第12講-鐵銅及其化合物(講義)(解析版)

第12講鐵銅及其化合物一鐵的位置和物理性質(zhì)1.鐵及其化合物間的主線Fe→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeO,Fe2O3,Fe3O4))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeOH2,FeOH3))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeSO4·7H2O,FeCl3))2.鐵及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系3.鐵元素的變價(jià)(1)單質(zhì)鐵①生成＋2價(jià)：鐵與S、H＋、Cu2＋、I2等反應(yīng)生成＋2價(jià)。如：Fe＋SFeS、Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。②生成＋3價(jià)：鐵與Cl2、Br2等反應(yīng)生成＋3價(jià)。如2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3。③生成＋2、＋3價(jià)：鐵與H2O、O2反應(yīng)生成Fe3O4。3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2。④鐵與HNO3反應(yīng)：當(dāng)Fe過(guò)量生成＋2價(jià)，3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO＋4H2O；當(dāng)Fe不足時(shí)生成＋3價(jià)，F(xiàn)e＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO＋2H2O。(2)鐵的化合物：FeO、Fe3O4、Fe2O3、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Fe2＋、Fe3＋等。＋2價(jià)鐵具有還原性，與強(qiáng)氧化性物如HNO3、Cl2等發(fā)生氧化還原反應(yīng)：如：3FeO＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO＋5H2O。＋3價(jià)鐵具有氧化性，與強(qiáng)還原性物質(zhì)，如：HI、Fe、Cu、I－、S2－等發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如：Fe2O3＋6HI=2FeI2＋I(xiàn)2＋3H2O,2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。特別強(qiáng)調(diào)：①Fe與一般酸反應(yīng)生成Fe2＋，與酸的量無(wú)關(guān)，但Fe與稀HNO3反應(yīng)時(shí)最終鐵的價(jià)態(tài)與鐵的量有關(guān)。②鐵與硫蒸氣反應(yīng)生成的是FeS而不是Fe2S3；鐵與碘蒸氣反應(yīng)生成的是FeI2而不是FeI3。4.鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱—鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的價(jià)態(tài)＋2價(jià)＋3價(jià)＋2價(jià)，＋3價(jià)與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O共性高溫時(shí)，都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原，生成單質(zhì)鐵特別強(qiáng)調(diào)：①FeO、Fe3O4、Fe2O3與硝酸反應(yīng)時(shí)均生成Fe3＋。②Fe3O4的組成可用氧化物的形式表示為FeO·Fe2O3，即有eq\f(1,3)的鐵顯＋2價(jià)，eq\f(2,3)的鐵顯＋3價(jià)。課堂檢測(cè)011．下列說(shuō)法正確的是________(填序號(hào))。 ①Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化。 ②FeS、FeCl2、FeCl3均可以通過(guò)單質(zhì)化合得到。 ③鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分為Fe2O3·xH2O。 ④常溫下，用鐵制容器可以運(yùn)輸濃硝酸和濃硫酸。 ⑤Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2。 ⑥Fe3O4中的Fe有＋2、＋3價(jià)，故Fe3O4為混合物。 ⑦FeO、Fe3O4溶于強(qiáng)酸，溶液中一定含有Fe2＋。答案：③④2．“秦磚漢瓦”是我國(guó)傳統(tǒng)建筑文化的一個(gè)縮影。同是由黏土燒制的磚瓦，有的是黑色的，有的卻是紅色的，你猜測(cè)其中的原因可能是() A．土壤中含有鐵粉、二氧化錳等 B．黑磚瓦是煅燒過(guò)程中附著了炭黑，紅磚瓦則是添加了紅色耐高溫染料 C．土壤中含有的銅元素經(jīng)過(guò)不同工藝煅燒，分別生成了黑色CuO和紅色Cu D．土壤中含有的鐵元素經(jīng)過(guò)不同工藝煅燒，分別生成了黑色Fe3O4或FeO和紅色Fe2O3答案：D【解析】土壤中含有鐵元素，經(jīng)過(guò)不同工藝煅燒時(shí)，分別生成了黑色Fe3O4或FeO和紅色Fe2O3，故D項(xiàng)正確。3．下列敘述正確的是() A．Fe與稀硝酸、稀硫酸反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng) B．足量的Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2 C．先后將等物質(zhì)的量的Fe2O3和Fe分別溶于同一稀鹽酸時(shí)無(wú)氣體放出 D．