高三化學(xué)一輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)講義專(zhuān)題四第二講金屬及其化合物（二）

2025屆高三化學(xué)一輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)講義（17）專(zhuān)題四元素及其化合物42金屬及其化合物（二、鐵銅及其化合物）（1課時(shí)，共2課時(shí)）【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1．掌握鐵、銅及其重要化合物主要性質(zhì)及應(yīng)用；2．了解鐵、銅及其重要化合物的制備方法；3．掌握鐵、銅及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系；4．理解化工流程及實(shí)驗(yàn)室中鐵、銅及其化合物的轉(zhuǎn)化原理及條件分析?！局攸c(diǎn)突破】1．掌握鐵、銅及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用2．精準(zhǔn)理解鐵、銅及其化合物在化工流程及實(shí)驗(yàn)室中轉(zhuǎn)化原理和條件分析【真題再現(xiàn)】例題1．以硫鐵礦燒渣(主要成分為FeO、Fe2O3、少量SiO2、MgO、Al2O3)為原料，生產(chǎn)安全高效的水處理劑高鐵酸鉀(K2FeO4)的工藝流程如下：已知K2FeO4具有下列性質(zhì)：①可溶于水、微溶于濃KOH溶液；②在0～5℃強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定；③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解。（1）酸浸酸浸時(shí)，為提高鐵元素的浸出率，可以采取的措施有______________。（2）氧化氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________________________________。（3）制備N(xiāo)a2FeO4制備N(xiāo)a2FeO4溶液的離子方程式為_(kāi)___________________。（4）過(guò)濾濾渣2的主要成分是____________（填化學(xué)式）（5）提純K2FeO4粗產(chǎn)品[含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)]的實(shí)驗(yàn)方案：將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3mol·L－1KOH溶液中，____________________。（實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑：飽和KOH溶液，乙醇；除常用儀器外須使用的儀器：砂芯漏斗，真空干燥箱）解析：（1）酸浸時(shí)，為提高鐵元素的浸出率，可以適當(dāng)加快攪拌速率，適當(dāng)升高酸浸溫度或適當(dāng)增加酸的濃度。（2）酸性條件下，H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，注意氧化還原離子方程式的配平。（3）ClO－有強(qiáng)氧化性，在堿性溶液中把Fe3＋氧化成FeOeq\o\al(2－,4)，注意氧化還原離子方程式的配平(滿足3個(gè)守恒：得失電子守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒)。（4）SiO2在第一次過(guò)濾時(shí)已除去，Al2O3溶于NaOH生成AlOeq\o\al(－,2)，故濾渣2的主要成分是Mg(OH)2。(5)根據(jù)已知條件，K2FeO4具有下列性質(zhì)①可溶于水、微溶于濃KOH溶液；②在0～5℃強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定；③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解，可知將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3mol·L－1KOH溶液中，由于K2FeO4在0～5℃強(qiáng)堿性溶液中較穩(wěn)定，此時(shí)的沉淀是Fe(OH)3，用砂芯漏斗過(guò)濾除去；將濾液置于冷水浴中，向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液，由于K2FeO4微溶于濃KOH溶液，以沉淀形式析出，攪拌，靜置，再用砂芯漏斗過(guò)濾；最后晶體用適量乙醇洗滌2～3次，在真空干燥箱中干燥。答案：（1）適當(dāng)加快攪拌速率，適當(dāng)升高酸浸溫度或適當(dāng)增加酸的濃度（2）2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O（3）2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O（4）Mg(OH)2（5）用砂芯漏斗過(guò)濾，將濾液置于冷水浴中，向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液，攪拌，靜置，再用砂芯漏斗過(guò)濾，晶體用適量乙醇洗滌2～3次，在真空干燥箱中干燥小結(jié)：本題以硫鐵礦燒渣為原料生產(chǎn)高鐵酸鉀的流程為載體，考查流程的分析，F(xiàn)e、Al等元素及其化合物的性質(zhì)、獲取新信息的能力、指定情境下方程式的書(shū)寫(xiě)。【知能整合】1．鐵及其化合物（1）理清知識(shí)主線Fe(OH)2Fe(OH)3Fe→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeO,Fe2O3,Fe3O4))→→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeSO4·7H2O,FeCl3))Fe(OH)2Fe(OH)3（2）形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（3）構(gòu)建價(jià)類(lèi)二維圖2．