（通用版）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）-人教版高三全册化学学案VIP免费

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NaOH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，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，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：________________________________________________________________________...