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高中二年级化学

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  • 实验题
    某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性,请回答下列问题:
    (1)除胶头滴管外,你认为本实验必不可缺少的一种玻璃仪器是              
    (2)请帮他们完成以下实验报告:
    实验目的:探究铁及其化合物的氧化性和还原性。
    试剂:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。
    实验记录(划斜线部分不必填写):
    序号
    实验内容
    实验现象
    离子方程式
    实验结论

    在FeCl2溶液中滴入适量氯水
    溶液由浅绿色变为棕黄色
     
    Fe2+具有还原性

    在FeCl2溶液中加入锌片

    Zn+Fe2+=Zn2++Fe
     

    在FeCl3溶液中加入足量铁粉
     
    Fe+2Fe3+=3 Fe2+
    Fe3+具有氧化性
    本题信息:化学实验题难度较难 来源:未知
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  • 本试题 “某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性,请回答下列问题:(1)除胶头滴管外,你认为本实验必不可缺少的一种玻璃仪器是 。(2)请帮他们完成以下实验...” 主要考查您对

    单质铁

    氧化铁

    氧化铜

    碱式碳酸铜

    等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
    • 单质铁
    • 氧化铁
    • 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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