（浙江选考）2020版高考化学大一轮复习第22讲铁、铜的获取及应用课件.pptx

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1、第22讲 铁、铜的获取及应用,-2-,-3-,基础梳理,感悟选考,对点训练,1.铁、铜在自然界中的存在及性质 (1)铁的存在、性质及用途:,-4-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2)铜的存在、性质及用途:,-5-,基础梳理,感悟选考,对点训练,2.铁、铜的冶炼 (1)工业上铁的冶炼:,-6-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2)工业上铜的冶炼:,-7-,基础梳理,感悟选考,对点训练,3.铁的氧化物,-8-,基础梳理,感悟选考,对点训练,4.铁的氢氧化物,-9-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-10-,基础梳理,感悟选考,对点训练,5.铁三角及相互转化,-11-,基础梳理,感悟选考,对点训练,

2、(1)判断离子能否大量共存:,-12-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2)除杂方法(括号内为杂质): Fe2+(Fe3+):加过量铁粉过滤; FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2; FeCl2(CuCl2):加过量铁粉过滤; Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2):加过量强碱溶液过滤。 (3)盐溶液的配制与保存: Fe2+的盐溶液:加少量铁粉,防止Fe2+被氧化;加少量相应的酸,抑制Fe2+水解。 Fe3+的盐溶液:加少量相应的酸抑制Fe3+水解。,-13-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(4)物质制备: 制备无水FeCl3在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。 制备Fe(O

3、H)2:因Fe(OH)2在空气中易氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,故在实验室制备Fe(OH)2时,一定要用新制的亚铁盐溶液和先加热驱赶O2后的NaOH溶液反应,滴管末端插入试管中的液面以下,再挤压胶头,还可以在反应液面上滴加植物油或苯等有机溶剂进行液封,以减少Fe(OH)2和O2的接触。 (5)Fe2+和Fe3+的检验: 观察溶液颜色法:,-14-,基础梳理,感悟选考,对点训练,KSCN溶液和氯水法:,NaOH溶液法:,淀粉-KI法:,酸性KMnO4溶液(或溴水)法:,-15-,基础梳理,感悟选考,对点训练,铜片法:,6.金属的冶炼,(1)根据金属活动性顺序,金属的冶

4、炼方法大致如下:,-16-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2)难熔金属钒、铬、锰,也可以利用铝热反应冶炼,铝热反应本身就会放出大量的热。,(3)钠还原剂:钛、锆、铌、钽等金属可采用金属钠的热还原法制取。,(4)用钠作还原剂冶炼金属:,-17-,基础梳理,感悟选考,对点训练,难点释疑 Fe粉与少量Cl2反应的生成物是什么? Fe与足量S粉在加热条件下反应的生成物是什么? 提示:由于Cl2具有强氧化性,Fe粉与Cl2反应的生成物是FeCl3,产物种类与反应物的量无关;由于S的氧化性不够强,Fe与足量S粉在加热条件下反应的生成物是FeS,产物种类与反应物的量无关。,-18-,基础梳理,感悟选考,对

5、点训练,1.(20184浙江选考)某同学通过如下流程制备氧化亚铜:已知:CuCl难溶于水和稀硫酸:Cu2O+2H+Cu2+Cu+H2O 下列说法不正确的是( ) A.步骤中的SO2可用Na2SO3替换 B.步骤中为防止CuCl被氧化,可用SO2水溶液洗涤 C.步骤发生反应的离子方程式为2CuCl+2OH- Cu2O+2Cl-+H2O D.如果Cu2O试样中混有CuCl和CuO杂质,用足量稀硫酸与Cu2O试样充分反应,根据反应前、后固体质量可计算试样纯度,答案,-19-,基础梳理,感悟选考,对点训练,2.(201711浙江选考)为了探究铁、铜及其化合物的性质,某同学设计并进行了下列实验。,-20

6、-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(1)虚线框处宜选择的装置是 (填“甲”或“乙”);实验时应将螺旋状铜丝加热,变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中,观察到的实验现象是 。 (2)实验后,取硬质玻璃管中适量的固体,用一定浓度的盐酸溶解,滴加KSCN溶液,没有出现血红色,说明该固体中没有+3价的铁,判断结论是否正确并说明理由 。,答案 (1)乙 铜丝由黑变红 (2)不正确;因为铁过量时,Fe+2Fe3+ 3Fe2+。,-21-,基础梳理,感悟选考,对点训练,1.(2018杭州四中检测)在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及其硫酸盐的信息,用以证明火星

7、上存在或曾经存在过水,以下叙述正确的是( ) A.Fe2O3与Fe3O4互为同素异形体 B.检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:样品粉碎加水溶解过滤向滤液中滴加KSCN溶液 C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入足量铁粉,然后过滤 D.明矾属硫酸盐,含结晶水,是混合物,答案,-22-,基础梳理,感悟选考,对点训练,2.(2018庆元中学月考)Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂。一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下:A.Na2O2在上述反应中只作氧化剂 B.氧化产物只有Na2FeO4 C.Na2FeO4处理水时,既能杀菌,又能在处理水时产

