1、栏目索引北京版北京版 化学化学第七讲铁、铜及其化合物栏目索引题组一铁及其化合物1.金属概述(1)金属元素包括部分主族元素、全部副族元素和第族元素;它们集中排在元素周期表的左下方。金属元素的原子半径比同周期的非金属元素的原子半径大;其原子的最外层电子数一般少于4;易失去最外层电子,成为金属阳离子。常温下,除汞是液体外,其余金属都是固体。大多数金属呈银白色,不透明,有金属光泽,有延展性,一般都是电和热的良导体。(2)合金是金属与金属或金属与非金属熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。一般来说,合金的熔点比其成分金属低,硬度、强度比其成教材研读教材研读栏目索引分金属大。2.铁及其化合物(1)铁位于周
2、期表中第四周期第族,是一种应用最广泛的过渡金属元素;铁元素是一种变价金属元素,通常显+2价和+3价;其原子结构示意图为。(2)铁的化学性质常温下,铁单质比较活泼,具有较强的还原性,遇一般的氧化剂如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等被氧化为+2价;遇强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等被氧化为+3价。但在常温下遇浓H2SO4、浓HNO3会发生钝栏目索引化。1)与O2等非金属单质反应3Fe+2O2Fe3O42)与H2O反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H23)与酸反应a.与非氧化性强酸反应Fe+2H+Fe2+H2栏目索引b.与氧化性酸(硝酸、浓硫酸等)反应Fe+6HNO
3、3(浓)Fe(NO3)3+3NO2+3H2O2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O4)与某些盐溶液(如FeCl3、CuSO4溶液等)反应Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+Cu2+Cu+Fe2+3.铁的氧化物铁和O2在不同的条件下反应,所生成的氧化物不同,通常有FeO、Fe2O3、Fe3O4三种。其中,氧化亚铁是黑色粉末;氧化铁是红棕色粉末;四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体,它是一种结构较复杂的氧化物,可以看做栏目索引FeOFe2O3,其中有1/3的铁元素显+2价,有2/3的铁元素显+3价。三种氧化物都可以和强酸反应,如:Fe3O4+8H+Fe2+2Fe3+4H2O。三种
4、氧化物都可在高温条件下与CO、H2、Al等具有还原性的物质反应。如:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。4.铁的氢氧化物Fe(OH)2是白色絮状物,易被空气中的氧气氧化,生成Fe(OH)3,颜色由白色变为灰绿色,最后变为红褐色。其反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。Fe(OH)2、Fe(OH)3都是弱碱,均能溶于强酸。Fe(OH)2、Fe(OH)3均不稳定,受热易分解。栏目索引5.铁盐、亚铁盐Fe2+在水溶液中较易水解,使溶液变浑浊;又易被氧化,生成Fe3+,所以在保存Fe2+的溶液时,应在溶液中放入少量相应的酸和铁屑,以抑制Fe2+水解和被氧化。栏目索引题组二铜及
5、其化合物1.常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气中易被腐蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。有关化学方程式为:2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3。2.加热条件下,铜能跟许多非金属单质发生反应,写出下列反应的化学方程式:铜在空气中加热:2Cu+O22CuO。铜丝在氯气中燃烧:Cu+Cl2CuCl2。栏目索引3.铜的制备和精炼(1)湿法炼铜:Fe+CuSO4FeSO4+Cu。(2)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)。2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣),2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2。粗
6、铜中铜的含量为99.5%99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质,粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%99.98%的纯铜。栏目索引题组一铁及其化合物1.为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,向滤液中加入适量盐酸,这种试剂是()A.NH3H2OB.NaOHC.Na2CO3D.MgCO3答案DFe3+在水溶液中存在水解平衡Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+,加入的MgCO3会与H+反应,使平衡右移,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,因此选D。栏目索引2.下列叙述正确的是()A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程B.将水库中的水闸(钢