Fe2O3→FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up7(△))無(wú)水FeCl3，在給定的條件下能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化答案：C【解析】A項(xiàng)，F(xiàn)e與稀硝酸反應(yīng)不是置換反應(yīng)；B項(xiàng)，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)只生成FeCl3，與Fe的量無(wú)關(guān)；C項(xiàng)，F(xiàn)e2O3＋Fe＋6H＋=3Fe2＋＋3H2O；D項(xiàng)，F(xiàn)eCl3(aq)加熱，F(xiàn)e3＋水解最終生成Fe(OH)3。4.在硫酸鐵溶液中，加入ag銅完全溶解后再加入bg鐵，充分反應(yīng)后得到cg殘余固體，下列說(shuō)法中正確的有(D)①若a>c，則殘余固體是鐵和銅的混合物②若a>c，則最終溶液中一定有Fe2＋和Cu2＋③若a>c，則最終溶液中一定沒(méi)有Fe3＋④若a<c，則最終溶液中可能有Cu2＋⑤若a<c，則最終溶液中一定有Fe2＋A．0項(xiàng) B．1項(xiàng)C．2項(xiàng) D．3項(xiàng)答案：D【解析】在硫酸鐵溶液中，加入ag銅完全溶解可發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，再加入bg鐵，充分反應(yīng)后得到cg殘余固體，F(xiàn)e3＋優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，這一步的反應(yīng)鐵若不足，則沒(méi)有固體剩余，題中有固體剩余，必然發(fā)生反應(yīng)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。若a>c，則銅沒(méi)有被完全置換出來(lái)，故剩余固體為銅，溶液中存在的陽(yáng)離子為Fe2＋和Cu2＋，溶液中一定不存在Fe3＋，若a<c，則銅全部析出，且還有鐵剩余，故剩余固體為鐵和銅，溶液中一定存在的陽(yáng)離子為Fe2＋，一定不存在的陽(yáng)離子為Fe3＋、Cu2＋。5.向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉至過(guò)量，溶液中金屬陽(yáng)離子a、b與所加鐵粉的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示(已知稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)。下列有關(guān)判斷不正確的是()A．a(chǎn)表示Fe3＋的關(guān)系曲線B．n1＝0.75C．P點(diǎn)時(shí)，n(Fe2＋)＝0.5625molD．向P點(diǎn)溶液中加入銅粉，最多可溶解14.4g答案：C【解析】該反應(yīng)可以看作兩步：①Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO＋2H2O，硝酸根過(guò)量，氫離子不足；②2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。a表示Fe3＋的關(guān)系曲線，A正確；溶液中共有3molH＋參加反應(yīng)，消耗鐵為0.75mol，B正確；P點(diǎn)n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均為0.45mol，C錯(cuò)誤；剩余0.45molFe3＋，消耗0.225mol銅，質(zhì)量為14.4g，D正確。要點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：鐵與稀硫酸、稀硝酸的混酸反應(yīng)順序總結(jié)：足量鐵與稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反應(yīng)，則可利用離子反應(yīng)分析，依次發(fā)生反應(yīng)：Fe＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Fe3＋＋NO＋2H2O、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2(若H＋量不足，該反應(yīng)不再發(fā)生)。5.鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性難溶于水難溶于水與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解—2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓特別強(qiáng)調(diào)：1.空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。2.制備Fe(OH)2時(shí)要避開(kāi)O2的環(huán)境。3.制備Fe(OH)2常用的三種方法方法一：有機(jī)覆蓋層法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)，如圖1所示。方法二：還原性氣體保護(hù)法用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀，如圖2所示。圖1圖2圖3方法三：電解法用鐵做陽(yáng)極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯，如圖3所示。課堂檢測(cè)021.如圖所示，此裝置可用來(lái)制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)的顏色變化，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用鐵屑和6mol·L－1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白：(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是________，A中反應(yīng)的離子方程式是___________。(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)應(yīng)先將活塞a________(填“打開(kāi)”或“關(guān)閉”)。(3)簡(jiǎn)述生成Fe(OH)2的操作過(guò)程：____________。(4)實(shí)驗(yàn)完畢，打開(kāi)b處活塞，通入一部分空氣，此時(shí)B瓶中發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)______________。