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第二单元 铁、铜的获取及应用

了解铁、铜及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。

铁及其重要化合物的性质

[知识梳理]

一、单质铁

1．物理性质

铁具有金属的共性，具有能被磁体吸引的特性。

2．化学性质

(1)与非金属单质的反应

(2)与水蒸气的反应

3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2

(3)与酸、盐的反应

钝化

二、铁的冶炼

1．铁元素的存在

铁元素在自然界主要以化合态的形式存在，常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe 3O 4)、

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赤铁矿(主要成分为Fe 2O 3)。

2．炼铁原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 3．完成下列化学方程式

(1)一氧化碳的生成：C ＋O 2=====点燃CO 2、CO 2＋C=====△

2CO 。 (2)铁矿石被还原：Fe 2O 3＋3CO=====高温

2Fe ＋3CO 2。

(3)石灰石的作用：CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑、CaO ＋SiO 2=====高温

CaSiO 3。 三、铁的氧化物

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

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(1)铁位于元素周期表中第4周期第ⅧB 族。( )

(2)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。( )

(3)将一定量的铁、铜的混合物加入到100 mL 0.1 mol·L －1的FeCl 3溶液中，充分反应后，溶液中有固体剩余，则剩余的固体中一定含有铜，可能含有铁。( )

(4)Fe 分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。( )

(5)氢氧化铁与HI 溶液仅发生中和反应。( )

答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×

2．将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。

A ．具有较强的还原性

(1)Fe 2O 3

a ．红褐色 B ．易被氧化成灰绿色， (2)Fe(OH)2

b ．红棕色 最终变成红褐色 (3)Fe(OH)3

c ．白色 C ．制作红色油漆、涂料 (4)Fe 2＋

d ．棕黄色 D ．受热分解成红棕色粉末 (5)F

e 3＋ e ．浅绿色 E ．具有较强的氧化性

答案：(1)－b －C (2)－c －B (3)－a －D (4)－e －A

(5)－d －

E

Fe 3O 4中2个Fe 为＋3价，1个Fe 为＋2价，可表示为FeO·Fe 2O 3，平均价态为＋83

价。在发生氧化还原反应时，对应价态的铁参与相关反应，如Fe 3O 4与HNO 3反应时只有＋2价铁被氧化。

(2015·高考全国卷Ⅰ改编，10，6分)下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )

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4HNO 3(稀)===Fe(NO 3)3＋NO↑＋2H 2O ，过量的铁粉再与Fe(NO 3)3发生反应：Fe ＋2Fe(NO 3)3===3Fe(NO 3)2，充分反应后滴加KSCN 溶液，溶液不会变为血红色，实验现象错误，故A 不正确。B.铜粉与Fe 2(SO 4)3溶液发生反应：Cu ＋Fe 2(SO 4)3===CuSO 4＋2FeSO 4，实验现象为溶液变蓝色，但是没有黑色固体出现，该实验能说明Fe 3＋的氧化性比Cu 2＋强，不能说明金属铁比铜活泼，因为铁没有置换出铜单质，故B 不正确。C.Fe 3＋的氧化性比Cu 2＋的氧化性强，Fe 先与Fe 3＋反应生成Fe 2＋

，再与Cu 2＋反应生成单质Cu 。固体一定含Cu ，可能含Fe ；溶液中一定含Fe 2＋，可能含Cu 2＋，故C 不正确。D.纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故D 正确。

[答案] D

下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是________。

①过量的Fe 与Cl 2加热时发生反应 ②Fe 与过量稀H 2SO 4反应后，再向其中加KNO 3 ③Fe 与过量的S 加热时发生反应 ④Fe(NO 3)2溶液中加少量盐酸 ⑤Fe 和Fe 2O 3的混合物溶于盐酸中

解析：Fe 与Cl 2反应只生成FeCl 3；Fe ――→过量稀H 2SO 4Fe 2＋――→H ＋、NO －3Fe 3＋；Fe 与S 反应只生成

FeS ；Fe 2＋

――→H ＋

、NO －3Fe 3＋；Fe 2O 3溶于盐酸生成Fe 3＋，当混合物中Fe 不足时，溶液中仍有Fe 3＋，当Fe 足量时，溶液中无Fe 3＋。

答案：①②④

分析铁的化合物时的“两分清”

