铁、铜及其化合物

二、铁、铜的氧化物
①Fe2O3与氢碘酸反应要考虑Fe3+的氧化性与I-的还原性，离子方程式为：
Fe2O3+6H++2I-=2 Fe2++I2+3 H2O
②Fe3O4是复杂的化合物,经研究证明,在Fe3O4晶体中有1/3的Fe是+2价，有2/3的Fe是
+3价，可看成是FeO·Fe2O3，实际上应写成Fe(FeO2)2，即铁酸亚铁盐，不是一般的氧化物。

③废铁屑的主要成分Fe2O3，铁锈的主要成分为Fe2O3·n H2O；Fe2O3作红色油漆和涂料，
赤铁矿的主要成分为Fe2O3，它的炼铁的原料。

④在高温下CuO分解生成Cu2O：4CuO△2Cu2O+O2↑。

氧化铜可作为制铜盐的原料，
氧化亚铜可作为制造玻璃、搪瓷的红色颜料。

三、铁、铜的氢氧化物
氢氧化亚铁的制备：煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气；煮沸NaOH溶液，赶走溶解的氧气；配制FeSO4溶液，加少量的还原铁粉；用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下。

四、Fe2+、Fe3+、Cu2+的性质
五、Fe2+、Fe3+的转化和检验
1、Fe2+、Fe3+的转化
较强的氧化剂，如：Cl2、O2、H2O2、KMnO4等
Fe2+Fe3+
较强的还原剂，如I-、Fe、Cu、S2-、SO32-等
2、Fe2+与Fe3+的鉴别
（1）观察法：其溶液呈棕黄色者是Fe3+，呈浅绿色者是Fe2+
（2）KSCN法：加入可溶性硫氰化物溶液，呈血红色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+ Fe3++3SCN- =Fe(SCN)3
（3）苯酚法：加入苯酚溶液，呈紫色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。

（4）碱液法：分别通入氨气或加入氨水或碱液，生成红褐色沉淀者是Fe3+，生成白色沉淀，并变为灰绿色，最终变成红褐色者是Fe2+。

【典型例题分析】
【例1】把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中，充分反应后，溶液中大量存在的金属阳离子是( )
A、只有Fe2+
B、只有Fe3+
C、有Fe2+和Cu2+
D、有Fe3+和Cu2+
【变式1】在铁和铜的混合物中，加入不足量的稀硝酸，反应后剩余金属m1g；再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m2g，则m1和m2之间的关系是（）
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
【变式2】下列物质反应后一定有+3价铁生成的是（）
①过量的Fe与Cl2反应；②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3；③
Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸；④Fe和Fe2O3的混合物溶液盐酸中。

A、只有①
B、只有①②
C、只有①②③
D、全部
【例2】（09佛山）在由Fe、FeO、Fe2O3组成的混合物中加入100mL2mol/L的盐酸，恰好使混合物溶解，并放出448mL气体（S、T、P），此时溶液中无Fe3+，则下列判断正确的是（）
A、混合物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1：1：3；
B、反应后所得溶液中的Fe2+与Cl-的物质的量之比为1:2；
C、混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多；
D、混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多。

【变式3】（09东莞）赤铜矿的主要成分是Cu2O，辉铜矿的主要成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热发生以下反应：Cu2S+2Cu2O△6Cu+SO2↑，关于该反应的说法中，正确的是（）
A、该反应的氧化剂只有Cu2O
B、Cu2S在反应中既是氧化剂，又是还原剂
C、Cu既是氧化产物，又是还原产物
D、每生成19.2gCu，反应中转移0.6mol电子
【变式4】一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250mL2mol/L硝酸溶液中，反应完全后，生成1.12LNO（标况），再向反应后的溶液中加入1mol/LNaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入的NaOH溶液体积最少是（）
A、450ml
B、500ml
C、400ml
D、不能确定
【例3】制取Fe(OH)2并使之能久存，可采取的操作有：①加入一些植物油；②溶解FeSO4配成溶液；③把蒸馏水加热煮沸并密封冷却；④加入少量铁屑；⑤加入少量CCl4;⑥向FeSO4溶液中滴入足量氨水；⑦把盛有氨水的滴管伸入FeSO4溶液中后再挤出氨水。