7、板)与外加直流电源的负极相连,正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀C.合金的熔点都高于它的成分金属,合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强D.铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e-Fe3+,继而形成铁锈答案B金属腐蚀是金属失去电子被氧化的过程;合金的熔点一般比各成分金属的熔点低;铁铆钉与铜板在潮湿的环境里构成了原电池,铁作负极被腐蚀,发生反应Fe-2e-Fe2+。栏目索引3.下列有关化学用语的叙述正确的是()A.硫酸铝水解的化学方程式是:Al2(SO4)3+3H2O2Al(OH)3+3H2SO4B.铜跟浓硝酸反应的离子方程式是:Cu+4HNO3(浓)Cu2+2N+2NO2+2H2O
8、C.钢铁发生吸氧腐蚀时,负极发生的电极反应为:2H2O+O2+4e-4OH-D.氢氧化亚铁在空气中久置变成红褐色沉淀的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3答案DA项,应为Al2(SO4)3+6H2O2Al(OH)3+3H2SO4;B项,应为Cu+3O4H+2NCu2+2NO2+2H2O;C项,负极反应应为Fe-2e-Fe2+。3O栏目索引4.向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100mL1molL-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况)气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的
9、质量是()A.11.2gB.5.6gC.2.8gD.无法计算答案C根据题意可知,FeO、Fe、Fe3O4的混合物与100mL1molL-1的盐酸反应,最终生成FeCl2,则n(FeCl2)=n(HCl)=0.1L1molL-1=0.05mol,故相同质量的该混合物用足量CO还原,得到铁的质量m(Fe)=0.05mol56gmol-1=2.8g。1212栏目索引5.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是()A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg
10、2+C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+答案D加入NaOH溶液开始有白色沉淀生成,则无Fe3+;白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,则一定含Fe2+;Mg2+是否存在不能确定。栏目索引6.纯铁的实际使用范围非常有限,人们大量使用的是铁的合金。以下关于碳素钢和合金钢的说法中,你认为错误的是()A.二者的组成元素不相同B.它们的性能不同C.二者的主要组成元素是铁,因此化学性质完全相同D.二者性能不同,说明成分金属元素的种类以及含量对合金的性能会产生极大的影响答案C碳素钢是铁和碳的合金,如果在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍等元素就得
11、到合金钢,可见二者组成元素不相同,故A正确。碳素钢与合金钢的性能不同,B正确。由于组成元素不完全相同,因此化学性质不完全相同,故C错误。二者性能不同取决于组成元素的种类及含量不同,故D正确。栏目索引题组二铜及其化合物7.下列说法中,正确的是()A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属B.金、银、铜是应用最广泛的金属材料C.钛被誉为“21世纪的金属”,应用前景很广阔D.铜是导电性、导热性最好的有色金属答案C人类在生产、生活中最早使用的金属是铜而不是铁;应用最广泛的金属材料应是黑色金属材料,即铁、锰、铬以及它们的合金,而不是金、银、铜等有色金属材料;金属钛性能优良、蕴藏量大,应用前景广阔,被誉为“
12、21世纪的金属”;银的导电性、导热性是金属中最好的,铜的导电性、导热性仅次于银。栏目索引8.现代建筑的门窗框架常用表面加工成古铜色的铝合金,这种铝合金的成分可能是()A.Al-SiB.Al-Cu-Mg-SiC.Al-MgD.表面镀铜的铝答案B根据信息中的“古铜色”可判断出B正确。注意D不是合金。栏目索引9.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生反应2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是()A.烧杯中铁、铜都有B.烧杯中铁、铜都无C.烧杯中有铜无铁D.烧杯中有铁无铜答案D烧杯中如果无铜,就说明铜已经反应完
