1、【 精品教育资源文库 】 课时 2 铁、铜的获取及应用 考纲导航 知识条目 必考要求 加试要求 选考分布 2015 2016 2017 9月 10月 4月 10月 4月 (1)自然界铁、铜的存在形式，铁、铜的物理性质 a a (2)工业炼铁的反应原理 b b 27 (3)铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应 ) b b 14 27 27 27 27 (4)Fe2 、 Fe3 的性质及转化 c c 32(3) 32(4) 32(3) 24 (5)检验 Fe2 、 Fe3 的常用方法 b c 28 (6)不锈钢的主要组成元素及其用途 a 考点一 铁的性质、铁的氧化物与氢氧化物 主干精讲
2、1铁的存在和物理性质 (1)铁的存在 铁在自然界中主要以化合态的形式存在，陨铁以游离态的形式存在。 常见的铁矿：磁铁矿 主要成分为 Fe3O4(填化学式，下同 )，赤铁矿 (主要成分为 Fe2O3)，黄铁矿 (主要成分为 FeS2)。 (2)铁的物理性质 【 精品教育资源文库 】 铁是电和热的良导体，能被磁铁吸收，纯铁具有很强的抗腐蚀能力。 2.铁的化学性质 3.铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 稳定性 不稳定： 6FeOO2=2Fe3O4 稳定 稳定 与盐酸或稀 H2SO4反应 (写离子方 程式 ) FeO 2H =Fe2 H2O Fe2O3 6H
3、 =2Fe3 3H2O Fe3O4 8H =Fe2 2Fe3 4H2O 与稀 HNO3 反应 (写离 子方程式 ) 3FeO 10H NO3=3Fe3 NO5H2O Fe2O3 6H =2Fe3 3H2O 3Fe3O4 28H NO3=9Fe3 NO 14H2O 与 HI反应 (写离子方 程式 ) FeO 2H =Fe2 H2O Fe2O3 6H 2I=2Fe2 I2 3H2O Fe3O4 8H 2I=3Fe2 I2 4H2O 与 CO的反应 FexOy yCO=高温 xFe yCO2 4.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 与盐酸 反应 Fe(O
4、H)2 2H =Fe2 2H2O Fe(OH)3 3H =Fe3 3H2O 【 精品教育资源文库 】 分解 受热 2Fe(OH)3= Fe2O3 3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应 Fe2 2OH=Fe(OH)2 可溶性铁盐与碱溶液反应 Fe3 3OH=Fe(OH)3 二者的 关系 在空气中， Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成 Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成 灰绿 色，最后变成红褐色，反应方程式为 4Fe(OH)2 O2 2H2O=4Fe(OH)3 典例剖析 【例 1】 (201510 月浙江选考 )某酸性废液中含有 Fe3 、 Cu2 、 Ba2 三种金属离子，有
5、同学设计了下列方案对该废液进行处理 (所加试剂均稍过量 )，以回收金属，保护环境。 请回答： (1)沉淀 a中含有的单质是 _。 (2)沉淀 c的化学式是 _。 (3)溶液 A与 H2O2溶液在酸性条件下反应的离子方程式是 _ _。 解析 根据题中 实验流程，在含有 Fe3 、 Cu2 、 Ba2 三种金属离子的酸性废液中。加入铁屑，得沉淀 a 中含有 Cu 和过量的 Fe；溶液 A 中加入 H2O2目的是把 Fe2 氧化成 Fe3 ，加入 NaOH溶液，得红褐色沉淀 b为 Fe(OH)3；溶液 B中加入 Na2CO3溶液，沉淀 c为 BaCO3沉淀。 答案 (1)Cu、 Fe (2)BaCO
6、3 (3)2Fe2 H2O2 2H =2Fe3 2H2O 【例 2】 (20164 月浙江选考 )下图中，固体 A是铁锈的主要成分。 固体 A 足量 CO高温 单质 B 足量 Cl2加热 固体 C SO2/H2O 溶液 D BaCl2溶液 白色沉淀 E 请回答： (1)白色沉淀 E的化学式 _。 (2)写出 A B 的化学方程式 _。 (3)写出 C D 在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式 _ _。 解析 因为固体 A是铁锈的主要成分，故 A为 Fe2O3；结合题中实验过程，可以得出， B为铁，【 精品教育资源文库 】 C为氯化铁，溶液 D的成分为 Fe2 、 SO24 、 Cl ， E为
7、硫酸钡。 (1)白色沉淀 E为硫酸钡； (2)A生成 B，即为 Fe2O3与 CO 在高温下反应生成 Fe 和 CO2，化学方程式为 Fe2O3 3CO=高温 2Fe3CO2； (3)C 到 D，即为氯化铁溶液与二氧化硫发生氧化还原反应，其离子方程式为： 2Fe3 SO2 2H2O=2Fe2 SO24 4H 。 答案 (1)BaSO4 (2)Fe2O3 3CO=高温 2Fe 3CO2 (3)2Fe3 SO2 2H2O=2Fe2 SO24 4H 【例 3】 把 22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到 0.3 mol NO2和 0.2 mol NO，下列说法正确的是 ( ) A反