(5)下列圖2各圖示中________能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀。圖1圖2答案：(1)鐵屑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2(2)打開(kāi)(3)關(guān)閉活塞a，在氣體壓強(qiáng)的作用下，A中含有硫酸亞鐵的溶液被壓入B中(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(5)①②③④【解析】(1)A中應(yīng)預(yù)先盛放鐵屑，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，離子反應(yīng)方程式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2。(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)活塞，使生成的氫氣進(jìn)入整套實(shí)驗(yàn)裝置中而排出空氣，防止氫氧化亞鐵被氧化。(3)A中反應(yīng)發(fā)生后，為保證硫酸亞鐵進(jìn)入B中和氫氧化鈉溶液混合，要借助氫氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)，所以需要關(guān)閉活塞a，在氣體壓強(qiáng)的作用下，A中含有硫酸亞鐵的溶液被壓入B中，硫酸亞鐵和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，離子方程式為Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2。(4)氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化生成紅褐色氫氧化鐵沉淀。所以，實(shí)驗(yàn)完畢打開(kāi)b處活塞，通入一部分空氣，就會(huì)出現(xiàn)白色沉淀先轉(zhuǎn)化為灰綠色最后轉(zhuǎn)化為紅褐色的現(xiàn)象，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(5)根據(jù)題中信息可知，要較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2的白色，必須在制取過(guò)程中盡可能減少與空氣接觸。對(duì)比四個(gè)選項(xiàng)可以發(fā)現(xiàn)，選項(xiàng)③④加入有機(jī)物作隔離層以減少與空氣接觸；①②中Fe和稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣能排出裝置中的氧氣，也能減少與氧氣接觸，故答案為①②③④。特別強(qiáng)調(diào)：防止Fe(OH)2氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入盛有亞鐵鹽溶液的試管底部，并慢慢擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，如苯、植物油等。(5)用Fe作陽(yáng)極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取。6.亞鐵、鐵鹽的性質(zhì)、檢驗(yàn)、轉(zhuǎn)化、保存1）Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法（1）用KSCN溶液和氯水（2）用NaOH溶液（3）含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，說(shuō)明含有Fe3＋。eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up11(滴加酸性),\s\do4(KMnO4))KMnO4溶液紫紅色褪去，說(shuō)明含有Fe2＋。（4）Fe2＋的特征檢驗(yàn)方法 eq\x(溶液)eq\o(→,\s\up7(K3[FeCN6]溶液))產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說(shuō)明溶液中含有Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓。特別強(qiáng)調(diào)：①檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。②Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。2）“鐵三角”的關(guān)系3）含鐵物質(zhì)的分離與提純主要物質(zhì)雜質(zhì)除雜方法Fe2＋Fe3＋加過(guò)量鐵粉后過(guò)濾FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2＋Cu2＋加過(guò)量鐵粉后過(guò)濾FeAl加過(guò)量NaOH溶液后過(guò)濾Fe2O3Al2O3、SiO2加過(guò)量NaOH溶液后過(guò)濾4)鹽溶液的保存5)物質(zhì)的制備6)鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黃色，F(xiàn)e3＋處于鐵的高價(jià)態(tài)，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表現(xiàn)為氧化性。①Fe3＋與S2－、I－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)等具有較強(qiáng)還原性的離子不能大量共存。②Fe3＋可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋。(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3＋極易水解，只能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中。利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室可用FeCl3滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，反應(yīng)的化學(xué)方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl。課堂檢測(cè)03《新修本草》中關(guān)于“青礬”的描述：“本來(lái)綠色，新出窟未見(jiàn)風(fēng)者，正如琉璃，燒之赤色”。《物理小識(shí)》中說(shuō)：“青礬廠氣熏人，衣服當(dāng)之易爛，栽木不茂”，下列相關(guān)敘述不正確的是()A．赤色固體可能是Fe2O3B．青礬宜密閉保存，防止氧化變質(zhì)C．青礬燃燒過(guò)程中發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移D．“青礬廠氣”可能是CO和CO2答案：D【解析】根據(jù)《新修本草》關(guān)于青礬的描述可知為FeSO4·7H2O，其分解產(chǎn)生的氣體二氧化硫有刺激性氣味，三氧化硫有腐蝕性，不可能產(chǎn)生CO和CO2。2．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應(yīng)完全后將固體濾出，下列說(shuō)法中正確的是()A.若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋B.若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋C.若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋D.答案：D【解析】氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入鐵粉后有固體剩余，F(xiàn)e3＋一定不存在；若剩余固體全部都是Cu，溶液中還可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置換；若剩余固體是Cu和Fe，則溶液中不可能有Cu2＋和Fe3＋。3．下列有關(guān)Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)及應(yīng)用的說(shuō)法正確的是____________(填序號(hào))。①Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作凈水劑②向Fe2(SO4)3溶液中加入過(guò)量鐵粉，可制得硫酸亞鐵溶液③室溫下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，則說(shuō)明Fe3＋的氧化性比I2的強(qiáng)④Fe2＋與H2O2在酸性溶液中的反應(yīng)：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O⑤硫酸亞鐵片和維生素C同時(shí)服用，能增強(qiáng)治療缺鐵性貧血的效果答案：②③④⑤【解析】Fe3＋水解生成Fe(OH)3膠體，可用于凈水，與Fe2(SO4)3是否易溶于水無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系，①錯(cuò)誤；由于2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，②正確；Fe3＋將I－氧化成I2，依據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，可知，F(xiàn)e3＋的氧化性強(qiáng)于I2，③正確；H2O2具有強(qiáng)氧化性，能將Fe2＋氧化為Fe3＋，④正確；維生素C具有還原性，能防止硫酸亞鐵片中的Fe2＋被氧化，⑤正確。4.將0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應(yīng)后，取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2的是()A．向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變紅色B．向混合液中滴入AgNO3溶液，有黃色沉淀生成C．向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍(lán)色沉淀生成D．向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色答案：A【解析】0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等體積混合，KI過(guò)量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變紅色，說(shuō)明溶液中仍含有Fe3＋，能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2，A項(xiàng)正確；KI過(guò)量，溶液中存在I－，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)生成Fe2＋，向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍(lán)色沉淀生成，只能說(shuō)明溶液中含有Fe2＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，說(shuō)明溶液中含有碘單質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.銅的主要性質(zhì)1）銅的重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用2）氫氧化銅——藍(lán)色難溶物，是一種弱堿。3）銅鹽①Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，呈eq\a\vs4\al(綠)色，是銅銹的主要成分，受熱易分解的方程式為Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑。②CuSO4 CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬或膽礬。受熱或遇濃硫酸，藍(lán)色晶體變?yōu)榘咨勰o(wú)水CuSO4遇水變藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)，可作為水或水蒸氣的檢驗(yàn)試劑。不能作為干燥劑。