13、全了,而铁的还原性比铜的强,在铁、铜同时存在时,应是铁先被氧化,故D项结果不可能出现。栏目索引重难一Fe2+、Fe3+的检验典例1(2014江西红色六校联考)硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如下图所示)。下列说法错误的是()A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体,可用作净水剂重难突破重难突破B.为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大栏目索引B.为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行C.可用KSCN溶液检
14、验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大考查内容盐的水解,Fe3+的检验,盐的溶解度大小的比较。解题关键掌握常见重要物质的性质,能够应用相关知识解决实际问题。解析硫酸亚铁和硫酸铵的混合溶液经冷却结晶析出硫酸亚铁铵晶体,即硫酸亚铁铵的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的小,选项D错误。答案D栏目索引1-1某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性,请回答下列问题:.除胶头滴管外,你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是。.请帮他们完成以下实验报告:(1)实验目的:。(2)试剂:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。(3)
15、实验记录(划斜线部分不必填写):栏目索引序号实验内容在FeCl2溶液中滴入适量氯水在FeCl2溶液中加入锌片在FeCl3溶液中加入足量铁粉实验现象溶液由浅绿色变为棕黄色离子方程式Zn+Fe2+Zn2+FeFe+2Fe3+3Fe2+实验结论Fe2+具有还原性 Fe3+具有氧化性 Fe3+具有氧化性栏目索引(4)实验结论:Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性又有还原性。(5)联想发散:简述Fe2+的检验方法:。将FeCl2溶液加热蒸干并灼烧,最后得到的固态物质是,原因是。答案.试管.(1)探究铁及其化合物的氧化性和还原性栏目索引(3)Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+Fe2+
16、具有氧化性铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色在FeCl3溶液中加入铜片(5)取适量待测液于试管中,滴加少量KSCN溶液,无红色出现,在混合液中滴入少量氯水,溶液变为红色,则证明有Fe2+(或其他合理答案)Fe2O3在FeCl2溶液中存在水解平衡FeCl2+2H2OFe(OH)2+2HCl,加热时,HCl挥发,平衡右移,生成的氢氧化亚铁很快被氧气氧化成氢氧化铁,灼烧时氢氧化铁分解产生固态物质Fe2O3解析(5)检验Fe2+的方法有多种,例如取适量待测液,加入NaOH溶液,若看到生成白色沉淀,白色沉淀立即变为灰绿色,最后变为红褐色,则证明待测液中含有Fe2+;再如,取适量待测液,加入KSCN溶液
17、,不会出现红色,然后栏目索引滴加适量氯水,得到红色溶液,则证明待测液中含有Fe2+。将FeCl2溶液加热蒸干的过程中,HCl挥发,促使Fe2+的水解平衡向右移动,生成的氢氧化亚铁很快被氧气氧化成氢氧化铁,灼烧时氢氧化铁分解产生固态物质Fe2O3。栏目索引1-2某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究:将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出“该催化剂中铁元素的价态为+3”的结论。(1)请指出该结论是否合理并说明理由。(2)请完成对铁元素价态的探究:限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯
18、、试管夹;3molL-1H2SO4溶液、3%H2O2溶液、6molL-1HNO3溶液、0.01molL-1KMnO4溶液、NaOH稀溶液、0.1molL-1KI溶液、20%KSCN溶液、蒸馏栏目索引水。提出合理假设假设1:;假设2:;假设3:。设计实验方案证明你的假设实验过程根据的实验方案,进行实验。请按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。栏目索引实验操作预期现象与结论步骤1:步骤2:步骤3:栏目索引答案(1)不合理。实验设计不合理,因为硝酸会氧化催化剂中可能存在的二价铁,所以从实验结果只能判断样品溶解后的溶液中存在三价铁而不能确定样品中铁元素的价态(2)催化剂中铁元素全部为+3价催化剂
19、中铁元素全部为+2价催化剂中铁元素同时存在+2价与+3价栏目索引实验操作预期现象与结论步骤1:用取一定量3molL-1H2SO4溶液于试管中,数分钟以除去溶于其中的氧步骤2:用取少量样品于中,用加入适量的3molL-1H2SO4溶液并加热,充分反应后得A溶液固体溶解,溶液颜色有变化步骤3:取少许A溶液于中,滴加20%KSCN溶液,振荡a.若溶液不呈红色,则假设2成立b.若溶液呈红色,则假设1或假设3成立滴管加热煮沸药匙试管滴管除氧试管1 2滴步骤4:另取少许A溶液于中,滴加0.01molL-1KMnO4溶液,振荡结合步骤3中的b:a.若溶液呈紫红色,则假设1成立b.若溶液紫红色变浅或褪去,则假