8、生胶体净水 D.2 mol FeSO4发生反应时,共有8 mol电子发生转移,答案,-23-,基础梳理,感悟选考,对点训练,3.(2018金华十校高三期末联考)下列物质的性质与应用关系不正确的是( ) A.常温下,铁在浓硫酸中发生钝化,可用铁槽车贮运浓硫酸 B.金属铜具有良好的导电性,可用来制作导线 C.MgO、Al2O3的熔点很高,可用做耐高温材料 D.SO2具有漂白性,可用于木耳食品的漂白,答案,-24-,基础梳理,感悟选考,对点训练,4.(2018浙江新高考研究联盟第二次联考)化合物X由两种元素组成,为探究其组成和性质,设计并完成如下实验:请回答: (1)X的化学式是 。 (2)溶液甲与

9、足量氯气反应的离子方程式为 。 (3)加热条件下氨气被固体2氧化成一种气体单质,写出该反应的化学方程式: 。,答案,解析,-25-,基础梳理,感悟选考,对点训练,5.(2018天台中学月考)铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知常温下Cu2+在溶液中较稳定,Cu+易在酸性条件下发生反应:(1)在CuCl2溶液中逐滴滴加过量的KI溶液可能发生如下反应:为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是 。 A.SO2 B.苯 C.NaOH溶液 D.乙醇 (2)一定条件下,CuSO4与NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。 已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构,请写出NH5的电子式: ; 写

10、出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式: 。,-26-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(3)纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用,研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。 方法一:在新制Cu(OH)2浊液中滴入N2H4H2O水溶液,蓝色沉淀逐渐转化为砖红色,同时产生无污染的无色气体。 写出上述制备过程中的总反应方程式: 。 方法二:以铜作阳极,石墨作阴极电解。已知:a.铜作阳极时,铜先被氧化生成Cu+,然后Cu+继续氧化生成Cu2+;b.在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O。 以NaCl和含少量NaOH的溶液作

11、为电解质溶液,电解时阳极区会产生白色沉淀,写出阳极反应方程式: 。 电解一段时间后,溶液中可能产生的现象: , 写出转化的离子方程式: 。 这样制得的Cu2O中往往含有CuCl,请设计实验证明CuCl的存在: 。,-27-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-28-,基础梳理,感悟选考,对点训练,解析 (1)碘水是棕褐色的,影响白色沉淀的观察,可以用苯把碘单质萃取出来,由于酒精与水以任意比例混溶,因此不能用作萃取剂。 (2)NH5所有原子都达到稀有气体的稳定结构,即氮原子最外层达到8电子稳定结构,所有氢原子达到2电子稳定结构,说明NH5是由 和H-组成的离子化合物。CuH为难溶物质保留化学式,根据

12、题干信息知+1价的铜在酸性条件下发生歧化反应生成Cu2+和Cu,反应产生的气体是CuH中的H-与盐酸中H+发生归中反应生成的氢气。 (3)蓝色沉淀逐渐转化为砖红色,即氢氧化铜沉淀转化成氧化亚铜;无污染的气体只能是N2。铜作阳极,先被氧化为Cu+,再与溶液中的Cl-结合生成CuCl白色沉淀,据此可写出阳极的电极反应式。根据方法二的信息b可知,CuCl在碱性条件下易转化为Cu2O。得到的Cu2O中往往含有CuCl,可以通过检验混合物中是否含有氯离子的方法来检验是否含有CuCl,应先用硝酸溶解,再检验氯离子。,-29-,忽视反应物的相对量大小【易错题】 在硫酸铁溶液中加入a g铜,完全溶解后,再加入

13、b g铁,充分反应后得到c g残余固体,且ac,则下列说法正确的是( ) A.残余固体全部是铜 B.残余固体可能为铁和铜的混合物 C.残余固体是铁,溶液中一定不含Cu2+ D.最后得到的溶液中可能含Fe3+ 错因剖析:本题易忽视a与c的关系,仅凭主观臆断,就会错选B选项,其原因是看到B中有“可能”二字。 正确解答:残留固体中一定含有Cu,由于ac,说明溶液中一定含有Cu2+,故c g残余固体中不可能含Fe,溶液中也一定不含Fe3+。 答案:A,-30-,纠错笔记解题时,应对题给的每一个数据进行分析,尤其是数据间的定量关系。我们可以这样认为:加入的a g铜暂时不跟硫酸铁反应,而是后加入的b g铁