1．价态要分清

(1)要注意单质铁被不同氧化剂氧化时，产物不同。

(2)要注意不同价态的化合物所表现的不同的化学性质，如Fe 3＋以氧化性为主，Fe 2＋以还原性为主。

2．颜色要分清

铁的化合物“五颜六色”，一定要记牢：Fe 2＋溶液为浅绿色，Fe 3＋溶液为棕黄色，Fe(SCN)3溶液为血红色，Fe(OH)3胶体为红褐色，Fe(OH)2沉淀在空气中的颜色变化为白色→灰绿色→红褐色，Fe(OH)3沉淀为红褐色固体，Fe 2O 3为红棕色，Fe 3O 4、FeO 、FeS 均为黑色。

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题组一 铁及其化合物的性质 1．下列叙述正确的是( )

A ．Fe 与稀HNO 3、稀H 2SO 4反应均有气泡产生，说明Fe 与两种酸均发生置换反应

B ．足量的Fe 在Cl 2中燃烧生成FeCl 2和FeCl 3

C ．Fe 和Fe 2O 3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出

D ．Fe 2O 3――→HCl （aq ）FeCl 3(aq)――→△

无水FeCl 3，在给定的条件下能实现转化

解析：选C 。HNO 3具有强氧化性，与Fe 发生氧化还原反应，产生的气体为NO ，A 项错；铁与Cl 2反应无论量的多少产物都是FeCl 3，B 项错；C 项中Fe 2O 3溶解产生Fe 3＋

恰好将铁单质氧化，因而不能置换出H 2，正确；FeCl 3溶液加热时易水解，D 项错。

2．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是( )

A ．Fe(OH)3 Fe 2O 3

B ．Fe(OH)2 Fe 2O 3

C ．Fe(OH)2 Fe(OH)3

D ．Fe(OH)2 Fe 3O 4

解析：选B 。铁与稀硫酸反应生成FeSO 4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe 2O 3。

题组二 有关铁及其化合物的实验探究

3．下列关于FeCl 3进行的实验，预测正确的是( )

33错；混合液中加入Fe 粉时，不会有H 2产生且Fe 应先和Fe 3＋

反应，再与Cu 2＋

反应，B 错；FeCl 3易水解生成Fe(OH)3沉淀，C 对；Fe 3＋

与HCO －

3发生水解相互促进的反应，有CO 2和Fe(OH)3沉淀生成，D 错。

4．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe 3＋

的FeSO 4溶液与用不含O 2的蒸馏水配制的NaOH 溶液反应制备。

(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO 4溶液时还需加入__________。

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(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。

(3)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FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是__________________________。

(4)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。

解析：(1)Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加Fe 粉防止Fe2＋被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2较少。(4)因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。

①、②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间观察到白色沉淀。

答案：(1)稀硫酸、铁屑

(2)煮沸

(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2

(4)①②③⑤

制备Fe(OH)2的关键与方法

由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。

制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。

(1)成功关键

①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；

②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。

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(2)制备Fe(OH)2时常采用的方法

①采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；

②将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；

③将碱直接加到亚铁盐溶液的底部[使生成的Fe(OH)2与空气隔离]；

④在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有机溶剂)。

Fe2＋和Fe3＋的性质及其检验方法

[知识梳理]

1．Fe2＋、Fe3＋的性质及相互转化

(1)Fe2＋的氧化性和还原性

Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性。在中学阶段接触Fe2＋的氧化还原反应中其主要表现还原性，如Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO－3(H＋)等均表现还原性。

(2)Fe3＋的氧化性

Fe3＋处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。

(3)Fe2＋与Fe3＋的相互转化

用离子方程式表示下列转化：

Fe2＋①Cl2、②NO－3（H＋）

③Fe、④Cu Fe

3＋

①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；

②3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑；

③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；

④Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。

2．Fe2＋、Fe3＋的检验

(1)Fe2＋的检验

①取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，无现象，再通入Cl2，若变成血红色溶液，说明有Fe2＋存在(验证时不能先通氯气)。

