2020版高考新创新一轮复习化学新课改省份专用学案：第三章第三节铁、铜及其化合物

第三节铁、铜及其化合物

考点(一)　铁的单质、氧化物和氢氧化物 【精讲精练快冲关】

[知能学通]
1．铁的单质
(1)原子结构
铁位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。

(2)物理性质
铁是银白色金属，熔、沸点高，抗腐蚀性强，能被磁铁吸引，具有金属的通性。
(3)化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。

①与非金属单质的反应
O2
常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3
点燃时：3Fe＋2O2Fe3O4
Cl2
2Fe＋3Cl22FeCl3
S
Fe＋SFeS
②与水的反应
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
③与酸的反应
酸
化学方程式或现象
稀H2SO4
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
稀HNO3
Fe不足
Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
Fe过量
3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
浓HNO3、浓H2SO4
常温下钝化
④与某些盐溶液的反应
与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
与FeCl3溶液反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
(4)生铁的冶炼
①原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
②设备：高炉。
③主要反应
还原剂的生成
C＋O2CO2、CO2＋C2CO
铁的还原
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
造渣反应
CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2CaSiO3
2.铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
—
铁红
磁性氧化铁
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
溶解性
不溶于水
铁的化合价
＋2
＋3
＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式
FeO＋2H＋===
Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===
2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===
Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O

3.铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
与盐酸反应
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热分解
—
2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱(如NaOH溶液)反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱(如NaOH溶液)反应：
Fe3＋＋3OH－=== Fe(OH)3↓
二者的关系
空气中，Fe(OH)2能够迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变
成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===
4Fe(OH)3
[题点练通]
1.坦克、导弹的制造材料主要是各种金属的合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中正确的是(　　)

A．铁元素属于过渡元素，其原子序数为26
B．单质铁与浓硫酸在常温下不反应
C．铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性
D．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快
解析：选A　铁是26号元素，属于过渡元素，A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，并不是铁和浓硫酸不反应，B错误；Fe2＋既有还原性也有氧化性，C错误；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，D错误。
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　Fe2O3　　　 　B．Fe(OH)2　Fe2O3
C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　FeO
解析：选B　铁与稀硫酸反应生成FeSO4，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Fe2O3。
3．一定质量的某铁的氧化物FexOy，与足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反应，消耗硝酸溶液 700 mL，生成2.24 L NO(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为(　　)
A．FeO B．Fe2O3
C．Fe3O4 D．Fe4O5
解析：选C　铁的氧化物FexOy与足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反应生成Fe(NO3)3，硝酸被还原生成NO，NO的物质的量为＝0.1 mol，根据氮原子守恒，3n[Fe(NO3)3]＋n(NO)＝n(HNO3)，故3n[Fe(NO3)3]＋0.1 mol＝0.7 L×4 mol·L－1，解得n[Fe(NO3)3]＝0.9 mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合价为a，根据得失电子守恒，则0.9 mol×(3－a)＝0.1 mol×(5－2)，解得a＝，由化合物中正负化合价代数和为0可得x＝2y，则x∶y＝3∶4，故该氧化物的化学式为Fe3O4。
4.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。

①Fe3＋　②Fe2＋　③Fe、Fe2＋　④Fe2＋、Fe3＋
(1)AB段铁元素以__________形式存在。
(2)BC段铁元素以__________形式存在。
(3)CD段铁元素以__________形式存在。
解析：向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部转化为Fe2＋。
答案：(1)①　(2)④　(3)③


铁与稀HNO3反应时产物的判断
Fe与HNO3、Cl2、Br2等强氧化剂反应时，氧化剂的量不管是否过量，总是先生成Fe3＋，然后Fe3＋再与Fe反应生成Fe2＋。
(1)当稀HNO3过量时
发生反应：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋。
(2)当Fe过量时
发生反应：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2。
总反应：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，铁元素的存在形式为Fe2＋，铁元素的价态为＋2价。
(3)当 << 时
铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。可以用数轴表示：
　　　　
5．(1)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。

(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2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FeSO4溶液时还需加入________。
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____________________________________。
解析：(1)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，因而不能较长时间看到白色沉淀。(2)①Fe2＋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。
答案：(1)①②③⑤
(2)①稀硫酸、铁屑　②煮沸
③避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2

