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铁、铜及其化合物复习学案
班级： 姓名： 编审：范存福 2015-10-15
【考纲要求】1、了解铁元素在自然界中的存在形式；
2、掌握铁及其化合物的氧化性和还原性。
3、掌握铜及其化合物的性质及其与硝酸的反应
一、铁：
知识点1：铁的存在、位置、结构和物理性质
1、Fe在元素周期表中位于 周期， 族。原子结构示意图：
离子结构示意图： 、
2、物理性质——要注意从金属分类的角度认识和理解铁的物理性质：
铁是黑色金属，是重金属，是常见金属，是活泼金属。
（1）常温下，铁是银白色具有金属光泽的金属（纯铁的抗蚀力相当强），易导电、导热，有延展性。
（2）铁能被磁体吸引，在磁场的作用下，自身也能产生磁性。（3）铁的熔沸点都很高。
知识点2：铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 铁红 磁性氧化铁
色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
Fe的价态
与H+反应（离子方程式） Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++ 4H2O
与还原剂反应（化学方程式） 与CO 与Al 与H2
【例1】由FeO、Fe2O3和、Fe3O4组成的混合物，测得其铁元素与氧元素的质量比为21：8，则混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比可能是（ ）
A、1：2：1 B、2：1：1 C、1：1：1 D、2：1：5
知识点3：铁的氢氧化物
名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁
化学式
色、态 色固体 色固体
水溶性
稳定性（化学方程式） 常温易被氧化 高温能分解
与H+反应（离子方程式）
与碱反应：
（1）写出Fe2+ 分别与氢氧化钠溶液和氨水反应的离子方程式：
① ，
② ；
（2）写出Fe3+与氨水反应的离子方程式：
（3）制备Fe(OH)3胶体的离子方程式 。
【例2】铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液 ( http: / / www.21cnjy.com )中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为（ ）
A.Fe(OH)3 ；F ( http: / / www.21cnjy.com )e2O3 B. Fe(OH)2 ；FeO C. Fe(OH)2、Fe(OH)3 ； Fe3O4 D. Fe2O3 ； Fe(OH)3
知识点4：铁及其化合物的氧化性和还原性
1、请在下面转化关系中，填入适当的
氧化剂和还原剂完成三者之间的转化。
2、如何除去下列物质中所含的杂质（括号内为杂质）
杂质 试剂 离子方程式
FeCl2（FeCl3）
FeCl2（CuCl2）
FeCl3（FeCl2）
【例3】在FeCl3、CuCl2和HC ( http: / / www.21cnjy.com )l的混合溶液中加入铁粉。待反应结束，剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液存在的较多阳离子是（ ）
Ａ．Cu2+ Ｂ．Fe3+ Ｃ．Fe2+ Ｄ．H+
【例4】根据下列反应（1）Fe+C ( http: / / www.21cnjy.com )uCl2 = Cu + FeCl2 （2）2FeCl3 ＋ Cu = 2FeCl2 + CuCl2 判断Cu2+、Fe2+、Fe3+氧化性的顺序是( )
A．Fe3+> Fe2+ > Cu2+ B．Fe2+> Cu2+> Fe3+ C．Cu2+> Fe2+ > Fe3+ D．Fe3+> Cu2+> Fe2+
[小结]几种粒子氧化性、还原性的比较
①氧化性：Cl2 ＞Br2 ＞Fe3+ ＞Cu2+ ＞Fe2+ ＞Zn2+
②还原性：Cl- ＜ Br-＜Fe2+ ＜Cu ＜ Fe ＜Zn
3、Fe Fe（+2）或（+3） （Fe做 剂）
（1）Fe与Cl2、O2、S等非金属单质的反应
①与Cl2 反应的化学方程式： ；
②与O2 反应的化学方程式： ；
思考：结合预习学案中铁的化学性质及有关方程式，分析铁与氧化性不同的氧化剂反应，其产物中铁的化合价有什么特点？
③与S反应方程式
（2）与水反应的化学方程式：
4、Fe Fe（+2） Fe（+3）
（1）FeCl2溶液与Zn反应： （写离子方程式）FeCl2做 剂；
（2）FeCl2溶液与Cl2反应： （写离子方程式）FeCl2做 剂。
5、Fe（+3） Fe（+2）、Fe （FeCl3做 剂）
（1）FeCl3溶液与Fe反应： （写离子方程式）；
（2）FeCl3溶液与Cu反应： （写离子方程式）；
（3）FeCl3溶液与足量Zn反应： （写离子方程式）。
知识点5：铁与酸反应的规律：
①与非氧化性酸（如稀硫酸、稀盐酸）的反应：本质：Fe + H+ ——
②与氧化性酸的反应：
常温下，铁遇冷的浓硝酸、浓H2SO4发生 ，但在加热条件下，钝化作用即遭到破坏。
铁与稀硝酸反应，一般不产生氢气；
稀硝酸过量时生成三价铁离子，离子方程式：
铁过量时生成亚铁离子，离子方程式：
【例5】将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，不会有三价铁生成的是 （ ）
A.硫酸 B.氯水 C.硝酸锌 D.溴水
【例6】Fe(NO3)2溶液中滴入稀H2SO4后，溶液颜色将会 ( )
A．不变 B．由浅绿变棕黄 C．颜色变浅 D．由绿变深绿
