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首页 高中化学知识 单质铁 氧化铁 氧化铜 碱式碳酸铜 试题正文
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    （15分）用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液，研究废液再生机理。记录如下（a、b、c代表电压值：）
    序号
    		电压/V
    		阳极现象
    		检验阳极产物
    I
    		x≥a
    		电极附近出现黄色，有气泡产生
    		有Fe3+、有Cl2
    II
    		a＞x≥b
    		电极附近出现黄色，无气泡产生
    		有Fe3+、无Cl2
    III
    		b＞x＞0
    		无明显变化
    		无Fe3+、无Cl2
    （1）用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是_______。
    （2）I中，Fe2+产生的原因可能是Cl-在阳极放电，生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应的方程式_____。
    （3）由II推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，原因是Fe2+具有_____性。
    （4）II中虽未检测出Cl2，但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：
    序号
    		电压/V
    		阳极现象
    		检验阳极产物
    IV
    		a＞x≥c
    本题信息：化学填空题难度较难 来源:未知
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    • 本试题 “（15分）用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液，研究废液再生机...” 主要考查您对

    单质铁

    氧化铁

    氧化铜

    碱式碳酸铜

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    • 单质铁
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    • 氧化铜
    • 碱式碳酸铜

    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：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)



    铁的性质：

    1. 物理性质：铁是黑色金属，具有铁磁性
    2. 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：

    1. 铁少量时：
    2. 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：

    1. 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。
    2. 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。
    3. 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：


    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：

    1. 铝热反应：2Al+Fe2O3=(高温)=Al2O3+2Fe
    2. 与强酸反应：Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O
    3. 与还原性酸（HI）反应：Fe2O3+6H++2I-==2Fe2++3H2O+I2

    铁的氧化物：

    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
    铁的价态 +2 +3 +2、+3
    水溶性 不溶 不溶 不溶
    与酸反应 FeO+2H+==Fe2++H2O Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O Fe3O4+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

    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 CuO Cu(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+CO2    		 Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
    Cu(OH)2CuO+H2O
    Cu(OH)2+4NH3·H2OCu(NH3)4(OH)2+4H2O
    制法 Cu(OH)2CuO+H2O Cu2++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


    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。


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