考点11 铁、铜及其化合物-2024年江苏省普通高中化学学业水平合格性考试冲A系列

考点11 铁、铜及其化合物 【学业要求】 1.了解铁、铜及其重要化合物的主要用途。2.了解铁、铜及其重要化合物的主要物理性质。3.了解铁、铜分别与氧气、水、酸等物质的反应。4.了解氧化铁、氧化铜分别与酸等物质的反应。5.了解Fe3＋的氧化性，认识Fe3＋和Fe2＋之间的相互转化关系。 【考点梳理】 一、金属铁的性质 1．铁元素的存在 铁在自然界中可以以单质形态(主要存在于陨石中)存在，但主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在，地壳中含量居第四位，仅次于氧、硅和铝。 (1)铁与氯气、硝酸、浓硫酸等强氧化剂反应可显＋3价： 2Fe＋3Cl22FeCl3； Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O； 2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。 (2)铁与H＋、Cu2＋、Fe3＋等弱氧化剂反应可显＋2价： Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋；Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 (3)钝化不是不反应而是生成一种致密的氧化物薄膜。 2．Fe2＋、Fe3＋的检验 Fe2＋ Fe3＋ 溶液的颜色 浅绿色 棕黄色 滴加KSCN溶液 无明显现象 溶液变血红色 反应原理 不反应 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 结论 利用含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液变成血红色，检验Fe3＋的存在 3．Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究 实验操作 实验现象 先滴加KSCN溶液，溶液变血红色再加适量铁粉后，血红色褪去 先滴加KSCN溶液后没有变化，再滴加新制氯水，溶液变成血红色 离子方程式 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 实验结论 Fe3＋Fe2＋ 二、铁的重要化合物及其转化 1．铁的重要氧化物——Fe2O3 (1)俗名：铁红。 (2)用途：可作油漆的颜料。 2．Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物质类别 二元弱碱 三元弱碱 颜色状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 与非氧化性强酸反应 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O 三、金属铜及其化合物的性质 1.铜的性质 铜是红色金属，有良好的导电性和导热性，在电气和电子工业中应用广泛。 (1)与非金属单质(如Cl2)反应：Cu＋Cl2CuCl2 (2)与浓硫酸反应： Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (3)与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (4)与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (5)与FeCl3溶液反应：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋ (6)与AgNO3溶液反应：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋ 2.氧化铜 (1)物理性质：黑色固体，难溶于水。 (2)化学性质： ①与酸反应的离子方程式：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O ②与H2反应：CuO＋H2Cu＋H2O 3.氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色固体，不溶于水。 (2)化学性质 ①与硫酸反应：Cu(OH)2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。 ②不稳定易分解：Cu(OH)2CuO＋H2O。 【真题演练】 例1．(2023·江苏合格考真题)实验室用如图所示装置(夹持仪器已省略)制备半导体材料纳米二硫化亚铁(FeS2)：将一定比例的Fe2O3、硫粉加入三颈烧瓶中，再加入一定量的有机物X(沸点为350℃)和有机酸Y；290℃条件下搅拌，一段时间后得到黑色悬浊液；冷却、分离、干燥得到产品。下列对实验事实的解释不合理的是 实验事实 解释 A 反应的溶剂用有机物X而不用水 有机物X易溶解硫且沸点较高 B 有机酸Y有利于Fe2O3的转化 有机酸Y能与Fe2O3反应，有利于Fe3＋参与后续反应 C 冷凝管内出现黄色气体 加热条件下有硫蒸气产生 D 产品中n(Fe)：n(S)=1：1.87 产品中与结合的Fe2＋部分转化为Fe3＋ 例2．(2022·江苏合格考真题)铁粉活化可用于污水处理。活化方法如下：向一定量表面被部分氧化的铁粉中加入少量稀盐酸和(少量有利于铁粉活化)，搅拌。一段时间后，铁粉吸附形成胶体。活化过程中，溶液中、随时间变化如图所示。下列说法不合理的是 A. 盐酸能与铁粉表面的反应 B. ，溶液的pH不断升高