鐵及其重要化合物的性質(zhì)

[知識(shí)梳理]
一、單質(zhì)鐵
1．物理性質(zhì)
鐵具有金屬的共性，具有能被磁體吸引的特性。
2．化學(xué)性質(zhì)

(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)

(2)與水蒸氣的反應(yīng)
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(3)與酸、鹽的反應(yīng)

鈍化
二、鐵的冶煉
1．鐵元素的存在
鐵元素在自然界主要以化合態(tài)的形式存在，常見的鐵礦有磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)、赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)。
2．煉鐵原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。
3．完成下列化學(xué)方程式
(1)一氧化碳的生成：C＋O2CO2、CO2＋C2CO。
(2)鐵礦石被還原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
(3)石灰石的作用：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2CaSiO3。
三、鐵的氧化物
化學(xué)式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
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
Fe3O4＋8H＋
===Fe2＋＋
2Fe3＋＋4H2O
四、鐵的氫氧化物
化學(xué)式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色態(tài)
白色固體
紅褐色固體
與鹽酸反應(yīng)的
離子方程式
Fe(OH)2＋2H＋
===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋
===Fe3＋＋3H2O
受熱分解

2Fe(OH)3
Fe2O3＋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↓　
二者的關(guān)系
空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色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＋2H2O=== 4Fe(OH)3
[自我檢測(cè)]
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。
(1)鐵位于元素周期表中第4周期第ⅧB族。(　　)
(2)用鐵制容器可以運(yùn)輸濃硝酸和濃硫酸。(　　)
(3)將一定量的鐵、銅的混合物加入到100 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中，充分反應(yīng)后，溶液中有固體剩余，則剩余的固體中一定含有銅，可能含有鐵。(　　)
(4)Fe分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同。(　　)
(5)氫氧化鐵與HI溶液僅發(fā)生中和反應(yīng)。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
2．將下列物質(zhì)的顏色和用途或性質(zhì)用短線連接起來。
A．具有較強(qiáng)的還原性
(1)Fe2O3　　　 a．紅褐色 B．易被氧化成灰綠色，
(2)Fe(OH)2 b．紅棕色 最終變成紅褐色
(3)Fe(OH)3 c．白色 C．制作紅色油漆、涂料
(4)Fe2＋ d．棕黃色 D．受熱分解成紅棕色粉末
(5)Fe3＋ e．淺綠色　 　 E．具有較強(qiáng)的氧化性
答案：(1)－b－C　(2)－c－B　(3)－a－D　(4)－e－A
(5)－d－E

Fe3O4中2個(gè)Fe為＋3價(jià)，1個(gè)Fe為＋2價(jià)，可表示為FeO·Fe2O3，平均價(jià)態(tài)為＋價(jià)。在發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，對(duì)應(yīng)價(jià)態(tài)的鐵參與相關(guān)反應(yīng)，如Fe3O4與HNO3反應(yīng)時(shí)只有＋2價(jià)鐵被氧化。

　(2015·高考全國(guó)卷Ⅰ改編，10，6分)下列實(shí)驗(yàn)中，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象以及結(jié)論都正確且兩者具有因果關(guān)系的是(　　)
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象
結(jié)論
A
將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液
有氣體生成，溶液呈血紅色
稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋　
B
將銅粉加入1.0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中
溶液變藍(lán)、有黑色固體出現(xiàn)
金屬鐵比銅活潑
C
向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應(yīng)
溶液中有固體存在
溶液中一定含有Cu2＋
D
相同質(zhì)量、相同表面積的純鐵和生鐵分別與相同濃度的鹽酸反應(yīng)
生鐵的反應(yīng)速率比純鐵快
原電池反應(yīng)能加快化學(xué)反應(yīng)速率
[解析]　A．稀硝酸與過量鐵粉發(fā)生的反應(yīng)分兩步進(jìn)行，先發(fā)生反應(yīng)：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，過量的鐵粉再與Fe(NO3)3發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，溶液不會(huì)變?yōu)檠t色，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象錯(cuò)誤，故A不正確。B.銅粉與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生反應(yīng)：Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為溶液變藍(lán)色，但是沒有黑色固體出現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明Fe3＋的氧化性比Cu2＋強(qiáng)，不能說明金屬鐵比銅活潑，因?yàn)殍F沒有置換出銅單質(zhì)，故B不正確。C.Fe3＋的氧化性比Cu2＋的氧化性強(qiáng)，F(xiàn)e先與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋，再與Cu2＋反應(yīng)生成單質(zhì)Cu。固體一定含Cu，可能含F(xiàn)e；溶液中一定含F(xiàn)e2＋，可能含Cu2＋，故C不正確。D.純鐵和稀鹽酸不能構(gòu)成原電池，生鐵中鐵、碳、鹽酸構(gòu)成原電池，能加快反應(yīng)速率，所以生鐵反應(yīng)速率比純鐵快，故D正確。
[答案]　D

下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有＋3價(jià)鐵生成的是________。
①過量的Fe與Cl2加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)?、贔e與過量稀H2SO4反應(yīng)后，再向其中加KNO3?、跢e與過量的S加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)?、蹻e(NO3)2溶液中加少量鹽酸?、軫e和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中
解析：Fe與Cl2反應(yīng)只生成FeCl3；FeFe2＋Fe3＋；Fe與S反應(yīng)只生成FeS；Fe2＋Fe3＋；Fe2O3溶于鹽酸生成Fe3＋，當(dāng)混合物中Fe不足時(shí)，溶液中仍有Fe3＋，當(dāng)Fe足量時(shí)，溶液中無Fe3＋。
答案：①②④

