专题 3.15

　铁、铜方面试题的解题方法与技巧

　铁及其化合物因为性质的复杂多变而成为高考命题的热点。题型以笔答题为主，在选择题中也有涉及，

　试题以化工生产为背景，以丰富的流程分析和物质转化为特征，考查学生分析问题和解决问题的能力。铜

　及其化合物的知识以及金属材料的应用，在新课标高考中的地位在逐步得到加强，属于

　新出现的高考热点。

　预计 2019 年仍以实际情景为依托，以元素化合物知识为载体，融元素化合物、化学基本理论、化学实验、化学计算、图像分析等知识于一体，既考查考生对知识的整合能力，又考查新课标的三种能力，并提高从

　化学视角分析和解决实际问题的能力。题型有选择题和填空题；以选择题形式考查

　Fe、Cu 单质及其化合物

　的性质和应用，在Ⅱ卷中与化学反应原理结合考查综合推断，实验探究和无机化工流程图，以填空题形式考查。

　一、铁及其化合物

　1、氧化物

　氧化物

　氧化亚铁

　氧化铁

　四氧化三铁

　化学式

　FeO

　Fe2O3

　Fe3O4

　颜色状态

　黑色粉末

　红棕色粉末

　黑色晶体 ( 有磁性 )

　溶解性

　难溶于水

　难溶于水

　难溶于水

　铁的化合价

　＋2

　＋ 3

　＋ 3、＋ 2

　稳定性

　不稳定

　稳定

　稳定

　与 H＋ 反应

　FeO＋ 2H＋ ＝ Fe2＋＋ H2O

　Fe2O3＋ 6H＋ ＝ 2Fe3＋ ＋ 3H2O

　Fe3O4＋ 8H＋ ＝ Fe2＋ ＋2Fe3＋＋ 4H2O

　2、氢氧化物

　Fe(OH)2

　Fe(O H)3

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　色态

　白色固体

　红褐色固体

　与盐酸反应

　＋

　2＋

　＋ 2H2O

　＋

　3＋

　＋ 3H2O

　Fe(OH)2＋ 2H

　===Fe

　Fe(OH)3＋3H ===Fe

　受热分解

　2Fe(OH)

　△

　Fe O＋ 3H O

　3

　2

　3

　2

　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

　二者的关系

　4Fe(OH)2＋ O2＋ 2H2O＝4Fe(OH) 3。

　绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为

　注意：

　Fe(OH)3 作为一种碱能与酸反应生成盐和水，但

　Fe3＋有较强的氧化性，若酸为还原性酸

　( 如 H2S、 HI) 则

　再发生氧化还原反应，故与

　HCl 反应只是中和反应，而与

　HI 反应的化学方程式如下：

　2Fe(OH)3＋ 6HI

　2

　2

　2

　＝ 2FeI ＋ I ＋ 6H O。

　2＋

　3＋

　②除杂方法 ( 括号内为杂质 ) ：Fe

　(Fe

　) ：加过量铁粉过滤； FeCl3(FeCl 2) ：加氯水或

　H2O2；FeCl2(CuCl 2) ：

　加过量铁粉过滤；

　Fe(Al) 、 Fe2O3(Al 2O3、 SiO2) ：加过量强碱溶液过滤；

　（ 2）盐溶液的保存：亚铁盐、铁盐的存放方法：亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止

　Fe2＋ 被氧化。铁

　盐溶液——加入少量相应的酸溶液以防止

　Fe3＋ 水解

　（ 3）物质制备：

　①制备无水氯化铁：在

　HCl 气流中加热浓缩氯化铁溶液；

　②制备氢氧化铁胶体：向沸水中加入饱和氯化铁溶液并煮沸至变为红褐色为止。

　4、 Fe2＋和 Fe3＋ 检验：

　1）直接观察颜色： Fe2＋ 溶液呈浅绿色， Fe3＋ 溶液呈棕黄色。

　2）利用显色反应 ( 形成络离子 )