其中必须进行的操作及其正确顺序是（）
A、③②⑤⑥④
B、③②④①⑦
C、③②④⑤⑦
D、②④①⑦⑤
【例4】（2010广东）对实验Ⅰ~Ⅳ的实验现象预测正确的是（）
A 实验Ⅰ：液体分层，下层呈无色
B 实验Ⅱ：烧杯中先出现白色沉淀，后溶解
C．实验Ⅲ：试管中溶液颜色变为红色
D．实验Ⅳ：放置一段时间后，饱和CUSO4溶液中出现蓝色晶体
【变式5】根据下列框图回答问题（答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示）：
⑴写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式：____________________________ 。

⑵某同学取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色。

写出与上述变化过程相关的离子方程式：__________________________ 、_________________________________ 。

⑶写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式：___________________________________
【精选练习】
一、单项选择题
1、下列物质久置空气中，其中通过直接观察无法确定其是否变质的是（）
A、硫酸亚铁晶体
B、亚硫酸钠粉末
C、块状氢氧化钠
D、苯酚晶体
2、下列关于铁的叙述错误的是( )
A、纯净的铁是光亮的银白色金属
B、铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性
C、铁合金的熔点比其成分物质的熔点高
D、纯铁的抗蚀能力相当强，在干燥的空气里不易被氧化
3、已知某H2SO
4、FeSO4、Fe2（SO4）3混合溶液100ml，其中阳离子浓度相等，SO42-浓度为6mol/L，此溶液中还可溶解铁粉的质量为（）
A、11.2g
B、16.8g
C、33.6g
D、5.6g
4、某学生设计了如图的方法对A盐进行鉴定：
由此分析，下列结论中，正确的是( )
A．A中一定有Fe3+B．C中一定有Fe3+C．B为AgI沉淀D．A一定为FeBr2溶液
二、双项选择题
5、出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2（OH）3Cl覆盖在其表面。

下列说法正确的是（）
A、锡青铜的熔点比纯铜高
B、在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用
C、锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D、生成Cu2（OH）3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
6、在火星上工作的美国“勇气号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水。

以下叙述正确的是（）
A、铝热剂就是指某些金属氧化物和铝粉的混合物
B、检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为：样品—粉碎—加水溶解—过滤—向滤液中滴加KSCN溶液
C、分别还原amol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3:2:3
D、明矾属硫酸盐，含结晶水，是混合物
三、非选择题
7、铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。

某兴趣小组同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，铁
完全溶解，得到溶液A，并产生大量气体B。

实验室现有下列试剂：0.01 mol/L酸性KMnO4溶液、0.1 mol/L KI溶液、3％H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水。

请你协助他们探究所得溶液和气体的成分，并将有关实验操作、预期现象和结论填入下列表格中。

【提出猜想】
Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe2＋和Fe3＋中的一种或两种；
Ⅱ．所得气体中可能为一种或两种。

【实验探究】（将下表中有关内容填写完整）
【问题讨论】
有同学提出，若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和H2O2两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，请对该观点进行评价：。

8、黄铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。

（1）冶炼铜的反应为
8CuFeS2+21O2 8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是（填元素符号）。

（2）上述冶炼过程产生大量SO2。

下列处理方案中合理的是（填代号）。

a.高空排放
b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3
d.用浓硫酸吸收（3）过二硫酸钾（K2S2O8）具有强氧化性，可将I-氧化为I2：
S 2O-2
8+2I- 2SO-2
4
+I2
通过改变反应途径，Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。

试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程：、（不必配平）。

(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制备Fe2O3。

方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。

②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。

据以上信息回答下列问题：
a.除去Al3+的离子方程式是。

b.选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。

提供的试剂：稀盐酸稀硫酸 KSCN溶液酸性KMnO4溶液 NaOH溶液
碘水
所选试剂为 。

证明炉渣中含有FeO 的实验现象为 。

课后提升
巩固训练
一、选择题（下列各题均只有一个合理答案）
1. 制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”：发生的反应为2FeCl 3+Cu ＝2FeCl 2+CuCl 2。

