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试题分析:在1 L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4两种溶质,其浓度分别为0.2 mol?L-1和1.5 mol?L-1n(Fe(NO3)3)=0.2mol;n(H2SO4)=1.5mol.n(Fe)=39.2g÷56g/mol=0.7mol.溶液中各离子的物质的量为n(Fe3+)= 0.2mol;n(NO3-)=0.6mol;n(H+)=3mol;n(SO42-)="1.5mol" .开始发生反应:Fe+4H++NO3-= Fe3++NO↑+ 2H2O.根据给定的微粒的物质的量的多少可知应该按照NO3-来进行计算。消耗Fe粉0.6mol,消耗H+2.4mol,还有剩余的氢离子0.6mol.产生NO气体0.6mol.这时溶液中含有Fe3+的物质的量为0.7mol.剩余铁粉发生反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+.因为还含有铁粉0.1mol,Fe3+0.8mol根据二者关系可知铁粉完全反应产生0.3mol Fe2+还含有Fe3+0.6mol.因此在反应后的溶液中的Fe2+和Fe3+物质的量之和为0.9 mol 。A错误。C正确。 产生NO气体的物质的量为0.6mol.其在标准状况下体积为0.6mol×22.4l/mol="13.44L." B错误。在反应的过程中始终有气体产生,D错误。3)3和H2SO4的混合溶液中加入Fe粉发生的反应及前后顺序的知识。
考点:
考点名称:氧化铁氧化铁:
化学式Fe2O3,溶于盐酸,为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料,工业上称氧化铁红,用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。
(1)色态:红色粉末,俗称铁锈(铁红)
(2)溶解性:溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐;难溶于水,不与水反应。
(3)氧化性:高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原
氧化铁的化学性质:
铝热反应:2Al+Fe2O3=(高温)=Al2O3+2Fe与强酸反应:Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O与还原性酸(HI)反应:Fe2O3+6H++2I-==2Fe2++3H2O+I2铁的氧化物:
化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称——铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态+2+3+2、+3水溶性不溶不溶不溶与酸反应FeO+2H+==Fe2++H2OFe2O3+6H+==2Fe3++3H2OFe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O用途玻璃色料油漆、颜料做颜料和抛光剂氧化性高温时都能与C、CO、H2反应,被还原生成Fe单质考点名称:单质铁铁元素:
在元素周期表中的位置:铁的原子序数26,位于周期表中第四周期,第Ⅷ族。
(1)物理性质:银白色、有金属光泽,密度较大,熔点较高,硬度较小,具有导电、导热、延展性,可被磁铁吸引。
(2)化学性质:较活泼的金属,+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如:Cl2Br2过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:
注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2H+Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:
③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)
铁的性质:
物理性质:铁是黑色金属,具有铁磁性铁的化学性质:①与强氧化剂反应(如:Cl2、Br2、过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:
注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S、 I2、H+、Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:
③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)
铁与稀硝酸的反应:
铁少量时:铁过量时:3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO+4H2O两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。
注意:
铁元素性质活泼,自然界中的铁元素几乎都是以化合态存在,只有在陨石中存在游离态的铁元素。过量的铁与氯气反应,不会生成FeCl2,因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行。金属与强氧化性酸反应,不会生成H2。化学性质:
铁元素性质活泼,有较强的还原性。
铁三角关系:
考点名称:碱式碳酸铜碱式碳酸铜:
碱式碳酸铜又称碳酸铜,呈孔雀绿颜色,所以又叫孔雀石,是一种名贵的矿物宝石。它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质,又称铜锈,颜色翠绿。在空气中加热会分解为氧化铜、水和二氧化碳。溶于酸并生成相应的铜盐。在自然界中以孔雀石的形式存在。
碱式碳酸铜的物理性质和化学性质:
(1)物理性质:是一种草绿色的纤维状的团状物或深绿色的粉状物,有毒,是铜锈(铜绿)的主要成分,俗称孔雀石。
(2)化学性质:Cu2(OH)2CO3可溶于酸、热水中,加热到220℃时分解为氧化铜、水和二氧化碳 [Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O↑,溶于酸生成相应的铜盐,也可溶于氰化物、铵盐而形成铜的配合物。
碱式碳酸铜的用途:
碱式碳酸铜可用来制造信号弹、焰火、油漆颜料、杀虫剂和解毒剂,也用于电镀等方面。
考点名称:氧化铜氧化铜:
(1)物理性质:氧化铜是不溶于水的黑色固体(粉末),能溶于烯酸中,主要用于制造人造丝、陶瓷、釉、电池、杀虫剂,也用于制氢,做催化剂使用。
(2)化学性质:①氧化铜有金属氧化物的性质,常温下能与烯酸反应:CuO+2H+Cu2++H2O
②氧化铜具有氧化性,加热条件下可以与还原剂发生氧化还原反应:H2+CuOCu+H2O
③氧化铜在高温下可发生分解反应:4CuO2Cu2O+O2↑
(3)冶炼:一般通过加热分解Cu(OH)2的方式得到CuO,化学方程式为:Cu(OH)2CuO+H2O
注意: 溶液中的Cu2+常为蓝色(浓CuCl2溶液呈绿色,稀CuCl2溶液呈蓝色),其颜色可作为Cu2+的判断依据。Cu2+与碱发生反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,其溶于氨水形成蓝色溶液。
氧化铜的特性:
气味无味颜色黑色或者棕黑色外观无定形或结晶性粉末性状稍有吸湿性相对质量79.55溶解性(水)不可溶溶解度不溶于水和乙醇,溶于酸、氯化铵及氰化钾溶液,氨溶液中缓慢溶解稳定性稳定储存密封干燥保存用途做有机反应的催化剂,制作人造丝和其他铜化合物等氧化铜和氢氧化铜的性质比较:
名称氧化铜氢氧化铜化学式CuOCu(OH)2物理性质不溶水的黑色固体(粉末)不溶于水的蓝色固体化学性质CuO+2H+Cu2++H2O
CuO+H2Cu+H2O
CuO+COCu+CO2Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
Cu(OH)2CuO+H2O
Cu(OH)2+4NH3·H2OCu(NH3)4(OH)2+4H2O制法Cu(OH)2CuO+H2OCu2++2OH-Cu(OH)2↓
例题:铜在自然界存在于多种矿石中,如:黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2
请回答下列问题:
(1)、上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是__Cu2S
)、工业上以黄铜矿为原料。采用火法熔炼工艺生产铜。改工艺的中间过程会发生反应:
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是Cu2S和Cu2O
(3)、二氧化硫尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是形成酸雨,会对植物和建筑物等造成严重危害;该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1中酸和1中盐的名称硫酸、硫酸钠。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需要进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的大批量:以硫酸铜-硫酸溶液为电解质。电解时,粗铜(阳极)中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液,不如铜活泼的金属沉入电解槽形成“阳极泥”;溶液中的Cu2+得到电子沉积在纯铜(阴极)上。
氧化铜与铜化合物之间的转换图:
需要记住这些单质、化合物的颜色和状态,可以做为实验题的切入点。
知识扩展:
溶液中的Cu2+常为蓝色(浓CuCl2溶液呈绿色,稀CuCl2溶液呈蓝色),其颜色可作为Cu2+的判断依据。Cu2+与碱发生反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,其溶于氨水形成蓝色溶液。
反应方程为:CuCl2+2NaOHCu(OH)2↓+2NaCl;Cu(OH)2+4NH3·H2OCu(NH3)4(OH)2+4H2O