分析鐵的化合物時(shí)的“兩分清”
1．價(jià)態(tài)要分清
(1)要注意單質(zhì)鐵被不同氧化劑氧化時(shí)，產(chǎn)物不同。
(2)要注意不同價(jià)態(tài)的化合物所表現(xiàn)的不同的化學(xué)性質(zhì)，如Fe3＋以氧化性為主，F(xiàn)e2＋以還原性為主。
2．顏色要分清
鐵的化合物“五顏六色”，一定要記牢：Fe2＋溶液為淺綠色，F(xiàn)e3＋溶液為棕黃色，F(xiàn)e(SCN)3溶液為血紅色，F(xiàn)e(OH)3膠體為紅褐色，F(xiàn)e(OH)2沉淀在空氣中的顏色變化為白色→灰綠色→紅褐色，F(xiàn)e(OH)3沉淀為紅褐色固體，F(xiàn)e2O3為紅棕色，F(xiàn)e3O4、FeO、FeS均為黑色。

題組一　鐵及其化合物的性質(zhì)
1．下列敘述正確的是(　　)
A．Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)
B．足量的Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3
C．Fe和Fe2O3等物質(zhì)的量混合物溶于稀鹽酸時(shí)無氣體放出
D．Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3，在給定的條件下能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化
解析：選C。HNO3具有強(qiáng)氧化性，與Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體為NO，A項(xiàng)錯(cuò)；鐵與Cl2反應(yīng)無論量的多少產(chǎn)物都是FeCl3，B項(xiàng)錯(cuò)；C項(xiàng)中Fe2O3溶解產(chǎn)生Fe3＋恰好將鐵單質(zhì)氧化，因而不能置換出H2，正確；FeCl3溶液加熱時(shí)易水解，D項(xiàng)錯(cuò)。
2．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘?jiān)鲜龀恋砗蜌堅(jiān)謩e是(　　)
A．Fe(OH)3　Fe2O3　　　　　 B．Fe(OH)2　Fe2O3
C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　Fe3O4
解析：選B。鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為＋3價(jià)，最后所得紅棕色殘?jiān)鼮镕e2O3。
題組二　有關(guān)鐵及其化合物的實(shí)驗(yàn)探究
3．下列關(guān)于FeCl3進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)正確的是(　　)
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)
預(yù)測(cè)
A
蒸發(fā)FeCl3溶液
得到FeCl3固體
B
在FeCl3、CuCl2混合液中，加入少量Fe粉
一定有H2產(chǎn)生且有Cu析出
C
用FeCl3固體溶于水配制飽和溶液
會(huì)有Fe(OH)3沉淀產(chǎn)生
D
在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液
有CO2產(chǎn)生，但無
Fe(OH)3沉淀生成
解析：選C。蒸發(fā)FeCl3溶液可促進(jìn)Fe3＋水解，由于HCl易揮發(fā)，最后得到Fe(OH)3，A錯(cuò)；混合液中加入Fe粉時(shí)，不會(huì)有H2產(chǎn)生且Fe應(yīng)先和Fe3＋反應(yīng)，再與Cu2＋反應(yīng)，B錯(cuò)；FeCl3易水解生成Fe(OH)3沉淀，C對(duì)；Fe3＋與HCO發(fā)生水解相互促進(jìn)的反應(yīng)，有CO2和Fe(OH)3沉淀生成，D錯(cuò)。
4．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。
(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加入__________。
(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是__________________________。
(4)下列各圖示中，能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。


解析：(1)Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2＋被氧化。(2)氣體的溶解度隨溫度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2較少。(4)因?yàn)镕e(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理相同，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③的原理為鐵作陽(yáng)極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；⑤中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；④由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。
答案：(1)稀硫酸、鐵屑
(2)煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2
(4)①②③⑤

制備Fe(OH)2的關(guān)鍵與方法
由于Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，在實(shí)驗(yàn)室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。
制備原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。
(1)成功關(guān)鍵
①溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)；
②制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。
(2)制備Fe(OH)2時(shí)常采用的方法
①采用新制備的純亞鐵鹽溶液(Fe2＋易被空氣中的氧氣氧化成Fe3＋)；
②將溶解亞鐵鹽的蒸餾水煮沸(除去溶解的氧氣)；
③將堿直接加到亞鐵鹽溶液的底部[使生成的Fe(OH)2與空氣隔離]；
④在亞鐵鹽溶液的液面上加隔氧劑(如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有機(jī)溶劑)。
　Fe2＋和Fe3＋的性質(zhì)及其檢驗(yàn)方法

[知識(shí)梳理]
1．Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化
(1)Fe2＋的氧化性和還原性
Fe2＋處于鐵的中間價(jià)態(tài)，既有氧化性，又有還原性。在中學(xué)階段接觸Fe2＋的氧化還原反應(yīng)中其主要表現(xiàn)還原性，如Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表現(xiàn)還原性。
(2)Fe3＋的氧化性
Fe3＋處于鐵的高價(jià)態(tài)，表現(xiàn)較強(qiáng)的氧化性，如它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。
(3)Fe2＋與Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化
用離子方程式表示下列轉(zhuǎn)化：
Fe2＋Fe3＋
①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；
②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑；
③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
④Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。
2．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)
(1)Fe2＋的檢驗(yàn)
①取出少量被檢驗(yàn)的溶液，滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再通入Cl2，若變成血紅色溶液，說明有Fe2＋存在(驗(yàn)證時(shí)不能先通氯氣)。
反應(yīng)方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，F(xiàn)e3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血紅色)。
②取出少量被檢驗(yàn)的溶液，加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色絮狀沉淀，白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2＋存在。
反應(yīng)方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)，
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(紅褐色沉淀)。
(2)Fe3＋的檢驗(yàn)
①取出少量被檢驗(yàn)的溶液，加入KSCN溶液，溶液呈血紅色，證明有Fe3＋存在。
反應(yīng)方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血紅色)。
②取出少量被檢驗(yàn)的溶液，加入NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3＋存在。
反應(yīng)方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(紅褐色沉淀)。
[自我檢測(cè)]
1．為了驗(yàn)證Fe3＋的性質(zhì)，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的一組實(shí)驗(yàn)，其中實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的是________。

