李千樂(lè) 金屬元素(Fe、Cu)及其化合物(答案)

知人善教培養(yǎng)品質(zhì)引發(fā)成長(zhǎng)動(dòng)力星火教育一對(duì)一輔導(dǎo)教案學(xué)生姓名李千樂(lè)性別男年級(jí)高二學(xué)科化學(xué)授課教師安志濤上課時(shí)間2015年7月30日第（8）次課共（40）次課課時(shí)：3課時(shí)教學(xué)課題金屬元素（Fe、Cu）及其化合物教學(xué)目標(biāo)1.了解金屬在自然界的存在形式及物理性質(zhì)；2.掌握金屬的化學(xué)性質(zhì)3.熟悉各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)換及簡(jiǎn)單計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：金屬及其化合物的化學(xué)性質(zhì)難點(diǎn)：化學(xué)式的書(shū)寫(xiě)教學(xué)過(guò)程金屬元素（Fe、Cu）及其化合物知識(shí)梳理知識(shí)點(diǎn)一、鐵的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1．鐵的原子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)(1)鐵的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鐵位于元素周期表中的第四周期，第Ⅷ族。Fe的原子序數(shù)是26，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鐵為變價(jià)金屬，通常顯＋2和＋3價(jià)。(2)鐵的物理性質(zhì)純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，密度較大，熔、沸點(diǎn)較高，純鐵的抗腐蝕性強(qiáng)，有較好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性。鐵能被磁鐵吸引。(3)鐵的存在主要形式磁鐵礦：Fe3O4、赤鐵礦Fe2O32．鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)鐵與非金屬的反應(yīng)①鐵和氯氣的反應(yīng)化學(xué)方程式：2Fe＋3Cl22FeCl3。②鐵和氧氣的反應(yīng)化學(xué)方程式：3Fe＋2O2Fe3O4。③鐵和其他非金屬的反應(yīng)2Fe＋3Br2===2FeBr3Fe＋SFeS(黑色固體)Fe＋I(xiàn)2FeI2。(2)鐵與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)步驟：在玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣。用試管收集產(chǎn)生的經(jīng)干燥的氣體，并靠近火焰點(diǎn)火。觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅熱的鐵與水蒸氣起反應(yīng)，放出氣體。用試管收集氣體，將氣體靠近火焰點(diǎn)火，能燃燒或發(fā)出爆鳴聲?；瘜W(xué)方程式：3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2。(3)鐵與酸反應(yīng)①鐵與非氧化性酸(如稀H2SO4、HCl等)反應(yīng)生成Fe2＋，放出H2。離子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。②鐵與氧化性酸(如稀HNO3)反應(yīng)時(shí)，不放出H2。a．HNO3(稀)過(guò)量時(shí)生成Fe3＋Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。b．鐵粉過(guò)量時(shí)生成Fe2＋3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(4)鐵與鹽溶液的反應(yīng)①鐵能與比它活動(dòng)性弱的金屬的鹽溶液反應(yīng)，置換出這種金屬。Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。②鐵能與FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2。離子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。例1下列各物質(zhì)中，不能由組成它的兩種元素的單質(zhì)直接化合而得到的是()A.FeSB.Fe3O4C.FeCl3D.FeCl2【解析】選D。鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵而不是氯化亞鐵。例2在盛有氯化銅、氯化亞鐵和氯化鐵混合溶液的容器中加入鐵粉和銅粉，討論以下幾種情況陽(yáng)離子或金屬單質(zhì)存在：(1)反應(yīng)后有鐵剩余，則容器中還可能有__________。(2)反應(yīng)后銅有剩余且有相當(dāng)數(shù)量的Fe2＋，則容器中可能還存在__________。(3)反應(yīng)后溶液中有相當(dāng)數(shù)量的Cu2＋，則還可能有______________。