某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中,高中三年级,化学试题,无机推断考点,单质铁考点,氧化铁考点,单质铜考点,氧化铜考点,好技网

推断题
某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe³⁺、Cu²⁺、Au³⁺等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。

填写下面空白。
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①__________、②________、③__________、④_________、⑤___________。
(2)写出①处发生反应的离子方程式__________________。写出③处发生反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　___________________________。
(3）铁红的化学式为_________________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红____________；氧化铜______________。

本题信息：2012年陕西省期中题化学推断题难度较难来源:于丽娜
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本试题 “某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定...” 主要考查您对
无机推断

单质铁

氧化铁

单质铜

氧化铜
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无机推断
单质铁
氧化铁
单质铜
氧化铜

无机推断的解题题眼：

1.题眼一：
常见气体单质气体：H₂、O₂、N₂、Cl₂（黄绿色）、F₂（淡黄绿色）
气态氢化物：NH₃（无色有刺激性气味，易液化，极易溶于水，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，遇到HCl形成白烟）
HCl（无色有刺激性气味，极易溶于水，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，在空气中形成白雾，遇到NH₃形成白烟）
H₂S（无色有臭鸡蛋气味，蛋白质腐败的产物，能溶于水，能使湿润的醋酸铅试纸变黑）
非金属气态氧化物：CO、CO₂（直线型非极性分子）、NO（遇到空气变红棕色）、NO₂（红棕色，加压、降温会转变成无色N₂O₄）、SO₂（无色、有刺激性气味、能使品红溶液褪色） [固态氧化物]：SO₃（无色晶体、易挥发）、P₂O₅（白色固体、易吸湿，常用作干燥剂）、SiO₂（不溶于水、不溶于普通酸的高熔点固体，但溶于氢氟酸和强碱溶液）
气态卤代烃：一氯甲烷（CH₃Cl）、氯乙烯（CH₂＝CHCl）气态醛：甲醛（HCHO）
2.题眼二：
气体溶解性归纳难溶于水的：H₂、N₂、CO、NO、CH₄、C₂H₄；
微溶于水的：O₂、C₂H₂；
能溶于水的：Cl₂（1:1）、H₂S（1:2.6）、SO₂（1:40）；
极易溶于水的：NH₃（1:700）、HCl（1:500）、HF、HBr、HI。
3.题眼三：
常见液态物质无机物：液溴Br₂、水（H₂O）、过氧化氢（H₂O₂）、二硫化碳（CS₂）、三氯化磷（PCl₃）
有机物：一般5个碳原子以上的低级烃；除一氯甲烷、氯乙烯之外的低级卤代烃；低级醇；除甲醛之外的低级醛；低级羧酸；低级酯。
4.题眼四：
常见物质的颜色
①红色：Fe(SCN)₃（红色溶液）； Cu₂O（红色固体）；Fe₂O₃（红棕色固体）；液溴（深红棕色）；Fe(OH)₃（红褐色固体）；Cu（紫红色固体）；溴蒸气、NO₂（红棕色）
②紫色：Fe³⁺与苯酚反应产物（紫色）；I₂（有金属光泽紫黑色固体）KMnO₄固体（紫黑色）；MnO₄^-（紫红色溶液）钾的焰色反应（紫色） I₂蒸气、I₂在非极性溶剂中（紫色）
③橙色：溴水（橙色） K₂Cr₂O₇溶液（橙色）
④黄色：AgI（黄色固体）；AgBr（淡黄色固体）； FeS₂（黄色固体）；Na₂O₂（淡黄色固体）；S（黄色固体）；I₂的水溶液（黄色）；Na的焰色反应（黄色）；工业浓盐酸（黄色）（含有Fe³⁺）；Fe³⁺的水溶液（黄色）；久置的浓硝酸（黄色）（溶有分解生成的NO₂）；浓硝酸粘到皮肤上（天然蛋白质）（显黄色）；
⑤绿色：Cu₂(OH)₂CO₃（绿色固体）；Fe²⁺的水溶液（浅绿色）；FeSO₄?7H₂O（绿矾）；Cl₂、氯水（黄绿色）；F₂（淡黄绿色）； CuCl₂的浓溶液（蓝绿色）；
⑥棕色：FeCl₃固体（棕黄色）；CuCl₂固体（棕色）
⑦蓝色：Cu(OH)₂、CuSO₄?5H₂O、Cu²⁺在水溶液中（蓝色）；淀粉遇I₂变蓝色； Cu(OH)₂溶于多羟基化合物（如甘油、葡萄糖等）的水溶液中（绛蓝色）；
⑧黑色：FeO；Fe₃O₄；FeS；CuO；CuS；Cu₂S；MnO₂；C粉；Ag₂S；Ag₂O；PbS； AgCl、AgBr、AgI、AgNO₃光照分解均变黑；绝大多数金属在粉末状态时呈黑色或灰黑色。