解析：③CuSO4與FeCl3不反應(yīng)；④生成AgCl白色沉淀，與Fe3＋無關(guān)。
答案：③④
2．如何除去括號(hào)中的雜質(zhì)：
(1)Fe2＋(Fe3＋)：________________；
(2)FeCl3(FeCl2)：________________；
(3)FeCl2(CuCl2)：________________；
(4)Fe(Al)：________________；
(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：________________。
答案：(1)加過量鐵粉，過濾　(2)加氯水(或H2O2)　
(3)加過量鐵粉，過濾　(4)加過量強(qiáng)堿溶液，過濾　
(5)加過量強(qiáng)堿溶液，過濾

　檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋時(shí)的注意事項(xiàng)
(1)檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可以氧化SCN－)。
(2)當(dāng)溶液濃度較稀時(shí)，利用觀察法或加NaOH溶液的方法都不宜檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋的存在。
(3)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。
(4)檢驗(yàn)Fe2＋、Fe3＋的其他方法
①檢驗(yàn)Fe2＋最好、最靈敏的試劑是鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(藍(lán)色)。
②檢驗(yàn)Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液顯紫色。

　(2016·高考全國(guó)卷Ⅱ，28，15分)某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：
(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_______________________________。
(2)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為______________________。
(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是________________________。
(4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；
②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成藍(lán)色沉淀；
③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。
實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是________(填離子符號(hào))；實(shí)驗(yàn)①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號(hào))，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為________________。
(5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________；一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是_________；生成沉淀的原因是______________________ (用平衡移動(dòng)原理解釋)。
[解析]　(1)Fe2＋具有還原性，F(xiàn)eCl2溶液易被氧化而變質(zhì)，配制FeCl2溶液時(shí)加入少量鐵屑，目的是防止Fe2＋被氧化。(2)溶液變紅，說明有Fe3＋生成，則FeCl2溶液與氯水反應(yīng)生成FeCl3，離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)甲組實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)eCl2易被空氣中的O2氧化，會(huì)生成FeCl3，因此實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔絕空氣的作用，從而排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。(4)實(shí)驗(yàn)②中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是檢驗(yàn)Fe2＋。根據(jù)實(shí)驗(yàn)①，CCl4層顯紫色，說明有I2生成，根據(jù)實(shí)驗(yàn)②，生成藍(lán)色沉淀，說明有Fe2＋生成，根據(jù)實(shí)驗(yàn)③，溶液變紅，說明有Fe3＋剩余，I－過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋，由此說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(5)溶液變?yōu)樽攸S色，說明生成了Fe3＋，離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。溶液中有氣泡出現(xiàn)，說明H2O2在Fe3＋的催化作用下發(fā)生了分解反應(yīng)，生成了O2。隨后生成紅褐色沉淀，則沉淀為Fe(OH)3，H2O2分解放出熱量，F(xiàn)e3＋的水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向正反應(yīng)方向不斷進(jìn)行，因此得到Fe(OH)3沉淀。
[答案]　(1)防止Fe2＋被氧化
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)隔絕空氣(排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)
(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反應(yīng)
(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　Fe3＋催化H2O2分解產(chǎn)生O2　H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3＋的水解平衡正向移動(dòng)

(2015·高考上海卷)檢驗(yàn)用硫酸亞鐵制得的硫酸鐵中是否含有硫酸亞鐵，可使用的試劑是(　　)
A．NaOH　　　　　　　　　　 B．KMnO4
C．KSCN D．
解析：選B。A.若加入NaOH，硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的白色Fe(OH)2會(huì)被硫酸鐵發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的紅褐色的Fe(OH)3遮擋，不容易觀察到，因此不能檢驗(yàn)，錯(cuò)誤。B.KMnO4有氧化性，硫酸亞鐵有還原性，會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使KMnO4的紫色褪去，而硫酸鐵不能與KMnO4發(fā)生反應(yīng)，因此可以作為檢驗(yàn)試劑，正確。C.KSCN與硫酸鐵會(huì)發(fā)生反應(yīng)，使溶液變血紅色，而硫酸亞鐵不能反應(yīng)，因此無論硫酸亞鐵是否存在，溶液都變血紅色，因此無法檢驗(yàn)，錯(cuò)誤。D.苯酚與硫酸鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，使溶液變?yōu)樽仙?，而與硫酸亞鐵不能發(fā)生反應(yīng)，無論硫酸亞鐵是否存在，溶液都變紫色，所以不能作為檢驗(yàn)試劑，錯(cuò)誤。

