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1、1 第三節(jié) 鐵、銅及其化合物 2 基礎(chǔ)知識(shí)回顧一、鐵1.鐵在地殼中的含量?jī)H次于鋁,主要以化合態(tài)形式存在(除隕鐵)。我國(guó)在商代開(kāi)始使用鐵,在春秋初期我國(guó)已掌握冶鐵技術(shù)。鐵位于元素周期表中第四周期,第族。鐵原子在化學(xué)反應(yīng)中容易失去2個(gè)或3個(gè)電子,因此,鐵的常見(jiàn)化合價(jià)是+2價(jià)和+3價(jià)。其化合物及其水溶液往往帶有顏色。2.鐵的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)純凈的鐵是銀白色金屬,能被磁鐵吸引。 3 (2)化學(xué)性質(zhì)常溫下,鐵單質(zhì)比較活潑,具有較強(qiáng)的還原性。主要表現(xiàn):鐵在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體:鐵跟氯氣、硫的反應(yīng):3Fe+2O2=Fe3O4。點(diǎn)燃2Fe+3Cl2=2FeCl3(棕色的煙)、點(diǎn)燃Fe+S=
2、FeS。 4 鐵與非氧化性酸(如鹽酸)反應(yīng):Fe+2H Cl=FeCl2+H 2,常溫下遇濃H 2SO4、濃H NO3會(huì)發(fā)生鈍化作用,加熱時(shí)會(huì)劇烈反應(yīng),但不會(huì)有H 2產(chǎn)生。鐵與某些鹽溶液反應(yīng):Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;Fe+2FeCl3=3FeCl2 。*鐵與水蒸氣的反應(yīng):3Fe+4H 2O(g) =Fe3O4+4H 2。高溫 5 二、銅1.銅元素在自然界中的存在狀態(tài)(1)游離態(tài):天然銅(2)化合態(tài):黃銅礦(CuFeS2)、孔雀石CuCO3Cu(OH )2等2.銅單質(zhì)的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)紫紅色金屬光澤,密度較大,是熱和電(僅次于Ag)的良導(dǎo)體。 6 (2)化學(xué)性質(zhì)與非金屬反應(yīng)與O2的
3、反應(yīng):2Cu+O2=2CuO(黑色);與Cl2的反應(yīng):Cu+Cl2=CuCl2(棕黃色煙);與S的反應(yīng):2Cu+S=Cu2S。 7 與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)與濃硫酸反應(yīng):與AgNO3的反應(yīng):Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+;與FeCl 3的反應(yīng):Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+。Cu+2H 2SO4(濃)=CuSO4+SO2+2H 2O;與濃硝酸反應(yīng):3Cu+8H NO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H 2O。與稀硝酸的反應(yīng):Cu+4H NO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H 2O;與鹽反應(yīng) 8(3)精煉銅(電解原理)。4.銅單質(zhì)的用途制作電器元件、導(dǎo)線、日常生活用品等。 3.銅的
4、冶煉(1) Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;(2) 2CuO+C=2Cu+CO2;H 2+CuO=Cu+H 2O。高溫 9 5.銅的重要化合物如氧化銅、氫氧化銅和硫酸銅,其性質(zhì)有(1)CuO:黑色固體,難溶于水,是堿性氧化物,能溶于酸,加熱時(shí)能被還原劑還原。Cu2O是紅色難溶于水的固體。CuO+H 2SO4=CuSO4+H 2O;2CuO+C=2Cu+CO2。(2)Cu(OH )2:藍(lán)色固體,難溶于水,能溶于酸,受熱易分解而變成氧化銅。Cu(OH ) 2+H 2SO4=CuSO4+2H 2O;Cu(OH )2=CuO+H 2O。 10 ( 3 )膽礬又稱(chēng)藍(lán)礬,化學(xué)式為CuSO45H 2O,
