第3章 第4节 铁、铜及其化合物-【高考零起点】2025年新高考化学总复习学用word（艺考）

第四节　铁、铜及其化合物 一、铁及其化合物 1．铁 (1)原子结构 位于第四周期，第Ⅷ族，26号元素。原子结构示意图为：，通常显＋2和＋3价。 (2)物理性质和存在 ①纯净的铁为银白色，具有金属光泽，密度较大，密度为7.86 g/cm3，熔点较高，具有导电性、导热性，良好的延展性，质地较软。能被磁铁吸引，可被磁化。 ②游离态的铁只存在于陨石中，化合态的铁主要存在于矿石中，如磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)等。 (3)化学性质 ①和非金属反应 3Fe＋2O2Fe3O4(火星四射，放出大量的热，生成黑色固体) 2Fe＋3Cl22FeCl3(生成棕色的烟) Fe＋SFeS　　Fe＋I2FeI2 ②与水反应 a．常温，Fe和水不反应，Fe在H2O、O2、CO2共同作用下被腐蚀。 b．高温下Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4 ＋4H2↑ 注意：活动性不同的金属与水反应的难易程度不同，如：钠可以和冷水剧烈反应，镁和热水反应，铝和沸水几乎不反应，而铁和水蒸气在高温下反应，铜与水不反应。 ③和酸反应 a．和非氧化性酸：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ b．和氧化性酸： (a)Fe与过量稀HNO3的反应： Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3 ＋NO↑＋2H2O， 离子方程式为Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O (b)Fe与少量稀HNO3的反应： 3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2 ＋2NO↑＋4H2O， 离子方程式为3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O (c)铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸会生成一层致密的氧化物保护膜而发生钝化，因此常用铁质容器装运浓H2SO4、浓HNO3。 ④铁跟盐溶液的反应 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 2．铁的氧化物 物质 FeO Fe2O3(铁红) Fe3O4(磁性氧化铁) 化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 色、态 黑色粉末 红棕色粉末(赤铁矿的主要成分) 黑色晶体 水溶性 均不溶于水 和酸反应 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 氧化物类型 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂的氧化物 稳定性 在空气中氧化为Fe3O4 空气中稳定 空气中稳定 3．铁的氢氧化物 物质 氢氧化亚铁[Fe(OH)2] 氢氧化铁[Fe(OH)3] 色、态 白色固体 红褐色固体 水溶性 难溶于水 与酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 不稳定，易被空气中的氧气氧化，颜色变化：白色→灰绿色→红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 较稳定，空气中久置会部分失水成铁锈。受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制取 新制FeSO4溶液与NaOH溶液隔绝空气反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 铁盐与可溶性碱反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 4．铁盐(Fe3＋)、亚铁盐(Fe2＋) (1)检验方法 ①溶液 ②溶液 (2)除杂问题 物质 (括号内为杂质) 加入物质 除杂 方法 Fe3＋(Fe2＋) 氯水或H2O2 — Fe2＋(Fe3＋) 铁粉 过滤 Fe2＋(Cu2＋) 铁粉 过滤 Mg2＋(Fe3＋) Mg或MgO或MgCO3或Mg(OH)2 过滤 Cu2＋(Fe3＋) CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 过滤 Mg2＋(Fe2＋) 先加氯水或H2O2，再加入Mg或MgO或MgCO3或Mg(OH)2 过滤 Cu2＋(Fe2＋) 先加氯水或H2O2，再加入CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 过滤 (3)保存 ①亚铁盐(Fe2＋)：加入少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；加入少量相应的酸，防止Fe2＋水解。 ②铁盐(Fe3＋)：加入少量相应的酸，防止Fe3＋水解。 总结： 二、铜及其化合物 1．铜为硬度较小的紫红色固体，具有良好的延展性、导热导电性。 2．铜的化学性质 (1)与非金属反应 2Cu＋O22CuO(由红色生成黑色固体) Cu＋Cl2CuCl2(棕黄色烟) (2)与氧化性酸反应 Cu与浓HNO3的反应： Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O Cu与稀HNO3的反应： 3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 3．铜的化合物 (1)氧化铜：黑色粉末，碱性氧化物 ①与酸反应 CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O ②与还原剂反应 CuO＋H2Cu＋H2O；2CuO＋C2Cu＋CO2↑。 (2)硫酸铜 CuSO4·5H2O与无水CuSO4之间可以相互转化。利用此性质可以检验水的存在。无水硫酸铜为白色粉末，CuSO4·5H2O为蓝色。 CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O；CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O。 例1　下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是(　D　) 选项 实验操作 实验现象 解释或结论 A 用坩埚钳夹住已被砂纸打磨过的铝箔，在酒精灯火焰上加热 铝不能滴落下来 铝熔点高，没能熔化 B 将饱和FeCl3溶液滴入煮沸的NaOH溶液中，用光束照射所得液体 生成红褐色透明液体，用光束照射时可见一条光亮的通路 生成Fe(OH)3胶体，有丁达尔效应 C 用铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察 火焰的颜色为紫色 该溶液中含K＋，不含Na＋ D 取少量某溶液，加入2滴KSCN溶液，再加入几滴氯水 滴加KSCN溶液时溶液不变红，滴加氯水后溶液变为红色 该溶液中不含Fe3＋，含有Fe2＋ 例2　下列物质反应后，最终可以不含＋3 价铁的是(　C　) ①过量 Fe 与 Cl2 反应；②Fe 与过量稀硫酸反应；③FeI2 溶液中通入一定量的 Cl2；④Fe和 Fe2O3 的混合物溶于盐酸中 A．