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第3讲铁、铜的获取及应用-2-考纲要求:1.了解常见金属的活动顺序。2.了解铁及其化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。3.了解铜及其化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。4.了解合金的概念及其重要应用。-3-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破导学诱思(1)铁有+2、+3价两种价态,单质铁与(填下列编号,下同)反应时只生成+3价铁;与反应时生成+2价铁;与反应时既生成+2价铁也生成+3价铁。所选试剂:①Cl2②O2③H2O④S⑤盐酸⑥稀硝酸(足量)⑦稀硫酸⑧CuSO4溶液⑨FeCl3溶液(2)氧化亚铁与稀硫酸反应生成(填含铁物质的化学式,下同),然后加入过量氨水,生成白色沉淀,过滤,在空气中白色沉淀生成红褐色沉淀,加热得到红棕色。①⑥④⑤⑦⑧⑨②③FeSO4Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3铁及其化合物的性质-4-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破落实基础1.铁的存在-5-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破2.铁的性质(1)物理性质颜色状态导电、导热性,延展性特性地壳含量色固体良好被磁铁吸引占第位银白4-6-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破(2)化学性质(写出化学方程式或离子方程式)3Fe+2O2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3Fe+SFeSFe+I2FeI23Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2Fe+4HNO3(稀)═Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe+8HNO3(稀)═3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O钝化Fe+2Fe3+═3Fe2+-7-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破3.铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗称—铁红磁性氧化铁颜色、状态色固体色固体色晶体铁的价态+2价+3价+2价、+3价水溶性不溶不溶不溶与盐酸反应的离子方程式黑红棕黑FeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2OFe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O-8-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁与稀硝酸反应的离子方程式与氢碘酸反应的离子方程式与CO反应的化学方程式3FeO+NO3-+10H+3Fe3++NO↑+5H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2O3Fe3O4+NO3-+28H+9Fe3++NO↑+14H2OFeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+2I-+6H+2Fe2++I2+3H2OFe3O4+2I-+8H+3Fe2++I2+4H2OFeO+COFe+CO2Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Fe3O4+4CO3Fe+4CO2-9-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破4.铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式颜色、状态受热分解的化学方程式—制备反应的离子方程式Fe(OH)2Fe(OH)3白色固体红褐色固体2Fe(OH)3Fe2O3+3H2OFe2++2OH-Fe(OH)2↓Fe3++3OH-Fe(OH)3↓-10-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破名称氢氧化亚铁氢氧化铁与盐酸反应的离子方程式与稀硝酸反应的离子方程式Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+Fe3++3H2O3Fe(OH)2+NO3-+10H+3Fe3++NO↑+8H2OFe(OH)3+3H+Fe3++3H2O-11-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破名称氢氧化亚铁氢氧化铁与氢碘酸反应的离子方程式二者的关系空气中,沉淀Fe(OH)2迅速转变为色,最后变成色,发生反应的化学方程式为注意:在判断铁的化合物与酸反应时,要注意铁及其化合物的价态,利用铁的价态及与其反应的化合物的氧化性或还原性判断发生反应的类型是属于复分解反应还是氧化还原反应。Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O2Fe(OH)3+2I-+6H+2Fe2++I2+6H2O白色灰绿红褐4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3-12-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度一铁的性质及用途例1下列叙述正确的是。①铁在过量氧气中燃烧生成Fe2O3②铁在常温下与浓硝酸反应比稀硝酸反应剧烈③过量的铁与稀硝酸反应生成Fe3+④分别加入浓硝酸来比较Fe和Cu的金属活动性⑤将铁粉加入FeCl3、CuCl2混合溶液中,充分反应后剩余的固体中必有铁⑥过量的Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同⑦向FeCl3溶液中加入还原铁粉,铁粉溶解,溶液颜色由黄色变为浅绿色⑧生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加答案解析解析关闭①不论氧气是否过量均生成Fe3O4,错误;②铁在浓硝酸中发生钝化,错误;③过量的铁还会与Fe3+反应,错误;④浓硝酸与Fe发生钝化,错误;⑤如果铁少量,则固体中只有铜,错误;⑥不论Fe是否过量,与氯气反应均生成FeCl3,错误;⑧生铁含碳量最高,错误。答案解析关闭⑦-13-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度二铁及其化合物的性质例2通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是()选项操作、现象解释A向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝Fe3+能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生说明Fe置换出硝酸中的氢,生成了氢气D新制Fe(OH)2放置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3答案解析解析关闭A项中Fe3+将I-氧化为I2,淀粉遇I2变蓝;B项中红棕色斑点是Fe2O3;C项中铁与稀硝酸反应生成NO。