防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。
(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作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。　　　　

考点(二)　铁盐、亚铁盐的性质　铁及其化合物的转化 【点多面广精细研】



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)氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式：Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
(2)还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
2．铁盐
(1)氧化性：含Fe3＋的溶液，呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、I－反应的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
(2)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成血红色。
(3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
3．Fe2＋、Fe3＋的相互转化

上述转化中标号反应的离子方程式：
①3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；
②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。

[小题练微点]
判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性(　　)
(2)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＋(　　)
(3)可用铁粉除去FeCl2溶液中的FeCl3(　　)
(4)FeCl3溶液可用于铜制印刷线路板制作，是因为FeCl3能从含Cu2＋的溶液中置换出铜(　　)
(5)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质(　　)
(6)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×




1.要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序为(　　)
①加入足量氯水　②加入足量酸性KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液
A．①③　　　　　　　　　　B．③②
C．③① D．①②③
解析：选C　在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，证明无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不能用酸性KMnO4溶液检验。
2．(2016·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


1．Fe2＋的检验
方法1
无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋
方法2
产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋
方法3
生成蓝色沉淀，证明有Fe2＋
2.Fe3＋的检验
方法1
溶液变红色，证明含有Fe3＋
方法2
产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在
3.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后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。
(2)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．Fe2＋、Fe3＋的除杂问题
主要成分
杂质
除杂方法
FeCl3(aq)
FeCl2(aq)
加入氯水或H2O2
FeCl2(aq)
FeCl3(aq)
加过量铁粉后过滤
FeCl2(aq)
CuCl2(aq)
加过量铁粉后过滤


3.判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2018·全国卷Ⅰ)16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA(　　)
(2)(2018·江苏高考)Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)(　　)
(3)(2018·江苏高考)向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色(　　)
(4)(2016·全国卷Ⅰ)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA(　　)
(5)(2016·全国卷Ⅲ)铁比铜金属性强，所以可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板(　　)
(6)(2015·全国卷Ⅰ)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，现象是有气体生成，溶液呈血红色，说明稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋(　　)
(7)(2014·全国卷Ⅱ)下列过程没有发生化学反应：用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×
4．制印刷电路时，常用氯化铁溶液作为腐蚀液，其反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。现向氯化铁溶液中加入a g 铜，完全溶解后，再加入b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a＞c，则下列说法正确的是(　　)
A．残余固体全部是铜
B．残余固体可能为铁和铜的混合物
C．最后得到的溶液可能含有Fe3＋
D．残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2＋
解析：选A　此题中发生的化学反应有三个，分别为①2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2；②CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu；③2FeCl3＋Fe===3FeCl2。依元素守恒可知：a g铜完
全溶解后，变为a g Cu2＋。若加入的铁足够多的话，可将溶液中的Cu2＋全部变回金属铜(a g)甚至还会有铁剩余，此时，残余固体(c g)应大于或等于a g，依题意：a＞c，故加入的铁是不足量的，此时溶液中还有部分铜未完全置换出来，剩余固体为Cu，不可能有Fe剩余。由上述推导可知，溶液中一定有Fe2＋，还应有Cu2＋剩余，Cu与Fe3＋是不能共存的，剩余固体中有Cu，则溶液中必无Fe3＋，故溶液中含FeCl2和CuCl2。

“铁三角”的转化关系及应用
(1)“铁三角”的转化关系

完成下列变化的离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋的转化条件
①将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
②将FeCl3溶液滴入KI­淀粉溶液，溶液变蓝：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。
③向FeCl2溶液中滴入H2O2：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
④FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
⑤将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有无色气体放出：
3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(2)“铁三角”转化关系的应用
①判断离子能否共存
Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)。
Fe3＋S2－、I－、SO。
Fe3＋HCO、CO等水解相互促进的离子。
②盐溶液的配制与保存
Fe2＋的盐溶液
加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2＋水解
Fe3＋的盐溶液
加少量相应的酸，防止Fe3＋水解
③物质的制备
制备无水的FeCl3
在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液
制备Fe(OH)3胶体
向沸水中加入饱和FeCl3溶液并煮沸至有红褐色胶状物出现为止