題組一　Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化
1．在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH的稀溶液中加入足量Na2O2固體，充分作用后，再加入過量稀鹽酸，完全反應(yīng)，則離子數(shù)目沒有變化的是(　　)
A．Fe3＋、Al3＋　　　　　　　　 B．Al3＋
C．Fe2＋、NH D．Fe3＋
解析：選B。2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，F(xiàn)e2＋轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀析出，Al3＋轉(zhuǎn)變?yōu)锳lO，NH轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3氣體，NH減少。沒有過濾，再加入過量稀鹽酸，F(xiàn)e(OH)3沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，所以Fe2＋減少，F(xiàn)e3＋增多，AlO再轉(zhuǎn)變?yōu)锳l3＋，幾乎不變。
2．下列除雜的操作不正確的是(　　)
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反應(yīng)后過濾
B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾
C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應(yīng)后過濾
D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反應(yīng)后過濾
解析：選C。FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入MgO與H＋反應(yīng)，上述平衡右移，使Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，A正確；加入過量鐵粉，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2而達(dá)到除雜的目的，B正確；先用H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO與H＋反應(yīng)，將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，D正確；C項(xiàng)中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求。
題組二　Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)
3．下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液，溶液呈血紅色，說明原溶液中不含F(xiàn)e2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，溶液變血紅色，說明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明原溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析：選C。A.原溶液呈血紅色，說明含F(xiàn)e3＋，無法判斷是否含有Fe2＋；B.原溶液 呈血紅色，說明反應(yīng)后溶液中含F(xiàn)e3＋，但Cl2有氧化性，無法判斷原溶液中是含有Fe2＋還是含有Fe3＋；C.原溶液紅褐色沉淀，說明原溶液中含有Fe3＋；D.原溶液白色沉淀―→紅褐色沉淀，說明原溶液中含有Fe2＋，但由于紅褐色的掩蓋，無法說明是否含有Mg2＋。
4．工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：

(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的________吸收。
a．濃H2SO4 b．稀HNO3
c．NaOH溶液 d．氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈血紅色，說明溶液中存在________(填離子符號(hào))，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2＋的方法是______________________ (注明試劑、現(xiàn)象)。
解析：(1)冰銅(mCu2S·nFeS)加入石英砂并通入空氣焙燒生成泡銅(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2氣體(A)。SO2是一種酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈血紅色，說明含有Fe3＋。可利用Fe2＋的還原性來檢驗(yàn)溶液中是否存在Fe2＋，加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，說明還存在Fe2＋。
答案：(1)cd　(2)Fe3＋　另取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，說明還存在Fe2＋

1.含F(xiàn)e3＋、Fe2＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)
（1）Fe3＋的檢驗(yàn)
溶液變血紅色，說明含有Fe3＋
試紙變藍(lán)色，說明含有Fe3＋
(2)Fe2＋的檢驗(yàn)
KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋
溴水褪色，說明含有Fe2＋
2．Fe2＋、Fe3＋性質(zhì)的應(yīng)用
(1)判斷離子共存
①Fe3＋與I－、S2－、SO因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。
②Fe2＋與ClO－、MnO、NO(H＋)等離子因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。
(2)鹽溶液的配制與保存
①Fe2＋的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相應(yīng)的酸，抑制Fe2＋水解。
②Fe3＋的鹽溶液：加少量相應(yīng)的酸抑制Fe3＋水解。
　銅及其化合物的性質(zhì)

[知識(shí)梳理]
1．單質(zhì)銅
(1)物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。
(2)化學(xué)性質(zhì)

寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：
①2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(綠色固體)。
②2Cu＋SCu2S。
③與氧化性酸反應(yīng)
a．與濃硫酸共熱的化學(xué)方程式：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
b．與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
④與鹽溶液反應(yīng)(寫離子方程式)
a．與硝酸銀溶液：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋；
b．與FeCl3溶液：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
2．氧化銅和氧化亞銅
名稱
氧化銅
氧化亞銅
顏色
黑色
磚紅色
與酸反
應(yīng)(H＋)
CuO＋2H＋===
Cu2＋＋H2O
Cu2O＋2H＋===
Cu2＋＋Cu＋H2O
與H2反應(yīng)
CuO＋H2
Cu＋H2O
Cu2O＋H2
2Cu＋H2O
轉(zhuǎn)化關(guān)系
4CuO2Cu2O＋O2↑
3.氫氧化銅
(1)物理性質(zhì)：藍(lán)色不溶于水的固體。
(2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用

4．CuSO4·5H2O
CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬、膽礬。無水CuSO4為白色粉末，遇水變藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)，可作為檢驗(yàn)水的依據(jù)。
[自我檢測(cè)]
1．波爾多液是一種農(nóng)業(yè)上應(yīng)用廣泛的殺菌劑，它是由硫酸銅、生石灰和水按一定比例配成的天藍(lán)色膠狀懸濁液，思考下列問題：
(1)波爾多液能否用鐵桶盛放？為什么？
(2)波爾多液能殺菌的原因是什么？
答案：(1)不能。原因是鐵能置換波爾多液中的Cu2＋，降低殺菌能力。
(2)CuSO4是重金屬鹽，能使蛋白質(zhì)變性。
2．把銅及其化合物的化學(xué)式與其顏色連接起來。

答案：


(1)通常利用反應(yīng)：2Cu＋O22CuO除去混合氣體中的少量O2或用于測(cè)定混合氣體中O2的含量。
(2)無水CuSO4常用作水的檢驗(yàn)劑；由于其吸水效率低，一般不用作干燥劑。
(3)銅可在O2和H＋共存環(huán)境中逐漸溶解，如2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。
(4)溶液中的Cu2＋常為藍(lán)色(濃CuCl2溶液為藍(lán)綠色，稀CuCl2溶液為藍(lán)色)，可作為Cu2＋的判定依據(jù)，如CuSO4溶液呈藍(lán)色。
(5)Cu2＋與堿反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀Cu(OH)2，這是鑒定Cu2＋的原理之一。