③銅鹽的毒性 銅鹽溶液有毒，主要是因?yàn)殂~離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去生理活性，因此人們利用這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來(lái)殺滅植物的病毒。特別強(qiáng)調(diào)：反應(yīng)CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4可說(shuō)明CuS難溶于非氧化性強(qiáng)酸，但不能說(shuō)明酸性H2S>H2SO4。課堂檢測(cè)041.《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中記載“曾青得鐵，則化為銅，外化而內(nèi)不化”，下列說(shuō)法中正確的是() A．“化為銅”表明發(fā)生了氧化還原反應(yīng) B．“外化”時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C．“內(nèi)不化”是因?yàn)閮?nèi)部的鐵活潑性較差 D．反應(yīng)中溶液由藍(lán)色轉(zhuǎn)化為黃色答案：A【解析】“曾青得鐵，則化為銅”，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，有元素化合價(jià)發(fā)生變化，屬于氧化還原反應(yīng)，故A正確；反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有形成原電池，化學(xué)能沒(méi)有轉(zhuǎn)化為電能，故B錯(cuò)誤；“內(nèi)不化”是因?yàn)槲龀龅你~覆蓋在鐵表面，內(nèi)部的鐵與硫酸銅不接觸而不反應(yīng)，不是因?yàn)閮?nèi)部的鐵活潑性較差，故C錯(cuò)誤；若硫酸銅完全反應(yīng)，溶液由藍(lán)色轉(zhuǎn)化為淺綠色，故D錯(cuò)誤。2.某實(shí)驗(yàn)小組利用Fe2O3、Cu2O的混合物制取較純凈的膽礬(CuSO4·5H2O)，實(shí)驗(yàn)方案如圖所示：（1）稀硫酸溶解混合物時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O、_________________________________。 (2)加H2O2的目的是________________，其反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________ __________________________________________________。(3)溶液乙中加入適量CuO時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________。(4)操作Ⅰ主要包括________、________、過(guò)濾、洗滌、晾干等步驟。答案：(1)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、 Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋ (2)氧化Fe2＋為Fe3＋H2O2＋2H＋＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2H2O (3)3CuO＋2Fe3＋＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3Cu2＋ (4)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶【解析】(1)Fe2O3、Cu2O中加入過(guò)量酸，F(xiàn)e2O3生成Fe3＋，Cu2O生成Cu和Cu2＋，F(xiàn)e3＋又氧化Cu為Cu2＋。(2)溶液甲中含有Fe2＋，加H2O2的目的就是氧化Fe2＋為Fe3＋。(3)加入CuO的目的是調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋水解成Fe(OH)3而除去。 提升訓(xùn)練1.鐵的氧化物有很多，在中學(xué)化學(xué)中經(jīng)常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定條件下它們之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，例如：在1400℃以上的溫度下加熱Fe2O3時(shí)，F(xiàn)e2O3會(huì)部分失去氧，生成Fe3O4。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均為黑色固體B．Fe3O4常寫成FeO·Fe2O3，其中既有＋2價(jià)的Fe，又有＋3價(jià)的Fe，所以Fe3O4是一種混合物C．熱穩(wěn)定性：Fe2O3>Fe3O4D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應(yīng)，且反應(yīng)類型均為復(fù)分解反應(yīng)答案：D【解析】FeO和Fe3O4均為黑色固體，F(xiàn)e2O3為紅棕色固體，故A錯(cuò)誤；Fe3O4是一種純凈物，化合價(jià)是一種復(fù)合化合價(jià)，故B錯(cuò)誤；在1400℃以上的溫度下加熱Fe2O3時(shí)，F(xiàn)e2O3會(huì)部分失去氧，生成Fe3O4，說(shuō)明四氧化三鐵穩(wěn)定，故C錯(cuò)誤；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)元素化合價(jià)變化，反應(yīng)類型均為復(fù)分解反應(yīng)，故D正確。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()①向NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=Cl－＋2Fe3＋＋H2O②向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，溶液變成血紅色，說(shuō)明Fe2＋既有氧化性又有還原性③將稀硝酸加入過(guò)量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，有氣體生成，溶液呈血紅色，則稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋④向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈紅色，溶液中一定含有Fe2＋⑤在溶液中加KSCN溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3＋，無(wú)Fe2＋A．