文档内容
2025届高三化学一轮专题复习讲义（17）
专题四 元素及其化合物
4-2 金属及其化合物（二、铁铜及其化合物）（1课时，共2课时）
【复习目标】
1．掌握铁、铜及其重要化合物主要性质及应用；
2．了解铁、铜及其重要化合物的制备方法；
3．掌握铁、铜及其重要化合物的转化关系；
4．理解化工流程及实验室中铁、铜及其化合物的转化原理及条件分析。
【重点突破】
1．掌握铁、铜及其重要化合物的转化关系及应用
2．精准理解铁、铜及其化合物在化工流程及实验室中转化原理和条件分析
【真题再现】
例题1．以硫铁矿烧渣(主要成分为FeO、Fe O、少量SiO、MgO、Al O)为原料，生产安全高效
2 3 2 2 3
的水处理剂高铁酸钾(K FeO)的工艺流程如下：
2 4
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江苏专用\\word\\考前特训\\X113.TIF" \* MERGEFORMATINET
已知KFeO 具有下列性质：①可溶于水、微溶于浓KOH溶液；②在0～5 ℃强碱性溶液
2 4
中比较稳定；③在Fe3＋和Fe(OH) 催化作用下发生分解。
3
（1）酸浸 酸浸时，为提高铁元素的浸出率，可以采取的措施有______________。
（2）氧化 氧化时发生反应的离子方程式为_________________________________。
（3）制备NaFeO 制备NaFeO 溶液的离子方程式为____________________。
2 4 2 4
（4）过滤 滤渣2的主要成分是____________（填化学式）
（5）提纯KFeO 粗产品[含有Fe(OH) 、KCl等杂质]的实验方案：将一定量的KFeO 粗
2 4 3 2 4
产品溶于冷的3 mol·L－1 KOH溶液中，____________________。（实验中须使用的
试剂：饱和KOH溶液，乙醇；除常用仪器外须使用的仪器：砂芯漏斗，真空干燥箱）
解析：（1）酸浸时，为提高铁元素的浸出率，可以适当加快搅拌速率，适当升高酸浸温度或适
当增加酸的浓度。（2）酸性条件下，HO 把Fe2＋氧化成Fe3＋，注意氧化还原离子方程式
2 2
的配平。（3）ClO－有强氧化性，在碱性溶液中把Fe3＋氧化成FeO，注意氧化还原离子方
程式的配平(满足3个守恒：得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒)。（4）SiO 在第一次过滤
2
时已除去，Al O 溶于NaOH生成AlO，故滤渣2的主要成分是Mg(OH) 。(5)根据已知条
2 3 2
件，KFeO 具有下列性质①可溶于水、微溶于浓KOH溶液；②在0～5 ℃强碱性溶液中
2 4
比较稳定；③在Fe3＋和Fe(OH) 催化作用下发生分解，可知将一定量的KFeO 粗产品溶
3 2 4
于冷的3 mol·L－1 KOH溶液中，由于KFeO 在0～5 ℃强碱性溶液中较稳定，此时的沉
2 4
淀是Fe(OH) ，用砂芯漏斗过滤除去；将滤液置于冷水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶
3
液，由于KFeO 微溶于浓KOH溶液，以沉淀形式析出，搅拌，静置，再用砂芯漏斗过滤；
2 4
最后晶体用适量乙醇洗涤2～3次，在真空干燥箱中干燥。
答案：（1）适当加快搅拌速率，适当升高酸浸温度或适当增加酸的浓度（2）2Fe2＋＋2H＋＋HO===2Fe3＋＋2HO
2 2 2
（3）2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5HO
2
（4）Mg(OH)
2
（5）用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冷水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，搅拌，静
置，再用砂芯漏斗过滤，晶体用适量乙醇洗涤2～3次，在真空干燥箱中干燥
小结：本题以硫铁矿烧渣为原料生产高铁酸钾的流程为载体，考查流程的分析，Fe、Al等元素
及其化合物的性质、获取新信息的能力、指定情境下方程式的书写。
【知能整合】
1．铁及其化合物
（1）理清知识主线
Fe→→ →
（2）形成网络构建 Fe(OH) 2
Fe(OH)
3
（3）构建价类二维图
2．铜及其化合物
（1）理清知识主线
Cu→←Cu(OH) →
2
（2）形成网络构建
【体系再构】
【随堂反馈】
基础训练
1．（2023·南京模拟）用铁制备较纯净的氧化铁，下列实验方案最好的是
A．使铁在潮湿的空气中缓慢氧化B．铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解
C．使铁溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解
D．使铁与足量稀硝酸反应，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解
2．FeCl 固体易潮解，在300 ℃以上可升华成含二聚三氯化铁（ ）分子的气体。可
3
用于金属刻蚀、污水处理等。主要有以下制备方法：