　為了比較鐵和銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，某化學(xué)研究小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：
方案
現(xiàn)象或產(chǎn)物
①將鐵片置于CuSO4溶液中
鐵片上有亮紅色物質(zhì)析出
②將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒
產(chǎn)物分別為FeCl3和CuCl2
③將鐵片和銅片分別放入熱的濃硫酸中
產(chǎn)物分別為Fe2(SO4)3和CuSO4
④將鐵片和銅片分別放入稀硫酸中
鐵片上有氣泡逸出，銅片上沒有氣泡逸出
⑤將鐵片和銅片同時(shí)插入盛有稀硫酸的燒杯中，并用導(dǎo)線連接
鐵片逐漸溶解，銅片上有氣泡逸出
能根據(jù)上述現(xiàn)象或產(chǎn)物證明鐵的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)的方案一共有(　　)
A．2種　　　　　　　　　　 B．3種
C．4種 D．5種
[解析]?、勹F能置換出銅，可證明鐵比銅活潑；④鐵能置換出稀硫酸中的氫，而銅不能，可證明鐵比銅活潑；⑤鐵、銅、稀硫酸形成原電池，鐵作負(fù)極，銅作正極，可證明鐵比銅活潑，共有3種方案符合題意，選項(xiàng)B正確。
[答案]　B

(1)已知2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，上述反應(yīng)能否證明鐵比銅活潑？
(2)向FeCl3、CuCl2、FeCl2混合液中插入鋅棒，金屬陽(yáng)離子先后發(fā)生反應(yīng)的順序怎樣？
答案：(1)不能。只證明氧化性：Fe3＋>Cu2＋，還原性：Cu>Fe2＋。
(2)先后發(fā)生反應(yīng)的順序?yàn)镕e3＋、Cu2＋、Fe2＋。

題組一　銅及其化合物的性質(zhì)
1．現(xiàn)有下列五個(gè)轉(zhuǎn)化，其中不能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是(　　)
①SiO2―→Na2SiO3
②CuSO4―→CuCl2
③SiO2―→H2SiO3
④CuO―→Cu(OH)2
⑤Na2O2―→Na2SO4
A．①②　　　　　　　　　　 B．③④
C．②③④ D．②③④⑤
解析：選B。①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；②CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2；③SiO2不溶于水，不能一步生成H2SiO3；④CuO不溶于水，不能一步生成Cu(OH)2；⑤Na2O2＋SO2===Na2SO4。
2．下表中，對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是(　　)
選項(xiàng)
陳述Ⅰ
陳述Ⅱ
判斷
A
銅綠的主要成分是堿式碳酸銅
可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠
Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)Γ粺o
B
銅表面易形成致密的氧化膜
銅容器可以盛放濃硫酸
Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)?；?br /> C
向硫酸銅溶液通入氨氣，有深藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，過濾后灼燒濾渣，最后變成黑色固體
把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表面變黑
Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)?；?br /> D
藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化
硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑
Ⅰ錯(cuò)；Ⅱ?qū)?；無
解析：選D。稀鹽酸可以與Cu2(OH)2CO3反應(yīng)，而不能與Cu反應(yīng)，所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ有因果關(guān)系，A錯(cuò)誤；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng)，所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸，B錯(cuò)誤；硫酸銅與氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正確，但沒有因果關(guān)系，C錯(cuò)誤；藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，CuSO4可用作消毒劑，但與前者沒有因果關(guān)系，D正確。
題組二　銅及其化合物的制備
3．孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3。某同學(xué)設(shè)計(jì)的從孔雀石中冶煉銅的方案如下(假設(shè)孔雀石中雜質(zhì)不溶于水和稀硫酸)：

(1)反應(yīng)①能觀察到的現(xiàn)象是_____________________，
有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。
(2)反應(yīng)②加入的金屬可能是________，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為___________________。
(3)操作a可能的方法是________，欲除掉的雜質(zhì)為________________________；要從操作a所得到的溶液中得到溶質(zhì)的晶體，需要進(jìn)行的操作是________________________。
解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐漸溶解，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且有氣泡產(chǎn)生；反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O。(2)～(3)經(jīng)過濾除去難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì)，則濾液中主要含有CuSO4，加入的金屬粉末能將Cu2＋從溶液中置換出來即可，故金屬可能是Fe或Zn等；要從濾液中得到CuSO4晶體，需進(jìn)行加熱濃縮、冷卻結(jié)晶等操作。
答案：(1)固體逐漸消失，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，有氣泡產(chǎn)生
Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O
(2)鐵粉　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu(答案合理即可)
(3)過濾　難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì)　加熱濃縮、冷卻結(jié)晶
4．某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)精制CuO，其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程為