①②③④ B．①②③④⑤C．②③④ D．②③④⑤答案：B【解析】①NaClO溶液為堿性溶液，滴入少量硫酸亞鐵溶液時(shí)，亞鐵離子被ClO－氧化，離子方程式中不能寫H＋而應(yīng)寫水且生成Fe(OH)3沉淀，錯(cuò)誤；②向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，H2O2溶液將Fe2＋氧化為Fe3＋，溶液變?yōu)檠t色，體現(xiàn)Fe2＋的還原性，不能說(shuō)明Fe2＋具有氧化性，錯(cuò)誤；③將稀硝酸加入過(guò)量鐵粉中，生成Fe(NO3)2、NO和水，由于鐵粉過(guò)量，故溶液中無(wú)Fe3＋，加入KSCN后溶液不會(huì)變紅，錯(cuò)誤；④若溶液中有Fe3＋無(wú)Fe2＋時(shí)也會(huì)出現(xiàn)紅色，若先加入KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，再滴入氯水呈紅色可證明原溶液中含F(xiàn)e2＋，錯(cuò)誤；⑤加入KSCN溶液，溶液顯紅色，說(shuō)明一定含有Fe3＋，但無(wú)法確定是否含有Fe2＋。錯(cuò)誤。3.準(zhǔn)確稱取某種鐵的氧化物2.88g，用足量的CO進(jìn)行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，則這種鐵的氧化物為()A．Fe3O4 B．Fe2O3C．FeO D．以上都不是答案:C【解析】4.00gCaCO3沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，則CO、CO2的物質(zhì)的量也為0.04mol，增加的氧元素為0.04mol，質(zhì)量為0.04mol×16g·mol－1＝0.64g，鐵的氧化物中氧元素質(zhì)量為0.64g，鐵元素質(zhì)量為2.88g－0.64g＝2.24g，鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為eq\f(2.24g,56g·mol－1)∶0.04mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學(xué)式為FeO。4.有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140mL5.0mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學(xué)式為()A．Fe2O3B．Fe3O4C．Fe4O5D．Fe5O7答案:D【解析】根據(jù)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025mol×2＝0.05mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，則n(Fe3＋)＝0.2mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。5.在Fe2(SO4)3溶液中，加入ag銅，完全溶解后，再加bg鐵，充分反應(yīng)后得到cg殘余固體，且a>c，則下列說(shuō)法正確的是() A．殘余固體是銅和鐵 B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋ C．將殘余固體加入稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生 D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋答案：B【解析】因?yàn)閍>c，說(shuō)明bg鐵完全反應(yīng)，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含F(xiàn)e3＋，B正確。6.下列除雜的操作不正確的是()A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量鎂充分反應(yīng)后過(guò)濾B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過(guò)量鐵粉充分反應(yīng)后過(guò)濾C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應(yīng)后過(guò)濾D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反應(yīng)后過(guò)濾答案：C【解析】FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入Mg與 H＋反應(yīng)，平衡右移，使Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，A正確；加入過(guò)量鐵粉，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2而達(dá)到除雜的目的，B正確；C項(xiàng)中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求，錯(cuò)誤；先用H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO與H＋反應(yīng)將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，D正確。7.