銅及其化合物（1）理清知識(shí)主線Cu→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Cu2O,CuO))←Cu(OH)2→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(CuCl2,CuSO4,Cu2(OH)2CO3))（2）形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建【體系再構(gòu)】【隨堂反饋】基礎(chǔ)訓(xùn)練1．（2023·南京模擬）用鐵制備較純凈的氧化鐵，下列實(shí)驗(yàn)方案最好的是A．使鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化B．鐵在氯氣中燃燒，加水溶解，加入足量NaOH溶液，過(guò)濾、洗滌，然后充分加熱分解C．使鐵溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，過(guò)濾、洗滌，然后充分加熱分解D．使鐵與足量稀硝酸反應(yīng)，然后加入足量NaOH溶液，過(guò)濾、洗滌，然后充分加熱分解2．FeCl3固體易潮解，在300℃以上可升華成含二聚三氯化鐵（）分子的氣體。可用于金屬刻蝕、污水處理等。主要有以下制備方法：方法①：氯化法。以廢鐵屑和氯氣為原料，在立式反應(yīng)爐里反應(yīng)，生成的氯化鐵蒸氣和尾氣由反應(yīng)爐的頂部排出，進(jìn)入捕集器冷凝為固體結(jié)晶。方法②：熔融法。將鐵屑和干燥氯氣在低共熔混合物（如30%KCl與70%FeCl3混合）內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)生成氯化鐵，升華后收集在冷凝室中，該法制得的氯化鐵純度高。方法③：復(fù)分解法。用氧化鐵與鹽酸反應(yīng)后得到氯化鐵溶液。方法④：氯化亞鐵合成法。將鐵屑溶于鹽酸中，然后向其中通入氯氣得氯化鐵。下列說(shuō)法正確的是A．二聚三氯化鐵分子中含有配位鍵B．將FeCl3飽和溶液緩慢滴入氫氧化鈉溶液中，可制取Fe(OH)3膠體C．直接加熱蒸干方法③所得的氯化鐵溶液制備無(wú)水氯化鐵D．向方法④所得的溶液中加入KSCN溶液與氯氣，檢驗(yàn)該溶液中是否含有Fe2＋3．由鐵及其化合物可制得FeSO4·7H2O、FeCl3、K2FeO4等化工產(chǎn)品，它們?cè)谏a(chǎn)、生活中具有廣泛應(yīng)用。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4。高爐煉鐵的反應(yīng)為Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－23.5kJ·mol1。在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是A．Fe2O3(s)eq\o(→,\s\up7(HCl(aq)))FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up7(Cu(s)))Fe(s)B．FeS2eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do7(高溫))SO2eq\o(→,\s\up7(H2O2))H2SO3C．Fe2O3eq\o(→,\s\up7(HCl(aq)))FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up7(△))無(wú)水FeCl3D．Feeq\o(→,\s\up7(HCl(aq)))FeCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(NH3·H2O))Fe(OH)2eq\o(→,\s\up7(O2、H2O))Fe(OH)3拓展訓(xùn)練4．某礦渣的成分為Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，工業(yè)上用該礦渣獲取銅和膽礬的操作流程如下：已知：①Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O②部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：沉淀物Cu(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2開(kāi)始沉淀pH5.44.02.75.8沉淀完全pH6.75.23.78.8請(qǐng)回答下列問(wèn)題：操作1主要包括：、、。洗滌CuSO4·5H2O粗產(chǎn)品不能用大量水洗，而用冰水洗滌，原因是。5．實(shí)驗(yàn)室以廢銅屑（含少量Fe、不溶性雜質(zhì)）為原料制取CuSO4·5H2O晶體和[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體，其實(shí)驗(yàn)流程如下：（1）氧化時(shí)先加入一定量3mol·L－1H2SO4，再調(diào)節(jié)濃硝酸的用量至eq\f(nHNO3,nCu)為2.0左右時(shí)，銅粉和濃硝酸完全反應(yīng)，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。硝酸過(guò)量對(duì)產(chǎn)品的影響為。（2）廢銅屑的氧化在如圖1所示的裝置中進(jìn)行。從長(zhǎng)導(dǎo)管中通入氧氣的作用是。保持試劑的用量不變，實(shí)驗(yàn)中提高Cu轉(zhuǎn)化率的操作有（寫(xiě)一種）。（3）調(diào)節(jié)溶液pH應(yīng)在3.5～4.5范圍的原因是。（4）已知：[Cu(NH3)4]2＋Cu2＋＋4NH3；CuSO4、(NH4)2SO4難溶于乙醇。