(4)若反應(yīng)后容器中除有相當(dāng)數(shù)量的銅離子外，若還有相當(dāng)數(shù)量的銅，則一定不存在的有______________；若有相當(dāng)數(shù)量的Fe3＋存在，則一定不存在______________?！窘馕觥勘绢}考查氧化還原反應(yīng)與鐵的性質(zhì)的綜合運(yùn)用。有關(guān)反應(yīng)：①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，②Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，③2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。Fe2＋不參加反應(yīng)。氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，還原性：Fe>Cu，如果反應(yīng)中有一種物質(zhì)過(guò)量，則另一種物質(zhì)反應(yīng)完。(1)鐵過(guò)量，則Fe3＋，Cu2＋反應(yīng)完了，銅以單質(zhì)形式存在。(2)銅有剩余，則Fe3＋反應(yīng)完了，有相當(dāng)數(shù)量的Fe2＋存在，則可能Cu2＋存在。(3)溶液中有相當(dāng)數(shù)量的Cu2＋，不存在鐵。一定存在Fe2＋，可能存在銅或Fe3＋。(4)有Cu2＋，Cu存在，不存在：Fe，F(xiàn)e3＋；若Fe3＋存在，則鐵和銅一定不存在?！緟⒖即鸢浮?1)銅粉；(2)Cu2＋；(3)Cu或Fe3＋；(4)Fe，F(xiàn)e3＋；Fe，Cu【點(diǎn)撥】本題中“Fe2＋”沒(méi)有參加反應(yīng)，所以無(wú)論哪種情況，它一定存在。“可能存在”指有兩種情況并存：存在和不存在。解這類(lèi)題，先寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式，后根據(jù)氧化性或還原性強(qiáng)弱，確定發(fā)生反應(yīng)的先后順序，再根據(jù)題給條件，判斷哪些物質(zhì)反應(yīng)完了，哪些物質(zhì)存在。當(dāng)一種物質(zhì)過(guò)量時(shí)，與其反應(yīng)的所有物質(zhì)都視為完全反應(yīng)了。另外，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，一種元素只有兩個(gè)存在形式，一種形式不存在，另一種形式一定存在。如，銅離子不存在，則一定存在銅單質(zhì)。例3在FeCl3和CuCl2的混合液中，加入過(guò)量的Fe粉，若充分反應(yīng)后溶液的質(zhì)量沒(méi)有改變，則原混合溶液中Fe3＋和Cu2＋的物質(zhì)的量之比為()A．14∶5B．5∶14C．7∶2D．2∶7【解析】選D設(shè)溶液中有FeCl3xmol、CuCl2ymol，發(fā)生的反應(yīng)有：①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋Δm1＝28xgxmolmolmol②Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋CuΔm2＝8ygymolymolymolymolΔm1＝Δm2時(shí)符合題意，即28x＝8yx∶y＝2∶7例4.下列物質(zhì)可用鐵桶盛裝的是()A.濃鹽酸B.CuSO4C.0.5mol·L-1HNO3D.98%H2SO4【解析】選D。鐵遇到濃硫酸(98%)發(fā)生鈍化，所以可以用鐵器盛放濃硫酸。鐵和濃鹽酸、硫酸銅和0.5mol·L-1稀硝酸均反應(yīng)徹底。知識(shí)點(diǎn)二、鐵的重要化合物1．鐵的氧化物化學(xué)式Fe2O3Fe3O4FeO色態(tài)紅棕色粉末黑色晶體黑色粉末俗稱(chēng)鐵紅磁性氧化鐵--------價(jià)態(tài)+3+3、+2+2Fe與O的質(zhì)量比21:921:821:6反應(yīng)條件常溫點(diǎn)燃高溫2.鐵的氫氧化物氫氧化物氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3物理性質(zhì)白色固體，不溶于水紅棕色固體，不溶于水化學(xué)性質(zhì)Fe(OH)2+2H+===4Fe(OH)2+O2+2H2O===Fe(OH)3+3H+===Fe(OH)3制法可溶性堿與亞鐵鹽溶液反應(yīng)：可溶性堿與鐵鹽溶液反應(yīng)：知識(shí)點(diǎn)三、Fe2＋與Fe3＋的比較知識(shí)點(diǎn)四、Fe、Fe2＋、Fe3＋之間的三角轉(zhuǎn)化①Fe→Fe2＋：鐵與氧化性比較弱的非金屬(如S、I2)、非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸)、不活潑金屬的鹽溶液(如CuSO4溶液)反應(yīng)，都會(huì)實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化。②Fe2＋→Fe：比較活潑的金屬(如Al、Zn)能從亞鐵鹽溶液中置換出鐵。如：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe。③Fe→Fe3＋：鐵與強(qiáng)氧化劑(如Cl2、HNO3、濃硫酸)在一定條件下反應(yīng)都會(huì)實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化。④Fe3＋→Fe：鐵鹽溶液與活潑的金屬(K、Na、Ca除外)反應(yīng)時(shí)，鐵可被還原。如：2FeCl3＋3Zn(足量)===2Fe＋3ZnCl2。⑤Fe2＋→Fe3＋：亞鐵鹽與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)。如：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。⑥Fe3＋→Fe2＋：鐵鹽溶液與比較強(qiáng)的還原劑反應(yīng)。如：Fe＋2FeCl3===3FeCl2。例5向某晶體的水溶液中加入Fe2＋的溶液后，無(wú)明顯變化，當(dāng)?shù)渭訋椎武逅?，混合液出現(xiàn)血紅色，那么由此得出的下列結(jié)論，錯(cuò)誤的是()A．該晶體中一定含有SCN－B．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性強(qiáng)C．Fe2＋被溴氧化為Fe3＋D．Fe2＋與SCN－不能形成血紅色的化合物【解析】選B溴水可將Fe2＋氧化成Fe3＋，F(xiàn)e3＋遇SCN－生成血紅色溶液，由反應(yīng)2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－，說(shuō)明Br2的氧化性強(qiáng)于Fe3＋，B選項(xiàng)錯(cuò)誤?！军c(diǎn)撥】(1)Fe2＋的鑒別方法一：在被檢驗(yàn)的溶液中，滴加KSCN溶液，無(wú)現(xiàn)象，再通入Cl2，若變成紅色溶液，說(shuō)明有Fe2＋存在(鑒別時(shí)不能先通氯氣)。2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，F(xiàn)e3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(紅色)。方法二：在被檢驗(yàn)的溶液中加堿，產(chǎn)生白色沉淀，很快白色沉淀轉(zhuǎn)變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2＋存在。Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(2)Fe3＋的鑒別方法一：加入NaOH等堿溶液，生成紅褐色沉淀。Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(紅褐色)方法二：加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色。Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(紅色)例6要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，最佳順序?yàn)?)①加入足量氯水②加入足量KMnO4③加入少量NH4SCN溶液A．①③B．③②C．③①D．①②③【解析】選C檢驗(yàn)Fe3＋使用SCN－，檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)先加入SCN－，確認(rèn)沒(méi)有Fe3＋后加入新制氯水，若出現(xiàn)血紅色，則證明含F(xiàn)e2＋。例7某溶液中含有的溶質(zhì)是FeBr2、FeI2，若向該溶液中通入一定量的氯氣，再向反應(yīng)后的溶液中滴加少量的KSCN溶液，結(jié)果溶液變?yōu)榧t色，則下列敘述中正確的是()①原溶液中Br-一定被氧化②通入氯氣后原溶液中的Fe2+一定被氧化③不能確定通入氯氣后的溶液中是否存在Fe2+④若取少量所得溶液，加入CCl4，靜置，向上層溶液中加入足量的AgNO3溶液，只產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明原溶液中Fe2+、Br-均被完全氧化A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④【解析】選B。還原性I->Fe2+>Br-，往含以上三種離子的溶液中通入Cl2，能得到Fe3+，故I-一定先被氧化成I2，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+，但Br-不一定被氧化，①錯(cuò)誤，②、③正確；若取少量所得的溶液，加入CCl4，靜置，向上層溶液中加入足量的AgNO3溶液，結(jié)果只產(chǎn)生白色沉淀，沒(méi)有AgBr淺黃色沉淀，說(shuō)明Br-(Fe2+)已完全被氧化，④正確。例8為了檢驗(yàn)?zāi)矲eCl2溶液是否變質(zhì)，可向溶液中加入()A.NaOH溶液B.鐵片C.KSCN溶液D.石蕊溶液【解析】選C。Fe2+易被氧化為Fe3+，可用KSCN溶液檢驗(yàn)是否存在Fe3+。知識(shí)點(diǎn)五、銅的化學(xué)性質(zhì)銅位于金屬活動(dòng)性順序表中氫原子之后，它屬于不活潑金屬，不能置換出酸或水中的氫。(1)銅露置于潮濕空氣中，表面產(chǎn)生綠色的銅綠2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。