方法①：氯化法。以废铁屑和氯气为原料，在立式反应炉里反应，生成的氯化铁蒸气和尾
气由反应炉的顶部排出，进入捕集器冷凝为固体结晶。
方法②：熔融法。将铁屑和干燥氯气在低共熔混合物（如30% KCl与70% FeCl 混合）内
3
进行反应生成氯化铁，升华后收集在冷凝室中，该法制得的氯化铁纯度高。
方法③：复分解法。用氧化铁与盐酸反应后得到氯化铁溶液。
方法④：氯化亚铁合成法。将铁屑溶于盐酸中，然后向其中通入氯气得氯化铁。
下列说法正确的是
A．二聚三氯化铁分子中含有配位键
B．将FeCl 饱和溶液缓慢滴入氢氧化钠溶液中，可制取Fe(OH) 胶体
3 3
C．直接加热蒸干方法③所得的氯化铁溶液制备无水氯化铁
D．向方法④所得的溶液中加入KSCN溶液与氯气，检验该溶液中是否含有Fe2＋
3．由铁及其化合物可制得FeSO ·7H O、FeCl 、KFeO 等化工产品，它们在生产、生活中具有
4 2 3 2 4
广泛应用。已知NO能被FeSO 溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H O) ]SO 。高炉炼铁的反
4 2 5 4
应为Fe O(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝－23.5 kJ·mol-1。在给定条件下，下列
2 3 2
选项所示的物质间转化均能实现的是
A．Fe O(s)―――→FeCl (aq)――→Fe(s)
2 3 3
B．FeS――→SO ――→HSO
2 2 2 3
C．Fe O―――→FeCl (aq)――→无水FeCl
2 3 3 3
D．Fe―――→FeCl (aq)――――→Fe(OH) ―――→Fe(OH)
2 2 3
拓展训练
4．某矿渣的成分为Cu O、Al O、Fe O、SiO，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：
2 2 3 2 3 2
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已知：①Cu O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋HO
2 2
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物 Cu(OH) Al(OH) Fe(OH) Fe(OH)
2 3 3 2
开始沉淀pH 5.4 4.0 2.7 5.8
沉淀完全pH 6.7 5.2 3.7 8.8
请回答下列问题：操作1主要包括： 、 、 。洗涤
CuSO ·5H O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤，原因是 。
4 2
5．实验室以废铜屑（含少量 Fe、不溶性杂质）为原料制取 CuSO ·5H O 晶体和
4 2
[Cu(NH )]SO ·H O晶体，其实验流程如下：
3 4 4 2
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（1）氧化时先加入一定量3 mol·L－1 H SO ，再调节浓硝酸的用量至为2.0左右时，铜粉
2 4
和浓硝酸完全反应，主要反应的化学方程式为 。硝酸过量对产
品的影响为 。
（2）废铜屑的氧化在如图1所示的装置中进行。从长导管中通入氧气的作用是 。
保持试剂的用量不变，实验中提高Cu转化率的操作有 （写一种）。
（3）调节溶液pH应在3.5～4.5范围的原因是 。
（4）已知：[Cu(NH )]2＋ Cu2＋＋4NH ；CuSO 、(NH )SO 难溶于乙醇。结合图2，
3 4 3 4 4 2 4
[Cu(NH )]SO ·H O在乙醇—水混合液中的溶解度随乙醇浓度变化曲线，补充完整
3 4 4 2
由加足量氨水后所得的[Cu(NH )]SO 溶液制备[Cu(NH )]SO ·H O晶体的实验方案：
3 4 4 3 4 4 2
（实验中必须使用的试剂和仪器：无水乙醇、乙醇—水混合液、
BaCl 溶液、真空干燥箱）。
2
【随堂反馈答案】
1．B 2．A 3．D
4．蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体损
失
5．（1）Cu＋2HNO＋HSO =====CuSO ＋2NO ↑＋2HO 降低产品的产率和纯度
3 2 4 4 2 2
（2）防止倒吸，使尾气中的氮氧化物能被完全吸收 适当提高反应温度、加快搅拌速率
（3）使Fe3＋完全水解转化为Fe(OH) 沉淀除去，而Cu2＋留在溶液中
3
（4）将[Cu(NH )]SO 溶液加入无水乙醇中，过滤，所得沉淀先用乙醇—水混合液洗涤，至
3 4 4
最后的洗涤滤液中滴加BaCl 溶液无沉淀生成，再将晶体用无水乙醇洗涤，放入真空
2干燥箱中干燥
【课后作业】
为
1．氯化亚铜，化学式CuCl或Cu Cl。 白色立方结晶或白色粉末，微溶于水，溶于浓盐酸生
2 2
成氯化亚铜酸（HCuCl 强酸），溶于氨水生成氯化二氨合亚铜，不溶于乙醇。
2
实验室制备氯化亚铜：
方法1：CuCl 溶于浓盐酸，加入铜屑并加热，生成HCuCl 溶液，加水稀释可得CuCl沉淀；
2 2
方法2：向含有铜丝、氯化铵、盐酸的溶液中加入硝酸作催化剂，通入氧气并加热，将反
