三节铁铜及其化合物

1第三节第三节 铁、铜及其化合物铁、铜及其化合物2基础知识回顾基础知识回顾一、铁一、铁1.铁在地壳中的含量仅次于铝，主要以化铁在地壳中的含量仅次于铝，主要以化合态形式存在合态形式存在(除陨铁除陨铁)。我国在商代开始使用铁，。我国在商代开始使用铁，在春秋初期我国已掌握冶铁技术。铁位于元素在春秋初期我国已掌握冶铁技术。铁位于元素周期表中第四周期，第周期表中第四周期，第族。铁原子在化学反族。铁原子在化学反应中容易失去应中容易失去2个或个或3个电子，因此，铁的常见个电子，因此，铁的常见化合价是化合价是+2价和价和+3价。其化合物及其水溶液往价。其化合物及其水溶液往往带有颜色。往带有颜色。2.铁的性质铁的性质（1）物理性质物理性质纯净的铁是银白色金属，能被磁铁吸引。纯净的铁是银白色金属，能被磁铁吸引。3（2）化学性质化学性质常温下，铁单质比较活泼，具有较强的常温下，铁单质比较活泼，具有较强的还原性。主要表现：还原性。主要表现：铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体：成黑色固体：铁跟氯气、硫的反应：铁跟氯气、硫的反应：3Fe+2O2=Fe3O4。点燃点燃2Fe+3Cl2=2FeCl3(棕色的烟棕色的烟)、点燃点燃Fe+S=FeS。4铁与非氧化性酸铁与非氧化性酸(如盐酸如盐酸)反应：反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2，常温下遇浓，常温下遇浓H2SO4、浓浓HNO3会发生钝化作用，加热时会剧烈反会发生钝化作用，加热时会剧烈反应，但不会有应，但不会有H2产生。产生。铁与某些盐溶液反应：铁与某些盐溶液反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；Fe+2FeCl3=3FeCl2。*铁与水蒸气的反应：铁与水蒸气的反应：3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2。高温高温5二、二、铜铜1.铜元素在自然界中的存在状态铜元素在自然界中的存在状态（1）游离态：天然铜）游离态：天然铜（2）化合态：黄铜矿）化合态：黄铜矿(CuFeS2)、孔雀、孔雀石石CuCO3Cu(OH)2等等2.铜单质的性质铜单质的性质（1）物理性质紫红色金属光泽，密度）物理性质紫红色金属光泽，密度较大，是热和电（仅次于较大，是热和电（仅次于Ag）的良导体。）的良导体。6（2）化学性质化学性质与非金属反应与非金属反应与与O2的反应：的反应：2Cu+O2=2CuO(黑色）；黑色）；与与Cl2的反应的反应：Cu+Cl2=CuCl2（棕黄色烟）；（棕黄色烟）；与与S的反应：的反应：2Cu+S=Cu2S。7与强氧化性酸反应与强氧化性酸反应与浓硫酸反应：与浓硫酸反应：与与AgNO3的反应：的反应：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+；与与FeCl3的反应的反应:Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+。Cu+2H2SO4(浓浓)=CuSO4+SO2+2H2O；与浓硝酸反应：与浓硝酸反应：3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。与稀硝酸的反应：与稀硝酸的反应：Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O；与盐反应与盐反应8(3)精炼铜（电解原理）。精炼铜（电解原理）。4.铜单质的用途制作电器元件、导线、铜单质的用途制作电器元件、导线、日常生活用品等日常生活用品等。3.铜的冶炼铜的冶炼(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；(2)2CuO+C=2Cu+CO2；H2+CuO=Cu+H2O。高温高温95.铜的重要化合物如氧化铜、氢氧化铜铜的重要化合物如氧化铜、氢氧化铜和硫酸铜，其性质有和硫酸铜，其性质有(1)CuO：黑色固体，难溶于水，是碱：黑色固体，难溶于水，是碱性氧化物，能溶于酸，加热时能被还原剂还性氧化物，能溶于酸，加热时能被还原剂还原。原。Cu2O是红色难溶于水的固体。是红色难溶于水的固体。CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；2CuO+C=2Cu+CO2。