2021高考化学(苏教版)一轮复习考点突破：3-2铁、铜的获取及应用.docx

重 点 突 破
锁定高考热点　探究规律方法
考点1
铁及其化合物的相互转化
　铁是常见的还原剂，在参与化学反应时，一般可失去2e－或3e－而变成Fe2＋或Fe3＋。铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂(如S、H＋、Cu2＋、I2等)时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成＋2价铁的化合物，当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成＋3价铁的化合物。
1．Fe、Fe2＋、Fe3＋形成三角关系

2．Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化
(1)Fe―→Fe3＋和Fe2＋―→Fe3＋需要较强的氧化剂。如O2、Cl2、HNO3(浓、稀)、H2SO4(浓)、KMnO4(H＋)溶液等。
2Fe＋3Cl22FeCl3；
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；
4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3；
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
(2)Fe―→Fe2＋需要较弱的氧化剂，如S、Cu2＋(CuSO4)、H＋(稀H2SO4、盐酸)等。
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu；
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
Fe＋SFeS；Fe＋I2FeI2
(3)Fe2＋―→Fe，在金属活动性挨次表中排在Fe前的金属，如Zn、Al等，可以将Fe2＋还原成Fe。
Zn＋FeSO4===ZnSO4＋Fe
留意　K、Ca、Na等活泼金属，由于它们在水溶液中先跟水反应，所以不能作为还原剂来完成Fe2＋―→Fe的转化。
(4)Fe3＋―→Fe2＋需要较强的还原剂。如Fe、Zn、H2S(S2－)、KI(I－)、Na2SO3(SO)等，Cu虽不是强还原剂，但因Fe3＋具有较强的氧化性，可被Cu还原成Fe2＋。
Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2；
H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl；
2KI＋2FeCl3===2FeCl2＋I2＋2KCl。
(5)Fe3＋―→Fe常发生在金属的热还原反应中。如高温下用CO还原铁矿石中的铁。
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
铝热反应也是这种转化的实例。
如：Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe。
题组训练
1．下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是(　　)
①氯气　②NaCl溶液　③KMnO4溶液　④稀硝酸　⑤盐酸　⑥NaNO3溶液
A．①②③ B．①③④
C．②④⑤ D．②⑤⑥
解析　要实现Fe2＋转化为Fe3＋，必需加强氧化性物质，②NaCl、⑤HCl均没有强氧化性，⑥NO在酸性条件下才表现强氧化性。
答案　D
2．将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是(　　)
①硫酸　②氯水　③硝酸锌　④氯化铜
A．①③ B．②④
C．③④ D．②③
答案　D
3．(2022·辽宁育才中学一模)某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中渐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为(　　)

A．1:1:1 B．1:3:1
C．3:3:8 D．1:1:4
解析　据氧化性由强到弱的挨次HNO3>Fe3＋>Cu2＋，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为
4HNO3(稀)＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
4 mol 1 mol 1 mol
2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2
2 mol 1 mol 3 mol
Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu
1 mol 1 mol 1 mol
所以原溶液中，Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为(2 mol－1 mol):1 mol:4 mol＝1:1:4。
答案　D
4．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13
D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为31
解析　由于铁的物质的量为＝0.4 mol，所以在反应的过程它失去的电子数应介于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的电子数为0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)＝0.9 mol，所以对应的产物既有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，则由铁守恒可得x＋y＝0.4，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 mol，解得x＝0.1 mol，y＝0.3 mol。
答案　C
5．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属，通常状况下，A为固体，B为黄绿色气体，C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种强酸，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如下图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。

请回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：A________、D________、E________、X________。
(2)在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是________(填编号)。
(3)反应④的离子方程式是______________________。
(4)反应⑦的化学方程式是____________________________。
该反应中每消耗0.3 mol的A，可转移电子________mol。
(5)写出D的溶液与小苏打溶液反应的离子方程式是_______________________。
(6)除去D溶液中混有的少量G的方法是______________________。
(7)用D溶液制备无水D固体的方法是______________________。
解析　由“B为黄绿色气体单质”知，B为Cl2；由D与G之间的相互转化关系知，A为变价金属单质，则A为Fe，D为FeCl3，G为FeCl2；由“D＋F→血红色溶液”知，F为KSCN；由“E与X的相互转化关系及E为黑色固体化合物、X的水溶液是一种强酸”知，E为Fe3O4，X为HCl，H为H2O；由“C为无色气体单质及A＋C→E”知，C为O2。
(3)反应④的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
(4)反应⑦的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，由化合价的变化值知，当3 mol的Fe反应时可转移电子8 mol。
(5)D溶液与小苏打溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑。
(6)除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法：向混合液中通入足量的氯气(或加入足量的H2O2)。
(7)用FeCl3溶液制备无水FeCl3固体的方法：在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。
答案　(1)Fe　FeCl3　Fe3O4　HCl
(2)③⑥
(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(4)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　0.8
(5)Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑
(6)向混合液中通入足量的氯气(或加入足量的H2O2)
(7)在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液
归纳总结
铁与硝酸反应的计算
　①Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；
②3Fe(过量)＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
1．当≤，按反应①进行；
当≥，按反应②进行；
当>>，则①②两反应都发生。
2．上述反应可以认为先发生反应①，若Fe有剩余则发生2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2③；合并①③即可得反应②，所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的。————————————————————————————
考点2
Fe2＋、Fe3＋的检验

