苏教版高考化学一轮复习专题3金属及其化合物第10讲铁铜的获取及应用学案

这是一份苏教版高考化学一轮复习专题3金属及其化合物第10讲铁铜的获取及应用学案，共34页。学案主要包含了课标要求等内容，欢迎下载使用。

第10讲　铁、铜的获取及应用

【课标要求】　1.了解铁、铜及其重要化合物的主要性质及其应用。2.以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。3.能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。

考点1　铁的单质、氧化物和氢氧化物

授课提示：对应学生用书第56页


1．铁
(1)物理性质
颜色、状态
导电、导热性、
延展性
特性
地壳含量
银白色、固体
良好
被磁铁吸引
占第4位
(2)结构

(3)化学性质(写出化学方程式或离子方程式)


2．铁的氧化物
(1)物理性质
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称

铁红
磁性氧化铁
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的价态
＋2价
＋3价
＋2价，＋3价
(2)化学性质
FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。
3．铁的氢氧化物
(1)Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(2)Fe(OH)3是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，受热易分解，分解的方程式为2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O；制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
[提醒]　①FeO和Fe3O4与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。
②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。

　(1)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。(　　)
(2)根据铁与Cl2、S反应的条件及产物中铁元素的化合价可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱。(　　)
(3)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。(　　)
(4)水溶液中Fe2＋、H＋、CO、ClO－可以共存。(　　)
(5)将水蒸气通过灼热的铁粉，粉末变红，铁与水在高温下发生反应。(　　)
(6)铁锈的成分是氢氧化铁。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×

1．铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与________(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与________反应时只生成＋2价铁；与________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。
所选试剂：①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤盐酸
⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液　⑨FeCl3溶液
答案：①⑥　④⑤⑦⑧⑨　②③
2．FeCl3、FeCl2、Fe(OH)2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？用化学方程式举例说明。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：均能通过化合反应制取。
FeCl2：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；
FeCl3：①2Fe＋3Cl22FeCl3；
②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；
Fe(OH)2：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2(原电池反应)；
Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

题组一　铁及其化合物的性质及应用
1．《本草纲目》中记载“慈石治肾家诸病，而通耳明目。慈石，色轻紫，石上皲涩，可吸连针铁，俗谓之熁铁石”。“慈石”的主要成分是 (　　)
A．铁　　　　　　　　 B．氧化铜
C．氧化铁 D．四氧化三铁
答案：D
2．(2021·湖南汨罗统考)下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(　　)
A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
解析：常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象，阻止反应进行，工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，故C正确；氯化铁有氧化性，但不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附悬浮的杂质净水，故D错误。
答案：D
3．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是(　　)

A．Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O
答案：B
题组二　氢氧化亚铁的制备
4．(2021·福建省福州月考)如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化，实验提供的试剂：铁屑、6 mol/L硫酸溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是(　　)

A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑
B．实验开始时应先将活塞E关闭
C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，使A中溶液压入B瓶中
D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色
解析：A.B中盛有一定量的NaOH溶液，A中生成FeSO4，故A正确；B.实验开始时应先将活塞E打开，用氢气排出装置中空气，故B错误；C.生成Fe(OH)2的操作为：关闭E，使A中溶液压入B瓶中，故C正确；D.取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色，故D正确。
答案：B
5．下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。


解析：因为Fe(OH)2在空气中容易被氧化为红褐色的Fe(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的原理为铁做阳极产生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，因而不能较长时间看到白色沉淀。
答案：①②③⑤



[归纳提升]
防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，去除溶液中的氧气。
(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管中的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。
(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
(5)用Fe做阳极，石墨做阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。
题组三　用守恒思想判断物质的组成
6．(2021·武汉高三质检)铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为 (　　)
A．FeO·3Fe2O3 　 B．2FeO·3Fe2O3
C．FeO·2Fe2O3 　 D．2FeO·Fe2O3
解析：化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则
解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。
答案：B
7．(2021·辽宁营口联考)有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为(　　)
A．Fe2O3　　B．Fe3O4　　C．Fe4O5　　D．Fe5O7
解析：根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
答案：D



[归纳提升]
确定铁的氧化物组成的基本方法
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，
若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；
若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；
若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。