　①

　②

　（ 3）利用 Fe(OH)3 沉淀的颜色：

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　4）利用 Fe3＋的氧化性

　①

　②

　③

　5）利用 Fe2＋的还原性

　①

　②

　5、分析铁与稀

　HNO3反应的关键：一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应

　方程式： HNO3过量： Fe＋ 4HNO3＝Fe(NO3) 3＋NO↑＋ 2H2O， Fe 过量时： Fe＋ 2Fe(NO3) 3＝3Fe(NO3) 2，两者相

　加得总方程式：

　3Fe＋ 8HNO3＝3Fe(NO3) 2＋2NO↑＋ 4H2O，可以用数轴表示：

　。

　6、离子 守恒法在解有关离子反应计算题时的应用技巧：在离子反应中，元素的种类不变，同种元素对应离

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　子反应前后的物质的量守恒；在复杂离子反应或多步离子反应中，运用离子守恒的思路，选取具有守

　恒特征的某一离子，找出其在始态和终态物质中的等量关系，即可迅速求解。

　二、铜及其化合物

　1、铜：

　1）物理性质：铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。

　2）化学性质：

　①与非金属反应：例如

　2Cu＋ O2

　△

　2CuO、 2Cu＋S △

　Cu2S、 Cu＋ Cl 2

　△ CuCl2。

　②氧化性酸的反应：例如

　Cu＋ 2H2SO( 浓 )

　△

　CuSO＋ 2HO＋ SO↑、 Cu＋ 4HNO( 浓 ) ＝ Cu(NO) ＋ 2H O＋

　4

　4

　2

　2

　3

　3

　2

　2

　2NO↑、 3Cu＋ 8HNO3( 稀 ) ＝3Cu(NO) 2＋ 4H2O＋2NO↑。

　③与盐溶液的反应：

　2FeCl 3＋ Cu＝ CuCl2＋ 2FeCl 2、 Cu＋ 2AgNO3＝ Cu(NO3) 2＋2Ag。

　④在空气中生成铜绿：

　2Cu＋ CO2＋ O2＋ H2O＝ Cu2(OH)2CO3。

　2、氧化铜：

　1）物理性质：黑色粉末状固体，不溶于水。

　2）化学性质：

　【详解】

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　C. 由上述分析可以知道，第④ 剩余金属

　Fe 和 Cu，参加反 金属

　1.68g ，其物 的量

　3+

　2+

　2+

　2+

　=1.8mol/L ，故

　0.03mol ，由 Fe+2Fe =3Fe ，可以知道溶液中

　n（ Fe ）=0.09mol

　，故 c（ Fe ）=

　C ；

　D. 第③ 中溶解金属 ：

　3.6g-1.92g=1.68g

　，混合物中

　Fe 恰好完全反 、 Cu 不反 ， 剩余 1.92g

　为 Cu，合金中

　Fe 与 Cu 的 量之比 ：

　1.68g ： 1.92g=7 ： 8， 二者的物 的量之比 ：

　：

　=1:1 ，

　故 D 正确；

　本 答案

　C。

　【例 3】周 《清波 志》卷十二：信州 山，胆水自山下注， 若瀑布，用以浸 ， 冶是 。

　干溢系

　夫旱 ，大抵盛于春夏，微于秋冬。古 一人至水 ， 匙 ，翌旦得之，已成 矣。

　里的胆水是

　指胆 水，下列有关判断不正确的是

　A．胆 也叫 ，化学式

　.

　CuSO4 5H2O

　B．硫酸 是 解 ，在水溶液中 离出

　2+

　4

　2-

　Cu 和 SO

　C．“ 匙 ⋯⋯已成 矣”所涉及反 的离子方程式

　Fe+ Cu 2+== Fe 2++ Cu

　D．向 CuSO4溶液中滴加相同 度的

　Ba(OH)2 溶液 程中，溶液 性不

　【答案】 D

　【解析】

　【 解】

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