应得到的NH [CuCl ]用大量的水稀释可得CuCl沉淀。
4 2
工业制法：向CuSO 和NaCl的混合溶液中加入Fe粉或通入SO ，充分反应后再用大量
4 2
的水稀释，过滤、酒精洗涤、真空干燥。
下列说法不正确的是
A．方法2中生成NH [CuCl ]，1mol[CuCl ]-含σ键数2mol
4 2 2
B．方法2中制备1molCuCl，参加反应氧气的体积为5.6L
C．[CuCl ]-(aq) CuCl(s)+Cl-(aq)，加水稀释，有利于CuCl沉淀生成
2
D．用酒精洗涤CuCl沉淀，真空干燥可有效防止CuCl被空气中氧气氧化
2．已知：①CuO的晶胞如下图所示：②CuO固体溶于稀硫酸，能得到CuSO 溶液和一种紫
2 2 4
红色单质；③向CuSO 溶液中加入一定量NaOH溶液，能得到一种浅蓝绿色沉淀，该沉
4
淀能溶于氨水。下列说法不正确的是
A．一个CuO晶胞中，Cu原子的数目为4
2
B．②中的反应为CuO+HSO === CuSO +Cu+H O
2 2 4 4 2
C．③中的浅蓝绿色沉淀为CuOH
D．③中沉淀溶解是因为生成了铜氨配合物
3．硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法不正确的是
A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH) 胶体,可用作净水剂
3
B．NH HCO 与FeSO 反应的离子方程式是CO2-+Fe2+===FeCO ↓
4 3 4 3 3
C．可用KSCN溶液检验(NH )Fe(SO ) 是否被氧化
4 2 4 2
D．常温下,(NH )Fe(SO ) 在水中的溶解度比FeSO 的小
4 2 4 2 4
4．氧化铁工业上称氧化铁红，用于油漆、油墨、橡胶等工业中，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：
（1）除去铁屑表面油污的操作方法是 。
（2）加入稀硫酸后，温度保持50℃～80℃，采用的合适加热方式是 。
（3）操作Ⅰ的名称是________，操作Ⅱ的名称是________。
（4）写出在空气中煅烧FeCO 的化学方程式__________________。
3
（5）若煅烧时条件控制不当，会使产品中存在杂质FeO。
①若要设计实验检验产品中是否存在FeO，且只能选用两种试剂，这两种试剂是
。
②现煅烧116.0 kg的FeCO，得到79.2 kg产品，则该产品的纯度为_______%（设产
3
品中只有一种杂质FeO，计算结果保留3位有效数字）。
5．实验室从废电路板粉碎金属料（主要含金属Cu，还含少量Zn、Fe、Pb等金属）中回收铜，其
实验流程如下：
已知：一定pH范围内，Cu2＋、Zn2＋等能与氨形成配离子。
（1）“氨浸”在题图1所示的装置中进行。
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①鼓入空气，金属Cu可被氧化生成[Cu(NH )] 2＋，其离子方程式为 。
3 4
②空气流量过大，会降低Cu元素的浸出率，其原因是 。
③“氨浸”时向氨水中加入一定量(NH )SO 固体，利于Cu2＋转化为[Cu(NH )]2＋，
4 2 4 3 4
其原因是 。
（2）洗涤滤渣所得的滤液与“过滤”所得滤液合并的目的是 。
（3）滤液中主要阳离子为[Cu(NH )]2＋、NH，还含有一定量的[Zn(NH )]2＋。其中铜氨配离
3 4 3 4
子的离解反应可表示为[Cu(NH )]2＋(aq) Cu2＋(aq)＋4NH (aq)，该反应的平衡常
3 4 3
数表达式为 ；某有机溶剂HR可高效萃取离解出的Cu2＋(实现
Cu2＋与Zn2＋的有效分离)，其原理为(org表示有机相)：Cu2＋(aq)＋2HR(org)
CuR (org)＋2H＋(org)；再向有机相中加入稀硫酸，反萃取得到CuSO 溶液。
2 4
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结合题图2和题图3，补充完整以滤液为原料，制取较纯净CuSO ·5H O晶体的实验
4 2
方案： ，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥（实验中可选用的试剂：
有机溶剂HR、2 mol·L－1硫酸、3 mol·L－1硫酸）。
【课后作业】答案
1．B 2．C 3．B
4．（1）碱煮水洗或热的NaCO 溶液再水洗
2 3
（2）热水浴
（3）过滤 洗涤
（4）4FeCO＋O=====2Fe O＋4CO
3 2 2 3 2
（5）①稀硫酸和KMnO 溶液或稀盐酸和K[Fe(CN) ]溶液 ②90.9
4 3 6
5．（1）①2Cu＋8NH ·H O＋O===2[Cu(NH )] 2＋＋4OH－＋6HO
3 2 2 3 4 2
②空气流量过大，氨的挥发量增多，铜的浸出率减小
③增加NH的浓度，会抑制NH ·H O的电离平衡，增大溶液中NH ·H O浓度
3 2 3 2
（2）提高铜元素的利用率
（3）K＝ 将滤液和有机溶剂HR按体积比1∶1混合，充分振荡，静置分层。分液，取有机
相，加入适量2 mol·L-1硫酸，充分振荡，静置分层。分液，取水相