將一定量的SO2通入FeCl3溶液中，取混合溶液分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，能證明SO2與FeCl3溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象A加入NaOH溶液生成紅褐色沉淀B加入Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀C加入酸性KMnO4溶液紫色褪去D加入K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液生成藍(lán)色沉淀答案：D【解析】如果SO2與FeCl3溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，硫元素的化合價(jià)由＋4升為＋6，鐵元素的化合價(jià)由＋3降為＋2，因此證明二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，實(shí)際上就是證明混合液中存在SOeq\o\al(2－,4)或Fe2＋。加入NaOH溶液Fe2＋和Fe3＋都能轉(zhuǎn)化為沉淀，且最終均變?yōu)榧t褐色的氫氧化鐵沉淀，A項(xiàng)錯(cuò)誤；SO2溶于水使溶液呈酸性，酸性條件下NOeq\o\al(－,3)具有強(qiáng)氧化性，與二氧化硫溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SOeq\o\al(2－,4)，因此會(huì)干擾SOeq\o\al(2－,4)的檢驗(yàn)，應(yīng)改為氯化鋇溶液，B項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硫與Fe2＋均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，前者會(huì)干擾Fe2＋的檢驗(yàn)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵氰化鉀溶液遇Fe2＋生成特殊的藍(lán)色沉淀，遇Fe3＋則無(wú)此現(xiàn)象，因此能證明SO2與FeCl3溶液混合時(shí)發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)正確。8.FeCl3易潮解、易升華，實(shí)驗(yàn)室制備FeCl3的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。下列說(shuō)法正確的是() A．導(dǎo)管g的作用是增強(qiáng)裝置的氣密性 B．試劑X和試劑Y分別為濃硫酸、飽和食鹽水 C．直接用E接收產(chǎn)物比用導(dǎo)管連接D、E的優(yōu)點(diǎn)是可防止堵塞 D．出于簡(jiǎn)化裝置的目的，F(xiàn)裝置可拆除答案：C【解析】導(dǎo)管g的作用是平衡氣壓，保證液體順利滴下，A錯(cuò)誤；為得到干燥純凈的Cl2，應(yīng)先用飽和食鹽水除去HCl，再通過(guò)濃硫酸干燥氣體，B錯(cuò)誤；FeCl3易潮解，而F中的濃硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸氣進(jìn)入D中，不能拆除，D錯(cuò)誤。9.下列關(guān)于Fe3＋、Fe2＋性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．用如圖裝置可以制備Fe(OH)2B．配制FeCl3溶液時(shí)，先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所需要的濃度C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，此現(xiàn)象不能確定溶液中含有Fe2＋D．向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化答案：C【解析】反應(yīng)開(kāi)始時(shí)生成的H2進(jìn)入B中，可排出其中的空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段時(shí)間后關(guān)閉止水夾C，A中硫酸亞鐵進(jìn)入B中可生成Fe(OH)2，A項(xiàng)正確；FeCl3易水解，為抑制水解配制溶液時(shí)先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所需要的濃度，B項(xiàng)正確；Fe3＋與鐵反應(yīng)可生成Fe2＋，則向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化，D項(xiàng)正確。10.FeCl3易潮解、易升華，實(shí)驗(yàn)室制備FeCl3的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。下列說(shuō)法正確的是()A．導(dǎo)管g的作用是平衡氣壓，便于液體滴下B．試劑X和試劑Y分別為濃硫酸、飽和食鹽水C．直接用E接收產(chǎn)物比用導(dǎo)管連接D、E的優(yōu)點(diǎn)是可防止堵塞D．出于簡(jiǎn)化裝置的目的，F(xiàn)裝置可拆除答案：AC【解析】為得到干燥純凈的Cl2，應(yīng)先用飽和食鹽水除去HCl，再通過(guò)濃硫酸干燥氣體，B錯(cuò)誤；FeCl3易潮解，而F中的濃硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸氣進(jìn)入D中，不能拆除，D錯(cuò)誤。11.欲探究濃硫酸與Fe共熱反應(yīng)后鐵元素的價(jià)態(tài)，設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?zhí)羁眨?將反應(yīng)后試管中的溶液稀釋。取少量溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液呈紅色，則證明含有Fe3＋，否則不含F(xiàn)e3＋；取少量溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液褪色，則證明含有Fe2＋，否則不含F(xiàn)e2＋。若實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)后的溶液中只含有Fe3＋，則反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________。答案：KSCN酸性KMnO42Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O12.