第3講鐵、銅及其化合物-資料下載頁

【導讀】1．理解鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉化。2．掌握鐵及其重要化合物的性質和用途。3．掌握Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法。1．鐵在地殼中的含量僅次于鋁，主要以態形式存在(除隕鐵)。我國在開始使用鐵，在春秋初期我國已掌握冶鐵技術。素周期表中第四周期，第族，是過渡金屬元素的代表。其化合物及其水溶液往往帶有顏色。2．常溫下，鐵單質比較活潑，具有較強的還原性。黃色的煙)、FeS。3．鐵跟O2在不同條件下生成的氧化物中呈紅棕色的是，作，其中1/3的鐵元素顯價，2/3的鐵元素是價。鐵的氧化物主要有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中具有磁性的是；紅棕色粉末，可用作油漆顏料的是。氫氧化亞鐵：FeSO4＋2NaOH===(白色)＋Na2SO4,4Fe2＋O2＋2H2O===（紅褐色)。氫氧化鐵：受熱發生：2Fe3。Cl2反應的離子方程式分別為：，②≥，產物僅有Fe2，Fe可能有剩余。Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等離子。量的鐵紅和氧化銅。質內容，涉及內容主要有物質推斷、化學用語、物質用途等。在解此題時宜采用逆向推斷法。

　　