反应方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。

②取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋存在。

反应方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)，

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀)。

(2)Fe3＋的检验

①取出少量被检验的溶液，加入KSCN溶液，溶液呈血红色，证明有Fe3＋存在。

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反应方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。

②取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在。

反应方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)。

[自我检测]

1．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是________。

解析：③CuSO4与FeCl3不反应；④生成AgCl白色沉淀，与Fe3＋无关。

答案：③④

2．如何除去括号中的杂质：

(1)Fe2＋(Fe3＋)：________________；

(2)FeCl3(FeCl2)：________________；

(3)FeCl2(CuCl2)：________________；

(4)Fe(Al)：________________；

(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：________________。

答案：(1)加过量铁粉，过滤(2)加氯水(或H2O2)

(3)加过量铁粉，过滤(4)加过量强碱溶液，过滤

(5)加过量强碱溶液，过滤

检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项

(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可以氧化SCN－)。

(2)当溶液浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在。

(3)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。

(4)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法

①检验Fe2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K3[Fe(CN)6]：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。

②检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。

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(2016·高考全国卷Ⅱ，28，15分)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：

(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_______________________________。

(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为______________________。

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________________________。

(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________________。

(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________________________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_________；生成沉淀的原因是______________________ (用平衡移动原理解释)。

[解析] (1)Fe2＋具有还原性，FeCl2溶液易被氧化而变质，配制FeCl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化。(2)溶液变红，说明有Fe3＋生成，则FeCl2溶液与氯水反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)甲组实验中，FeCl2易被空气中的O2氧化，会生成FeCl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。(4)实验②中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是检验Fe2＋。根据实验①，CCl

2＋4层显紫色，说明有I2生成，根据实验②，生成蓝色沉淀，说明有Fe

生成，根据实验③，溶液变红，说明有Fe3＋剩余，I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此说明该反应为可逆反应。(5)溶液变为棕黄色，说明生成了Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。溶液中有气泡出现，说明H2O2在Fe3＋的催化作用下发生了分解反应，生成了O2。随后生成红褐色沉淀，则沉淀为Fe(OH)3，H2O2分解放出热量，Fe3＋的水解平衡Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋向正反应方向不断进行，因此得到Fe(OH)3沉淀。

[答案] (1)防止Fe2＋被氧化

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(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)

(4)Fe2＋Fe3＋可逆反应

(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动

(2015·高考上海卷)检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可使用的试剂是( )

A．NaOH B．KMnO4

C．KSCN D．

解析：选B。A.若加入NaOH，硫酸亚铁发生反应产生的白色Fe(OH)2会被硫酸铁发生反应产生的红褐色的Fe(OH)3遮挡，不容易观察到，因此不能检验，错误。B.KMnO4有氧化性，硫酸亚铁有还原性，会发生氧化还原反应，使KMnO4的紫色褪去，而硫酸铁不能与KMnO4发生反应，因此可以作为检验试剂，正确。C.KSCN与硫酸铁会发生反应，使溶液变血红色，而硫酸亚铁不能反应，因此无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变血红色，因此无法检验，错误。D.苯酚与硫酸铁溶液发生显色反应，使溶液变为紫色，而与硫酸亚铁不能发生反应，无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变紫色，所以不能作为检验试剂，错误。

题组一Fe2＋、Fe3＋的性质及相互转化

1．在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH＋4的稀溶液中加入足量Na2O2固体，充分作用后，再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是( )

A．Fe3＋、Al3＋B．Al3＋

C．Fe2＋、NH＋4D．Fe3＋

解析：选B。2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Fe2＋转变为Fe3＋，Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀析出，Al3＋转变为AlO－2，NH＋4转变为NH3气体，NH＋4减少。没有过滤，再加入过量稀盐酸，Fe(OH)3沉淀转变为Fe3＋，所以Fe2＋减少，Fe3＋增多，AlO－2再转变为Al3＋，几乎不变。

2．下列除杂的操作不正确的是( )

A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤

B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤

C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤

D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤

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解析：选C 。FeCl 3溶液中存在水解平衡：FeCl 3＋3H 2O