考点2　Fe2＋与Fe3＋的性质及检验



1．亚铁盐
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。
(1)Fe2＋的还原性：Fe2＋Fe3＋
Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(2)Fe2＋的弱氧化性：Fe2＋Fe。
2．铁盐
含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。
Fe3＋Fe2＋
写出下列转化的离子方程式：
(1)Fe3＋Fe2＋：
2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋。
(2)Fe3＋Fe2＋：2Fe3＋＋2I－⇌2Fe2＋＋I2。
3．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)用KSCN溶液和氯水

(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
溶液变红色，说明含有Fe3＋
KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。
(4)Fe2＋的特征检验方法
溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。

　(1)检验Fe(NO3)2晶体是否变质，将样品溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红。(　　)
(2)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、K＋、Cl－、SO。(　　)
(3)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓。(　　)
(4)将FeCl3溶液蒸干可得到FeCl3固体或晶体。(　　)
(5)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe2＋。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√

　除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。
(1)FeCl2(Fe3＋)除去方法：______________，离子方程式：___________________________________________________________________。
(2)FeCl3(FeCl2)除去方法：______________，离子方程式：___________________________________________________________________。
(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法：____________，离子方程式：___________________________________________________________________。
(4)FeCl2(Cu2＋)除去方法：______________，离子方程式：___________________________________________________________________。
答案：(1)加入过量铁粉　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)加入氯水或通入Cl2　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)滴加H2O2　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋
(4)加入过量铁粉，过滤　Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋


题组一　Fe2＋、Fe3＋之间的转化
1．(2021·河南平顶山统考)硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法错误的是(　　)

A.FeSO4与NH4HCO3反应制备FeCO3，适宜在高温条件下进行
B．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．常温下，FeSO4比(NH4)2Fe(SO4)2易溶于水
解析：A项中，NH4HCO3高温下易分解，且生成的FeCO3可能受热分解。
答案：A
2．混合溶液中Fe3＋、Fe2＋除去的常用方法
(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入________、________、________中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。
(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入________、________、________、________中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如________)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。
(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如________)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。
答案：(1)MgO　MgCO3　Mg(OH)2
(2)CuO　CuCO3　Cu(OH)2　Cu2(OH)2CO3
(3)H2O2　(4)H2O2

题组二　Fe2＋和Fe3＋的检验
3．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序是(　　)
①加足量氯水　②加足量KMnO4溶液　③加少量KSCN溶液
A．①②　　　　　　　　 B．③②
C．③① D．①②③
答案：C
4．工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：

用稀硫酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
________________________________________________(注明试剂、现象)。
解析：滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中有Fe3＋；检验溶液中还存在Fe2＋时，可以利用Fe2＋的还原性，加入酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去。
答案：Fe3＋　取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液，KMnO4褪色{或取少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，如果有蓝色沉淀说明有Fe2＋}

　高考新热点——以Fe2＋、Fe3＋为载体的综合实验探究
授课提示：对应学生用书第59页

[考能突破练]
1．(双选)液态净水剂聚合硫酸铁(PFS)的主要成分可表示为Fea(OH)b(SO4)c·nH2O。以某硫酸厂烧渣(主要成分为Fe3O4、FeO和Fe2O3，含少量SiO2等杂质)为原料制备PFS的流程如下：

下列说法不正确的是(　　)
A．酸A为硝酸，PFS是无机高分子化合物
B．“过滤”所得的滤渣可以用于制造光导纤维
C．“氧化”过程中可能发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
D．废水的pH越小，PFS的净水效率越高
解析：由PFS的主要成分和工艺流程可知，酸A为硫酸，PFS是高聚物，A项错误；二氧化硅不溶于硫酸，滤渣的主要成分是二氧化硅，其可以用于制造光导纤维，B项正确；试剂B可以是O2、H2O2等，能将亚铁离子氧化成铁离子，C项正确；PFS的主要成分是碱式硫酸铁，在酸性较强的条件下，PFS会失去聚沉水中杂质的能力，净水效率降低，D项错误。
答案：AD
2．某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。
(1)检验产物
①取出少量黑色固体，洗涤后，____________________________________________________________________
________________________________________________________________________(填操作和现象)，
证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有________。
(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是_______________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：