8、应后生成的盐只为 Fe(NO3)3 B反应后生成的盐只为 Fe(NO3)2 C反应后生成的盐为 Fe(NO3)3和 Fe(NO3)2，其物质的量之比为 13 D反应后生成的盐为 Fe(NO3)3和 Fe(NO3)2，其物质的量之比为 31 解析 铁的物质的量为 22.4 g56 gmol 1 0.4 mol，在反应的过程中它失去的电 子应介于 0.8 mol(此时只产生 Fe2 )和 1.2 mol(此时只产生 Fe3 )之间，又产生 0.3 mol NO2和 0.2 mol NO，即反应过程中硝酸得到电子的物质的量为 0.3 mol(5 4) 0.2 mol(5 2) 0.9 mol，所以对
9、应的产物既有 Fe(NO3)3又有 Fe(NO3)2。设前者的物质的量为 x，后者的物质的量为 y，则由铁原子守恒可得 x y 0.4 mol，由得失电子守恒得 3x 2y 0.9 mol，解得 x 0.1 mol， y 0.3 mol，即 Fe(NO3)3与 Fe(NO3)2的物质的量之比为13 。 答案 C 【例 4】 用下面两种方法可以制得白色的 Fe(OH)2沉淀。 . 方法 一：用 FeSO4溶液与不含 O2的蒸馏水配制的 NaOH溶液反应制备。 (1)除去蒸馏水中溶解的 O2常采用 _的方法。 (2)生成白色 Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2的 NaOH 溶液，插入
10、 FeSO4溶液液面下，再挤出 NaOH溶液。这样操作的理由是 _ _。 【 精品教育资源文库 】 . 方法二：在如图所示装置中，用 NaOH溶液、铁屑、稀 H2SO4等试剂制备。 (1)在试管 里加入的试剂是 _。 (2)在试管 里加入的试剂是 _。 (3)为了制得白色 Fe(OH)2 沉淀，在试管 和 中加入试剂，打 开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 _。 (4)这样生成的 Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 _ _。 解析 . 方法一： (1)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中 溶解的O2变少。 (2)避免生成的 Fe(OH)2被空气 (氧气 )氧化。
11、. 方法二：试管 是开口式的，无法用产生的气体将溶液压入试管 中，所以应在试管 中 制取 FeSO4，而在试管 中盛 NaOH 溶液。将 Fe 与稀 H2SO4放入试管 后，产生的 H2可从试管 内短管处排出试管 内的空气，经过止水夹进入试管 内的 NaOH溶液中，再排尽 NaOH溶液和试管 内的空气，然后关闭止水夹，试管 内产生的 H2无法逸出，压强增大，将 FeSO4溶液通过长导管压入试管 内的 NaOH溶液中， 在此过程中，液体都处于 H2环境中，从而避免了空气中的 O2将反应生成的 Fe(OH)2氧化成 Fe(OH)3。 答案 .(1) 煮沸 (2)避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触
12、O2 .(1) 稀 H2SO4、铁屑 (2)NaOH 溶液 (3)检验试管 出口处排出 H2 的纯度，当排出的 H2纯净时，再夹紧止水夹 (4)试管 中反应生成的 H2将所用溶液和装置内的空气排尽，且外界空气不容易进入装置，可防止白色 的 Fe(OH)2沉淀被氧化 考点精练 1下列说法正确的是 ( ) A Fe在一定条件下与水反应生成 H2和 Fe(OH)3 B Fe3O4溶于盐酸后加入几滴 KSCN溶解，溶液显血红色 C FeCl2溶液蒸干灼烧后得到 FeCl2固体 D将 FeCl3饱和溶液滴入 NaOH溶液中可制备 Fe(OH)3胶 体 【 精品教育资源文库 】 解析 高温下铁与水蒸气
13、反应生成 Fe3O4和 H2， A项错； Fe3O4溶于盐酸生成 Fe3 和 Fe2 ， B项正确； FeCl2易水解，在空气中蒸干灼烧产物为 Fe2O3， C项错；将 FeCl3饱和溶液滴入 NaOH溶液中，得到 Fe(OH)3沉淀而不是胶体，故 D错误。 答案 B 2 (2016 杭州学军中学模 拟 )a、 b、 c、 d、 e分别是 Cu、 Ag、 Fe、 Al、 Mg 5种金属中的一种。已知： (1)a、 c均能与稀硫酸反应放出气体； (2)b与 d的硝酸盐反应，置换出单质 d；(3)c 与强碱反应放出气体； (4)c、 e 在冷浓硫酸中发生钝化由此可判断 a、 b、 c、 d、 e依
14、次为 ( ) A Fe、 Cu、 Al、 Ag、 Mg B Al、 Cu、 Mg、 Ag、 Fe C Mg、 Cu、 Al、 Ag、 Fe D Mg、 Ag、 Al、 Cu、 Fe 解析 a、 c均能与稀硫酸反应放出气体，说明 a、 c排在氢前面， c与强碱反应放出气体， c为铝， c、 e在冷浓硫酸中发生钝化，所以 e为铁， a为镁， b与 d的硝酸盐反应，置换出单质 d，说明 b排在 d的前面，即 b为 Cu， d为 Ag。 答案 C 3 (2016 嘉兴高一期末 )在由 Fe、 Fe2O3组成的混合物中加入 100 mL 2 molL 1的盐酸，恰好使混合物完 全溶解，并放出 224 mL气体 (标准状况 )，此时向溶液中加入 KSCN溶液无明显 现象，则反应前混合物中 Fe、 Fe2O3的物质的量之比为 ( ) A 43 B 34 C 23 D 32 解析 混合物与盐酸恰好完全反应，所得溶液中加入 KSCN 溶液，无血红色出现，说明溶液中的溶质为 FeCl2，生成氢气物质的量为： 0.224 L22.4 L/mol 0.01 mol， Fe 2H =Fe2 H2 0 01mol 0.01mol 设原混合物中 Fe 和 Fe2O3的物质的量分别 为 x mol、