(1)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒后含有少量銅的可能原因是________。
A．灼燒過程中部分氧化銅被還原
B．灼燒不充分銅未被完全氧化
C．氧化銅在加熱過程中分解生成銅
D．該條件下銅無法被氧氣氧化
(2)由粗制氧化銅通過兩種途徑制取純凈CuO，與途徑Ⅰ相比，途徑Ⅱ有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)有同學(xué)指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一個(gè)環(huán)節(jié)，即應(yīng)先生成Cu(OH)2沉淀，過濾洗滌后再加熱分解Cu(OH)2得CuO。以下說法不可能成為減少該環(huán)節(jié)的理由的是________。
A．CuO比Cu(OH)2顆粒粗大，更易于過濾從溶液中分離
B．Cu(OH)2分解溫度較低，加熱其濁液即可使其分解
C．干態(tài)下分解Cu(OH)2，溫度難以控制，可能因溫度過高導(dǎo)致CuO進(jìn)一步分解生成Cu2O
D．過濾分離出的CuO不需洗滌就已非常純凈
答案：(1)AB　(2)耗酸少，無污染性氣體SO2產(chǎn)生　(3)D

銅的冶煉“三方法”
(1)濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高溫?zé)掋~：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：
2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)
2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
粗銅中銅的含量為99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精煉可得到純度達(dá)99.95%～99.98%的銅。
電解精煉銅的原理是用粗銅作陽(yáng)極，失電子變?yōu)镃u2＋，用純銅棒作陰極即可得到精銅。
(3)生物煉銅：“吃巖石的細(xì)菌”能耐受銅鹽的毒性，并能利用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石，然后把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸銅。
生物煉銅的優(yōu)點(diǎn)：①成本低；②污染?。虎鄯磻?yīng)條件簡(jiǎn)單；④含量(品位)很低的礦石也可以被利用。
[課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)]
一、選擇題
1．唐代中藥學(xué)著作《新修本草》中，有關(guān)于“青礬”的記錄為“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃……燒之赤色”。據(jù)此推測(cè)，“青礬”的主要成分為(　　)
A．CuSO4·5H2O
B．FeSO4·7H2O
C．KAl(SO4)2·12H2O
D．Fe2(SO4)3·9H2O
解析：選B。 “青礬”的描述為“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃…燒之赤色”，青礬是綠色，經(jīng)煅燒后，分解成粒度非常細(xì)而活性又很強(qiáng)的Fe2O3超細(xì)粉末，為紅色。A中CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體；B中FeSO4·7H2O是綠色晶體；C中KAl(SO4)2·12H2O是無色晶體；D中Fe2(SO4)3·9H2O為黃色晶體，所以判斷“青礬”的主要成分為FeSO4·7H2O。
2．下列關(guān)于鐵及其化合物的說法中正確的是(　　)
A．氯化亞鐵溶液保存時(shí)加少量鹽酸，是為了防止其被氧化
B．將氯化鐵溶液直接蒸干可得到無水氯化鐵
C．通入氯氣可除去硫酸鐵中少量硫酸亞鐵雜質(zhì)
D．用磁鐵吸引可分離鐵粉和銅粉
解析：選D。A項(xiàng)加少量鹽酸是為了抑制亞鐵離子水解，錯(cuò)誤；B項(xiàng)應(yīng)該在HCl氣流中蒸干，錯(cuò)誤；C項(xiàng)通入氯氣會(huì)引入新雜質(zhì)Cl－，錯(cuò)誤。
3．下列物質(zhì)不能通過化合反應(yīng)直接制得的是(　　)
A．FeCl2　　　　　　　　　　 B．NaHSO3
C．Cu(OH)2 D．Fe(OH)3
解析：選C。C項(xiàng)，氧化銅和水不能反應(yīng)。D項(xiàng)，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
4．(2018·滄州高三模擬)鐵片投入下列溶液后，鐵片質(zhì)量減少，但無氣體產(chǎn)生的是(　　)
A．冷濃HNO3 B．Cu(NO3)2溶液
C．稀硫酸 D．Fe(NO3)3溶液
解析：選D。Fe在冷濃硝酸中鈍化，鐵片質(zhì)量增加；Fe和Cu(NO3)2反應(yīng)，在Fe片上附有Cu，鐵片質(zhì)量增加；Fe和稀H2SO4反應(yīng)有H2產(chǎn)生；Fe與Fe(NO3)3反應(yīng)無氣體放出，生成Fe(NO3)2，鐵片質(zhì)量減少。
5．在實(shí)驗(yàn)室里用鐵屑、氧化銅、稀硫酸為原料制備銅，有下列兩種途徑：
(1)FeH2Cu；
(2)CuOCuSO4Cu。
若用這兩種方法制得的銅質(zhì)量相等，則下列有關(guān)說法符合實(shí)際情況的是(　　)
A．消耗氧化銅的質(zhì)量不同
B．消耗鐵的質(zhì)量相同
C．消耗硫酸的質(zhì)量相同
D．生成硫酸亞鐵的質(zhì)量不同
解析：選D。途徑(1)中用H2還原CuO時(shí)，實(shí)驗(yàn)前需先通H2排出裝置中的空氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)要繼續(xù)通H2至試管冷卻，故利用途徑(1)制取1 mol Cu，消耗的H2大于 1 mol，即Fe和H2SO4的消耗量均為(1)>(2)，生成FeSO4的質(zhì)量(1)>(2)，但兩種途徑中消耗CuO的質(zhì)量相等。
6．下列各組物質(zhì)中，X是主體物質(zhì)，Y是少量雜質(zhì)，Z是為除去雜質(zhì)所要加入的試劑，其中所加試劑正確的一組是(　　)
選項(xiàng)
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
FeSO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Fe2(SO4)3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
Cu
解析：選C。Cl2與FeCl2反應(yīng)，A錯(cuò)誤；Fe與FeCl3、CuCl2均反應(yīng)，B錯(cuò)誤；D項(xiàng)有新的雜質(zhì)CuSO4生成，D錯(cuò)誤。
7．(2018·河北三市聯(lián)考)化學(xué)美無處不在，如圖是物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的顏色變化，其中物質(zhì)a、b、c、d對(duì)應(yīng)的物質(zhì)正確的是(　　)