綠礬被廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)上兩種制備綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如圖所示，根據(jù)題意回答下列問(wèn)題：方法一：利用黃銅礦粉(主要成分為CuFeS2)制取綠礬 (1)試劑a和試劑b分別是________________，操作1的名稱是________。(2)有一種細(xì)菌在有氧氣存在的稀硫酸中，可以將CuFeS2氧化成硫酸鹽，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________。方法二：利用工業(yè)廢鐵屑制取綠礬(3)加入適量Na2CO3溶液的作用是____________。(4)操作Ⅰ需要用到的玻璃儀器名稱有__________________________________________。(5)通過(guò)檢驗(yàn)COeq\o\al(2－,3)來(lái)判斷操作Ⅰ是否洗滌干凈，檢驗(yàn)的方法是_____________________。答案：(1)稀H2SO4、鐵粉過(guò)濾(2)4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4=4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O(3)除去油污(4)燒杯、玻璃棒、漏斗(5)取少量最后一次的洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則已經(jīng)洗滌干凈；若有白色沉淀生成，則未洗滌干凈【解析】(1)由流程圖可知濾渣2為Fe(OH)3，而目標(biāo)產(chǎn)物為綠礬(FeSO4·7H2O)，所以試劑a為稀H2SO4，起溶解作用，b為鐵粉，起還原作用；由流程圖可知操作1為過(guò)濾，其作用為除去過(guò)量的鐵粉。(2)由題意可知，在細(xì)菌的作用下，氧氣氧化黃銅礦的反應(yīng)方程式為4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4=4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)COeq\o\al(2－,3)水解時(shí)使溶液呈堿性，可以除去油污。(4)因?yàn)椴僮鳍駷檫^(guò)濾與洗滌，所用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗。13.某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe＋2Ag＋=Fe2＋＋2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到Fe3＋，發(fā)現(xiàn)和探究過(guò)程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L－1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過(guò)量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。(1)檢驗(yàn)產(chǎn)物①取出少量黑色固體，洗滌后，____________________________________(填操作和現(xiàn)象)，證明黑色固體中含有Ag。②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說(shuō)明溶液中含有__________。(2)針對(duì)“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有Fe3＋，乙認(rèn)為鐵粉過(guò)量時(shí)不可能有Fe3＋，乙依據(jù)的原理是______________________________________________(用離子方程式表示)。針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下：序號(hào)取樣時(shí)間/min現(xiàn)象ⅰ3產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色ⅱ30產(chǎn)生白色沉淀，較3min時(shí)量少；溶液紅色較3min時(shí)加深ⅲ120產(chǎn)生白色沉淀，較30min時(shí)量少；溶液紅色較30min時(shí)變淺(資料：Ag＋與SCN－生成白色沉淀AgSCN)②對(duì)Fe3＋產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)：假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3＋；假設(shè)b：空氣中存在O2，由于________________________________(用離子方程式表示)，可產(chǎn)生Fe3＋；假設(shè)c：酸性溶液中的NOeq\o\al(－,3)具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3＋；假設(shè)d：根據(jù)____________________________________________現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag＋，可產(chǎn)生Fe3＋。③下述實(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3＋的主要原因。實(shí)驗(yàn)：向硝酸酸化的__________溶液(pH≈2)中加入過(guò)量鐵粉，攪拌后靜置，不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液。3min時(shí)溶液呈淺紅色，30min后溶液幾乎無(wú)色。答案：(1)①加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀②Fe2＋(2)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋②4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀③0.05mol·L－1NaNO3【解析】(1)①黑色固體溶于熱的硝酸溶液后，向其中加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀，可證明黑色固體中含有Ag。②可利用K3[Fe