高考化学二轮复习铁、铜及其重要化合物1.了解铁单质及化合物的颜色.状态及性质。
2.通过合金材料了解铜及化合物的性质。
3.能用氧化还原反应的规律探究铁的化合物之间的相互转化。
4.能掌握氢氧化铁胶体制备,能列举合金材料的应用。
(1)NO3-与Fe2+在酸性条件下,不能共存。
(2)过量的Fe与硝酸作用,或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸,要注意产生的Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+。
(3)注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。
FeCl3溶液加热浓缩时,因Fe3+水解和HCl的挥发,得到的固体为Fe(OH)3,如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。
但Fe2(SO4)3溶液蒸干时,因硫酸是难挥发性酸,将不能得到Fe(OH)3固体。
考点解读知识体系(4)注意亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。
如某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能断定该溶液中一定含有Fe3+,而也可能含有Fe2+。
(5)注意铁单质与强氧化性物质反应时,也有生成二价铁化合物的可能性。
反应中若铁为足量,最终铁元素将以二价铁形式存在,因为2Fe3++Fe=3Fe2+。
铁和“铁三角”1.铁的氧化物的比较化学式FeO Fe2O3Fe3O4俗称—铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体价态+2 +3 1/3正2价,2/3正3价水溶性不溶不溶不溶与酸的反应FeO+2H+===Fe2++H2O遇氧化性酸生成Fe3+盐Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2OFe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O与CO的反应高温FexOy+yCO===xFe+yCO2基础考点2.Fe2+和Fe3+ 的比较Fe2+Fe3+水合离子颜色浅绿色棕黄色氧化还原性既有氧化性,又有还原性只有氧化性水解性Fe2+ +2H2O←→Fe(OH)2+2H+Fe3+ +3H2O←→Fe(OH)3+3H+与碱的反应Fe2+ +2OH—=== Fe(OH)2↓Fe3+ +3OH—=== Fe(OH)3↓3.Fe(OH)2与Fe(OH)3的比较Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体水溶性不溶不溶稳定性易氧化为Fe(OH)3,空气中加热得不到FeO 较稳定:∆Fe(OH)3== Fe2O3+3H2O与酸的反应Fe(OH)2+2H+=== Fe2+ +3H2O Fe(OH)3+3H+=== Fe3+ +3H2O制法在隔绝O2的条件下Fe2+与碱反应Fe3+与碱反应点燃 4.铁三角:注:(1)一般是指Zn .Al .CO. H 2. 等还原剂。
(2)是指H +. S. I 2. Cu 2+. Fe 3+.等氧化剂. (3)(5)是指Cl 2. Br 2. O 2. HNO 3. KMnO 4等氧化剂.(4)一般是指Fe. Cu. HI. H 2S.等还原剂. (6)是指Zn. Al. CO. H 2. 等还原剂。
根据铁三角有关(1)---(6)的化学方程式如下。
(1)FeCl 2+Zn=ZnCl 2+Fe 3FeCl 2+2Al=2AlCl 3+3Fe FeO+CO===Fe+CO 2 FeO+H 2===Fe+H 2O (2)Fe+2H +=Fe 2++H 2↑ Fe+S===FeS Fe+I 2===FeI 2 Fe+Cu 2+=Fe 2++Cu Fe+2Fe 3+=3Fe 2+ (3)2Fe 2++Cl 2=2Fe 3++2Cl -2Fe 2++Br 2=2Fe 3++2Br -4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(OH)3 3Fe 2++4H ++NO 3-=3Fe 3++NO ↑+2H 2O 5Fe 2++MnO 4-+8H +=Mn 2++5Fe 3++4H 2O (4) 2Fe 3++Cu=Cu 2++2Fe 2+ Fe 3++Fe=3Fe 2+2Fe 3++2I -=2Fe 2++I 2↓ 2Fe 3++H 2S=2Fe 2++S ↓+2H + (5)2Fe+3Cl 2===2FeCl 3 2Fe 3++Br 2==2FeBr 3Fe+4HNO 3=Fe(NO 3)3+NO ↑+2H 2O 4Fe+3O 2(纯)====2Fe 2O 3 (6)2Fe 3++3Zn (足)=3Zn 2+2Fe Fe 3++Al=Al 3++FeFe 2O 3+2Al===Al 2O 3+2Fe Fe 2O 3+3CO====2Fe+3CO 2Fe 2O 3+3H 2====2Fe+3H 2O△△△ △高温高温 加热加热5.检验Fe 3+.常用方法有:(1)向未知溶液滴入少量KSCN 溶液呈血红色。
(2)向未知溶液滴入少量苯酚溶液呈紫色。
(3)向未知溶液中滴入少量NaOH 溶液呈红褐色。
6.检验Fe +.是向未知溶液滴入少量KSCN 溶液呈无色,继续滴入少量氯水呈血红色。