(2)銅在空氣中加熱，表面變黑。2Cu＋O22CuO(黑)。紅熱的銅絲插入盛氯氣的集氣瓶中，產(chǎn)生棕黃色的煙。Cu＋Cl2CuCl2(棕黃色)。(4)紅熱的銅絲插入硫蒸氣中，銅絲變黑。2Cu＋SCu2S(黑)。(5)在酒精燈外焰加熱，銅絲則由紅變黑，再將變黑的銅絲伸入酒精燈焰心，又由黑變紅。外焰：2Cu＋O22CuO；內(nèi)焰：C2H5OH＋CuOCH3CHO＋Cu＋H2O。(6)在棕黃色的三氯化鐵溶液中加入少量銅粉，片刻后銅粉溶解消失，溶液變?yōu)闇\綠色。2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(7)與鹽溶液反應(yīng)：2Ag＋＋Cu===2Ag＋Cu2＋。(8)銅與濃硫酸共熱，銅溶解，溶液變藍(lán)。Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(9)銅與濃硝酸混合，迅速發(fā)生反應(yīng)，形成藍(lán)色溶液，同時(shí)產(chǎn)生紅棕色氣體；銅與稀硝酸混合形成藍(lán)色溶液，產(chǎn)生無(wú)色氣體。Cu＋4HNO3(濃)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(10)銅與熱的稀硫酸混合，通入氧氣，過(guò)一段時(shí)間，可觀察到溶液變藍(lán)，銅粉逐漸減少至消失。2Cu＋O2＋2H2SO4(濃)2CuSO4＋2H2O。知識(shí)點(diǎn)6．銅的化合物(1)氧化銅的性質(zhì)：黑色不溶于水的固體。與酸的反應(yīng)：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。將黑色氧化銅加熱至800℃以上，變成紅色粉末：4CuO2Cu2O＋O2↑。與還原性物質(zhì)(H2、C、CO、NH3)反應(yīng)：CuO＋H2Cu＋H2O；3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2。(2)Cu2O呈磚紅色，可用于制紅色玻璃，Cu2O本身較穩(wěn)定，但在酸液中易發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu和Cu2＋。(3)Cu(OH)2：藍(lán)色固體，不溶于水。(4)可與酸反應(yīng)：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。(5)受熱易分解：Cu(OH)2CuO＋H2O。(6)有弱氧化性，新制的Cu(OH)2懸濁液能氧化醛基化合物，本身被還原為Cu2O，常用于醛基化合物的檢驗(yàn)：CH3CHO＋2Cu(OH)2CH3COOH＋Cu2O＋2H2O。(7)制備：可溶性銅鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓(藍(lán)色絮狀沉淀)。例9孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物，實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO4·5H2O及CaCO3，步驟如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)溶液A的金屬離子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。從下列所給試劑中選擇：實(shí)驗(yàn)步驟中試劑①為_(kāi)_______(填代號(hào))，檢驗(yàn)溶液A中Fe3＋的最佳試劑為_(kāi)_______(填代號(hào))。a．KMnO4b．(NH4)2Sc．H2O2d．KSCN(2)由溶液C獲得CuSO4·5H2O，需要經(jīng)過(guò)加熱蒸發(fā)、___________、過(guò)濾等操作。除燒杯、漏斗外，過(guò)濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是_____________。(3)制備CaCO3時(shí)，應(yīng)向CaCl2溶液中先通入(或先加入)____________(填化學(xué)式)。若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有氨氣逸出，應(yīng)選用下列________裝置回收(填代號(hào))。欲測(cè)定溶液A中Fe2＋的濃度，需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容時(shí)視線應(yīng)______________，直到______________________________。用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)應(yīng)選用__________滴定管(填“酸式”或“堿式”)?！窘馕觥?1)為使Fe2＋、Fe3＋同時(shí)沉淀，要加氧化劑將Fe2＋氧化而又不引入新雜質(zhì)，選H2O2；檢驗(yàn)Fe3＋選擇SCN－。(2)從溶液中要析出晶體，采用冷卻結(jié)晶法；過(guò)濾時(shí)要用到玻璃棒引流。(3)CaCl2溶液不能與CO2反應(yīng)，加入堿能反應(yīng)，但又不能引入雜質(zhì)，應(yīng)通入NH3(或先加入NH3·H2O)；氨氣極易溶于水，要注意防倒吸，a裝置廣口瓶?jī)?nèi)的進(jìn)氣管長(zhǎng)，容易倒吸，b裝置中的倒置漏斗可以防倒吸。