【例7】在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2+的物质的量（纵坐标）与所加铁粉的物质的量（横坐标）的关系如下图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。
知识点6：Fe3+、Fe2+的检验
Fe2+：①溶液为 色 ②与KSCN作用 红色，再加氯水，则
③加NaOＨ溶液的现象
Fe3+：①溶液显 ②与KSCN（ ）溶液反应现象 ，
③加NaOH溶液产生 色沉淀 ④加苯酚溶液呈 色
【例8】（09年山东理综·30）某溶液A的金 ( http: / / www.21cnjy.com )属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：将其中的Fe2+ 转化为Fe3+且不引入其它金属阳离子的试剂 （填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为 （填代号）。
a．KMnO4 b．(NH4) 2S c．H2O2 d．KSCN
【例9】（2010福建卷）甲同学认为溶液X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+，应选用 （填序号）。
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液 c．浓氨水 d．酸性溶液
二、铜的性质
知识点1：铜的存在、位置、结构和物理性质
1、原子结构：原子序数为 ，位于元素周期表中第 周期、第 族，最外层有1个电子，常见化合价有+1、+2价。
2、物理性质：纯铜呈紫红色，属有色金属，导电、导热性、延展性良好。
知识点2：铜及其化合物之间的相互转化
CuSO4
CuS
Cu2(OH)2CO3
Cu CuO CuCl2 Cu(OH)2
Cu2O
Cu(NO3)2
3、化学性质：铜在金属活动顺序中排在H后，活动性较弱，不能从酸中置换H。但能与非金属发生反应，一定条件下也能与强氧化剂反应。
（1）与O2的反应在空气中或O2中加热表面变黑：
利用此反应可除去混在H2、CO中的少量O2。（2）与O2、CO2、H2O的作用在潮湿的空气中铜可生成铜绿： （3）与其他非金属的反应Cu在Cl2中燃烧生成棕黄色烟：
在硫蒸气里燃烧生成黑色固体：
（4）与酸的反应①与稀盐酸、稀H2SO4不反应。为什么？②与浓H2SO4反应： ③与浓、稀硝酸的反应
（5）与盐溶液的反应：Cu+Ag+
Cu+Fe3+
知识点3： 铜的化合物
1、氧化物
CuO是不溶于水的碱性氧化物，具有较强的氧化性。
与强酸反应的离子方程式
与H2、CO、C、Al等还原剂反应
CuO+Al====
Cu2O呈砖红色，可用于制红色玻璃，C ( http: / / www.21cnjy.com )u2O本身较稳定，但在酸溶液中易发生歧化反应生成铜和铜离子。离子方程式为： 与稀硝酸反应的离子方程式为：
( http: / / www.21cnjy.com )
铜及其化合物颜色小结：
小结：
金属的通性：
①大多数金属在常温下是固体 ②大多数金属大呈银白色，具有金属光泽
③大多数金属具有延展性，是电和热的良导体
④大多数金属可以与氧气.氯气等非金属单质以及酸等物质发生反应，在反应中金属原子失去电子。
【跟踪练习】
1．下列化合物，不能通过化合反应生成的是 （ ）
A．氯化铁 B.氯化亚铁 C.氢氧化铁 D.氢氧化亚铁
2．向含有下列离子的溶液中通入Cl2该离子的浓度没有减小的是（ ）
A．Fe2+ B．OH- C．Ag+ D．Fe3+
3．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是（ ）
①只有Fe2＋ ②Fe2＋和Fe3＋ ③Fe2＋和Cu2＋ ④Cu2＋和Fe3＋
A．① ③ B．② ④ C．① ④ D．② ③
4．下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是 （ ）
①金属钠在纯氧中燃烧 ②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间
③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水CuSO4放入医用酒精中
A.②①③④ B.③②①④ C.③①②④ D.①②③④
5．（双选）某溶液中有NH4+、Mg2 ( http: / / www.21cnjy.com )+、Fe2+ 和H+ 四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（ ）
A．NH4+ B。Mg2+ C。Fe2+ D。H+
6.（2010全国卷1）能正确表示下列反应的离子方程式是（ ）
A．将铜屑加入Fe3+溶液中：2Fe3+＋Cu =2Fe2+＋Cu2+
B．将磁性氧化铁溶于盐酸： Fe3O4 +8H+=3Fe3+ + 4H2O
C．将氯气通入氯化亚铁溶液中：Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
D．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋H2↑
7．现有CuO和Fe2O3组成的混合物ag，向其中加入2mol·L－1的硫酸溶液50mL，恰好完全反应。若将ag该混合物在足量H2中加热，使其充分反应，冷却后剩余固体质量为（ ）
A．1.6a g B．(a－1.6) g C．(a－3.2) g D．1.6 g
【课后拓展案】
A组【基础练习】
1．（2011上海）高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是（ ）
A．铁 B．氮 C．氧 D．碳