①②④ B．②③ C．②③④ D．全部 1．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　C　) A．铁锈的主要成分是Fe3O4 B．铁与水蒸气在高温下反应的产物为Fe2O3和H2 C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加过量铁粉，然后过滤 D．因为Fe3＋具有氧化性，所以可用来作净水剂 2．下列物质反应后一定没有＋3价铁生成的是(　B　) A．过量的Fe与Cl2加热时发生反应 B．Fe与过量稀盐酸反应 C．FeCl2溶液中加入稀硝酸 D．Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中 3．下列关于铁及其化合物性质的说法不正确的是(　A　) A．因Fe常温下与稀硝酸发生钝化现象，故不能用Fe质器皿盛放稀硝酸 B．铁的化合物应用广泛，如FeCl3溶液可用于制作印刷电路板 C．配制FeSO4溶液时，需加入少量铁粉防止Fe2＋被氧化 D．Fe2O3俗称铁红，Fe3O4俗称磁性氧化铁 4．从含有CuCl2、FeCl2、FeCl3的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下： 则下列说法正确的是(　C　) A．试剂a是铁，试剂b是稀硫酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用的仪器完全相同 C．试剂c是氯气，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ D．用KSCN溶液可检验溶液W中是否有Fe2＋ 5．(2020全国Ⅱ卷)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列有关叙述错误的是(　A　) A．胆矾的化学式为CuSO4 B．胆矾可作为湿法冶铜的原料 C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程 D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应 6．(2020江苏卷)下列有关化学反应的叙述正确的是(　B　) A．室温下，Na在空气中反应生成Na2O2 B．室温下，Al与4.0 mol·L－1NaOH溶液反应生成NaAlO2 C．室温下，Cu与浓HNO3反应放出NO气体 D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4 7．1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况)。向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是(　D　) A．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1 B．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80% C．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L D．得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL 8．(2019江苏卷)下列有关化学反应的叙述正确的是(　C　) A．Fe在稀硝酸中发生钝化 B．MnO2和稀盐酸反应制取Cl2 C．SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3 D．室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2 9．(2020浙江卷)黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是(　C　) A．X中含KI，可能含有CuCl2 B．X中含有漂白粉和FeSO4 C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3 D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2 10．(2019全国Ⅱ卷)下列化学方程式中，不能正确表达反应颜色变化的是(　C　) A．向CuSO4溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失：Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 B．澄清石灰水久置后出现白色固体：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O C．Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色：2Na2O2===2Na2O＋O2↑ D．向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀：3Mg(OH)2＋2FeCl3===2Fe(OH)3＋3MgCl2 11．(2020全国Ⅱ卷)据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是(　C　) A．OH－参与了该催化循环 B．该反应可产生清洁燃料H2 C．该反应可消耗温室气体CO2 D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化 12．在盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4 g铜片，发生反应。请回答： (1)开始阶段，观察到的现象为__铜片逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，产生红棕色的气体__，反应的化学方程式是　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　。 (2)反应结束后，铜片有剩余，再加入少量20%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，反应的离子方程式是　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　。 (3)若6.4 g铜片消耗完时，共产生气体2.8 L(标准状况)，则整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量是__0.325_mol__。 (4)实验室中硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，原因是　4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O　(用化学方程式表示)。 (5)工业上通常用氨催化氧化法制硝酸，写出氨催化氧化的化学方程式：　4NH3＋5O24NO＋6H2O　。 学科网（北京）股份有限公司 $$