【參考答案】(1)cd(2)冷卻結(jié)晶引流(3)NH3(或NH3·H2O)b(4)平視凹液面的最低處凹液面的最低處與刻度線相切酸式例10實(shí)驗(yàn)室用共沉淀法制備納米級(jí)Fe3O4的流程如下：該方法的關(guān)鍵為促進(jìn)晶粒形成，并控制晶體生長(zhǎng)。試回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)原理的離子方程式可表示為：____________________________________。(2)反應(yīng)溫度需控制在50℃，其方法是________，溫度偏低造成產(chǎn)量低的可能原因是___________________________________________________________。(3)在攪拌Ⅱ的過(guò)程中還需加入10mL正丙醇，其作用是______________________________________________。(4)黑色糊狀物轉(zhuǎn)移至燒杯中，用傾析法洗滌，檢驗(yàn)洗凈的操作是________________________________________________________________________________________________(5)由上述分析可知，影響納米級(jí)Fe3O4粒徑大小的因素有(寫(xiě)出一條即可)___________________________________________________________________________________________________________________。例11CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它們高溫灼燒的產(chǎn)物相同，以下鑒別CuS和Cu2S兩種黑色粉末的方法合理的是()A．將兩種樣品分別溶于硝酸，區(qū)別所產(chǎn)生的氣體B．將兩種樣品分別溶于硝酸，區(qū)別溶液的顏色C．取兩種同質(zhì)量的樣品分別在高溫灼燒，區(qū)別殘留固體的質(zhì)量D．取兩種同質(zhì)量的樣品分別在高溫灼燒，區(qū)別殘留固體的顏色【解析】選CCuS和Cu2S都能溶于硝酸，產(chǎn)生相同的氣體，溶液的顏色也相同，無(wú)法鑒別；高溫灼燒時(shí)，殘留固體的顏色也相同，所以從定性角度無(wú)法鑒別。但根據(jù)煅燒前后物質(zhì)質(zhì)量的變化是可以鑒別的，若質(zhì)量與原樣品質(zhì)量相等，則為Cu2S，因?yàn)镃u2S＋2O22CuO＋SO2，固體質(zhì)量不變，而CuS灼燒質(zhì)量是變化的。【點(diǎn)撥】物質(zhì)鑒別的方法：物理方法：①觀察法，②嗅試法，③加熱法，④水溶法，⑤焰色反應(yīng)法，⑥辨味法，⑦辨重法，⑧開(kāi)瓶觀霧法?；瘜W(xué)方法：①加熱法，②點(diǎn)燃法，③指示劑法，④顯色法(如無(wú)水硫酸銅遇水顯藍(lán)色)，⑤互滴法，⑥不同試劑兩兩混合法(又稱(chēng)簡(jiǎn)明列表法)等。例12氯化亞銅(CuCl)是白色粉末，不溶于水、乙醇，熔點(diǎn)422℃，沸點(diǎn)1366℃，在空氣中迅速被氧化成綠色，常用作有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑。以粗鹽水(含Ca2＋、Mg2＋、SO等雜質(zhì))、Cu、稀硫酸、SO2等為原料合成CuCl的工藝如下：(1)反應(yīng)Ⅰ中加Na2CO3溶液的作用是___________。(2)反應(yīng)Ⅱ在電解條件下進(jìn)行，電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為_(kāi)_________________________。(3)寫(xiě)出反應(yīng)Ⅵ的化學(xué)方程式_________________________________________________________________________________。(4)反應(yīng)Ⅳ加入的Cu必須過(guò)量，其目的是_______。(5)反應(yīng)Ⅵ后，過(guò)濾得到CuCl沉淀，用無(wú)水乙醇洗滌沉淀，在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2小時(shí)，冷卻，密封包裝即得產(chǎn)品。于70℃真空干燥的目的是________________________________________。【解析】在本題的流程中，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?yàn)榇蛀}水的提純，反應(yīng)Ⅲ為電解食鹽水，反應(yīng)Ⅳ、Ⅵ為生成CuCl，反應(yīng)Ⅴ是生成CuSO4溶液。反應(yīng)Ⅳ中要注意銅必須過(guò)量，否則氯氣和銅反應(yīng)會(huì)生成CuCl2，由于CuCl在空氣中迅速被氧化成綠色，所以在干燥的過(guò)程中要隔絕空氣，適當(dāng)?shù)母邷馗稍锟梢约涌煲掖己退恼舭l(fā)。知識(shí)點(diǎn)七、金屬的冶煉1．金屬材料：包括純金屬和合金。