選項(xiàng)
物質(zhì)a
物質(zhì)b
物質(zhì)c
物質(zhì)d
A
Cu2(OH)2CO3
Ba(OH)2
Fe(OH)3
酚酞試液
B
CuO
NaAlO2
Fe2O3
紫色石蕊試液
C
Cu2O
BaCl2
Fe2O3和Cu
酚酞試液
D
Cu(OH)2
Ba(NO3)2
Fe(OH)2
紫色石蕊試液
解析：選D。稀硫酸與Fe(OH)3、Fe2O3反應(yīng)得到的Fe2(SO4)3溶液呈棕黃色，稀硫酸遇酚酞試液顯無色，A、B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤；稀硫酸與Cu(OH)2反應(yīng)得到的CuSO4溶液呈藍(lán)色，稀硫酸與Ba(NO3)2反應(yīng)得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸與Fe(OH)2反應(yīng)得到的FeSO4溶液呈淺綠色，稀硫酸遇紫色石蕊試液變紅，D項(xiàng)正確。
8．將1.12 g鐵粉加入25 mL 2 mol·L－1氯化鐵溶液中，充分反應(yīng)后，其結(jié)果是(　　)
A．鐵有剩余，溶液呈淺綠色，Cl－濃度基本不變
B．向溶液中滴入無色KSCN溶液，顯血紅色
C．Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為5∶1
D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶5
解析：選B。n(Fe)＝＝0.02 mol，n(Fe3＋)＝0.025 L×2 mol·L－1＝0.05 mol，由反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知Fe3＋過量，加入KSCN顯血紅色，溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06 mol，溶液中剩余n(Fe3＋)＝0.05 mol－2n(Fe)＝0.01 mol，即Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為6∶1；氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2?！?br /> 9．通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析推理得出正確的結(jié)論是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。對(duì)下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)的解釋正確的是(　　)
選項(xiàng)
操作與現(xiàn)象
解釋
A
向淀粉-KI溶液中加入FeCl3溶液，溶液變藍(lán)
Fe3＋能與淀粉發(fā)生顯色反應(yīng)
B
把生鐵放置于潮濕的空氣中，鐵表面有一層紅棕色的斑點(diǎn)
鐵在潮濕的空氣中易生成Fe(OH)3
C
向稀硝酸中加入少量鐵粉，有氣泡產(chǎn)生
說明Fe置換出硝酸中的氫，生成了氫氣
D
新制Fe(OH)2露置于空氣中一段時(shí)間，白色物質(zhì)變成了紅褐色
說明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
解析：選D。A項(xiàng)中Fe3＋將I－氧化為I2，碘遇淀粉變藍(lán)；B項(xiàng)中紅棕色斑點(diǎn)是Fe2O3；C項(xiàng)中鐵與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為NO。
10．下列說法中正確的個(gè)數(shù)為(　　)
①氫氣通過灼熱的CuO粉末反應(yīng)后固體物質(zhì)增重
②用CuCl2溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)，燈泡發(fā)光是因?yàn)镃uCl2Cu2＋＋2Cl－
③Cu溶于稀HNO3的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
④常溫下，Cu既能與FeCl3溶液反應(yīng)又能與濃硝酸反應(yīng)
A．1　　　　　　　　　　　　 B．2
C．3 D．4
解析：選B。①中，CuO(s)―→Cu(s)，固體物質(zhì)質(zhì)量減少，錯(cuò)誤；②中，用CuCl2溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)質(zhì)是電解CuCl2溶液，其電解化學(xué)方程式為CuCl2Cu＋Cl2↑，錯(cuò)誤；③④正確。
11．在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2＋的物質(zhì)的量濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間關(guān)系如圖所示，則原混合溶液中Fe(NO3)3與Cu(NO3)2的物質(zhì)的量濃度之比為(　　)

A．3∶1 B．1∶2
C．2∶1 D．1∶1
解析：選C。由離子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，結(jié)合圖像可知，c(Fe2＋)的大小范圍在 0～3 mol·L－1變化快，3 mol·L－1是拐點(diǎn)，此前發(fā)生2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，在3～4 mol·L－1范圍內(nèi)變化時(shí)發(fā)生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，兩階段消耗Fe的量相同。由化學(xué)方程式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可得，n(Fe3＋)＝2n(Fe)，由化學(xué)方程式Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu可得，n(Cu2＋)＝n(Fe)，故原溶液中c(Fe3＋)∶c(Cu2＋)＝2∶1。
二、非選擇題
12．根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答有關(guān)問題。