Fe(OH)3＋3HCl ，加入MgO 与H ＋反应，上述平衡右移，使Fe 3＋转化成Fe(OH)3而除去，A 正确；加入过量铁粉，FeCl 3与Fe 反应生成FeCl 2而达到除杂的目的，B 正确；先用H 2O 2将Fe 2＋氧化成Fe 3＋，再利用FeCl 3的水解，加入CuO 与H ＋反应，将Fe 3＋转化成Fe(OH)3而除去，D 正确；C 项中加入NaOH 溶液，Cu 2＋、Fe 3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。

题组二 Fe 2＋、Fe 3＋的检验

3．下列离子的检验方法合理的是( )

A ．向某溶液中滴入KSCN 溶液，溶液呈血红色，说明原溶液中不含Fe 2＋

B ．向某溶液中通入Cl 2，然后再加入KSCN 溶液，溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe 2＋

C ．向某溶液中加入NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe 3＋

D ．向某溶液中加入NaOH 溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe 2＋，不含有Mg 2＋

解析：选C 。A.原溶液――→KSCN 呈血红色，说明含Fe 3＋，无法判断是否含有Fe 2＋；B.原溶

液――→Cl 2 ――→KSCN 呈血红色，说明反应后溶液中含Fe 3＋，但Cl 2有氧化性，无法判断原溶液中

是含有Fe 2＋还是含有Fe 3＋；C.原溶液――→NaOH 红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe 3＋；D.原溶液

――→NaOH 白色沉淀―→红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe 2＋，但由于红褐色的掩盖，无法说明是否含有Mg 2＋。

4．工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS 2)冶炼铜的主要流程如下：

(1)气体A 中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。

a ．浓H 2SO 4

b ．稀HNO 3

c ．NaOH 溶液

d ．氨水

(2)用稀H 2SO 4浸泡熔渣B ，取少量所得溶液，滴加KSCN 溶液后呈血红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe 2＋的方法是______________________ (注明试剂、现象)。

解析：(1)冰铜(m Cu 2S ·n FeS)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(Cu 2O 、Cu)、熔渣和SO 2气体(A)。SO 2是一种酸性氧化物，可用NaOH 溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN 溶液呈血红色，说明含有Fe 3＋。可利用Fe 2＋的还原性来检验溶液中是否存在Fe 2＋，加入酸性KMnO 4溶液，酸性KMnO 4溶液褪色，说明还存在Fe 2＋。

答案：(1)cd (2)Fe 3＋ 另取少量溶液，滴加酸性KMnO 4溶液，酸性KMnO 4溶液褪色，

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说明还存在Fe 2＋

1.含Fe 3＋、Fe 2＋的混合溶液中Fe 3＋、Fe 2＋

的检验

（1）Fe 3＋的检验 混合溶液――――――――→滴加KSCN 溶液溶液变血红色，说明含有Fe

3＋ 混合溶液――――――→淀粉­KI试纸试纸变蓝色，说明含有Fe 3＋

(2)Fe 2＋的检验 混合溶液――――――――→滴加酸性KMnO 4溶液

KMnO 4溶液紫红色褪去，说明含有Fe 2＋ 混合溶液――――――→滴加溴水溴水褪色，说明含有Fe 2＋

2．Fe 2＋、Fe 3＋性质的应用

(1)判断离子共存

①Fe 3＋与I －、S 2－、SO 2－3因发生氧化还原反应而不能大量共存。

②Fe 2＋与ClO －、MnO －4、NO －3(H ＋)等离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。

(2)盐溶液的配制与保存

①Fe 2＋的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe 2＋被氧化；加少量相应的酸，抑制Fe 2＋水解。 ②Fe 3＋的盐溶液：加少量相应的酸抑制Fe 3＋水解。

铜及其化合物的性质

[知识梳理]

1．单质铜

(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。

(2)化学性质

写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：

①2Cu ＋O 2＋CO 2＋H 2O===Cu 2(OH)2CO 3(绿色固体)。

②2Cu ＋S=====△Cu 2S 。

③与氧化性酸反应

a ．与浓硫酸共热的化学方程式：Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ；

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b ．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋

＋2NO↑＋4H 2O 。 ④与盐溶液反应(写离子方程式)

a ．与硝酸银溶液：Cu ＋2Ag ＋

===2Ag ＋Cu 2＋

； b ．与FeCl 3溶液：Cu ＋2Fe 3＋

===2Fe 2＋

＋Cu 2＋

。 2．氧化铜和氧化亚铜

(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。 (2)化学性质及应用

4．CuSO 4·5H 2O

CuSO 4·5H 2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO 4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO 4·5H 2O)，可作为检验水的依据。

[自我检测]

1．波尔多液是一种农业上应用广泛的杀菌剂，它是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液，思考下列问题：

(1)波尔多液能否用铁桶盛放？为什么？ (2)波尔多液能杀菌的原因是什么？

答案：(1)不能。原因是铁能置换波尔多液中的Cu 2＋

，降低杀菌能力。 (2)CuSO 4是重金属盐，能使蛋白质变性。 2．把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。

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答案：

(1)通常利用反应：2Cu ＋O 2=====△

2CuO 除去混合气体中的少量O 2或用于测定混合气体中O 2的含量。

(2)无水CuSO 4常用作水的检验剂；由于其吸水效率低，一般不用作干燥剂。 (3)铜可在O 2和H ＋

共存环境中逐渐溶解，如2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4===2CuSO 4＋2H 2O 。 (4)溶液中的Cu 2＋

常为蓝色(浓CuCl 2溶液为蓝绿色，稀CuCl 2溶液为蓝色)，可作为Cu

2

＋

的判定依据，如CuSO 4溶液呈蓝色。

(5)Cu 2＋

与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，这是鉴定Cu 2＋

的原理之一。

为了比较铁和铜的金属活动性强弱，某化学研究小组的同学设计了如下方案，

并将实验结果记录如下：

A ．2种

B ．3种

C ．4种

D ．5种

[解析] ①铁能置换出铜，可证明铁比铜活泼；④铁能置换出稀硫酸中的氢，而铜不

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能，可证明铁比铜活泼；⑤铁、铜、稀硫酸形成原电池，铁作负极，铜作正极，可证明铁比铜活泼，共有3种方案符合题意，选项B 正确。

[答案]

B

(1)已知2FeCl 3＋Cu===2FeCl 2＋CuCl 2，上述反应能否证明铁比铜活泼？

(2)向FeCl 3、CuCl 2、FeCl 2混合液中插入锌棒，金属阳离子先后发生反应的顺序怎样？ 答案：(1)不能。只证明氧化性：Fe 3＋

>Cu 2＋

，还原性：Cu>Fe 2＋

。 (2)先后发生反应的顺序为Fe 3＋

、Cu 2＋

、Fe 2＋

。

题组一 铜及其化合物的性质

1．现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是( ) ①SiO 2―→Na 2SiO 3 ②CuSO 4―→CuCl 2 ③SiO 2―→H 2SiO 3 ④CuO ―→Cu(OH)2 ⑤Na 2O 2―→Na 2SO 4

A ．①②

B ．③④

C ．②③④

D ．②③④⑤

解析：选B 。①SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O ；②CuSO 4＋BaCl 2===BaSO 4↓＋CuCl 2；③SiO 2不溶于水，不能一步生成H 2SiO 3；④CuO 不溶于水，不能一步生成Cu(OH)2；⑤Na 2O 2＋SO 2===Na 2SO 4。

2．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( )

223器表面的铜绿Cu 2(OH)2CO 3，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A 错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B 错误；硫酸铜与

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氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。

题组二铜及其化合物的制备

3．孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：

(1)反应①能观察到的现象是_____________________，

有关反应的化学方程式为_______________________________。

(2)反应②加入的金属可能是________，有关反应的离子方程式为___________________。

(3)操作a可能的方法是________，欲除掉的杂质为________________________；要从操作a所得到的溶液中得到溶质的晶体，需要进行的操作是________________________。

解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O。(2)～(3)经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2＋从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe或Zn等；要从滤液中得到CuSO4晶体，需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。

答案：(1)固体逐渐消失，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生

Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O

(2)铁粉Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu(答案合理即可)

(3)过滤难溶于水和稀硫酸的杂质加热浓缩、冷却结晶

4．某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为

(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是________。

A．灼烧过程中部分氧化铜被还原

B．灼烧不充分铜未被完全氧化

C．氧化铜在加热过程中分解生成铜

D．该条件下铜无法被氧气氧化