合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，在許多方面不同于各成分金屬。合金的硬度一般比它的各成分金屬的大，多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般也比它的各成分金屬的低。我國(guó)最早使用的合金是青銅，銅合金的種類(lèi)很多，除青銅外，常見(jiàn)的還有黃銅和白銅。2．金屬的冶煉金屬的冶煉方法與金屬活動(dòng)性：金屬的活動(dòng)性影響該元素在自然界的存在形式。一般活潑的金屬在自然界中以化合態(tài)存在，而活動(dòng)性很差的金屬則以游離態(tài)存在，如金以單質(zhì)形式存在，采用物理方法富集冶煉。在以化合態(tài)存在的金屬元素中，因活動(dòng)性不同，采用冶煉方法也不同：(1)K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬：一般采用的是電解熔融鹽或氧化物的方法冶煉。(2)Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等金屬，一般采用還原劑(如CO、H2、C)等高溫還原的方法冶煉，必要時(shí)再進(jìn)一步精煉。(3)Hg、Ag等較不活潑的金屬，一般采用高溫分解相應(yīng)的化合物的方法冶煉。(4)鋁熱法：當(dāng)鋁粉跟某些金屬氧化物反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生大量的熱量，使被還原的金屬在較高的溫度下，呈熔融狀態(tài)并跟形成的熔渣分離開(kāi)來(lái)，從而獲得較純的金屬，工業(yè)上常用這種方法冶煉難熔的金屬，如釩、鉻、錳等。由于生產(chǎn)條件的不同，同一種金屬也可能有多種冶煉方法。3.金屬的回收和資源保護(hù)：廢舊金屬的最好處理方法是回收利用，回收利用廢舊金屬的意義是節(jié)約礦物資源、減少環(huán)境污染、節(jié)約能源。大部分廢金屬可以重新制成金屬及其化合物再用。實(shí)例：①?gòu)碾娊饩珶掋~的陽(yáng)極泥中，可以回收金、銀等貴重金屬。②從定影液中可以回收提取金屬銀。③廢舊鋼鐵可以用于煉鋼，廢鐵屑可以制取綠礬。例13下列說(shuō)法正確的是()A.青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代均已遠(yuǎn)離我們幾千年，銅、鐵不再是重要的金屬材料B.當(dāng)代使用的銅和鐵大都是經(jīng)過(guò)物理方法獲取的C.自然界中鐵主要以磁鐵礦、赤鐵礦等化合態(tài)形式存在D.生鐵的含碳量不如鋼的高【解析】選C。鐵與銅在當(dāng)代仍然是重要的基礎(chǔ)金屬材料，A項(xiàng)不正確；當(dāng)代使用的鐵、銅一般是通過(guò)化學(xué)方法獲取的，B項(xiàng)不正確；生鐵的含碳量比鋼高，D項(xiàng)錯(cuò)誤。例14.我國(guó)古代曾用火燒孔雀石和焦炭混合物的方法煉銅?？兹甘闹饕煞质荂uCO3·Cu(OH)2，這種冶煉銅的方法是()A.焦炭還原法B.濕法煉銅C.鋁熱還原法D.電解冶煉法【解析】選A?？兹甘軣岚l(fā)生分解反應(yīng)生成了氧化銅、CO2和H2O，生成的氧化銅被混合物中的焦炭還原而生成了銅。例15.高爐煉鐵的生產(chǎn)中，下列說(shuō)法正確的是()A.焦炭和一氧化碳都是還原劑B.采用富氧空氣可以得到純鐵C.加石灰石的目的主要是為了得到CO2D.用于冶煉生鐵的礦石主要有磁鐵礦、赤鐵礦和黃鐵礦【解析】選A。高爐煉鐵的生產(chǎn)中，焦炭燃燒生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳還原鐵的氧化物，這些反應(yīng)中焦炭和一氧化碳都是還原劑，A正確；采用富氧空氣并不能得到純鐵，B不正確；加石灰石的目的主要是為了造渣，C不正確；黃鐵礦中鐵的含量低，一般不用于冶煉生鐵，D不正確。例16生物煉銅實(shí)際上是微生物幫助我們從礦石中提取銅。這些“吃巖石的細(xì)菌”能利用空氣中的氧氣將不溶性的CuS轉(zhuǎn)化成可溶性銅的化合物，該化合物是()A.碳酸銅B.硝酸銅C.硫酸銅D.氫氧化銅【解析】選C。從元素守恒與氧化還原的角度來(lái)分析，CuS和氧氣反應(yīng)，硫元素被氧化，且轉(zhuǎn)化為可溶性的銅鹽，所以該化合物為硫酸銅。例17下列物質(zhì)在冶煉過(guò)程中，需加入還原劑的是()A.HgOB.Al2O3C.AgD.CuSO4【解析】選D。在冶煉金屬的方法中，只有熱還原法需要加入還原劑。這種方法適合冶煉金屬活動(dòng)性順序表中間部分的金屬如Fe、Cu，而后面的金屬如Hg適合用熱分解法，Ag在自然界中就以單質(zhì)形式存在，前面的金屬如Al適合用電解法。課后作業(yè)一、選擇題1.位于規(guī)劃區(qū)的一座大型鋼鐵廠搬遷后,附近居民將不再受到該廠產(chǎn)生的紅棕色煙霧的困擾。你估計(jì)這一空氣污染物中可能含有()A.FeO粉塵B.碳粉塵C.Fe2O3粉塵D.Al2O3粉塵【解析】選C。氧化鐵顏色為紅棕色。氧化亞鐵、碳粉塵為黑色,Al2O3粉塵為白色。2.將鐵屑溶于過(guò)量的鹽酸后再加入下列物質(zhì),會(huì)有三價(jià)鐵生成的是()A.硫酸B.鹽酸C.硝酸鋅D.氯化銅【解析】選C。鐵屑溶于過(guò)量鹽酸后生成FeCl2,再加入硝酸鋅則相當(dāng)于溶液中有了硝酸,把二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子?！