序号
取样时间/min
现象
Ⅰ
3
产生大量白色沉淀；溶液呈红色
Ⅱ
30
产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深
Ⅲ
120
产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅
(资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN)
②对Fe3＋产生的原因做出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；
假设b：空气中存在O2，由于_____________________________________________
________________________________________________________________________(用离子方程式表示)，可产生Fe3＋；
假设c：酸性溶液中NO具有氧化性，可产生Fe3＋；
假设d：根据______________________________________________________现象，
判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。
解析：(1)①加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解。②K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2＋。
(2)过量铁粉与Fe3＋反应生成Fe2＋，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。②O2氧化Fe2＋反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。白色沉淀是AgSCN，所以实验可以说明含有Ag＋，Ag＋可能氧化Fe2＋生成Fe3＋。
答案：(1)①加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解　②Fe2＋
(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　②4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　加入KSCN溶液后生成白色沉淀
3．从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。以FeCl3溶液为实验对象，探究其与碱性物质之间反应的复杂多样性。实验如下：

(1)①中反应的离子方程式是_________________________________________。
(2)②中逸出的无色气体是________。从物质类别的角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的共性是________________________(写一条)；从化合价角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的差异是_______________________________
__________________________________________________________________(写一条)。
(3)对于③中的实验现象，同学们有诸多猜测，继续进行实验：
Ⅰ.甲取③中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。甲得出结论：FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应，离子方程式是____________________________________________________________________。
Ⅱ.乙认为甲的实验不严谨，重新设计并进行实验，证实了甲的结论是正确的。其实验方案是______________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)受以上实验的启发，同学们对pH≈8的1 mol/L NaF溶液与FeCl3溶液混合时的现象产生了好奇并进行实验：
实验操作
及现象
④向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL 1 mol/L NaF溶液，溶液变无色
⑤向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL蒸馏水，溶液颜色变浅
Ⅰ.⑤的实验目的是___________________________________________________
____________________________________________________________________。
Ⅱ.为探究④中溶液变无色的原因，进行如下实验：

资料显示：FeF3溶液为无色。
用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因：_____________________________
___________________________________________________________________。
(5)根据实验，FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与____________________有关。
解析：(1)根据图中对实验现象的描述，反应①氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁胶体。(2)由于碳酸钠溶液显碱性，氯化铁溶液显酸性，相互促进水解，生成CO2气体和氢氧化铁沉淀。(3)加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，说明③中溶液中有SO，亚硫酸钠与氯化铁会发生氧化还原反应，即Fe3＋将SO氧化为SO，甲中SO也可能是SO被空气氧化，所以用铁氰化钾溶液检验溶液中是否生成Fe2＋更合理。(4)FeCl3溶液中加入NaF，颜色变浅，说明反应生成了FeF3，是可溶性的难电离物质，加入氢氧化钠溶液生成红褐色沉淀，说明OH－更容易与Fe3＋结合。
答案：(1)3Mg(OH)2＋2Fe3＋⇌2Fe(OH)3(胶体)＋3Mg2＋
(2)CO2　两者都为强碱弱酸盐，能与强酸反应　Na2CO3中碳原子为最高正价＋4，无还原性；Na2SO3中硫原子为＋4价，处于中间价态，具有较强的还原性
(3)Ⅰ.2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋
Ⅱ.取③中的红棕色溶液少许，滴加铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀
(4)Ⅰ.排除加水稀释对溶液颜色变化的影响
Ⅱ.无色溶液中存在平衡：Fe3＋＋3F－⇌FeF3，加入NaOH后，Fe3＋更易与OH－结合生成难溶的Fe(OH)3
(5)碱性物质的pH、离子的性质
考点3　铜及其化合物



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：

①写出下列化学方程式：
铜在空气中加热：2Cu＋O22CuO。
铜丝在硫蒸气中反应：2Cu＋SCu2S。
铜丝在Cl2中反应：Cu＋Cl2CuCl2。
②常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气中则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。
有关化学方程式为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。
2．氧化铜和氧化亚铜