⑨白色：常见白色固体物质如下（呈白色或无色的固体、晶体很多）：AgCl；Ag₂CO₃；Ag₂SO₄；Ag₂SO₃；BaSO₄；BaSO₃；BaCO₃；CaCO₃；MgO；Mg(OH)₂；MgCO₃；Fe(OH)₂；AgOH；PCl₅；SO₃；三溴苯酚；铵盐（白色固体或无色晶体）； Fe(OH)₂沉淀在空气中的现象：白色→（迅速）灰绿色→（最终）红褐色
5.题眼五：
根据框图中同一元素化合价的变化为主线，即A→B→C→……型归纳
CCOCO₂；H₂SSSO₂SO₃（H₂SO₄）； NH₃(N₂)NONO₂→HNO₃； NaNa₂ONa₂O₂； Fe→Fe²⁺→Fe(OH)₂Fe(OH)₃；Fe→Fe²⁺→Fe³⁺；
CH₂=CH₂CH₃CHOCH₃COOH；CH₃CH₂OHCH₃CHOCH₃COOH
6.题眼六：
根据化学反应形式
(1)根据置换反应“单质+化合物=新的单质+新的化合物” 进行推理
㈠金属置换金属
铝热反应：需高温条件才能引发反应的发生，通常用来冶炼一些高熔点金属。如：2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe; 8Al+3Fe₃O₄4Al₂O₃+9Fe
㈡.金属置换非金属
①金属与水反应置换出H2 2Na+2H₂O==2Na⁺+2OH^-+H₂↑ （非常活泼的金属在常温下与H₂O反应） 3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂↑
②金属与非氧化性酸(或氧化物)反应 2Al+6H⁺==2Al³⁺+3H₂↑；2Mg+CO₂2MgO+C
㈢.非金属置换非金属
①非金属单质作氧化剂的如：2F₂+2H₂O==4HF+O₂；2FeBr₂+3Cl₂==2FeCl₃+2Br₂；X₂+H₂S==2H⁺+2X^-+S↓（X₂=Cl₂、Br₂、I₂）；2H₂S+O₂(不足)2S+2H₂O （H₂S在空气中不完全燃烧） 2H₂S+O₂==2S↓+2H₂O（氢硫酸久置于空气中变质）
②非金属单质作还原剂的如：C+H₂OCO+H₂ （工业上生产水煤气的反应） Si+4HF==SiF₄(易挥发)+2H₂↑
㈣.非金属置换金属
如：2CuO+C2Cu+CO₂↑
①根据反应“化合物+化合物=单质+化合物”进行推理，常见的该类型反应有：
2Na₂O₂+2H₂O==4NaOH+O₂↑
2Na₂O₂+2CO₂==2Na₂CO₃+O₂
2H₂S+SO₂==3S↓+2H₂O
KClO₃+6HCl(浓)KCl+3Cl₂↑+3H₂O
MnO₂+4HCl(浓)MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
②根据反应“一种物质三种物质”进行推理，常见该类型的反应有：
Cu₂(OH)₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O
2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
NH₄HCO₃NH₃↑+CO₂↑+H₂O
(NH₄)₂CO₃2NH₃↑+CO₂↑+H₂O
NH₄HSO₃NH₃↑+SO₂↑+H₂O
③根据反应“化合物+单质==化合物+化合物+……”，常见该类型的反应有：
Na₂SO₃+Cl₂+H₂O==Na₂SO₄+2HCl
Na₂SO₃+Br₂+H₂O==Na₂SO₄+2HBr
C+4HNO₃(浓)==CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O
Cu+4HNO₃(浓)==Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O
3Cu+8HNO₃(稀)==3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O
7．题眼七：
根据常见反应的特征现象。
(1)两种物质反应既有沉淀又有气体生成的
①双水解：主要指Al³⁺、Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-等之间的双水解
②Ba(OH)₂和(NH₄)₂SO₄生成氨气和硫酸钡沉淀
(2)遇水能放出气体的
①Li、Na、K、Ca、Ba、Mg（△）、Fe（高温）[氢后面的金属不跟水反应]
②Na₂O₂、NaH、CaC₂、Al₂S₃、Mg₃N₂
③加碱能产生气体的：Al、Si、NH₄⁺
④加酸有沉淀生成的：如SiO₃^2-、AlO₂^-、S₂O₃^2-、C₆H₅O^-（常温下）
⑤有“电解”条件的，通常联想到下列代表物：
a.电解电解质型：不活泼金属的无氧酸盐如CuCl₂（aq）
b.放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐如CuSO₄（aq）
c.放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐如NaCl（aq）
d.电解熔融离子化合物：如Al₂O₃（l）、NaCl（l）