結(jié)合圖2，[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇—水混合液中的溶解度隨乙醇濃度變化曲線，補(bǔ)充完整由加足量氨水后所得的[Cu(NH3)4]SO4溶液制備[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體的實(shí)驗(yàn)方案：（實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑和儀器：無(wú)水乙醇、乙醇—水混合液、BaCl2溶液、真空干燥箱）?！倦S堂反饋答案】1．B2．A3．D4．蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過(guò)濾冰水既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，又可以減少晶體損失5．（1）Cu＋2HNO3＋H2SO4eq\o(=,\s\up9(△))CuSO4＋2NO2↑＋2H2O降低產(chǎn)品的產(chǎn)率和純度（2）防止倒吸，使尾氣中的氮氧化物能被完全吸收適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、加快攪拌速率（3）使Fe3＋完全水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去，而Cu2＋留在溶液中（4）將[Cu(NH3)4]SO4溶液加入無(wú)水乙醇中，過(guò)濾，所得沉淀先用乙醇—水混合液洗滌，至最后的洗滌濾液中滴加BaCl2溶液無(wú)沉淀生成，再將晶體用無(wú)水乙醇洗滌，放入真空干燥箱中干燥【課后作業(yè)】1．氯化亞銅，化學(xué)式CuCl或Cu2Cl2。白色立方結(jié)晶或白色粉末，微溶于水，溶于濃鹽酸生成氯化亞銅酸（HCuCl2強(qiáng)酸），溶于氨水生成氯化二氨合亞銅，不溶于乙醇。實(shí)驗(yàn)室制備氯化亞銅：方法1：CuCl2溶于濃鹽酸，加入銅屑并加熱，生成HCuCl2溶液，加水稀釋可得CuCl沉淀；方法2：向含有銅絲、氯化銨、鹽酸的溶液中加入硝酸作催化劑，通入氧氣并加熱，將反應(yīng)得到的NH4[CuCl2]用大量的水稀釋可得CuCl沉淀。工業(yè)制法：向CuSO4和NaCl的混合溶液中加入Fe粉或通入SO2，充分反應(yīng)后再用大量的水稀釋?zhuān)^(guò)濾、酒精洗滌、真空干燥。下列說(shuō)法不正確的是A．方法2中生成NH4[CuCl2]，1mol[CuCl2]含σ鍵數(shù)2molB．方法2中制備1molCuCl，參加反應(yīng)氧氣的體積為5.6LC．[CuCl2](aq)CuCl(s)+Cl(aq)，加水稀釋?zhuān)欣贑uCl沉淀生成D．用酒精洗滌CuCl沉淀，真空干燥可有效防止CuCl被空氣中氧氣氧化2．已知：①Cu2O的晶胞如下圖所示：②Cu2O固體溶于稀硫酸，能得到CuSO4溶液和一種紫紅色單質(zhì)；③向CuSO4溶液中加入一定量NaOH溶液，能得到一種淺藍(lán)綠色沉淀，該沉淀能溶于氨水。下列說(shuō)法不正確的是A．一個(gè)Cu2O晶胞中，Cu原子的數(shù)目為4B．②中的反應(yīng)為Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2OC．③中的淺藍(lán)綠色沉淀為CuOHD．③中沉淀溶解是因?yàn)樯闪算~氨配合物3．硫酸亞鐵是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)。下列說(shuō)法不正確的是A．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體,可用作凈水劑B．NH4HCO3與FeSO4反應(yīng)的離子方程式是CO32+Fe2+===FeCO3↓C．可用KSCN溶液檢驗(yàn)(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D．常溫下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小4．氧化鐵工業(yè)上稱氧化鐵紅，用于油漆、油墨、橡膠等工業(yè)中，用廢鐵屑制備它的流程如下：回答下列問(wèn)題：（1）除去鐵屑表面油污的操作方法是。（2）加入稀硫酸后，溫度保持50℃～80℃，采用的合適加熱方式是。（3）操作Ⅰ的名稱是________，操作Ⅱ的名稱是________。（4）寫(xiě)出在空氣中煅燒FeCO3的化學(xué)方程式__________________。（5）若煅燒時(shí)條件控制不當(dāng)，會(huì)使產(chǎn)品中存在雜質(zhì)FeO。①若要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否存在FeO，且只能選用兩種試劑，這兩種試劑是

。②現(xiàn)煅燒116.0kg的FeCO3，得到79.2kg產(chǎn)品，則該產(chǎn)品的純度為_(kāi)______%（設(shè)產(chǎn)品中只有一種雜質(zhì)FeO，計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。5．實(shí)驗(yàn)室從廢電路板粉碎金屬料（主要含金屬Cu，還含少量Zn、Fe、Pb等金屬）中回收銅，其實(shí)驗(yàn)流程如下：已知：一定pH范圍內(nèi)，Cu2＋、Zn2＋等能與氨形成配離子。（1）“氨浸”在題圖1所示的裝置中進(jìn)行。①鼓入空氣，金屬Cu可被氧化生成[Cu(NH3)4]2＋，其離子方程式為。②空氣流量過(guò)大，會(huì)降低Cu元素的浸出率，其原因是。③“氨浸”時(shí)向氨水中加入一定量(NH4)2SO4固體，利于Cu2＋轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]2＋，其原因是。（2）洗滌濾渣所得的濾液與“過(guò)濾”所得濾液合并的目的是。（3）濾液中主要陽(yáng)離子為[Cu(NH3)4]2＋、NHeq\o\al(＋,4)，還含有一定量的[Zn(NH3)4]2＋。其中銅氨配離子的離解反應(yīng)可表示為[Cu(NH3)4]2＋(aq)Cu2＋(aq)＋4NH3(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為