20、设3成立试管1 2滴栏目索引解析(1)稀HNO3能把Fe2+氧化成Fe3+。(2)铁的氧化物中铁元素有+2、+3两种价态,因此催化剂中铁元素的价态有三种情况;实验方案的设计主要考虑两个方面:一是催化剂的溶解,溶解时要防止Fe2+被氧化,不能用氧化性酸如HNO3,尽量减少溶液和氧气的接触;二是铁元素形成的离子的检验,Fe3+可用KSCN溶液检验,Fe2+可用KMnO4溶液检验。栏目索引Fe2+、Fe3+的检验1.直接观察颜色含Fe2+的溶液呈浅绿色,含Fe3+的溶液呈棕黄色。2.利用显色反应(1)(2)栏目索引(3)3.利用生成的氢氧化物沉淀的颜色4.利用Fe3+的氧化性(1)栏目索引(2)(3
21、)5.利用Fe2+的还原性(1)(2)栏目索引一、FeCl3变色总结1.向FeCl3溶液中加入几滴KSCN溶液后呈红色;2.FeCl3溶液能使紫色石蕊试液变为红色;3.FeCl3与NaOH溶液反应,生成红褐色沉淀;4.向FeCl3溶液中通入H2S气体,生成淡黄色沉淀;5.向FeCl3溶液中加入几滴Na2S溶液,生成淡黄色沉淀,当加入的Na2S溶液过量时,又生成黑色沉淀;6.向FeCl3溶液中加入过量Fe粉,溶液变成浅绿色;栏目索引7.向FeCl3溶液中加入过量Cu粉,溶液变成蓝绿色;8.将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中,溶液变为蓝色;9.向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液,溶液变成紫色;10
22、.将FeCl3溶液滴入到AgNO3溶液中,生成白色沉淀;11.将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合,放出气体,生成红褐色沉淀;12.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,生成红褐色Fe(OH)3胶体。二、“铁三角”及举例栏目索引FeO+H2Fe+H2OFe+2HClFeCl2+H22FeCl2+Cl22FeCl32FeCl3+Fe3FeCl2Fe2O3+3CO2Fe+3CO22Fe+3Cl22FeCl3在应用时要弄清两点:一是反应的条件和环境(否则记忆方程式无意义);二是要从氧化性、还原性的强弱考虑反应能否进行。Fe3+具有氧化性,可与I-、S2-(H2S)、S(SO2、H2SO3)等常见的具有还
23、原性的微粒反应。Fe2+主要表现还原性,可与HNO3、KMnO4、Cl2等常见的具有氧化性的微粒反应。23O栏目索引重难二守恒法在化学计算中的应用典例2将51.2gCu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8mol,这些气体恰好能被500mL2mol/LNaOH溶液完全吸收,生成的盐溶液中NaNO3的物质的量为(已知:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O;NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O)()A.0.2molB.0.4molC.0.6molD.0.8mol考查内容守恒法在化学计算中的应用。解题关键根据得失电子守恒及原子守恒分别
24、列出等式,联立成方程组,求解。栏目索引解析整个反应过程中Cu失电子生成Cu2+,N得电子生成N。设NaNO3、NaNO2的物质的量分别为x和y,则据得失电子守恒有2y=2=1.6mol,据钠原子守恒有x+y=0.5L2.0mol/L=1mol,二式联立解得x=0.2mol,故选A。答案A3O2O51.2g64g/mol栏目索引2-1为测定一小块铁铝合金样品的含铝量,现先将其溶于足量盐酸中,再向其中加入足量的烧碱溶液,待沉淀全部转化为红褐色时过滤,洗涤。将沉淀物在空气中灼烧,最后得到红棕色粉末,经称量知其质量跟原合金的质量相等。合金中铝的质量分数为()A.70%B.30%C.54%D.无法计算答
25、案B解析因铁铝合金中的铁最终全部转化到红棕色粉末Fe2O3中,且合金的质量与Fe2O3的质量相等,根据质量守恒可知,合金中铝的质量分数与Fe2O3中氧的质量分数相等,即(Al)=(O)=100%=30%。3 16160栏目索引2-2将16gFe2O3投入到300mL某浓度的稀硫酸中,再投入14gFe粉,共收集到标准状况下的H23.36L,同时Fe和Fe2O3均无剩余。经检验溶液中无Fe3+,为了中和过量的H2SO4,且使Fe2+完全转化成Fe(OH)2沉淀,共消耗2molL-1的NaOH溶液600mL。则原稀H2SO4中H2SO4的物质的量浓度为()A.1.1molL-1B.1.8molL-1
