2020-2021學(xué)年蘇教版化學(xué)1專題3第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用

2024/3/112020—2021學(xué)年蘇教版化學(xué)1專題3第二單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用考試標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)條目學(xué)考要求選考要求1.自然界鐵、銅的存在形式,鐵、銅的物理性質(zhì)aa2.工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理bb3.鐵、銅的化學(xué)性質(zhì)(跟某些非金屬、酸、鹽的反應(yīng))bb4.Fe2+、Fe3+的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化cc5.檢驗(yàn)Fe2+、Fe3+的常用方法bc6.不銹鋼的主要組成元素及其用途a知識(shí)梳理一鐵、銅在自然界中的存在和獲取1.鐵、銅在自然界中的存在存在形式游離態(tài)(少量)化合態(tài)(主要形式)鐵天然鐵(隕鐵)磁鐵礦(

)赤鐵礦(Fe2O3)銅天然銅黃銅礦(CuFeS2)孔雀石[

]Fe3O4CuCO3·Cu(OH)22.鐵、銅的獲取(1)鐵的冶煉①1個(gè)設(shè)備:煉鐵高爐。②4種原料:鐵礦石、

、

、空氣。③3個(gè)過程:④鐵合金:含碳2%～4.5%的為生鐵,含碳0.03%～2%的為鋼。焦炭石灰石【思考1】

在高爐煉鐵中,把Fe2O3還原成鐵的還原劑是C嗎?為什么?提示:不是C,應(yīng)是CO;因?yàn)榻固繛楣腆w,與鐵礦石的接觸面積有限,很難充分發(fā)生反應(yīng),而CO是氣體,與鐵礦石的接觸面積大,提高了反應(yīng)速率。(2)銅的冶煉①工業(yè)煉銅:黃銅礦(CuFeS2)粗銅精銅

②生物煉銅(礦堆浸銅法):a.原理:CuSCuSO4Cu。b.特點(diǎn):成本低、污染小、反應(yīng)條件簡單等?！舅伎?】

工業(yè)上金屬冶煉的一般方法有哪些?提示:(1)電解法:適合冶煉金屬活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬(一般為金屬活動(dòng)性順序表中鋁及鋁前面的金屬)。例如:(2)還原劑法:用還原劑(CO、C、H2、Al等)還原金屬氧化物,適合冶煉金屬活動(dòng)性順序表中Zn到Cu之間的大多數(shù)金屬。例如:(3)熱分解法:適合冶煉金屬活動(dòng)性較差的金屬。例如:考點(diǎn)精練1.從石器、青銅器到鐵器時(shí)代,金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限,之所以有先后,主要取決于()A.金屬的導(dǎo)電性強(qiáng)弱B.金屬在地殼中的含量多少C.金屬的化合價(jià)高低D.金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱D2.下列說法不正確的是()A.有些活潑金屬如鋁可作還原劑法的還原劑B.可用電解熔融的NaCl的方法來冶煉金屬鈉C.可用焦炭或一氧化碳還原氯化鋁的方法來冶煉鋁D.回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物3.高爐煉鐵中生成鐵的反應(yīng)一定是()A.氧化還原反應(yīng) B.置換反應(yīng)C.復(fù)分解反應(yīng) D.分解反應(yīng)CA知識(shí)梳理二鐵、銅及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用1.鐵及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用(1)鐵的性質(zhì)①物理性質(zhì)色澤導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性

色,有金屬光澤良好良好良好銀白②化學(xué)性質(zhì)鈍化(2)鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價(jià)+2+3+2,+3穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與H+反應(yīng)的離子方程式FeO+2H+Fe2++H2O

Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O

(3)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與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O

Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O

受熱分解2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O

制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe2++2OH-Fe(OH)2↓

可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe3++3OH-Fe(OH)3↓

兩者的關(guān)系在空氣中,Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3,現(xiàn)象是白色絮狀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+2H2O4Fe(OH)3

(4)Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化①Fe3+→Fe2+

②Fe2+→Fe3+(5)應(yīng)用①鐵廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中,是維持生命活動(dòng)的微量元素之一。②鐵的化合物a.Fe2O3,紅棕色粉末,俗名鐵紅,可作顏料。b.FeO,黑色固體。c.Fe3O4,黑色固體,俗名磁性氧化鐵,可用作磁性材料。d.FeSO4·7H2O,綠色晶體,俗名綠礬,可作凈水劑?！舅伎?】

FeCl2溶液中的Fe3+如何除去?寫出反應(yīng)的離子方程式。提示:加入過量Fe粉,過濾所得濾液即為FeCl2溶液;2Fe3++Fe3Fe2+。

2.銅及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用(1)銅的性質(zhì)①物理性質(zhì)顏色為紫紅色,具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。②化學(xué)性質(zhì)(2)銅鹽(Cu2+)與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)①試劑:NaOH溶液。②現(xiàn)象:生成藍(lán)色絮狀沉淀。③離子方程式:Cu2++2OH-Cu(OH)2↓。(3)應(yīng)用①銅可用于制作導(dǎo)線、水管、電器儀表等。②銅鹽可殺菌。③Cu2O可作為造玻璃、搪瓷的紅色顏料?！舅伎?】用什么試劑可檢驗(yàn)氣體中含有水蒸氣?有什么現(xiàn)象?