无机推断题的突破方法：

解决无机框图推断题的一般流程是：
整体浏览、寻找突破；
由点到面、广泛联系；
大胆假设、验证确认；
明确要求、规范解答。
解题的关键是仔细审题，依据物质的特征来寻找突破口，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。常用的突破方法主要有以下几种。
1．依据元素或物质的特征数据突破
常用的有：
(1)在地壳中含量最多的元素是氧；
(2)在地壳中含量最多的金属元素是铝；
(3)组成化合物种类最多的元素是碳；
(4)相对分子质量最小的单质是氢气；
(5)日常生活中应用最广泛的金属是铁。
2．依据物质的特性突破
常用的有：
(1)使淀粉变蓝的是I₂；
(2)能使铁、铝钝化的是冷的浓硫酸或浓硝酸；
(3)能与SiO₂反应而能雕刻玻璃的是氢氟酸；
(4)能使品红溶液褪色，褪色后的溶液受热后恢复红色的是二氧化硫；
(5)遇SCN^-溶液变红色的是Fe^3＋；
(6)在放电的条件下与氧气化合生成NO的是氮气；
(7)能与水剧烈反应生成氧气的气体是F₂；
(8)具有磁性的黑色固体是Fe₃O₄；
(9)红棕色粉末是Fe₂O₃；
(10)黄绿色气体是Cl₂，红褐色沉淀是Fe(OH)₃，能与水反应放出气体的淡黄色粉末是Na₂O₂。
3．依据物质的特殊用途突破
常用的有：
(1)可作呼吸面具和潜水艇中的供氧剂的是Na₂O₂；
(2)可用于杀菌、消毒、漂白的物质主要有Cl₂、ClO₂、NaClO和漂白粉等；
(3)可用作半导体材料、太阳能电池的是晶体硅；
(4)用于制造光导纤维的是SiO₂；
(5)可用于治疗胃酸过多的物质是NaHCO₃、Al(OH)₃等；
(6)可用于制造发酵粉的是NaHCO₃；
(7)可用作钡餐的是BaSO₄；
(8)可用于焊接钢轨、冶炼难熔金属的是铝热剂；
(9)可用作感光材料的是AgBr；
(10)可用作腐蚀印刷电路板的是FeCl₃溶液。
4．依据特殊现象突破
常用的有：
(1)燃烧时产生苍白色火焰的是氢气在氯气中燃烧；
(2)灼烧时火焰呈黄色的是含钠元素的物质；
(3)灼烧时火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)的是含钾元素的物质；
(4)在空气中迅速由无色变红棕色的气体是NO；
(5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的是Fe(OH)₂转化为Fe(OH)₃；
(6)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体是NH₃；
(7)使澄清石灰水先变浑浊后变澄清的是CO₂、SO₂；
(8)加入NaOH溶液先产生白色沉淀后沉淀溶解的溶液中含有Al^3＋。
5．根据限定条件和解题经验突破
常用的有：
(1)“常见金属”往往是铁或铝；
(2)“常见气体单质”往往是H₂、N₂、O₂、Cl₂；
(3)“常用的溶剂”往往是H₂O；
(4)“常温常压下为液态”的往往是H₂O；
(5)“能与过量HNO₃反应”则意味着某元素有变价；
(6)“与浓酸反应”的物质往往是铜、碳、MnO₂等；
(7)“电解”生成三种物质的往往为NaCl溶液或CuSO₄溶液或AgNO₃溶液；“电解”生成两种物质的往往是电解水型的溶液，生成的两种物质为氢气和氧气。熔融电解往往是电解Al₂O₃、NaCl或MgCl₂。