26、C.2molL-1D.2.4molL-1答案C解析最终所得溶液为Na2SO4溶液。Na+来自NaOH,S来自H2SO4。根据电荷守恒有:2molL-1L1=c(S)L2,c(S)=2molL-1。所以c(H2SO4)=24O600100024O300100024O2molL-1。栏目索引2-3将3.48gFe3O4完全溶解在100mL1molL-1硫酸中,然后加入K2Cr2O7溶液25mL,恰好使溶液中的Fe2+全部转化为Fe3+,Cr2全部被还原为Cr3+,则K2Cr2O7溶液中溶质的物质的量浓度为()A.0.05molL-1B.0.1molL-1C.0.2molL-1D.0.3molL-1
27、答案B解析n(Fe3O4)=0.015mol,因Fe3O4可以看做FeOFe2O3,所以,n(Fe2+)=n(Fe3O4)=0.015mol。设K2Cr2O7的物质的量浓度为x,根据得失电子守恒可得:0.015mol1=xL6,求出x=0.1molL-1。27O13.48g232g mol251000栏目索引守恒法在化学计算中的应用守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧,也是解题中应用最多的方法之一。其特点是抓住有关变化的始态和终态,忽略中间过程,利用其中某种不变量建立关系式,从而简化思路,快速解题。守恒法主要包括质量守恒法、原子守恒法、电荷守恒法、得失电子守恒法等。1.质量守恒法质量守
28、恒主要包括两项内容:质量守恒定律;化学反应前后某原子(或原子团)的质量不变。栏目索引2.原子守恒法原子守恒主要指系列反应中某原子(或原子团)个数(或物质的量)不变,以此为基础可求出与该原子(或原子团)相关联的某些物质的数量(或质量)。3.电荷守恒法电荷守恒即溶液中阳离子所带的正电荷总数=阴离子所带的负电荷总数。常见的电荷守恒有以下几种情况:化合物化学式中存在的电中性原则(正、负化合价代数和为0);离子反应中的电荷守恒(反应前后净电荷数相等);电解质溶液中存在的电荷守恒(阴、阳离子电荷总数相等)。4.得失电子守恒法化学反应中(或系列化学反应中),氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数。栏目索引重难三
29、与铜及其化合物相关的实验问题典例3孔雀石的主要成分为xCuCO3yCu(OH)2zH2O,为测定其中CuCO3的质量分数,称取ag样品进行实验。下列实验方案可行的是()A.充分加热样品,用碱石灰吸收逸出气体,增重bgB.加热至样品质量不再发生变化,称得其质量为bgC.向样品中加入足量的稀盐酸,用排水法收集逸出气体,得bmL气体D.向样品中加入足量的稀盐酸,充分反应,将生成的气体全部通入到足量Ba(OH)2溶液中,过滤、洗涤、烘干,得bg固体栏目索引考查内容碱式碳酸铜的性质,实验方案的评价。解题关键实验方案可行性的判断首先要看原理是否合理;其次要看实际操作是否能准确进行,会不会产生较大误差;三看
30、方案中是否存在不安全、不环保的问题。解析A项,被碱石灰吸收的不仅有CO2,还有H2O(g);B项,发生的反应为:xCuCO3yCu(OH)2zH2O(x+y)CuO+xCO2+(z+y)H2O,由反应后的固体质量不能计算出CuCO3的质量分数;C项,生成的CO2能溶于水,不应用排水法收集;D项,样品与H+反应产生的CO2被Ba(OH)2吸收生成BaCO3沉淀,由沉淀的质量可计算出CuCO3的质量分数。答案D栏目索引3-1孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO45H2O及CaCO3,步骤如下:请回答下列问题:(1)溶液A中的金属离子有Cu
31、2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂为(填代号),检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为(填代号)。栏目索引a.KMnO4b.(NH4)2Sc.H2O2d.KSCN(2)由溶液C获得CuSO45H2O,需要经过加热蒸发、过滤等操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是。(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出,应选用下列装置回收(填代号)。栏目索引(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时视线应,直到。用KMnO4标准溶液滴定时应选用滴定管(填“酸式”或
32、“碱式”)。答案(1)cd(2)冷却结晶引流(3)NH3H2Ob(4)平视凹液面(或平视刻度线)凹液面的最低点与刻度线相切酸式解析(1)分析可知试剂应为氧化剂,其作用是将Fe2+氧化为Fe3+且不能引入新的杂质,故为H2O2;KSCN与Fe3+反应呈明显的红色,常用KSCN溶液检验Fe3+。栏目索引(2)由溶液到晶体的基本操作是加热蒸发、冷却结晶、过滤等;在过滤操作中用到的玻璃仪器除烧杯、漏斗外,还用到玻璃棒,它的主要作用是引流。(3)应先向CaCl2溶液中加入碱性物质,故应加NH3H2O。NH3的溶解度很大,应选用一套防止倒吸的装置,故选用b。(4)配制标准溶液在定容时,应平视凹液面;KMn
