苏教版高中化学必修第2册 专题9 章末整合.ppt

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专题一金属的化学通性知识铺垫典例1(2021安徽合肥模拟)某酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,设计如下工艺流程,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。下列说法不正确的是()A.①②③处发生的反应均为氧化还原反应B.③处加入的相应物质是稀硝酸C.①处发生的离子反应最多有三个D.铁红的化学式为Fe2O3,工业上常用作红色颜料

答案C解析由工艺流程图可知,E为铁元素形成的离子,而A为铜、金的混合物,通过过滤将铁元素与活泼性比它弱的铜、金分离出来,因此①处加入的物质为铁屑,发生的反应为Fe+2H+==Fe2++H2↑,2Fe3++Fe==3Fe2+,Cu2++Fe==Cu+Fe2+,2Au3++3Fe==2Au+3Fe2+;②处发生反应:Fe+2H+==Fe2++H2↑,加入稀硫酸以除去铜、金中过量的铁屑,并将过滤后的硫酸亚铁溶液与含Fe2+的E溶液相混合;③处发生反应:3Cu+8H++2N==3Cu2++2NO↑+4H2O,利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开;④处发生反应:Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓,将得到的铜离子用氢氧化钠转化为氢氧化

铜沉淀,再受热分解为氧化铜;⑤处发生反应:Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓,加入氢氧化钠将亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀,再利用空气将其转化为氢氧化铁沉淀,最终受热分解为铁红(氧化铁)。根据上述分析可知,①为铁屑,②为稀硫酸,③为稀硝酸,④为NaOH,⑤为NaOH。A中含有Fe、Cu、Au,B中含有Cu、Au,C为Cu(NO3)2,D为Cu(OH)2,E中含有FeSO4,F中为Fe(OH)3。由以上分析可知,①②③处发生的反应均有元素化合价的变化,均为氧化还原反应,A正确;③处加入的相应物质是稀硝酸,目的是分离铜和金单质,B正确;由以上分析可知,①处发生的离子反应最多有四个,C错误;Fe2O3的俗名是铁红,工业上常用作红色颜料,D正确。

【变式设问】(1)写出检验E中阳离子的方法。提示E中阳离子为Fe2+,检验Fe2+的方法为:取少量E溶液,滴加KSCN溶液无现象,滴加氯水,溶液变为血红色,说明E中含有Fe2+。

(2)若废水中H+、Cu2+、Fe3+、Au3+的物质的量均为amol,则步骤①中加入铁粉的物质的量至少是多少?提示3.5amol。加入铁粉发生的反应为:Fe+2H+==Fe2++H2↑,2Fe3++Fe==3Fe2+,Cu2++Fe==Cu+Fe2+,2Au3++3Fe==2Au+3Fe2+,H+、Cu2+、Fe3+、Au3+的物质的量均为amol,要使这四种离子完全反应消耗铁的物质

规律方法金属的化学通性金属单质在化学反应中容易失去电子,作还原剂。1.与非金属单质反应(1)与O2反应:金属+O2→金属氧化物。

(2)与硫反应:变价金属与硫反应生成低价金属硫化物。(3)与氯气等卤素单质反应:变价金属与Cl2反应生成高价金属氯化物。Fe与Cl2、Br2反应生成+3价铁盐,与I2反应生成+2价铁盐。

2.与水反应钠、钾等活泼金属能与水反应。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,2K+2H2O==2KOH+H2↑,Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。

3.与酸反应(1)非氧化性酸:金属活动性顺序中排在氢前面的金属能与盐酸、稀硫酸等反应置换出氢气。Fe+2H+==Fe2++H2↑,Zn+2H+==Zn2++H2↑。(2)氧化性酸:金属与硝酸、浓硫酸反应不能生成H2,反应时一般把浓硝酸还原成NO2,稀硝酸还原成NO,浓硫酸还原成SO2。①常温下,铁、铝在浓硫酸或浓硝酸中钝化,表面形成致密的氧化膜,因此铁、铝不溶于浓硫酸或浓硝酸。

②Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,3Fe(过量)+8HNO3(稀)==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,Fe(少量)+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。

4.与盐溶液反应Fe+CuSO4==Cu+FeSO4,Cu+2AgNO3==2Ag+Cu(NO3)2,Fe+2FeCl3==3FeCl2,Cu+2FeCl3==CuCl2+2FeCl2。5.与氧化物反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。

对点训练1.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是()A.将铜丝插入浓硫酸中加热,反应后把水加入反应液中