无机物间的特殊转化关系：

二、三角型转化

1．铁三角：

2．铝三角：

3．氯三角：

4．硅三角：

三、交叉型转化关系

1．硫及其重要化合物间的转化：

2．氮及其重要化合物间的转化：

3．钠及其重要化合物间的转化：

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：

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：Cl_2、 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：

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	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

铜元素：

在元素周期表中的位置：铜的原子序数29，位于周期表中第四周期，第IB族。
(1)物理性质：有金属光泽，紫红色固体，密度较大，导电导热性能很好，具有很好的延展性，铜属于重金属、有色金属、常见金属，不能被磁铁吸引。
(2)化学性质：铜常见的化合价为+1价和+2价
①在加热条件下，铜可与多种非金属单质反应。一般来说，遇到氧化性较弱的非金属，铜显较低化合价；遇到氧化性较强的非金属，铜显较高化合价。例如：与强氧化剂反应（如Cl₂Br₂等)生成+2价铜的化合物。如：
Cu+Cl₂CuCl₂ 2Cu+O22CuO
②铜与酸反应：铜只能被氧化性酸中的中心元素氧化。例如：

③铜与盐溶液反应：
Cu+2AgClCuCl₂+2Ag

铜与铁的对比：

从金属活性顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au可知，金属铁的金属活性比铜强，所以单质Fe可以从Cu的溶液中还原出单质来，例如： Fe+CuCl₂FeCl₂+Cu
即Fe的还原性强于Cu

铜与浓硫酸和稀硫酸的反应：

Cu+2H₂SO₄(浓）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
2Cu+O₂+2H₂SO₄(稀）2CuSO₄+2H₂O
注意：从金属活性顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H）Cu Hg Ag Pt Au 可知，铜不能与稀硫酸发生反应，但是在有氧气和加热的条件下可以反应

铜与铜的化合物之间的转换图：

铜的制备和精炼:

(1)工业炼铜法：CuO+COCu+CO₂(2)湿法炼铜：Fe+CuSO₄FeSO₄+Cu
(3)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+2SO₂2Cu₂O+Cu₂S6Cu+SO₂↑
备注：粗铜中铜的的含量为99.5%-99.7%，主要含有Ag、Zn、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%-99.98%的铜，原理为用粗铜作阳极，失去电子变为Cu2+，用纯铜棒作阴极即可得精铜。

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	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

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