33、O4溶液具有强氧化性,能氧化碱式滴定管中的橡胶管,故选用酸式滴定管。栏目索引3-2某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了如下系列实验。【实验1】铜与浓硫酸反应,实验装置(部分夹持仪器已略)如下图所示。实验步骤:栏目索引先连接好装置,检查气密性,加入试剂;加热A试管直到B中品红溶液褪色,熄灭酒精灯;将铜丝上提离开液面。(1)装置A中发生反应的化学方程式为。(2)熄灭酒精灯后,因为有导管D的存在,B中的液体不会倒吸,其原因是。(3)拆除装置前,不需打开橡胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是。【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外,在铜丝表面还产生黑栏目索引色固体甲,
34、其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜,以及被掩蔽的氧化亚铜。查阅资料:氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应,生成Cu2+和铜单质。在氧气流中煅烧,可以转化为氧化铜。硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于盐酸。在氧气流中煅烧,硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。为了研究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了下图实验:栏目索引(4)中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是。(5)中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为。(6)下列对于固体甲的成分的判断中,正确的是(填字母选项)。A.固体甲中,CuS和Cu2S不能同时存在B.固体甲中,CuO和Cu2O至少有一种C.固体甲中若没有Cu2
35、O,则一定有Cu2SD.固体甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S栏目索引B.固体甲中,CuO和Cu2O至少有一种C.固体甲中若没有Cu2O,则一定有Cu2SD.固体甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S答案(1)2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2+2H2O(2)试管A中气体压强减小,空气从D导管进入试管A中(3)从D管口向A中大量鼓气(4)取最后一次洗涤后所得液体于试管中,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则说明沉淀洗涤干净;若有白色沉淀生成,则说明未洗干净(5)2CuS+3O22CuO+2SO2(条件也可为“煅烧”)(6)BCD栏目索引解析【实验2】依据资料和图示知,固体甲中CuO和C
36、u2O至少有一种,因为Cu2+应来自于CuO或Cu2O与HCl的反应。乙中可能有Cu、Cu2S、CuS三种成分,乙在氧气流中煅烧,生成物丙只有CuO。而固体乙如果只有Cu,则由CuCuO,固体的质量是增加的;如果固体乙只有Cu2S,则由Cu2S2CuO,固体的质量不变化,实际上固体乙丙质量减少0.16g,说明乙中一定存在CuS。假定固体乙中只有CuS,则2.00gCuS转化为CuO时质量变为1.67g,小于1.84g,说明固体乙中除CuS外还存在Cu和Cu2S中的一种或两种。栏目索引与铜及其化合物相关的实验问题1.应用白色的无水CuSO4遇水变蓝的特性检验水或水蒸气的存在。2.Cu2+可作为H
37、2O2分解制O2的催化剂,加快H2O2的分解。3.CuSO4是制备其他含铜化合物的重要原料,如果以铜为原料,有哪些方法可以制得CuSO4?哪种方法适合工业生产?方法一:用Cu和浓H2SO4在加热条件下制备。Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O方法二:Cu和O2反应后再与稀H2SO4反应。栏目索引2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4CuSO4+H2O方法三:不断鼓入空气,用热稀硫酸溶解铜制硫酸铜。以上三种方法中,方法一产生的SO2污染环境,硫酸利用率低;方法二中铜表面被氧化,利用率低;方法三是工业生产硫酸铜的方法。4.若在铜和稀硫酸的混合物中不通入O2而加入某种无色液体也能得
38、到蓝色溶液,该无色液体可能是什么?(1)H2O2溶液:Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O。利用了H2O2在酸性条件下的氧化性。反应中会有气体产生,是Cu2+催化H2O2分解产生O2的结果。(2)KNO3溶液:利用酸性条件下N的氧化性,3Cu+8H+2N3Cu2+3O3O栏目索引2NO+4H2O。5.含铜元素的物质的相互转化及颜色变化Cu(OH)2CuO+H2O栏目索引蓝色黑色4CuO2Cu2O+O2黑色红色CuSO45H2OCuSO4+5H2O蓝色白色RCHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O+3H2O蓝色红色2Cu+SCu2S紫红色黑色2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3紫红色绿色