名称
氧化铜
氧化亚铜
颜色
黑色
砖红色
与酸反应
(H＋)
CuO＋2H＋===
Cu2＋＋H2O
Cu2O＋2H＋===
Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应
H2＋CuOCu＋H2O
H2＋Cu2O2Cu＋H2O
转化关系
4CuO2Cu2O＋O2↑
3.氢氧化铜
(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。
(2)化学性质及应用：
4．铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式：Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。
(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾，其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，据此可用来检验水的存在。
[提醒]　(1)Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。
(2)无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。

　(1)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2。(　　)
(2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。(　　)
(3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水。(　　)
(4)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。(　　)
(5)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化。(　　)
(6)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈。(　　)
(7)过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2。(　　)
(8)铜是导电性最好的金属材料。(　　)
(9)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分。(　　)
(10)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，制得无水CuCl2固体。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)√　(10)×

1．把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。
答案：

2．某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案：
(1)CuCuSO4硫酸铜溶液CuSO4·5H2O
(2)CuCuO硫酸铜溶液CuSO4·5H2O
(3)Cu热空气硫酸铜溶液CuSO4·5H2O
对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？为什么？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
方案(1)：产生污染性气体，且消耗硫酸较多。
方案(2)：消耗能量较多，且步骤复杂。
方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。
因此方案(3)更合理

题组一　铜及其化合物的转化
1．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到实验目的的是 (　　)
A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D.将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
解析：铜丝与浓硫酸反应后，仍有大量浓硫酸存在，不能把水加入反应器中，否则会发生危险，A项错误，Cu与Cl2在常温下不反应，需要加热才能发生反应，B项错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到CuCl2固体，C项错误。
答案：D
2．(2021·深圳质检)用CuCl2·2H2O制取无水CuCl2的实验装置如图所示，下列说法错误的是 (　　)

A．通入HCl可以抑制CuCl2的水解
B．先滴入浓硫酸，再点燃c处酒精灯
C．硬质玻璃管内部右侧会出现白雾
D．装置d中上层为苯，下层为NaOH溶液
解析：氯化铜水解：CuCl2＋2H2O⇌Cu(OH)2＋2HCl，生成的氯化氢易挥发，通入HCl可以抑制CuCl2的水解，A正确；CuCl2·2H2O加热失去结晶水必须在HCl的气流中进行，所以先滴入浓硫酸产生HCl气体，使硬质玻璃管中充满HCl气体后再点燃c处酒精灯，B正确；硬质玻璃管内部右侧有生成的水蒸气和通入的氯化氢，由于氯化氢极易溶于水，会产生白雾，C正确；氯化氢极易溶于水，为了防止倒吸，d中下层应为有机溶剂，可以是四氯化碳，上层为氢氧化钠溶液，D错误。
答案：D
题组二　铜及其化合物的制取
3．(双选)某学习小组以废催化剂(主要成分为SiO2、ZnO、ZnS和CuS)为原料，制备锌和铜的硫酸盐晶体。
设计的实验方案如下：

下列说法正确的是(　　)
A．步骤①中能溶于稀硫酸的是ZnO和ZnS
B．步骤①、③中发生的反应均为氧化还原反应
C．步骤③涉及的离子反应可能为CuS＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋S＋2H2O
D．步骤②和④，采用蒸发结晶，过滤后均可获取粗晶体
解析：ZnO、ZnS可与稀硫酸反应，A正确；步骤①中发生反应：ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O、ZnS＋H2SO4===ZnSO4＋H2S↑，不是氧化还原反应，故B错误；步骤③中发生反应：CuS＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋S＋2H2O，离子方程式为CuS＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋S＋2H2O，C正确；步骤②和④均为溶液结晶得到含结晶水的晶体，均采用蒸发浓缩、冷却结晶法，D错误。
答案：AC
4．Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图：
Cu2SCuCu2O、CuOAB胆矾
(1)Cu2S中铜元素的化合价为________，火法炼铜的反应原理是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)若将A中红色物质反应掉，操作Ⅰ中加入的试剂最好是________(填字母)。
A．适量的NaNO3
B．适量的HNO3
C．适量的H2O2
解析：(1)Cu2S中铜为＋1价，火法炼铜中Cu、O被还原，S被氧化，反应的化学方程式为Cu2S＋O22Cu＋SO2。(2)依据信息知Cu2O在酸性条件下生成Cu2＋(蓝色)和单质铜(红色)，反应的离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。(3)H2O2不产生污染物，不引入杂质。
答案：(1)＋1　Cu2S＋O22Cu＋SO2
(2)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O　(3)C
考点4　从自然界中获取铁和铜