2．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为 ( http: / / www.21cnjy.com )“腐蚀液”，发生的反应为 2FeCl3 + Cu=2FeCl2 +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．烧杯中有铜无铁B．烧杯中有铁无铜C．烧杯中铁、铜都有 D．烧杯中铁、铜都无
3．为除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4杂质，可选用的试剂是 （ ）
A．NaOH B。铁粉 C。氨水 D。氯水
4．某500mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2mol Fe3+，加入0.2mol铁粉，待Fe完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为（假设反应前后体积不变）(　　 )
A．0.4mol/L B．0.6mol/L C．0.8mol/L D．1.0mol/L
5．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反 ( http: / / www.21cnjy.com )应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是（ ）
A．2∶3 B。3∶2 C。1∶2 D。1∶1
6.（2011上海）高铁酸钾( K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是（ ）
A．有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质
B．有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质
C．有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌
D．有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物能消毒杀菌
B组【拓展提高】
7.（07年山东理综·29改）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
（2）使用过的“腐蚀液（常含有Cu2+、Fe3+和Fe2+）”会失效，但还可以回收利用。
①欲从其中回收铜，向混合液中加入足量 ( http: / / www.21cnjy.com )的 ，过滤后向所得的固体中加入足量 ，再 （填操作名称），即得铜。所发生反应的离子方程式 、 、 。
②欲需要将Fe2＋转化为Fe3＋，下列试剂能实现上述变化的是________(填序号)。
A．氯气 B．铁 C．铜 D．稀硫酸
8.电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，采用下列步骤：
( http: / / www.21cnjy.com )
A、请写出上述试验中加入或生成的有关物质的化学式：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
B、请写出相关反应的离子方程式。
9．吸进人体内的氧有2%转化为氧化性极 ( http: / / www.21cnjy.com )强的活性氧，这些活性氧能加速人体衰老，被称为“生命杀手”，科学家尝试用Na2SeO3消除人体内活性氧，则Na2SeO3的作用是（ ）
A．氧化剂 B．还原剂 C．既是氧化剂又是还原剂 D．以上均不是
10.（2015四川 2）下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是
A．该溶液中Na+、NH4+、NO3-、Mg2+可以大量共存
B．通入CO2气体产生蓝色沉淀
C．与H2S反应的离子方程式：Cu2++ S2-=CuS↓
D．与过量浓氨水反应的离子方程式：Cu2++2NH3 H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+
11将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是（ ）
Ａ、反应速率：两者相同
Ｂ、消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
Ｃ、反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D、反应中转移的电子总数:前者多，后者少
12.1.92g铜和一定量的浓硝酸反应，随 ( http: / / www.21cnjy.com )着铜的不断减少，反应生成的气体颜色也逐渐变浅。当铜反应完毕时，共收集到气体体积为1.12L（标况）。则所消耗硝酸的物质的量是（ ）
A、0.12mol B、0.11mol C、0.09mol D、0.08mol
13.将8.4g铁溶于一定量 ( http: / / www.21cnjy.com )稀硝酸中，完全反应后，溶液中Fe3+和Fe2+物质的量恰好相等，则稀硝酸中含HNO3 ( )
A．0.125mol　 　B．0.25mol　　 　C．0.375mol　 　　D．0.5mol
14.铜跟1mol/L的HNO3反应,若c(NO3-)下降了0.2mol/L, 则c(H+)下降( )
A.0.2mol/L B.0.4mol/L C. 0.8mol/L D. 0.6mol/L
15. 在铁与铜的混合物中，加入一定量 ( http: / / www.21cnjy.com )的稀HNO3，充分反应后剩余金属m1 g,,再向其中加入一定量的稀H2SO4充分振荡后，剩余金属m2 g,则m1和m2的关系是 （ ）
A．m1一定大于m2 B． m1可能等于m2 C． m1一定等于m2 D． m1可能大于m2