答案解析关闭D-14-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度三铁及其化合物的定量计算例3已知Fe5O7可以看作Fe2O3和Fe3O4的混合物。现有Fe、Fe5O7的混合物共0.1mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到0.01molH2,且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显血红色,则原混合物中铁的物质的量为()A.0.05molB.0.06molC.0.07molD.0.08mol答案解析解析关闭与酸反应生成氢气的铁为0.01mol;Fe5O7中铁元素的化合价降低生成Fe2+,化合价降低(145-2)×5=4,Fe反应后生成Fe2+,化合价升高2价,所以2molFe恰好与1molFe5O7反应,相互反应的这两种物质的总物质的量为(0.1-0.01)mol,所以与Fe5O7反应的铁的物质的量为23×0.09mol=0.06mol,故铁的物质的量为0.06mol+0.01mol=0.07mol。答案解析关闭C-15-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破跟踪训练1.建筑用的红砖和青砖,其颜色是由其中含有的不同价态的铁的氧化物所致。我国古代砖瓦建筑能够保持到现在的,几乎无一例外的是由青砖建成。有人提出以下可能的原因,你认为有道理的是()①青砖中含的是FeO②青砖中含的是Fe3O4③Fe2O3遇长期酸雨侵蚀会风化溶解使砖瓦强度降低④Fe3O4性质稳定⑤FeO性质稳定A.①③⑤B.②③④C.③⑤D.①②③④⑤答案解析解析关闭⑤FeO易被氧化,性质不稳定,错误。答案解析关闭B-16-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破2.等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是()A.FeOB.Fe2O3C.FeSO4D.Fe3O4答案解析解析关闭Fe2O3与硝酸反应不产生NO,等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4中+2价Fe的物质的量最大的是FeO,失电子数最多,产生NO的物质的量最多。答案解析关闭A-17-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破3.将ag铁和氧化铁的混合物加入800mLpH=1的盐酸中充分反应后,固体无剩余,盐酸全部消耗,放出气体0.224L(标准状况下)。则下列判断中正确的是()A.原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)=2∶1B.向溶液中滴入无色的KSCN溶液,显血红色C.无法计算出原混合物的质量D.此时溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为3∶1答案解析解析关闭由于氧化性Fe3+H+,所以当产生氢气时,Fe3+已经全部被还原为Fe2+,生成氢气的物质的量=0.224L22.4L·mol-1=0.01mol,根据反应Fe+2HClFeCl2+H2↑可知,消耗Fe为0.01mol,消耗HCl为0.01mol×2=0.02mol,则反应Fe+Fe2O3+6HCl3FeCl2+3H2O消耗HCl为0.8L×0.1mol·L-1-0.02mol=0.06mol,该反应中消耗Fe为0.06mol×16=0.01mol,消耗Fe2O3的物质的量为0.06mol×16=0.01mol。原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)=(0.01mol+0.01mol)∶0.01mol=2∶1,A项正确;反应后溶液中的溶质为FeCl2,向溶液中滴入无色的KSCN溶液,不显血红色,B项错误;铁、氧化铁的物质的量已经计算出,可以计算出混合物的质量,C项错误;此时溶液中已没有Fe3+,D项错误。答案解析关闭A-18-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破4.下列中学常见实验现象或表述正确的是()A.过量的铁投入一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液显血红色B.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁C.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴即可D.FeO投入稀硫酸和稀硝酸中均得到浅绿色溶液答案解析解析关闭A项,铁过量,会得到Fe2+,滴加KSCN溶液无明显现象;B项,制备氢氧化亚铁,不能搅拌,以防止其被氧化;D项,FeO被硝酸氧化,得到棕黄色溶液。答案解析关闭C-19-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破5.若下图所示实验均进行合理的操作。则(1)①中观察到的现象为;写出相关的化学方程式或离子方程式:。(2)②中加入苯的作用是。(3)若要较长时间看到白色的Fe(OH)2沉淀,③所示装置的操作为。答案解析解析关闭因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。③的原理是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中。答案解析关闭(1)生成白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe2++2OH-Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(2)隔绝空气(3)先加入稀硫酸,待不再冒出气泡或冒出气泡速率较小时,加入NaOH溶液-20-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破Fe2+、Fe3+的性质及检验导学诱思(1)怎样除去FeCl2溶液中混有的FeCl3?。(2)怎样除去FeCl3溶液中混有的FeCl2?。(3)证明某溶液含有Fe3+的实验方法是。答案:(1)加入过量铁粉充分反应后,过滤(2)通入适量氯气(3)取少量溶液于试管中,加入KSCN溶液,如果溶液显血红色,则说明溶液中含有Fe3+-21-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破落实基础1.Fe2+、Fe3+的相互转化写出上述转化的离子方程式:①;②;③;④。2.Fe2+、Fe3+的检验向含有Fe3+的盐溶液中滴加溶液,溶液显色。Fe2+Fe3+2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-Fe+2Fe3+3Fe2+2Fe3++CuCu2++2Fe2+2Fe3++2I-I2+2Fe2+KSCN血红-22-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度一Fe2+与Fe3+的相互转化例1用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是()A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出答案解析解析关闭如果Fe粉恰好把Fe3+反应完,而铁粉未与Cu2+反