【例1】(2010全国卷1)能正确表示下列反应的离子方程式是A .将铜屑加入3+Fe 溶液中:3+2+2+2Fe +Cu=2Fe +CuB .将磁性氧化铁溶于盐酸:+3+342Fe O +8H =3Fe +4H OC .将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:2++332Fe +4H +NO =Fe +2H O+NO -+↑ D .将铁粉加入稀硫酸中:+322Fe+6H =2Fe 3H ++↑【解析】A 正确,符合3个守恒;B 错误,电荷不守恒,Fe 3O 4中Fe 有两种价态,正确应该为:Fe 3O 4+8H +=2Fe 3++Fe 2++4H 2O ;C 错误,得失电子不守恒,电荷不守恒;正确的应为:3Fe 2++NO 3-+4H +=3Fe 3++NO↑+2H 2O ;D 错误,不符合客观实际,反应后铁只能产生Fe 2+和H 2;【答案】A【命题意图】考查离子方程式的正误判断方法!【点评】离子方程式正误判断是个老生常谈的问题了,本题出得太没有创意了,如D 这是个重现率很高的的经典错误,考生绝对做过原题!B 项也见得多,一般考查不是用盐酸而是用氢碘酸,有些专家多次指出,磁性氧化铁不溶于任何酸,这样的典型错误在高考题中再次典型例题出现,这道题就没什么意思了!A直接取材于课本第二册,C选项,考生也绝对做过,都是太常见不过了!【例2】(2010上海卷)由5mol Fe2O3、4mol Fe3O4和3mol FeO组成的混合物,加入纯铁1mol并在高温下和Fe2O3反应。
若纯铁完全反应,则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是A.4:3 B.3:2 C.3:1 D.2:l答案:BC解析:此题考查了化学计算知识。
分析题给混合物和高温下发生的反应,可知当Fe2O3+Fe=3FeO时,反应后混合物中含有6molFeO、4molFe2O3,则FeO与Fe2O3的物质的量之比为:3:2;当发生反应:Fe2O3+Fe+FeO=Fe3O4时,反应后混合物中含有2molFeO、4molFe2O3,则FeO与Fe2O3的物质的量之比为:1:2;当两反应均存在时,FeO与Fe2O3的物质的量之比处于两着之间,故BC可能。
知识归纳:极端假设法是指根据已知的条件,把复杂问题假设为处于理想的极端状态,站在极端的角度去分析、考虑问题,使其因果关系显得十分明显、简单,从而迅速地作出正确判断的方法。
比如此题中我们就假设了两个极端,首先确定两个极端,然后确定范围,最后选择。
【例3】(2010福建卷)工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。
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:[探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移人硫酸铜溶液中,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6.0g 放入15.0ml .浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X 并收集到气体Y 。
①甲同学认为X 中除3Fe +外还可能含有2Fe +。
若要确认其中的2Fe +,应先用 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4KMnO 溶液②乙同学取336ml (标准状况)气体Y 通入足量溴水中,发生反应:2222422SO Br H O HBr H SO ++=+然后加入足量2BaCl 溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g 。
由于此推知气体Y 中2SO 的体积分数为 。
[探究二]分析上述实验中2SO 体积分数的结果,丙同学认为气体Y 中还可能含量有2H 和Q 气体。
为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B 中试剂的作用是 。
(4)认为气体Y 中还含有Q 的理由是 (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q 的存在,需在装置中添加M 于 (选填序号)。
a . A 之前b .A-B 间c .B-C 间d .C-D 间 (6)如果气体Y 中含有2H ,预计实验现象应是 。
(7)若要测定限定体积气体Y 中2H 的含量(标准状况下约有28ml 2H ),除可用测量2H 体积的方法外,可否选用质量称量的方法?做出判断并说明理由 。
解析: (1)铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行(2)+2价亚铁离子能使算话的高锰酸钾褪色,溶液中已经有+3价铁离子,选择a 会造成干扰,选c 会造成两种沉淀,受氢氧化铁颜色的影响无法辨别(3)A 除去2SO ,B 可以检验A 中是否完全除去2SO (4)242222()22C H SO CO SO H O +↑+↑+@浓(5)Q 为2CO ,他与二氧化硫一样都能使澄清石灰水便浑浊,选择a 或b 受二氧化硫的影响无法判断Q 的存在;选择d ,Q 被碱石灰吸收 (6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝 (7)中学阶段的质量称量选择托盘天平,分度值0.1g ,无法精确称量出差量。
答案:(1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案) (2)①d ②66.7%(或其他合理答案)(3)检验2SO 是否除尽(4)242222()22C H SO CO SO H O +↑+↑+@浓 (5)c(6)D 中固体由黑变红和E 中固体由白变蓝 (7)否,用托盘天平无法称量D 或E 的差量 可,用分析天平称量D 或E 的差量【例4】(2010四川理综卷)(16分)四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。
用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO 、Fe 2O 3,Ti 的最高化合价为+4)作原料,生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下:请回答下列问题:硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________。