5、加熱失去結(jié)晶水呈白色粉末。它常用于游泳池消毒或與石灰配制成波爾多液殺菌,是因?yàn)殂~離子是重金屬鹽,能使蛋白質(zhì)變性,殺死細(xì)菌。無(wú)水CuSO4常常用于檢驗(yàn)水的存在。 11 重點(diǎn)知識(shí)歸納一、“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系 12 二、鐵的氧化物和氫氧化物的比較1.鐵的氧化物化學(xué)式FeO Fe2O3 Fe3O4色態(tài)黑色粉末紅棕色固體黑色晶體俗稱(chēng)鐵紅磁性氧化鐵價(jià)態(tài)+2價(jià)+3價(jià)1/3是+2價(jià),2/3是+3價(jià) 13 化學(xué)式FeO Fe2O3 Fe3O4與酸反應(yīng)產(chǎn)生的離子H Cl Fe2+ Fe3+ Fe2+、Fe3+H NO3(足量) Fe3+ Fe3+ Fe3+與CO的反應(yīng)(煉鐵原理) Fe xOy+yCO=xFe+y
6、CO2高溫 14 2.鐵的氫氧化物氫氧化物氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學(xué)式Fe(OH )2 Fe(OH )3物理性質(zhì)白色難溶固體紅棕色固體,不溶于水化學(xué)性質(zhì)Fe(OH )2+2H +=Fe2+2H 2O4Fe(OH ) 2+O2+2H 2O=4Fe(OH )3 Fe(OH )3+3H +=Fe3+3H 2O2Fe(OH )3=Fe2O3+3H 2O制法Fe2+2OH -=Fe(OH )2 Fe3+3OH -=Fe(OH )3 15 三、Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)方法Fe2+ Fe3+觀察法溶液為淺綠色溶液為棕黃色滴加KSCN溶液現(xiàn)象加入K SCN溶液無(wú)現(xiàn)象,再通入Cl2后溶液變血紅色溶液變血紅色原因2F
7、e2+Cl 2=2Fe3+2Cl-Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3 Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3 16 方法Fe2+ Fe3+滴加NaOH溶液現(xiàn)象生成白色絮狀沉淀,迅速轉(zhuǎn)化為灰綠色,最終變?yōu)榧t褐色產(chǎn)生紅褐色沉淀原因Fe2+2OH -=Fe(OH )24Fe(OH )2+O2+2H 2O=4Fe(OH ) 3 Fe3+3OH -=Fe(OH )3 17 四、銅及其化合物 18 1.銅具有不活潑金屬單質(zhì)的共性(能被強(qiáng)氧化劑氧化);2.氫氧化銅具有難溶氫氧化物的共性和弱氧化性;3.銅鹽如CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl2中的Cu2+具有弱堿陽(yáng)離子的共性和氧化性。4.銅及其化合物之間
8、的轉(zhuǎn)化常伴有顏色變化Cu(OH )2藍(lán)色=CuO黑色+H 2OCuSO 45H 2O藍(lán)色=CuSO4白色+5H 2O 19 (考查鐵、銅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì))在氯化鐵、氯化銅和鹽酸的混合溶液中加入鐵粉,待反應(yīng)結(jié)束,所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引,則反應(yīng)后溶液中存在較多的陽(yáng)離子是()A.Cu2+B.Fe3+C.Fe2+ D.H + C 20 (考查鐵、銅性質(zhì)的綜合運(yùn)用)電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板,制成印刷電路板。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。(1)檢驗(yàn)腐蝕后的溶液中是否含有Fe3+應(yīng)選用的試劑是;(2)為了從使用過(guò)的廢腐蝕液中回收銅,并重新制得純凈的FeCl3溶液,采用下列實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)?jiān)诟骺崭駜?nèi)填上適當(dāng)?shù)姆肿邮交蚧瘜W(xué)式以使實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期目的。NH 4SCN或K SCN 21 Fe鹽酸Cl2FeCl2Fe、Cu Cu FeCl2 22 (3)寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式。2Fe3+Fe3Fe2+Fe+Cu2+Fe2+CuFe+2H +Fe2+H 22Fe2+Cl22Fe3+2Cl-