1．铁、铜在自然界中的存在
铁和铜在自然界中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Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)等；常见的铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、孔雀石[主要成分为CuCO3·Cu(OH)2]等。此外铁在自然界中还以游离态的形式存在于陨铁中。自然界中也存在少量的单质铜。
2．铁的冶炼
(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。
(2)设备：炼铁高炉。
(3)反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。
(4)工艺流程：从高炉下方鼓入空气与焦炭反应产生CO2，并放出大量的热量；CO2再与灼热的焦炭反应，生成CO；CO在高温下将氧化铁还原为铁。有关反应的化学方程式：C＋O2CO2；C＋CO22CO；3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
特别提醒　铁矿石中含有SiO2需除去：石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣，有关反应的化学方程式：CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋SiO2CaSiO3(炉渣)。炉渣的密度比铁水小，故浮在铁水上面，从而分离除去。
3．铜的制备与精炼
工业上主要采用高温冶炼黄铜矿(主要成分是CuFeS2)的方法获得铜。用这种方法冶炼得到的铜，含铜量为99.5%～99.7%，还含有Ag、Au、Fe、Zn等杂质。要达到电气工业生产用铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼得到的铜还必须经过电解精炼，电解精炼得到的铜，含铜量高达99.95%～99.98%。

　如图表示金属活动性顺序中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。

根据上图回答下列问题：
(1)铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多？
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)写出以NaCl、Al2O3、MgCl2、CuO、CuSO4、Ag2O为原料制备Na、Al、Mg、Cu、Ag的化学方程式，并写出它们的制备方法。
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：(1)铝的金属活动性比铁、铜强，在自然界中以稳定的化合态存在，难冶炼，古代人们的技术条件达不到，不能冶炼铝，故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多
(2)2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑　电解法
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑　电解法
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　电解法
2CuO＋C2Cu＋CO2或CuO＋H2Cu＋H2O　热还原法
CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4　湿法炼铜
2Ag2O4Ag＋O2↑　热分解法

题组一　铁的冶炼及应用
1．铁的氧化物有多种用途。请回答下列问题：
(1)赤铁矿的主要成分是Fe2O3，是工业炼铁的主要原料之一。写出由Fe2O3制得单质铁的化学方程式：________________________________________________
___________________________________________________________________。
某赤铁矿除了含Fe2O3之外，还含有少量的SiO2和Al2O3。将试样溶于NaOH溶液，充分反应后过滤，即可得到较纯净的Fe2O3。该过程中发生反应的离子方程式是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)Fe2O3可以与铝粉组成铝热剂用于焊接钢轨或定向爆破。某同学猜测，该反应所得熔融物中含有Fe2O3。他设计如下实验来验证自己的猜想：取少量试样，加入足量稀盐酸，然后滴加KSCN溶液，若出现血红色，证明含有Fe2O3。否则，不含有Fe2O3。你认为该方案合理吗？为什么？
____________________________________________________________________

