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111 第二課時(shí) 鐵、銅及其化合物的應(yīng)用 基礎(chǔ)梳理 1．鐵的化學(xué)性質(zhì) 　　當(dāng)鐵跟弱氧化劑反應(yīng)時(shí)，形成Fe2＋，當(dāng)跟強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時(shí)，還能進(jìn)一步失電子形成Fe3＋，所以鐵在化合物中通常呈＋2價(jià)或＋3價(jià)。 （1）與非金屬的反應(yīng)： Fe＋I(xiàn)2FeI2；Fe＋SFeS；3Fe＋2O2Fe2O4；2Fe＋3Cl22FeCl3 （2）與水的反應(yīng)： 3Fe＋4H2OFe3O4＋H2 （3）與非氧化性酸溶液的反應(yīng)： Fe＋2H＋（指稀硫酸、鹽酸）Fe2＋＋H2↑ （4）與氧化性酸的反應(yīng)：2Fe＋6H2SO4（濃）Fe2(SO4)3＋6H2O＋3SO2↑ Fe＋4HNO3（稀）Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O 　　注意：鐵在冷的濃H2SO4、濃HNO3中鈍化。 （5）與鹽溶液的反應(yīng) Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋；2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ 2．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn) （1）Fe3＋的特征顏色反應(yīng)： ①加入KSCN溶液，變成血紅色溶液Fe3＋＋SCN－［Fe（SCN）］2＋（血紅色） ②加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3↓（紅褐色） ③通入H2S氣體，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，并伴有淡黃色沉淀生成。 2Fe3＋（棕黃色）＋H2S2Fe2＋（淺綠色）＋S（淡黃色）↓＋2H＋ 上述幾種顏色反應(yīng)，常作為判斷Fe3＋存在的依據(jù)。 （2）Fe2＋的特征顏色反應(yīng) ①加入NaOH溶液，有白色絮狀沉淀生成，在空氣中顏色變?yōu)闇\藍(lán)、灰綠，最后成紅褐色。 Fe2＋＋2OH－ Fe(OH)2↓（白色）； 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3↓（紅褐色） ②加入KSCN溶液，無(wú)血紅色出現(xiàn)，再加氯水，溶液即出現(xiàn)血紅色。 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋＋SCN－［Fe(SCN)］2＋ 上述兩種現(xiàn)象常作為判斷Fe2＋存在的依據(jù)。 3、Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化 （一）“鐵三角”關(guān)系 （二）具體反應(yīng)方程式： （1）FeFe2+： （2）FeFe3+： （3）Fe2+Fe3+： 4．鐵的氧化物比較： 5．鐵的氫氧化物比較： 例題解析 例1．將Cu片放入0.1mo1L－1FeCl3溶液中，反應(yīng)一段時(shí)間后取出Cu片，溶液中c（Fe3＋）∶c（Fe2＋）＝2∶3，則Cu2＋與Fe3＋的物質(zhì)的量之比為（　?。? A．3∶2　　　 　B．3∶5　　　　 C．4∶3　　　　 D．3∶4 思路分析：由于Fe3＋具有較強(qiáng)的氧化性，可將Cu氧化成Cu2+：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋　知n（Cu2＋）＝2n（Fe2＋），所以有n（Cu2＋）∶ n（Fe3＋）＝1.5∶2＝c（Cu2＋）∶C（Fe3＋）。 解題：D 誤區(qū)點(diǎn)撥：解題過(guò)程中別忽視了由于Fe3＋與Cu的反應(yīng)，而導(dǎo)致的濃度減小，否則容易引起計(jì)算錯(cuò)誤。 例2．將Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液，混合于某容器中充分反應(yīng)（假定容器不參與反應(yīng)），試判斷下列情況下溶液中存在的金屬離子和金屬單質(zhì)。 （1）若鐵粉有剩余，則容器中不可能有______； （2）若氯化銅有剩余，則容器中還可能有______； （3）若氯化鐵和氯化銅都有剩余，則容器中不可能有_________，可能有_________。 （4）若氯化鐵有剩余．則容器中不可能有______。 思路分析：該題考查物質(zhì)共存問題，答題時(shí)要弄清物質(zhì)間可能發(fā)生的反應(yīng)，相互間能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)不可能共存，而本題涉及的反應(yīng)有：①Fe＋2FeCl33FeCl2?、贔e＋CuCl2Cu＋FeCl2?、跜u＋2FeCl32FeCl2＋CuCl2 解題：（1）Fe3＋、Cu2＋；2）Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fc2＋?。?）Fe、Cu；Fe2＋　（4）Fe、Cu 基礎(chǔ)訓(xùn)練 一． 選擇題（每小題有一個(gè)正確答案） 1．向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100ml1molL-1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224ml(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氣體，在所得溶液中加入KSCN溶液無(wú)血紅色出現(xiàn).若用足量的CO在高溫下還原相同的質(zhì)量的此混合物，能得到鐵的質(zhì)量是 ( ) A.11.2g B.5.6g C.2.8g D.無(wú)法計(jì)算 2．某磁鐵礦石200 t，經(jīng)分析其中含有鐵元素86.9 t。則磁鐵礦中Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ( ) A. 50% B. 60% C. 65% D. 70% 3．將3.48gFe3O4完全溶解在100mL1mol/L硫酸中，加入25mLK2Cr2O7溶液，恰好使溶液中Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，Cr2O72-還原為Cr3+。則K2Cr2O7溶液的物質(zhì)的量濃度為 （ ） A. 0.05mol/L B. 0.1mol/L C. 0.2mol/L D. 0.3mol/L 4．