本试题 “铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答下列问题:(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式为__________________。(2)由于氧化性Fe3+...” 主要考查您对铁盐(三价铁离子)
单质铜
原电池电极反应式的书写
金属、非金属的有关计算
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。
Fe3+的性质:
含Fe3+的溶液都呈黄色,具有氧化性,
(1)与还原剂反应生成二价铁
(2)与碱反应
(3)Fe3+在水中易水解
由于三价铁易水解,在保存铁盐盐溶液(FeCl3)时加入少量相应的酸(HCl),以防止Fe3+水解。
“铁三角”中的转化关系:
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Cl2 Br2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+2SO2
2Cu2O+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。
原电池正、负极的判断方法:
原电池有两个电极,一个是正极,一个是负极,判断正极和负极的方法有以下几种。
1.由组成原电池的两极材料判断一般相对较活泼的金属为负极,相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2.根据电流方向或电子流动方向判断在外电路,电流由正檄流向负极;电子由负极流向正极
3.根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
4.根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
5.X极增重或减轻工作后,X极质量增加,说明X极有物质析出,X 极为正极:反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X 极为负极
6.X极有气泡冒出工作后,x极上有气泡冒出,一般是发生了析出H,的电极反应,说明x极为正极。
7.X极附近pH的变化析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而工作后,X极附近pH增大了,说明X极为正极。
8.特例在判断金属活泼性的规律中,有一条为“当两种金属构成原电池时,活泼金属作负极,不活泼金属作正极”,但这条规律也有例外情况,如Mg和Al为原电池的两极,KOH为电解质溶液时,虽然Mg比Al活泼,但因Mg不和KOH反应,所以Mg作原电池的正极等。
AlCl3与NaOH反应的相关计算:
1、求Al(OH)3沉淀的量
2、求反应物碱的量
铝与酸、碱反应的计算规律:
铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理:
(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为
(2)足量的锅分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为
(3)一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,若产生氢气的体积比为,则必定是:
①铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;
②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠过量。
解有关硝酸与金属反应的计算题的技巧:
1.灵活运用得失电子守恒、原子守恒及溶液中的电荷守恒关系例如Cu与HNO3反应中就有以下等量关系:
(1)N原子守恒:反应前所有的N只存在于HNO3中;反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设此处有NO3、NO)和Cu(NO3)3,若HNO3过量,则过量HNO3中也含一部分N,则有:n(N)=n(NO2)+ n(NO)+2n[Cu(NO3)3]+n剩(HNO3)。
(2)得失电子守恒:在反应中失去电子的是参加反应的Cu,;得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO),NO3-+e→ NO2、NO3-+3e→NO。根据得失电子守恒,则有:
(3)溶液中的电荷守恒:在任何溶液中,阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数在数值上是相等的。在Cu与HNO3反应后的溶液中,若HNO3不过量,阳离子只有Cu2+,阴离子只有NO3-(此类计算不考虑H2O电离出的极少量的H+、OH-);若HNO3过量,溶液中阳离子有Cu2+和H+,阴离子只有NO3-。则有:
①若HNO3不过量:
②若HNO3过量:
2.铁与稀HNO3的反应规律
(2)上述反应可以认为先发生反应①,若Fe有剩余则发生①×2+ ③即得反应②,所以,无论是反应①还是反应②,被还原的HNO3皆占参加反应的HNO3的。
有关镁、铝的图像集锦:
Al(OH)3与Al3+、AlO2-之间的转化,是建立在 Al(OH)3两性基础上的,有关相互转化的配比和沉淀Al(OH)3的质量变化,见下表:
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