(1)淺綠色溶液D主要成分的化學(xué)式為________，試劑1是________。
(2)下列物質(zhì)不能作為試劑2的是________(填序號(hào))。
a．Cl2 b．新制氯水
c．濃硫酸 d．S
e．硝酸
(3)固體A溶于稀鹽酸的化學(xué)方程式為____________________________________。
(4)溶液C到溶液F紅色加深的原因是__________________。
(5)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)向E中加入了過量的一種固體物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)棕黃色褪去，現(xiàn)對(duì)褪色原因進(jìn)行探究。提出你的假設(shè)：____________________；為了對(duì)你所提出的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是___________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：從框圖可知，F(xiàn)e和稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl2溶液，為淺綠色，即D的主要成分為FeCl2，加入試劑2后變?yōu)樽攸S色溶液，聯(lián)想最終變成深紅色溶液F(硫氰化鐵溶液)，可以推斷溶液E的主要成分為Fe3＋，試劑2為強(qiáng)氧化劑，S不符合條件。Fe與H2O(g)反應(yīng)生成固體Fe3O4，F(xiàn)e3O4與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，所以溶液B為FeCl3和FeCl2的混合溶液，加入試劑1(KSCN溶液)后，F(xiàn)e3＋變成Fe(SCN)3，加入試劑2(強(qiáng)氧化劑)，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Fe(SCN)3，所以溶液紅色加深。
答案：(1)FeCl2　KSCN溶液
(2)d　(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O
(4)溶液中的Fe2＋被氧化劑氧化成Fe3＋，使Fe3＋濃度增大，從而生成更多的硫氰化鐵使紅色加深
(5)加入還原劑將Fe3＋還原　用膠頭滴管取少量棕黃色褪去后的溶液于試管中，滴加少量KSCN溶液，再加入幾滴氯水。如果溶液開始不出現(xiàn)血紅色，加氯水后出現(xiàn)血紅色，則說明假設(shè)正確；若溶液不變血紅色，則假設(shè)不正確
13．(2017·高考江蘇卷)堿式氯化銅是重要的無機(jī)殺菌劑。堿式氯化銅有多種制備方法：
(1)方法1: 45～50 ℃時(shí)，向CuCl懸濁液中持續(xù)通入空氣得到Cu2 (OH)2 Cl2·3H2O, 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________。
(2)方法2: 先制得CuCl2，再與石灰乳反應(yīng)生成堿式氯化銅。Cu與稀鹽酸在持續(xù)通入空氣的條件下反應(yīng)生成CuCl2，F(xiàn)e3＋對(duì)該反應(yīng)有催化作用，其催化原理如圖所示。 M′的化學(xué)式為________________。

解析：(1)在H2O存在的條件下，CuCl能被空氣中的O2氧化生成Cu2(OH)2Cl2·3H2O，根據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(2)由題圖知，O2氧化M′生成M，根據(jù)題意“Fe3＋對(duì)該反應(yīng)有催化作用”，則M′為Fe2＋。
答案：(1)4CuCl＋O2＋8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O
(2)Fe2＋
14．Fe3O4是重要的化學(xué)試劑，鐵粉在氧氣中燃燒是制取它最為常見和快捷的方法。圖1是制取四氧化三鐵的系列裝置，A裝置用于制取二氧化碳?xì)怏w，并要求氣流穩(wěn)定，流速可控。


請(qǐng)回答下列問題：
(1)圖2中儀器a的名稱是________。
(2)根據(jù)題目要求，在圖2中最好選擇________(填序號(hào))作為A裝置。
(3)對(duì)圖2中裝置①進(jìn)行氣密性檢查的方法是______________________________________
____________________，向分液漏斗中加足量水，過一會(huì)，水不再下滴，說明裝置①的氣密性良好。
(4)在B裝置中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________。
(5)當(dāng)產(chǎn)生的氣體與事先預(yù)熱的鐵粉接觸時(shí)，在硬質(zhì)玻璃管中將觀察到的明顯現(xiàn)象是________________________________________________________________________。
(6)反應(yīng)一段時(shí)間后，若將硬質(zhì)玻璃管中的固體粉末用鹽酸溶解，取少許溶液于試管中，加入淀粉-KI溶液，沒有藍(lán)色出現(xiàn)，推測(cè)固體粉末中除Fe3O4外，一定有________________________________________________________________________。
(7)若鐵粉被完全消耗，某同學(xué)為確定生成物中有＋2價(jià)鐵，取少量生成物于試管中，加入適量的稀硫酸溶解。
①寫出溶解過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
②寫出確定＋2價(jià)鐵所用試劑名稱、操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論：__________
________________________________________________________________________。
解析：(1)圖2中儀器a為長(zhǎng)頸漏斗。(2)圖2中三個(gè)裝置只有③可以達(dá)到氣流穩(wěn)定、流速可控的目的。(3)檢查裝置①的氣密性時(shí)需用止水夾夾住橡膠管，確保裝置中密封住一定體積的氣體。(4)B裝置中Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2。(5)在硬質(zhì)玻璃管中鐵粉與O2劇烈反應(yīng)，并有火星產(chǎn)生。(6)加入淀粉-KI溶液沒有出現(xiàn)藍(lán)色，說明溶液中沒有Fe3＋，即生成物中除了有Fe3O4外，還有鐵粉剩余，F(xiàn)e3O4溶于鹽酸生成的Fe3＋被Fe還原為Fe2＋。(7)①Fe3O4溶于稀硫酸生成Fe3＋和Fe2＋，其離子方程式為Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。②檢驗(yàn)溶液中含有Fe2＋，可用K3[Fe(CN)6]溶液或酸性高錳酸鉀溶液。
答案：(1)長(zhǎng)頸漏斗　(2)③　(3)用止水夾夾緊橡膠管
(4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(5)鐵粉劇烈燃燒，火星四射　(6)鐵粉　(7)①Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O?、谟眯≡嚬苋∩倭咳芤海蚱渲兄鸬渭尤隟3[Fe(CN)6]溶液，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，說明有＋2價(jià)鐵存在(或用小試管取少量酸性高錳酸鉀溶液，滴入幾滴題述溶液，若紫紅色變淺，說明有＋2價(jià)鐵存在)

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