把A中的反应液压入B中,此时硫酸应有剩余,在B中硫酸和FeSO4分别与NaOH溶液反应。29基础梳理感悟选考对点训练方法二是利用电解制备Fe(OH)2,结合题给试剂和电极材料,要在电解过程中产生Fe2+,应选取铁棒作阳极,阴极可以选用铁棒也可以用碳棒,选取电解质溶液时要注意题给信息:“在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀”,应选取NaCl,若选NaOH就会在阳极区首先观察到白色沉淀,若选用纯水则导电能力太弱。结合物质的密度大小,应选取植物油覆盖在电解质溶液上来隔绝空气。分析甲同学所查资料可知,沉淀变成灰绿色或绿色主要是因为部分Fe(OH)2被空气中的氧气氧化成棕色的Fe(OH)3,以氧化物的形式表示Fe3(OH)8的方法与表示硅酸盐的相似,其氧化物表示形式为FeOFe2O34H2O。验证乙同学的猜测时要防止Fe(OH)2nH2O被空气氧化,弹簧夹C应处于打开状态,容器A中的反应也要继续进行。Fe(OH)2nH2O受热分解生成氢氧化亚铁和水。30一二一、忽视非氧化性酸的影响1L稀硝酸和稀硫酸的混合溶液,其溶质的物质的量浓度分别为0.1molL-1和0.4molL-1。若向该混合溶液中加入足量的铜粉,则最多能溶解铜粉的质量为()A.2.4gB.3.2gC.6.4gD.9.6g错因剖析:本题易忽视硫酸的存在对铜与硝酸反应的影响。不管是浓硝酸还是稀硝酸,都能与铜反应,但稀硫酸与铜不反应,所以我们会认为稀硫酸的存在对铜与硝酸的反应不产生影响,从而错认为A正确。31一二答案:D纠错笔记解题时,我们往往只关注能反应的物质,易忽视隐含条件可能对反应造成的影响。比如上题,看上去稀硫酸与铜的溶解无关,但如果考虑到反应产物中存在,则稀硫酸中的H+与构成强氧化性环境也对反应产生影响。32一二二、忽视反应物的相对量大小在硫酸铁溶液中加入ag铜,完全溶解后,再加入bg铁,充分反应后得到cg残余固体,且ac,则下列说法正确的是()A.残余固体全部是铜B.残余固体可能为铁和铜的混合物C.残余固体是铁,溶液中一定不含Cu2+D.最后得到的溶液中可能含Fe3+错因剖析:本题易忽视a与c的关系,仅凭主观臆断,就选择B选项,其原因是看到B中有“可能”二字。正确解答:残留固体中一定含有Cu,由于ac,说明溶液中一定含有Cu2+,故cg残余固体中不可能含Fe,溶液中也一定不含Fe3+。答案:A33一二纠错笔记解题时,应对题给的每一个数据进行分析,尤其是数据间的定量关系。我们可以这样认为:加入的ag铜暂时不跟硫酸铁反应,而是后加入的bg铁直接跟硫酸铁反应。从a与c的比较可以发现,加入的ag铜有一部分发生反应,从而明确溶液中一定含有Cu2+。运用离子共存理论,固体中不可能含有Fe。从此例可以看出,对于试题中的“可能”二字,我们也不能随意相信,否则,可能会导致错误结论的产生。342341651.某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O),设计了如下流程:下列说法不正确的是()A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉B.固体1中一定有SiO2,控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3进入固体2C.从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解D.若改变方案,在溶液1中直接加NaOH溶液至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O 答案解析解析关闭因为要制取硫酸亚铁,故用的酸为硫酸,溶液中含有的是Fe3+,故加入铁粉后,将Fe3+全部转变成Fe2+,A选项正确;烧渣中加入酸后,SiO2不能溶解,故在固体1中一定含有SiO2,加入试剂X后的溶液中主要含有Fe2+和Al3+,故控制pH的目的主要是使得Al3+全部转变成沉淀而除去,B选项正确;因Fe2+具有较强的还原性,故应防止其被氧化,所得晶体中含有结晶水,故应防止晶体分解失水,C选项正确;溶液1中主要含有Fe3+、Al3+,加入过量的NaOH溶液后,得到的沉淀为Fe(OH)3,加入硫酸溶解,所得溶液经过结晶后得到的是Fe2(SO4)3而不是FeSO4,D选项错误。 答案解析关闭D352341652.下列有关叙述中正确的是()A.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2Fe(OH)3B.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3C.氢氧化铁与氢碘酸反应:Fe(OH)3+3HIFeI3+3H2OD.铁元素位于周期表的第四周期第B族 答案解析解析关闭 答案解析关闭362341653.把表面有少量氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入足量盐酸中充分反应,所得溶液中的金属离子()A.是Fe3+和Cu2+B.是Fe2+和Cu2+C.是Fe2+和Fe3+D.只有Fe2+ 答案解析解析关闭本题可能涉及的反应有:CuO与盐酸的反应,Fe、Fe2O3与盐酸的反应,Fe3+与Fe、Cu的反应,Fe与Cu2+的反应。金属表面的氧化物较少,溶于盐酸后,生成的Fe3+和Cu2+较少,Fe3+、Cu2+分别被铁还原为Fe2+和Cu,Cu与盐酸不反应,Fe与盐酸反应生成Fe2+。 答案解析关闭D372341654.下列离子的检验方法合理的是()A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色,说明不含Fe2+B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变血红色,说明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+ 答案解析解析关闭A项中只能说明含有Fe3+,不能说明不含Fe2+;B项原溶液中也可能只有Fe3+而没有Fe2+;D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2。 答案解析关闭C382341655.(201610稽阳联考)固体D是一种红色氧化物。(1)混合气体A通入足量NaOH溶液后,溶液B中属于盐的溶质有。(2)白色沉淀C中加入盐酸的实验现象为。(3)固体D与HCl溶液反应的离子方程式为。 答案解析解析关闭 答案解析关闭392341656.工业上,向500600的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。40234165回答下列问题:(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为,装置B中加入的试剂是。(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取,尾气的成分是。若仍用D装置进行尾气处理,存在的问题是。(3)若操作不当,制得的FeCl2中会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是,欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先,再。 答案解析解析关闭 答案解析关闭41