1．(2019·宣威模拟)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(　　)

A．④　　　　　　　　　　　B．③
C．③④ D．①②③④⑤


归纳与Fe3＋能反应的离子
①发生复分解反应：OH－。
②发生络合反应：SCN－。
③发生互相促进的水解反应：CO、HCO。
④发生氧化还原反应：S2－、I－。　　　　
解析：选C　Fe3＋与Fe反应生成浅绿色的Fe2＋，故①正确；Fe3＋与KSCN溶液反应显示红色，据此能够检验Fe3＋，故②正确；CuSO4与FeCl3不发生反应，混合后溶液不会变成无色，故③错误；AgNO3与FeCl3反应生成AgCl沉淀，白色沉淀为AgCl，该性质是Cl－性质，与Fe3＋无关，故④错误；Fe3＋与NaOH溶液反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀，据此可以检验是否存在Fe3＋，故⑤正确。
2．下列说法不正确的是(　　)
①FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作是因为FeCl3能从含Cu2＋的溶液中置换出铜
②室温下，不能将浓硫酸盛放在铁桶中
③K＋、Fe3＋、NO、SCN－在水溶液中能大量共存
④因氧化铁能与酸反应，可用于制作红色涂料
⑤将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液观察溶液是否变红，可检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质
A．仅①②③ B．仅①③④
C．仅②④⑤ D．全部
解析：选D　①FeCl3和Cu反应生成FeCl2和CuCl2，所以FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作，故错误；②室温下，浓硫酸使Fe钝化，所以能将浓硫酸盛放在铁桶中，故错误；③Fe3＋与SCN－发生络合反应，所以Fe3＋与SCN－不能大量共存，故错误；④因氧化铁为红棕色，而且氧化铁难溶于水，可以作红色涂料，故错误；⑤将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，酸性条件下，NO能把Fe2＋氧化为Fe3＋，滴加KSCN溶液变红，不能说明Fe(NO3)2晶体已经变质，故错误。
3．下列除杂的操作不正确的是(　　)
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤
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.：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤

掌握除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，其与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。　　　　
解析：选C　FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入镁与H＋反应，使上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，C错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应，使水解平衡向生成Fe(OH)3的方向移动而除去Fe3＋，D正确。
4．现有浓度分别为1 mol·L－1的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。
(1)充分反应后，如果溶液中还有一定量的Cu2＋，则溶液中一定含有的金属离子还有________，该离子在溶液中的物质的量范围为________________，可能含有的金属或金属离子为________。
(2)反应完毕后，铁粉有剩余，溶液中一定含有的金属离子为________，物质的量为________ mol，一定没有的金属离子为________。


解题的2个关键点
(1)注意与铁粉发生反应的先后顺序
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋……①
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu……②
(2)分析是否完全反应及离子是一定存在还是可能存在
当有Cu2＋剩余时，表明①已进行反应了，而②可能没有进行或进行了一部分。当Fe有剩余时，表明反应①、②均完全反应。　　　　
解析：该题涉及的反应有：①Fe＋2FeCl3===3FeCl2；②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2。(1)当Cu2＋有剩余时，一定无铁粉，一定有Fe2＋；若Fe3＋剩余，则容器中含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋；若Fe3＋恰好反应，则容器中含有Fe2＋、Cu2＋；若Cu2＋部分反应，则容器中含有Cu、Fe2＋、Cu2＋。当Fe3＋未被还原时，Fe2＋取最小值为0.1 mol，当Cu2＋全部被还原时，Fe2＋取最大值为0.35 mol。(2)若铁粉有剩余，则溶液中就不可能有Fe3＋、Cu2＋，因为能发生上述①②反应。反应完毕后，溶液中一定含有Fe2＋，由反应的化学方程式可知n(Fe2＋)＝n(FeCl3)＋
n(CuCl2)＋n(FeCl2)＝×0.1 mol＋0.1 mol＋0.1 mol＝0.35 mol。
答案：(1)Fe2＋　0.1 mol (2)Fe2＋　0.35　Fe3＋、Cu2＋