向鐵和Fe2O3的混合物中加入足量稀H2SO4，充分反應(yīng)后生成FeSO4溶液，當(dāng)生成的Fe2+和H2的物質(zhì)的量之比為4 ∶1時(shí)，反應(yīng)中關(guān)系量正確的是 （ ） A．被氧化的鐵與被還原的鐵離子物質(zhì)的量之比為1∶1 B．被氧化的鐵與被還原的鐵離子物質(zhì)的量之比為2∶1 C．被氧化的鐵與被還原的鐵離子物質(zhì)的量之比為1∶2 D．被氧化的鐵與被還原的鐵離子物質(zhì)的量之比為1∶3 5．根據(jù)Fe+CuCl2=FeCl2+Cu；2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2兩個(gè)反應(yīng)，判斷Fe3+、Fe2+、Cu2+的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)? （ ） A．Cu2+>Fe2+>Fe3+　　　 　 B．Fe3+>Fe2+>Cu2+ C．Fe3+>Cu2+>Fe2+　　　 　 D．Fe2+>Fe3+>Cu2+ 6．為除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4，最好選用 （ ） A．燒堿溶液　　　 B．濃氨水　　　 C．鎂粉　　　 D．鐵粉 7．將40 mL 1.5 molL－1的CuSO4溶液與30 mL 3 molL－1的NaOH溶液混合，生成淺藍(lán)色沉淀，假如溶液中[Cu2＋]或[OH－]都已變得很小，可忽略，則生成沉淀的組成可表示為 （ ） A Cu(OH)2 B CuSO4Cu(OH)2 C CuSO42Cu(OH)2 D CuSO43Cu(OH)2 8．把表面有氧化物的相同大小的銅片和鐵片一起放入鹽酸中充分反應(yīng)，所得溶液中的金屬離子（ ） A．是Fe3+和Cu2+ B．是Fe2+和Cu2+ C．是Fe2+和Fe3+ D．只有Fe2+ 9．在印刷電路時(shí)常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生的反應(yīng)為2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，下列結(jié)果不可能出現(xiàn)的是 （ ） A．燒杯中有銅無(wú)鐵 B．燒杯中有鐵無(wú)銅 C．燒杯中鐵銅都有 D．燒杯中鐵銅都無(wú) 10．將下列四種鐵的化合物溶于稀鹽酸，滴加KSCN溶液沒有顏色變化，再加入氯水即呈紅色的是( ) A.FeS B.Fe2O3 C.FeCl3 D.Fe2(SO4)3 二．填空題 11．向FeCl3溶液中加入a g銅粉，攪拌全部溶解，然后再向其中加入b g鐵粉，經(jīng)充分反應(yīng)后得濾渣c(diǎn) g ，若已知a＞b＞c，則推斷c g濾渣是________，濾液中存在的陽(yáng)離子是_________. 12．用CO還原赤鐵礦可得到一種具有銀白色金屬光澤的單質(zhì)A，A在純氧中燃燒可得到一種黑色固體B，將A投入到稀鹽酸溶液中，可產(chǎn)生一種可燃性氣體C，將A投入硫酸銅溶液中，生成一種紅色固體， (1) 寫出A、B、C、D的名稱： A ，B ，C ，D ； (2) 寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式： ① ，② ， ③ ，④ 。 13．粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol鹽酸中，得溶液C；③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出 l.12 L（標(biāo)況）氣體，同時(shí)生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B；④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí)，溶液D不變色。請(qǐng)?zhí)羁眨? （1）①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作____________________________________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________。 （2）②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________________________。 （3）③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________________。 （4）若溶液D的體積仍視為0.15 L，則該溶液中c（Mg2+）為____________， c（Fe2+）為_____________。 三．計(jì)算題 14．將55 g鐵片放入硫酸銅溶液片刻，取出洗滌干燥后稱重，質(zhì)量為56.6 g，求參加反應(yīng)的鐵和生成的銅的質(zhì)量。 一． 選擇題 1．D 2．B 3．B 4．A 5．C 6．D 7．D 8．D 9．B 10．A 11．Cu，Cu2+、Fe2+ 12．(1) A：鐵 B：四氧化三鐵 C：氫氣 D：銅 (2) ① 3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe ② 3Fe＋2O2Fe3O4 ③ Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑ ④ Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4 13．（1）加少量KClO3，插上Mg條并將其點(diǎn)燃 Fe （2）Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O MgO＋2HCl＝MgCl2＋H2O （3）Fe＋2H+＝Fe2+＋H2↑ Fe＋2Fe3+＝3Fe2+ （4）c（Mg2+）＝0.67mol， c（Fe2+）＝2.3mol。 三．計(jì)算題 14．解：設(shè)參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x，生成銅的質(zhì)量為y， Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu 鐵片增重 56 64 64－56＝8 x y 56.6 g－55 g＝1.6 g ＝ x＝11.2 g ＝ y＝12.8 g 答：參加反應(yīng)的鐵為11.2 g，生成的銅為12.8 g。 15．（1）④CO2＋C＝2CO （2）n＜，固體是Fe、FeO，氣體是CO2。 （3）n＞4，固體是Fe、C，氣體是CO。 （4）氣體是混合物，＜n＜1. （5）n＝ 111