题组训练
6.为了验证Fe3＋的性质，某化学爱好小组设计了下图所示的一组试验，其中试验方案设计错误的是(　　)

A．④　　　　　　　　　　 B．③
C．③④ D．①②③④⑤
解析　③不反应，试验方案及现象均错；④检验的是Cl－，与Fe3＋的性质无关。
答案　C
7．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行如下试验操作时，最佳挨次为(　　)
①加入足量氯水　②加入足量KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
解析　在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变血红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为血红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用KMnO4溶液。
答案　C
8．下列离子的检验方法合理的是 (　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观看到颜色渐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析　A项中只能说明含有Fe3＋，不合理；B项原溶液中可能只有Fe3＋而没有Fe2＋；D项中氧化后生成红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2。
答案　C
名 师 究 错
易错追根溯源　挑战高考满分
【典例】　

已知A、B、D、E均为中学化学常见单质或化合物，它们之间的关系如图所示(部分产物已略去)。下列说法错误的是(　　)
A．A、B、D可能是钠及其化合物
B．A、B、D可能是铁及其化合物
C．A、B、D可能是铝及其化合物
D．A、B、D不行能是非金属及其化合物
【错因分析】　在分析选项A时，若不清楚A、B、D到底哪一个是NaOH将导致错解，实际上，钠的化合物的转化就是NaOH、Na2CO3、NaHCO3之间的转化，再结合“过量CO2和少量CO2”问题便可迎刃而解。再如由于铁的转化与氧化还原有关，不紧扣这一点也易消灭错误推断。
【解析】　选项A，A为NaOH、B为NaHCO3、D为Na2CO3、E为CO2时满足框图转化关系。选项B，A为Fe、E为稀硝酸、D为Fe(NO3)2、B为Fe(NO3)3时满足框图转化关系。选项C，A为AlCl3、E为NaOH、B为NaAlO2、D为Al(OH)3时满足框图转化关系。选项D，A为C、E为O2、B为CO2、D为CO时满足框图转化关系，所以A、B、D可能是非金属及其化合物。
【答案】　D
纠错训练
A、B、C三种物质中均含有同一种元素，它们之间存在如图所示的转化关系(部分反应物已略去)。
请回答下列问题：

(1)若A是一种金属氧化物，B、C均为正盐且B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈碱性。请写出反应①和反应④(A可一步转化为B或C)的离子方程式：反应①________________________________，反应④________________________________。
(2)若反应①为置换反应，反应④为化合反应，C物质大量存在于海水中，是人体生理活动不行缺少的物质。工业上可以用C来制取A或B，请写出这两个反应的化学方程式：C→A________________________________；C→B________________________________。
(3)若反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。当A为一种金属单质时，请写出反应②和③可能的离子方程式：反应②________________________________；反应③________________________________。
解析　(1)金属氧化物A对应的正盐B、C的水溶液分别呈酸性和碱性，高中化学中只有两性氧化物才具有这样的特征，可联想到两性氧化物的代表Al2O3。Al2O3与H＋反应生成Al3＋和H2O(反应①)，Al2O3与OH－反应生成AlO和H2O(反应④)，AlO与过量的H＋反应生成Al3＋和H2O(反应③)，Al3＋与过量的OH－反应生成AlO和H2O(反应②)。(2)依据题意首先确定C为NaCl，电解熔融态NaCl生成Na、Cl2，电解饱和NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，故A为Na，B为NaOH。(3)金属元素中铁的价态变化较简单，所以首先假设A为Fe，Fe可与盐酸反应生成FeCl2(反应④)，FeCl2与Cl2反应生成FeCl3(反应③)，FeCl3与Fe反应生成FeCl2(反应②)，Fe可与Cl2反应生成FeCl3(反应①)，其他合理的答案均可。
答案　(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O　Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(2)2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑　2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(其他合理答案均可)