疽族e(cuò)提醒】硝酸根離子沒(méi)有氫離子的時(shí)候沒(méi)有強(qiáng)氧化性,但和氫離子共存時(shí),相當(dāng)于硝酸溶液,有強(qiáng)氧化性,能把亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子。如果認(rèn)識(shí)不到這點(diǎn),本題易錯(cuò)選其他選項(xiàng)。3.下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中正確的是()A.赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B.鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入鐵粉,然后過(guò)濾D.Fe3+與KSCN產(chǎn)生紅色沉淀【解析】選C。赤鐵礦的主要成分是Fe2O3;鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2;+3價(jià)鐵離子遇KSCN溶液變?yōu)榧t色溶液,但沒(méi)有沉淀產(chǎn)生,一般可以用此方法檢驗(yàn)+3價(jià)鐵離子的存在。4.要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)最佳順序?yàn)?)①加入足量氯水②加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A.①③B.③②C.③①D.①②③【解析】選C。加入少量NH4SCN溶液,若溶液不變紅,則說(shuō)明溶液中不含F(xiàn)e3+,溶液中若含有Fe2+,再加入氯水,溶液會(huì)變紅。若用足量酸性KMnO4溶液,則酸性KMnO4溶液本身顯紫色,難以觀察現(xiàn)象?！痉椒ㄒ?guī)律】離子檢驗(yàn)的基本原則(1)“先取樣,后操作”,如果待檢物是固體,則應(yīng)先將其溶解后再取樣檢驗(yàn);(2)對(duì)幾種待測(cè)離子要進(jìn)行并列實(shí)驗(yàn)時(shí),每進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn),都要另取新溶液,避免已加試劑的干擾;如果進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí),要注意每一次用的試劑是另取原溶液還是接著上次的;(3)用一種試劑鑒別多種物質(zhì)時(shí),所選用的試劑必須能和被鑒別物質(zhì)的大多數(shù)反應(yīng),且能產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;(4)“先現(xiàn)象,后結(jié)論”,不能把要檢驗(yàn)的離子當(dāng)作已知物來(lái)敘述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。5.(雙選)能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式的是()A.將銅屑加入Fe3+溶液中:2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+B.將磁性氧化鐵溶于鹽酸:Fe3O4+8H+====3Fe3++4H2OC.將氯化亞鐵溶液和稀硝酸混合:3Fe2++NQUOTE+4H+====3Fe3++NO↑+2H2OD.將鐵粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+====2Fe3++3H2↑【解析】選A、C。B錯(cuò)誤,電荷不守恒,Fe3O4中Fe有兩種價(jià)態(tài),正確的離子方程式應(yīng)該為Fe3O4+8H+====2Fe3++Fe2++4H2O;D錯(cuò)誤,不符合客觀實(shí)際,反應(yīng)后只能生成Fe2+和H2。6.在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶,再加入下列物質(zhì):①FeCl3②Fe2O3③Cu(NO3)2④KNO3,銅粉溶解的是()A.只有①或②B.只有②或④C.只有①或②或③D.上述四種物質(zhì)中任意一種【解析】選D。Cu與Fe3+作用:2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+,Fe2O3與稀硫酸反應(yīng)生成Fe3+,故①、②能使銅粉溶解。H+、NQUOTE具有強(qiáng)氧化性,能使銅粉溶解,故③、④能使銅粉溶解。7.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,開(kāi)始時(shí)有白色絮狀沉淀生成,白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,下列結(jié)論正確的是()A.一定有Fe2+,一定沒(méi)有Fe3+、Mg2+B.一定有Fe3+,一定沒(méi)有Fe2+、Mg2+C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定沒(méi)有Mg2+D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定沒(méi)有Fe3+【解析】選D。