考点(三)　铜及其化合物 【精讲精练快冲关】

[知能学通]
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常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。有关化学方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。
②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。
2．铜的重要化合物

(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，可溶于稀硫酸，离子方程式：Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。
(2)黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O，化学方程式为4CuO2Cu2O＋O2↑。
(3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末，化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O。
(4)红色的Cu2O与稀硫酸反应，溶液变蓝，同时生成红色的单质铜，离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。
3．铜及其化合物的应用
(1)铜的精炼：以粗铜为极，纯铜为极，CuSO4溶液为电解液进行电解，可将粗铜提纯。
(2)氧化铜与醇反应时作氧化剂，并可实现从CuO到Cu的转化。
(3)用新制的氢氧化铜悬浊液来检验基，并可实现从Cu(OH)2到Cu2O的转化。
(4)Cu2＋作为重金属离子能使蛋白质变性，可利用此性质来配制农药，如配制波尔多液。
(5)在制取乙炔的实验中，可用CuSO4溶液除去乙炔中的杂质H2S等：CuSO4＋H2S
===CuS↓＋H2SO4。
(6)无水CuSO4粉末遇水变蓝的特性检验(或水蒸气)的存在。

[题点练通]
1．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，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：选D　铜与浓硫酸反应后浓度仍较高，不能把水加入反应容器中，A错误；Cu与Cl2常温下不反应，需要加热才能发生反应，B错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到CuCl2固体，C错误。
2．(2019·邯郸模拟)某同学通过系列实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到的目的是(　　)
A．将铜粉与硫粉混合均匀加热以制取CuS
B．向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO4溶液的颜色
C．向CuSO4溶液中加入过量的NaOH，过滤洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuO
D．在淀粉溶液中加入适量稀H2SO4微热，再加少量新制Cu(OH)2悬浊液并加热，产生红色沉淀
解析：选C　由于硫的氧化性弱，所以只能将铜氧化成＋1价，故A错误；常温下Cu与浓硫酸不反应，因此观察不到现象，故B错误；向CuSO4溶液中加入过量的NaOH产生Cu(OH)2 沉淀，过滤洗涤并灼烧Cu(OH)2分解生成CuO，故C正确；葡萄糖和新制Cu(OH)2反应必须在碱性条件下进行，该反应在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热，在酸性条件下进行，所以实验不成功，不能说明淀粉没有水解，故D错误。
3．(2019·榆林一模)CuSO4是一种重要的化工原料，有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2
B．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＜③
C．硫酸铜在1 100 ℃分解的方程式为2CuSO4Cu2O＋SO2↑＋SO3↑＋O2↑
D．当Y为葡萄糖时，葡萄糖发生还原反应
解析：选D　Cu与混酸反应，离子反应为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋
4H2O，从方程式知，NO由硝酸提供，H＋由硝酸和硫酸提供，所以硝酸为2 mol时，硫酸为3 mol，所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2，故A正确；生成等量的硫酸铜，三个途径中①②参加反应的硫酸的物质的量相等，而③生成SO2，消耗更多的硫酸，则①＝②＜③，故B正确；硫酸铜在1 100 ℃分解，生成Cu2O，Cu元素的化合价降低，则O元素的化合价升高，即生成O2，还有SO2、SO3，则反应方程式为2CuSO4Cu2O＋SO2↑＋SO3↑＋O2↑，故C正确；新制的氢氧化铜悬浊液与葡萄糖反应，生成Cu2O，Cu元素的化合价降低，Cu(OH)2为氧化剂，葡萄糖为还原剂被氧化，葡萄糖发生氧化反应，故D错误。
4．已知酸性条件下有反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu，由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一位同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验现象记录如下：
加入试剂
稀硫酸
浓硫酸加热
稀硝酸
浓硝酸
实验现象
红色固体和
蓝色溶液
无色气体
无色气体和
蓝色溶液
红棕色气体和
蓝色溶液
由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是(　　)
A．Cu　　　　　　　　　 　B．Cu2O
C．一定有Cu，可能有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu
解析：选D　根据题中信息可推出原红色固体里一定有Cu2O；溶液中的红色固体铜，可能是原来固体中含有铜，也可能是由Cu2O和硫酸反应生成的。