____________________________________________________________________
解析：(1)工业冶炼铁是用CO作还原剂；SiO2、Al2O3与NaOH溶液发生反应。(2)由于2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋的干扰，该方案不合理。
答案：(1)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(答案合理即可)
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(2)不合理。因为Fe3＋能跟铝热反应生成的Fe反应生成Fe2＋，Fe2＋与SCN－反应时不会出现血红色(答案合理即可)
题组二　铜的冶炼方法
2．在实验室里以铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备单质铜，有下列两种途径：
①FeH2Cu
②CuOCuSO4Cu
若用这两种方法制得等量的铜，则下列有关说法符合实际情况的是(　　)
A．消耗氧化铜的质量相同
B．消耗铁的质量相同
C．消耗硫酸的质量相同
D．生成硫酸亚铁的质量相同
解析：制备1 mol Cu需要1 mol CuO，而H2还原CuO时需要先用H2排除体系内的空气，冷却时也需要继续通H2，因此需要H2的量远大于1 mol，即消耗的Fe、H2SO4及生成的FeSO4的质量均比第②种方法多。
答案：A
3．铜在自然界存在于多种矿石中，如：
矿石名称
黄铜矿
斑铜矿
辉铜矿
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu2S
CuCO3·Cu(OH)2
请回答下列问题：
(1)上表所列铜的化合物中，铜的质量百分含量最高的是__________________(填化学式)。
(2)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，反应的氧化剂是________________。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是________________；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称____________。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：___________________________
__________________________________________________________________。
解析：(2)Cu2O、Cu2S中的Cu由＋1价被还原为0价，为氧化剂；Cu2S中的S由－2价被氧化为＋4价，为还原剂。(3)处理SO2尾气可得到硫酸，或用氨水吸收，最后可得到(NH4)2SO4等化学品。
答案：(1)Cu2S　(2)Cu2O和Cu2S
(3)形成酸雨　硫酸、硫酸铵
(4)电解池中，粗铜为阳极，纯铜为阴极，电解质为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，Cu单质变为Cu2＋进入溶液中：Cu－2e－===Cu2＋；阴极上发生还原反应，Cu2＋得到电子在阴极上析出Cu单质：Cu2＋＋2e－===Cu，从而达到精制Cu的目的

[归纳提升]
铜的冶炼“三方法”
(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：
2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)
2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。
(3)生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。
生物炼铜的优点：a.成本低；b.污染小；c.反应条件简单；d.含量(品位)很低的矿石也可以被利用。
　定量测定合金组成的两种方法

1．定量集气法
定量集气法是指收集合金中某种物质溶于酸或碱溶液时所产生的气体的量，应用化学方程式或关系式来判断合金的组成。其原理的关键点是某组分具有特殊性质(特别是与酸或碱反应能产生气体)。其操作要点和注意事项有：保证装置的气密性良好，注意收集气体的读数方法。
2．沉淀法
沉淀法测定物质含量是常用的一种方法，采用沉淀法时涉及的基本实验操作和主要问题有：称量、溶解(溶解试剂)、沉淀(重点是沉淀试剂的选择)、过滤、沉淀洗涤、沉淀的干燥、称量及数据的处理(包括测定结果的误差分析)。
[考能突破练]
　有三种镁铝合金样品①、②、③(组分比例不一定相同)。三位同学各取一种样品，对合金中镁的质量分数进行下列实验探究：
(1)第一位同学取样品①m1 g和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤；再往滤液中通入过量的二氧化碳气体，将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到固体质量仍为m1 g。则合金中镁的质量分数为________(小数点后保留2位)。
(2)第二位同学取样品②m2 g和足量的稀硫酸反应，发现固体完全溶解，标准状况下得到气体体积为V L，则m2的取值范围是________(结果化为最简分数)。
(3)第三位同学取不同质量的样品③分别和30 mL同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体的体积(标准状况下测定)如下表所示：
实验序号
a
b
c
合金质量/g
0.51
0.765
0.918
气体体积/mL
560
672
672
Ⅰ.盐酸的物质的量浓度为___________________________________________________________________。
Ⅱ.合金中镁的质量分数为__________________________________________________________________。
Ⅲ.要使c组实验后剩余合金中的铝恰好完全溶解，还需向容器中加入1.0 mol·L－1的氢氧化钠溶液________ mL。
解析：(1)加入NaOH溶液，再通入二氧化碳得到Al(OH)3沉淀，灼烧得到Al2O3，合金的质量与Al2O3的质量相同，故Al2O3中O的质量分数就是合金中镁的质量分数，即×100%≈47.06%。(2)若该氢气完全由Al生成，则m(Al)＝××27 g·mol－1＝ g；若该氢气完全由Mg生成，则m(Mg)＝×24 g·mol－1＝ g。
(3)Ⅰ.c中盐酸反应完全，n(H2)＝0.03 mol，则c(HCl)＝＝2.0 mol·L－1。Ⅱ.用a组数据列方程组，计算求得n(Mg)＝n(Al)＝0.01 mol，w(Mg)＝≈47.06%。Ⅲ.由HCl～NaCl知，n(NaCl)＝n(HCl)＝0.06 mol，由关系式Al～NaAlO2可知，n(NaAlO2)＝n(Al)＝×0.01 mol＝0.018 mol。根据Na元素守恒得：n(NaOH)＝0.06 mol＋0.018 mol＝0.078 mol，所以V(NaOH)＝＝0.078 L＝78 mL。
答案：(1)47.06%　(2) (3)Ⅰ.2.0 mol·L－1　Ⅱ.47.06%　Ⅲ.78