加入NaOH溶液,開(kāi)始時(shí)有白色絮狀沉淀生成,白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色的現(xiàn)象是溶液中含有亞鐵離子的特性,若有Fe3+,則產(chǎn)生氫氧化鐵的紅褐色沉淀會(huì)掩蓋Fe(OH)2的白色,所以不可能存在,而Mg(OH)2是白色,有可能存在。8.用毛筆蘸取少量30%FeCl3溶液在銅片上畫(huà)一個(gè)“Cu”字,放置片刻,用少量水將銅片上的溶液沖到小燒杯中,下列說(shuō)法正確的是()A.燒杯中的溶液呈棕黃色B.銅片無(wú)任何變化[來(lái)源:Zxxk.Com]C.銅片上有凹陷的“Cu”字D.發(fā)生了反應(yīng):Fe3++Cu====Cu2++Fe2+【解析】選C。Cu與FeCl3發(fā)生反應(yīng):2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2,因此可以看到畫(huà)上的“Cu”字,且生成的Cu2+使溶液顯藍(lán)色。二、非選擇題9.在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中,廢液處理和資源回收的過(guò)程簡(jiǎn)述如下:Ⅰ:向廢液中投入過(guò)量鐵屑,充分反應(yīng)后分離出固體和濾液;Ⅱ:向?yàn)V液中加入一定量石灰水,調(diào)節(jié)溶液pH,同時(shí)鼓入足量的空氣?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為

。(2)過(guò)程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是,分離得到固體的主要成分是,從固體中分離出銅需采用的方法是

。(3)過(guò)程Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。【解析】(2)過(guò)程Ⅰ是鐵置換出銅,鐵過(guò)量,固體為鐵與銅的混合物,再分離銅應(yīng)加入鹽酸;(3)過(guò)程Ⅱ是亞鐵離子生成Fe(OH)2,鼓入空氣轉(zhuǎn)化成為Fe(OH)3。答案:(1)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+(2)回收銅Cu和Fe加鹽酸反應(yīng)后過(guò)濾(3)FeCl2+Ca(OH)2====Fe(OH)2↓+CaCl2,4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3【能力提升訓(xùn)練】一、選擇題1.下列反應(yīng),其產(chǎn)物的顏色按紅色、紅褐色、淡黃色、藍(lán)色順序排列的是()①金屬鈉在純氧中燃燒②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空氣中放置一段時(shí)間③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液④無(wú)水硫酸銅放入醫(yī)用酒精中A.②③①④B.③②①④C.③①②④D.①②③④【解析】選B。①金屬鈉在純氧中燃燒生成淡黃色的過(guò)氧化鈉;②FeSO4溶液和NaOH溶液反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀,然后迅速被氧化為紅褐色物質(zhì)氫氧化鐵;③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),溶液呈紅色;④無(wú)水硫酸銅放入醫(yī)用酒精中,醫(yī)用酒精中含有水,溶液變藍(lán),故其產(chǎn)物的顏色按紅色、紅褐色、淡黃色、藍(lán)色順序排列依次是③②①④。2.FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入鐵粉,充分反應(yīng)后仍有固體存在,則下列判斷不正確的是()A.加入KSCN溶液變紅色B.溶液中一定含F(xiàn)e2+C.溶液中一定含Cu2+D.剩余固體中一定含Cu【解析】選A、C。①當(dāng)固體為鐵、銅時(shí),溶液中的Fe3+、Cu2+全部參加反應(yīng)生成Fe2+和Cu,反應(yīng)的方程式為:2FeCl3+Fe====3FeCl2、CuCl2+Fe====Cu+FeCl2,所以溶液中一定沒(méi)有Fe3+、Cu2+,一定含有Fe2+;②當(dāng)固體為銅時(shí),溶液中一定沒(méi)有Fe3+,Cu2+恰好全部參加反應(yīng)或部分反應(yīng)生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定沒(méi)有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+。3.(雙選)下列各組物質(zhì)中,X是主體物質(zhì),Y是少量雜質(zhì),Z是為除去雜質(zhì)所要加入的試劑,其中所加試劑正確的是()ABCDXFeCl2溶液[來(lái)源:學(xué).科.網(wǎng)Z.X.X.K]FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZFeFeNaOH溶液BaCl2溶液【解析】選A、C。A