14、直接跟硫酸铁反应。从a与c的比较可以发现,加入的a g铜有一部分发生反应,从而明确溶液中一定含有Cu2+。运用离子共存理论,固体中不可能含有Fe。从此题可以看出,对于试题中的“可能”二字,我们不能随意相信,否则,可能会导致错误结论的产生。,-31-,2,3,4,1,6,5,1.(2018越州中学段考)下列除杂操作不正确的是 ( ) A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3:加入足量镁充分反应后过滤 B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3:加入过量铁粉充分反应后过滤 C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3:加入NaOH溶液充分反应后过滤 D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2:先加入H2O2将Fe

15、2+氧化成Fe3+,再加入CuO充分反应后过滤,答案,-32-,2,3,4,1,6,5,2.(2018乐清中学月考)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( ) A.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在 B.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为+3价 C.工业上可用铁质容器储存浓硝酸和浓硫酸,原因是铁在常温下与两种酸不反应 D.工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁,答案,-33-,2,3,4,1,6,5,3.(2018台州中学检测)有一块铁的“氧化物”样品,用140 mL 5.0 molL-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025 mo

16、l Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为( ) A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7,答案,解析,-34-,2,3,4,1,6,5,4.(2018仙居中学段考)下列中学常见实验的现象或表述正确的是( ) A.过量的铁投入到一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液显红色 B.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁 C.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液23滴,溶液显红色即可证明 D.向CuSO4溶液中

17、滴入过量NaOH溶液充分反应后,将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会,然后冷却、过滤,滤纸上的物体为“蓝色固体”,答案,解析,-35-,2,3,4,1,6,5,5.(2018桐乡茅盾中学月考)有一种天然黄铜矿主要成分为CuFeS2(含SiO2),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如图1实验:称取研细的黄铜矿样品1.150 g煅烧,生成Cu、Fe2O3、FeO和SO2气体,实验后取d中溶液的 置于锥形瓶中,用0.01 molL-1标准碘溶液进行滴定,初读数为0.10 mL,末读数如图2所示。完成下列填空:,图1,图2,-36-,2,3,4,1,6,5,(1)装置c的作用是 。 (2)上述反应结束

18、后,仍需通一段时间的空气,其目的是 。 (3)滴定时,标准碘溶液所耗体积为 mL;用化学方程式表示滴定的原理: 。 (4)计算该黄铜矿的纯度 。 (5)工业上利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。 选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。 提供的试剂:稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 所选试剂为 ;证明炉渣中含有FeO的实验现象为 。,-37-,2,3,4,1,6,5,答案 (1)除去混合气体中未反应的氧气 (2)将系统装置中SO2全部排入d中充分吸收 (3)20.00 I2+SO2+2H2O H2SO4+2H

19、I (4)8% (5)稀硫酸、KMnO4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使KMnO4溶液褪色,解析 (1)气体通过装置c中铜网,加热条件下和气体中剩余氧气反应,因此装置c的作用是除去混合气体中未反应的氧气;(2)黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物,分解完毕后仍然需要通入一段时间的空气,以将系统中的二氧化硫全部排入d中充分吸收,使结果更加精确;(3)根据滴定管的液面可判断读数是20.10 mL,所以滴定时,标准碘溶液所消耗的体积为20.10 mL-0.10 mL=20.00 mL;反应中碘被SO2还原,反应的化学方程式为I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI。,-38-,2,3,4,1,6

20、,5,(4)根据硫原子守恒和电子守恒找出关系式:CuFeS22SO22I2,消耗掉0.01 molL-1标准碘溶液20.00 mL时,即消耗的碘单质的量为:0.01 molL-10.020 0 L=0.000 200 mol,所以黄铜矿的质量是0.50.000 200 mol184 gmol-15=0.092 g,所以其纯度是 8.0%;(5)若含有FeO,利用稀酸(非氧化性)溶解后生成的亚铁离子具有还原性,而给出的试剂中KMnO4溶液具有强氧化性,Fe2+可使KMnO4溶液褪色,则选择试剂为稀硫酸、KMnO4溶液;操作为:取少量固体溶于稀硫酸,然后滴加KMnO4溶液,观察到溶液褪色,则证明含

21、有FeO。,-39-,2,3,4,1,6,5,6.(2018诸暨中学段考)铁及其化合物在日常生活中应用广泛。 (1)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为 ,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为 ,则另一反应的离子方程式为 。,-40-,2,3,4,1,6,5,(2)氧化铁是重要的工业颜料,下面是制备氧化铁的一种方法,其流程如下:操作的名称是 ;操作为洗涤,洗涤操作的具体方法为 。 滤液A中加入稍过量的NH4HCO3溶液,生成沉淀的同时有一种气体产生,写出其化学方程式: 。,-41-,2,3,4,1,6,5,(3)如果煅烧不充分,产品中将有FeO存在,称取3.0 g氧化铁产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中,用酸化的0.010 00 molL-1 KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定23次,消耗酸性KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。 该实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是 (填序号)。 a.稀硝酸 b.稀盐酸 c.稀硫酸 d.浓硝酸 上述产品中Fe2O3的质量分数为 。,-42-,2,3,4,1,6,5,-43-,2,3,4,1,6,5,