提示:無水CuSO4,白色粉末變?yōu)樗{(lán)色晶體。

核心突破②與堿反應(yīng)1.Fe、Fe2+、Fe3+的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化(1)Fe2+的性質(zhì)Fe2+為淺綠色,有較強(qiáng)還原性,易被O2、Cl2、H2O2、HNO3和KMnO4等氧化劑氧化成Fe3+。①被氧化(2)Fe3+的性質(zhì)Fe3+為棕黃色,有較強(qiáng)氧化性,可氧化Fe、Cu、S2-、I-等。①被還原

②與堿反應(yīng)(3)Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化2.檢驗(yàn)Fe2+、Fe3+的常用方法(1)Fe2+的檢驗(yàn)①取少量溶液加入試管,滴入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,再滴入氯水或雙氧水溶液變血紅色,則溶液中有Fe2+。②取少量溶液加入試管,滴入NaOH溶液生成白色沉淀,白色沉淀迅速變灰綠色,最后變紅褐色,則溶液中有Fe2+。

(2)Fe3+的檢驗(yàn)①取少量溶液加入試管,滴入KSCN溶液,溶液變血紅色,則溶液中有Fe3+。

②取少量溶液加入試管,滴入NaOH溶液生成紅褐色沉淀,則溶液中有Fe3+?！咎貏e提示】(1)不同價(jià)態(tài)的鐵及鐵的化合物在相互轉(zhuǎn)化時(shí),注意所用氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱不同。

(3)在酸性溶液中,Fe2+與不能共存。

考點(diǎn)精練1.(2016·浙江4月選考)下列離子方程式正確的是()

B解析:A選項(xiàng)電荷不守恒,故A錯(cuò);C選項(xiàng)碳酸鋇為難溶物質(zhì),不能拆,故C錯(cuò);D選項(xiàng)電荷不守恒,故D錯(cuò)。2.將Fe、Cu加入含F(xiàn)e2+、Fe3+和Cu2+的溶液中充分反應(yīng),如Fe有剩余,則反應(yīng)器中金屬元素的存在形式只能是()A.Cu、Fe3+、Fe B.Fe2+、Fe3+、FeC.Cu、Cu2+、Fe D.Cu、Fe2+、FeD解析:鐵是活潑的金屬,所以如果鐵剩余,則一定不存在鐵離子和銅離子。3.(2015·福建卷)純凈物X、Y、Z轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列判斷正確的是()A.X可能是金屬銅B.Y不可能是氫氣C.Z可能是氯化鈉D.Z可能是三氧化硫A解析:X是Cu,Y是Cl2,Z為CuCl2時(shí),符合圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系,A項(xiàng)正確;X為Cl2,Y為H2,Z為HCl時(shí),符合圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Z為NaCl時(shí),電解NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2,不能實(shí)現(xiàn)“X+YZ”,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Z為SO3時(shí),其水溶液為H2SO4溶液,電解H2SO4溶液時(shí),實(shí)質(zhì)為電解水,生成H2和O2,不能實(shí)現(xiàn)“X+YZ”,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(2015·浙江10月選考)量取8.0mL5.0mol·L-1H2SO4溶液,加蒸餾水稀釋至100mL,取兩份稀釋后的H2SO4溶液各25mL,分別加入等質(zhì)量的Zn和Fe,相同條件下充分反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積隨時(shí)間變化的曲線如圖所示(氫氣體積已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。

請(qǐng)計(jì)算:(1)稀釋后H2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度為

mol·L-1。

答案:(1)0.40(2)加入Fe的質(zhì)量至少有

g。

答案:(2)0.655.(2015·浙江10月選考)某酸性廢液中含有Fe2+、Cu2+、Ba2+三種金屬離子,有同學(xué)設(shè)計(jì)了下列方案對(duì)廢液進(jìn)行處理(所加試劑均稍過量),以回收金屬,保護(hù)環(huán)境。請(qǐng)回答:(1)沉淀a中含有的單質(zhì)是

。

(2)沉淀c的化學(xué)式是

。

(3)溶液A與H2O2溶液在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式是

.

。答案:(1)Cu、Fe(2)BaCO3(3)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O

素能提升1.下列有關(guān)金屬的說法正確的是()A.生鐵含碳量高,鋼中不含碳B.銅在自然界中的含量高,所以銅是人類最早使用的金屬C.宇宙中不存在游離態(tài)的鐵D.金屬鐵有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性D2.(2017·浙江溫州中學(xué)高三模擬)將1.12g鐵粉加入25mL2mol·L-1的氯化鐵溶液中,充分反應(yīng)后,其結(jié)果是()A.鐵粉有剩余,溶液呈淺綠色,Cl-基本保持不變B.往溶液中滴入無色KSCN溶液,顯血紅色C.Fe2+和Fe3+物質(zhì)的量之比為5∶1D.氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶5B3.(2017·浙江臺(tái)州模擬)下列有關(guān)鐵、銅及其化合物的說法正確的是()A.鐵和銅在自然界中主要以游離態(tài)的形式存在B.工業(yè)上在高溫下用CO還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵C.常溫下鐵與濃硫酸不反應(yīng)D.用激光照射硫酸銅溶液可觀察到丁達(dá)爾效應(yīng)B4.(2017·浙江稽陽聯(lián)誼學(xué)校高三模擬)將6.40gCuO和Fe2O3的混合物分成兩等份,其中一份在高溫下用足量CO還原后,剩余固體質(zhì)量為2.40g;另一份固體用200mL某濃度的鹽酸恰好溶解,則:(1)混合物中CuO和Fe2O3的物質(zhì)的量之比為

。

答案:(1)2∶1答案:(2)0.50mol·L-1

(2)所用鹽酸的物質(zhì)的量濃度為

。

取a