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 2、欲分离Al Fe Ba Ag 332+
+
+
+
、、、，加入试剂的顺序正确的是（ ） A ．NaOH HCl H SO 24→→
B ．H SO HCl NaOH 24→→
C ．HCl H SO NH H O 2432→→·
D ．HCl NaOH H SO 24→→
3、根据如下反应：Fe CuCl Cu FeCl 2FeCl Cu CuCl 2FeCl 22322+=++=+，判断
Fe Fe Cu 322+++、、氧化性强弱的顺序是（ ）
A ．Fe
Fe Cu 322+
++>> B ．Fe >Fe Cu 232+
++>
C ．Cu
>Fe Fe 232+++>
D ．Fe
Cu Fe 322+
++>>
4. 跟27克Al 反应相应的稀HNO 3溶液中最多可溶解Fe 的质量为（ ）
A ．28g
B ．56g
C ．84g
D ．27g
5. 下列离子在同一溶液中能大量共存的是（ ） A ．K Fe Cl S
32+
+
-
-
、、、
B ．Ca Al Cl SO 2342++--
、、、
C ．Fe H Cl MnO 24+
+
-
-
、、、
D ．NH H Cl Na 4+
+
-
+
、、、
二. 选择题（下列各题均有二个合理答案）
6. 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（ ） A 、硫酸 B 、氯水
C 、硝酸锌
D 、氯化铜
7. 在盐酸中加入铁粉，等铁粉全部溶解之后，再加入酸性KMnO 4溶液，KMnO 4溶液褪色其原因是（ ） A ．Fe 有还原性
B ．盐酸有还原性
C ．KMnO 4具有氧化性
D ．FeCl 2中Fe 2+
具有还原性
8. 含n g HNO 3的稀溶液恰好使m g 铁粉完全溶解，若有n
4
g HNO 3被还原成NO （没有其它还原产物），则n∶m 为（ ）
A ．1∶1
B ．2∶1
C ．3∶1
D ．9∶2
9. 5.6g 铁粉加入含0.3mol ()Fe NO 33的溶液中，充分反应后，下列说法中正确的是（ ） A ．Fe 全部被氧化
B ．Fe 部分被氧化
C ．Fe 3+
全部被还原 D ．Fe 3+
部分被还原
10. 下列物质中，既可以作为氧化剂又可以做为还原剂的是（ ）
A ．FeSO 4
B ．Fe
C ．F 2
D ．HCl
三.填空题.
11. 氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。

为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：
⑴制备氧化铜
工业CuSO 4 CuSO 4溶液 CuSO 4·5H 2O …… CuO ①步骤I 的目的是除不溶性杂质。

操作是 。

②步骤Ⅱ的目的是除铁。

操作是：滴加H 2O 2溶液，稍加热；当Fe 2+
转化完全后，慢慢加入C u 2(O H )2C O 3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。

控制溶液pH=3.5的原因是 。

③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO 4·5H 2O 晶体。

操作是 ，过滤，水浴加热烘干。

水浴加热的特点是 。

⑵探究氧化铜的性质
①取A 、B 两支试管，往A 中先加入适量CuO 粉末，再分别向A 和B 中加入等体积的3%H 2O 2溶液，只观察到A 中有大量气泡。

结论是 。

②为探究试管A 中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器有：。

I Ⅱ Ⅲ
参考答案
精选练习答案：7.【实验探究】
【问题讨论】
不正确。

若溶液中含有Fe3＋则无法检验溶液中是否含有Fe2＋。

8.（1）Cu、O (2)b、c (3)2Fe3++2I- 2Fe2++I2
S2O-2
8+2Fe2+ 2SO-2
4
+2Fe3+(离子方程式不配平不扣分)
（4）a.Al3++4OH- AlO-
2+2H2O［或Al3++4OH- Al(OH)-
4
］
b.稀硫酸、酸性KMnO4溶液
稀硫酸浸取炉渣所得溶液使酸性KMnO4溶液褪色
课后提升
一.1.B.2.D.3.D.4.C.5.D
二.6.BC.7.CD.8.CD.9.AD.10.AD
三.11. ⑴①加适量水溶解，搅拌，过滤
②使Fe3+可全部转化为Fe（OH）3沉淀，而Cu2+不会转化为C u(O H)2沉淀。

③将CuSO4·5H2O溶液加热蒸发至有晶膜出现时，停止加热。

受热均匀，温度易于控制在1000C以下。

⑵①CuO可加快H2O2分解的反应速率，是H2O2分解反应的催化剂。

②秒表、橡皮塞、导管、集气瓶、量筒。