【正文】 全溶解，所得溶液再通入 L標準狀況下的氯氣時，剛好使溶液中 Fe2＋ 完全轉化為 Fe3＋ 。則該氧化物的化學式可表示為 ( ) A． FeO B． Fe3O4 C． Fe4O5 D． Fe5O7 【 解析 】 根據守恒原理，當用 mol HCl溶解該氧化物后，其氧化物中氧元素完全由氯元素所替代， n(Cl－ )＝ mol，則知： n(O)＝ mol。又通入 L Cl2后， Fe2＋ 被氧化為Fe3＋ 。此時溶液中， n(Fe3＋ )∶n(Cl － )＝ 1∶3 ，則 n(Fe3＋ )＝ mol＝ mol。則原鐵的氧化物中， n(Fe)∶n(O) ＝ ∶ ＝ 5∶7 。 所以該氧化物的化學式可表示為 Fe5O7。 【 答案 】 D 7． (2020年江蘇單科 )廢舊印刷電路板的回收利用可實現資源再生，并減少污染。廢舊印刷電路板經粉碎分離，能得到非金屬粉末和金屬粉末。 (1)下列處理印刷電路板非金屬粉末的方法中，不符合環境保護理念的是 ________(填字母 )。 A．熱裂解形成燃油 B．露天焚燒 C．作為有機復合建筑材料的原料 D．直接填埋 (2)用 H2O2和 H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知： Cu(s)＋ 2H＋ (aq)===Cu2＋ (aq)＋ H2(g) Δ H＝ kJmol － 1 2H2O2(l)===2H2O(l)＋ O2(g) Δ H＝－ kJmol － 1 H2(g)＋ O2(g)===H2O(l) Δ H＝－ kJmol － 1 在 H2SO4溶液中 Cu與 H2O2反應生成 Cu2＋ 和 H2O的熱化學方程式為________________________________________________________________________。 溫度 (℃ ) 20 30 40 50 60 70 80 銅 平均 溶解速率 ( 10－ 3 molL－ 1min－ 1) (3)控制其他條件相同，印刷電路板的金屬粉末用 10%H2O2和 molL － 1 H2SO4的混合溶液處理，測得不同溫度下銅的平均溶解速率(見下表 )。 當溫度高于 40 ℃ 時，銅的平均溶解速率隨著反應溫度升高而下降，其主要原因是 ____________________________。 (4)在提純后的 CuSO4溶液中加入一定量的 Na2SO3和 NaCl溶液，加熱，生成 CuCl沉淀，制備 CuCl的離子方程式是 __________________。 【 解析 】 (1)B會引起大氣污染； D會造成土壤、水體重金屬污染。 (2)總方程式為 Cu＋ H2O2＋ 2H＋ ===Cu2＋ ＋ 2H2O，它可由題目提供的 3個方程式得到，故 Δ H＝ ＋ (－ ) ＋ (－ )＝－ kJmol － 1 故 Cu(s)＋ H2O2(l)＋ 2H＋ (aq)===Cu2＋ (aq)＋ 2H2O(l) Δ H＝－ kJmol － 1。 【 答案 】 (1)BD (2)Cu(s)＋ H2O2(l)＋ 2H＋ (aq)=== Cu2＋ (aq)＋ 2H2O(l) Δ H＝－ kJmol － 1 (3)H2O2分解速率加快 (4)2Cu2＋ ＋ SO32－ ＋ 2Cl－ ＋ H2O2CuCl↓ ＋ SO42－ ＋ 2H＋ 8．運用鐵及其化合物的知識，完成下列各題。 (1)下列物質跟鐵反應后的生成物，能跟 KSCN溶液作用生成紅色溶液的是 ( ) A．鹽酸 B．氯氣 C． CuSO4溶液 D．稀硫酸 (2)既有氧化性又有還原性的粒子是 ( ) A． Fe B． Fe2＋ C． Fe3＋ (3)把過量的鐵粉加入稀硝酸中，其結果是 ( ) A．不反應 B．生成硝酸鐵 C．生成硝酸亞鐵 (4)要除去 FeCl2溶液中的少量 FeCl3，可行的辦法是 ( ) A．滴入 KSCN溶液 B．通人氯氣 C．加入銅粉 D．加入鐵粉 (5)當人體缺鐵時，往往需要吃補鐵保健品。人體能夠吸收的是＋ 2價鐵元素，但是＋ 2價鐵元素很容易被氧化。查看一種補鐵保健品，了解其中鐵元素的價態。 ①你認為可以采用什么方法檢驗補鐵劑中鐵元素的價態？ a． ______________________________； b． ______________________________。 ②天然食品中含有的大多是＋ 3價鐵元素，為了使＋ 3價鐵元素轉化為＋ 2價鐵元素并被人體較好地吸收，你認為應該采取哪些措施？請查找資料，尋找辦法。 _________________________________。 【 解析 】 (1)鐵跟鹽酸、稀硫酸、 CuSO4溶液反應后得到＋ 2價鐵離子，鐵跟氯氣反應生成 FeCl3， FeCl3與 KSCN在水溶液中發生Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3(紅色 )，選 B。 (3)在過量鐵粉存在條件下，不可能有 Fe3＋ ，因為 Fe＋ 2Fe3＋===3Fe2＋ 。溶液中鐵元素的存在形式只可能有 Fe2＋ ，答案為 C。 (4)除雜質的原則是：除去雜質而不引入新的雜質。若滴 KSCN溶液，不能除 Fe3＋ 而引入了 K＋ 、 SCN－ 等雜質離子， A選項不正確；通入氯氣，發生反應： 2FeCl2＋ Cl2===2FeCl3，不符合題意， B選項不正確；加入銅粉， Cu＋ 2Fe3＋ ===Cu2＋ ＋ 2Fe2＋ ，溶液中增加了 Cu2＋ ，該方法錯誤；加入鐵粉， Fe＋ 2Fe3＋ ===3Fe2＋ ，該方法可行，正確答案為 D。 (5)① 檢驗鐵元素的價態，可以考慮先觀察其水溶液顏色的方法：含 Fe2＋ 的溶液為淺綠色，含 Fe3＋ 的溶液為棕黃色。然后可以用和 NaOH溶液反應或 KSCN溶液反應觀察產物顏色的方法鑒別檢驗： Fe2＋ 與 NaOH生成不穩定的白色絮狀沉淀 Fe(OH)2，該白色沉淀暴露在空氣中會迅速轉變灰綠色，最后變為紅褐色沉淀Fe(OH)3， Fe2＋ 和 KSCN溶液作用沒有顏色變化；而 Fe3＋ 與 NaOH溶液直接生成紅褐色沉淀 Fe(OH)3或 KSCN溶液作用呈紅色。 ② 為使鐵元素被人體較好地吸收，即要將＋ 3價鐵元素還原為＋ 2價鐵元素，可以考慮加還原劑，但該還原劑必須對人體健康無害，如加入 Fe粉。 【 答案 】 (1)B (2)B (3)C (4)D (5)① ，若溶液呈淺綠色為 Fe2＋ ；若溶液呈棕黃色為 Fe3＋ 。 ，滴入 NaOH溶液，若產生紅褐色沉淀為 Fe3＋ ；若生成白色絮狀沉淀，沉淀立即變灰綠色最后變紅褐色為 Fe2＋ 。 KSCN溶液，若溶液變紅色為Fe3＋ ，不變色為 Fe2＋ 。 (三種方案任選兩種 ) ② 加入鐵粉等還原劑 三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料。某校一化學實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末是 Fe2OCu2O或二者混合物。探究過程如下： 查閱資料 Cu2O是一種堿性氧化物，溶于稀硫酸生成 Cu和 CuSO4，在空氣中加熱生成 CuO。 提出假設 假設 1：紅色粉末是 Fe2O3 假設 2：紅色粉末是 Cu2O 假設 3：紅色粉末是 Fe2O3和 Cu2O的混合物 設計探究實驗 取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN試劑。 (1)若假設 1成立，則實驗現象是__________________________________。 (2)若滴加 KSCN試劑后溶液不變紅色，則證明原固體粉末中一定不含三氧化二鐵。你認為這種說法合理嗎？ ________，簡述你的理由 (不需寫出反應的方程式 )_____________。 (3)若固體粉末完全溶解無固體存在，滴加 KSCN試劑時溶液不變紅色，則證明原固體粉末是 ________，寫出發生反應的離子方程式 ________________________。 經實驗分析，確定紅色粉末為 Fe2O3和 Cu2O的混合物。 (4)實驗小組欲用加熱法測定 Cu2O的質量分數。取 a g固體粉末在空氣中充分加熱，待質量不再變化時，稱其質量為 b g(ba)，則混合物中 Cu2O的質量分數為 ________。 【 解析 】 此題主要涉及 Fe3＋ 、 Cu2＋ 的氧化性強弱的比較，氧化性 Fe3＋ Cu2＋ ； Fe3＋ 的檢驗是 Fe3＋ 與 SCN－ 作用呈紅色；利用“差量法”計算混合物中 Cu2O的質量，進一步求算 Cu2O的質量分數。 【 答案 】 (1)固體完全溶解，溶液呈紅色 (2)不合理 當原固體粉末為 Fe2O3和 Cu2O的混合物時，加入稀硫酸后產生的 Fe3＋ 全部與 Cu反應生成 Fe2＋ ，滴加 KSCN溶液后也不變紅色 (3)Fe2O3和 Cu2O Fe2O3＋ 6H＋ ===2Fe3＋ ＋ 3H2O、 Cu2O＋ 2H＋ ===Cu＋ Cu2＋ ＋ H2O、2Fe3＋ ＋ Cu===2Fe2＋ ＋ Cu2＋ (4) 課時作業 點擊進入鏈接 課時作業 點擊進入鏈接