1．(2020·高考全国卷Ⅲ)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是(　　)
A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度
B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
解析：孔雀石、蓝铜矿的主要成分均能与酸反应，C错误。
答案：C
2．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2019·高考全国卷Ⅲ)铝合金大量用于高铁建设。(　　)
(2)(2018·高考天津卷)商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品。(　　)
(3)(2016·高考全国卷Ⅱ)除去Cu粉中混有的CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。(　　)
(4)(2015·高考全国卷Ⅰ)将铜粉加入1.0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×
3．(2016·高考全国卷Ⅱ)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－1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－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 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＋具有很强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。
(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(3)O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。
(4)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I－＋2Fe3＋⇌I2＋2Fe2＋。K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂。实验③溶液变红，说明溶液中仍存在Fe3＋，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。
(5)酸化的FeCl2溶液与H2O2反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋对H2O2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2H2O22H2O＋O2↑，故溶液中产生气泡。由于H2O2分解反应放热，促使Fe3＋＋3H2O⇌Fe(OH)3＋3H＋平衡右移，最终出现Fe(OH)3红褐色沉淀。
答案：(1)防止Fe2＋被氧化
(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O2　H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动
4．(2020·高考全国卷Ⅰ)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。

回答下列问题：
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L－1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、________(从下列图中选择，写出名称)。

(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择________作为电解质。


阳离子
u∞×108/
(m2·s－1·V－1)
阴离子
u∞×108/
(m2·s－1·V－1)
Li＋
4.07
HCO
4.61
Na＋
5.19
NO
7.40
Ca2＋
6.59
Cl－
7.91
K＋
7.62
SO
8.27
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入__________电极溶液中。
(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝________。
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为____________，铁电极的电极反应式为____________。因此，验证了Fe2＋氧化性小于____________，还原性小于____________。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)根据用固体物质配制一定物质的量浓度溶液的方法可知，题图给出的仪器中还需要烧杯、量筒和托盘天平。
(2)盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生反应，两烧杯溶液中含有Fe2＋、Fe3＋和SO，Ca2＋与SO生成微溶于水的CaSO4，Fe2＋、Fe3＋均与HCO反应，酸性条件下NO与Fe2＋发生反应，故盐桥中不能含有Ca2＋、HCO和NO。盐桥中阴、阳离子的电迁移率(u∞)尽可能相近，分析表中阳离子和阴离子的电迁移率(u∞)数据，K＋和Cl－的电迁移率(u∞)相差较小，故盐桥中应选择KCl作为电解质。
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极是负极，石墨电极是正极，盐桥中阳离子向正极移动，故阳离子进入石墨电极溶液中。
(4)假设两个烧杯中溶液体积均为V L，铁电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，一段时间后，铁电极溶液中c(Fe2＋)增加0.02 mol·L－1，则电路中通过电子为0.02 mol·L－1×V L×2＝0.04V mol。石墨电极上未见Fe析出，则石墨电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，据得失电子守恒可知，石墨电极生成Fe2＋为0.04V mol，故石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝(0.05 mol·L－1×V L＋0.04V mol)/V L＝0.09 mol·L－1。
(5)由(4)分析可知，石墨电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，据此得出Fe2＋的氧化性小于Fe3＋；铁电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，据此得出Fe2＋的还原性小于Fe。
(6)铁电极表面被刻蚀活化，Fe与Fe2(SO4)3溶液发生反应：Fe＋ Fe2(SO4)3===3FeSO4，活化反应完成后，溶液中不含Fe3＋，可向FeSO4溶液中滴加KSCN溶液，若溶液不变血红色，证明活化反应完成。
答案：(1)烧杯、量筒、托盘天平　(2)KCl　(3)石墨
(4)0.09 mol·L－1
(5)Fe3＋＋e－===Fe2＋　Fe－2e－===Fe2＋　Fe3＋　Fe　(6)取少量溶液，滴入KSCN溶液，不出现血红色