通用版2020高考化学一轮复习第三章金属及其化合物3.4难点专攻铁铜重要化合物的性质探究学案含解析

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1、第4课时　难点专攻——铁、铜重要化合物的性质探究考点一　铁的化合物的制备考法一　氢氧化亚铁的制备原理和方法1．制备原理(1)制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。(2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的、隔绝空气的体系中。2．常用方法(1)有机层隔离法①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。②加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。(2)还原性气体保护法该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用

2、产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。(3)电解法该方法中铁作电解池的阳极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中c(OH－)增大，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2沉淀，汽油起“液封”作用。电解时，在两极间最先观察到白色沉淀。[典例1]　(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NaO

3、H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

4、，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

5、触O2考法二　绿矾(FeSO4·7H2O)的制备原理和方法(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中亚铁盐溶液底部，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。考法(二)　绿矾(FeSO4·7H2O)的制备1．用废铁屑(含少量SiO2和氧化铁)制取绿矾从FeSO4溶液中获得FeSO4·7H2O，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥等操作。其中，冰水洗涤

6、的目的是减少晶体的溶解损耗；低温干燥的目的是防止晶体受热失去结晶水。以上结晶过程最好是在氮气的环境中进行，其中N2的作用是防止绿矾在空气中被O2氧化而变质。2．用烧渣制备绿矾(烧渣中主要含FeO、Fe2O3，还有一定量的SiO2)试剂X可以是SO2，也可以是Fe，其目的是将溶液中Fe3＋还原为Fe2＋。若试剂X为SO2，其转化原理为：SO2＋Fe2(SO4)3＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4若试剂X为Fe，其转化原理为：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4测得“还原”后溶液的pH明显增大，其原因是Fe消耗过量的H2SO4，溶液酸性减弱。[典例2]　绿矾被广泛用于医药和工业领域，

7、工业上两种制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图所示，根据题意回答下列问题：方法一：利用黄铜矿粉(主要成分为CuFeS2)制取绿矾(1)试剂a和试剂b分别是________________，操作1的名称是________。(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将CuFeS2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式：_______________________________________