16．25.6 mg Cu跟含有1.4×10-3 mol的浓硝酸恰好完全反应，反应完毕后收集到的气体在标况下体积为 （ ）
A．7.84 mL B．13.44 mL C．15.68 mL D．17.92 mL
根据反应8NH3 + 3Cl2==6NH4Cl + N2回答下列问题
⑴反应中的氧化剂为_____________，还原剂为______________。
⑵氧化剂与还原剂的物质的量之比为________________。
⑶当生成28g N2时，被氧化的物质_________mol，被还原的物质为________g。
⑷当有34g还原剂被氧化时，反应转移了 mol电子
17.在Fe2O3和Fe的混合物加入足量的稀硫酸，充分反应后生成FeSO4溶液和H2。若生成的Fe2+与H2的质量比为112：1，则
（1）Fe2+与H2的物质的量之比为________ ;
（2）若将生成的Fe2+分成4等分，就其来源而言，其中________份来自Fe与H+的反应，________份是Fe3+的还原产物。
（3）原混合物中Fe2O3与Fe的质量比为_______。
18．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)FeCl3溶液与Cu的反应：Cu＋Fe3＋===Cu2＋＋Fe2＋ (　 　)
(2)铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O (　 　)
(3)将FeCl2溶液与稀HNO3混合：Fe2＋＋4H＋＋NO===Fe3＋＋2H2O＋NO↑ (　 　)
(4)Fe3O4与稀HNO3反应：Fe3O4＋18H＋===6Fe3＋＋H2↑＋8H2O (　 　)
(5)FeSO4溶液中加入用H2SO4酸化的H2O2溶液：Fe2＋＋2H＋＋H2O2―→Fe3＋＋2H2O（ ）
(6)向Fe(OH)2中加入足量稀HNO3：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O (　　 )
(7)Fe(OH)3溶于氢碘酸：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O (　 　)
19．三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末， ( http: / / www.21cnjy.com )常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究过程如下：
查阅资料:Cu2O是一种碱性氧化物, 溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4, 在空气中加热生成CuO提出假设 假设1：红色粉末是Fe2O3 假设2：红色粉末是Cu2O假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物设计探究实验取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 试剂。（1）若假设1成立，则实验现象是 。（2）若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色， ( http: / / www.21cnjy.com )则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗？ 简述你的理由(不需写出反应的方程式 )
。（3）若固体粉末完全溶解无固体存在 , 滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色 , 则证明原固体粉末是 ，写出发生反应的离子方程式 。探究延伸经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。（4）实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg（ b > a），则混合物中Cu2O的质量分数为 。
（5）实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矶 (CuSO4 5H2O)。经查阅资料得知 ,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2 +、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH 如下：
物质 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
开始沉淀pH 6.0 7.5 1.4
沉淀完全pH 13 14 3.7
实验室有下列试剂可供选择：氯水 B．H2O2
C．NaOH D．Cu 2(OH)2CO3
实验小组设计如下实验方案：试回答：试剂I为 ，试剂II为 （填字母）。20.将1２.８g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉全部反应时，收集到气体５.６ L（标准状况）。则所消耗硝酸的物质的量是　　　　　　，其中生成的NO2　在标准状况的体积为　　　　　　　。
根据上题，讨论写出反应中氮原子守恒和 ( http: / / www.21cnjy.com )电子转移守恒的等式：已知参加反应的铜片质量mg，反应的硝酸的物质的量nmol，标况下，产生气体体积ＶＬ则： 由氮守恒得：
由电子守恒得： （其中设 NO的物质的量xmol、NO2　的物质的量ymol）
(1)AB段铁元素以 形式存在。
（2）BC段铁元素以 形式存在。
（3）CD段铁元素以 形式存在。

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