(2)Cu(OH)2:蓝色固体，难溶于水，能蓝色固体，难溶于水，能溶于酸，受热易分解而变成氧化铜。溶于酸，受热易分解而变成氧化铜。Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O；Cu(OH)2=CuO+H2O。10(3)胆 矾 又 称 蓝 矾，化 学 式 为胆 矾 又 称 蓝 矾，化 学 式 为CuSO45H2O，加热失去结晶水呈白色粉末。，加热失去结晶水呈白色粉末。它常用于游泳池消毒或与石灰配制成波尔多它常用于游泳池消毒或与石灰配制成波尔多液杀菌，是因为铜离子是重金属盐，能使蛋液杀菌，是因为铜离子是重金属盐，能使蛋白质变性，杀死细菌。无水白质变性，杀死细菌。无水CuSO4常常用于常常用于检验水的存在。检验水的存在。11重点知识归纳重点知识归纳一、一、“铁三角铁三角”的转化关系的转化关系12二、二、铁的氧化物和氢氧化物的比较铁的氧化物和氢氧化物的比较1.铁的氧化物铁的氧化物化学式化学式FeOFe2O3Fe3O4色态色态黑色粉末黑色粉末 红棕色固体红棕色固体黑色晶体黑色晶体俗称俗称铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁价态价态+2价价+3价价1/3是是+2价，价，2/3是是+3价价13化学式化学式FeOFe2O3Fe3O4与酸反与酸反应产生应产生的离子的离子HClFe2+Fe3+Fe2+、Fe3+HNO3(足量足量)Fe3+Fe3+Fe3+与与 C O 的 反 应的 反 应(炼铁原理炼铁原理)FexOy+yCO=xFe+yCO2高温高温142.铁的氢氧化物铁的氢氧化物氢氧氢氧化物化物氢氧化亚铁氢氧化亚铁氢氧化铁氢氧化铁化学化学式式Fe(OH)2Fe(OH)3物理物理性质性质白色难溶固体白色难溶固体红棕色固体，红棕色固体，不溶于水不溶于水化学化学性质性质Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O制法制法Fe2+2OH-=Fe(OH)2Fe3+3OH-=Fe(OH)315三、三、Fe2+和和Fe3+的检验的检验方法方法Fe2+Fe3+观察法观察法溶液为浅绿色溶液为浅绿色溶液为棕黄色溶液为棕黄色滴滴加加KSCN溶溶液液现现象象加入加入KSCN溶液无现象，溶液无现象，再通入再通入Cl2后溶液变血后溶液变血红色红色溶液变血红色溶液变血红色原原因因2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3Fe3+3SCN-=Fe(SCN)316方法方法Fe2+Fe3+滴加滴加NaOH溶液溶液现现象象生成白色絮状沉淀，迅生成白色絮状沉淀，迅速转化为灰绿色，最终速转化为灰绿色，最终变为红褐色变为红褐色产生红褐色沉产生红褐色沉淀淀原原因因Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe3+3OH-=Fe(OH)317四、四、铜及其化合物铜及其化合物181.铜具有不活泼金属单质的共性铜具有不活泼金属单质的共性(能被强能被强氧化剂氧化氧化剂氧化)；2.氢氧化铜具有难溶氢氧化物的共性和氢氧化铜具有难溶氢氧化物的共性和弱氧化性；弱氧化性；3.铜盐如铜盐如CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl2中的中的Cu2+具有弱碱阳离子的共性和氧化性。具有弱碱阳离子的共性和氧化性。4.铜及其化合物之间的转化常伴有颜色铜及其化合物之间的转化常伴有颜色变化变化Cu(OH)2蓝色蓝色=CuO黑色黑色+H2OCuSO45H2O蓝色蓝色=CuSO4白色白色+5H2O19（考查铁、铜单质的化学性（考查铁、铜单质的化学性质）在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合质）在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是应后溶液中存在较多的阳离子是()2+3+2+C20（考查铁、铜性质的综合运用）（考查铁、铜性质的综合运用）电子工业常用电子工业常用30%的的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷电路板。发生反应的化学方绝缘板，制成印刷电路板。发生反应的化学方程式为程式为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。(1)检验腐蚀后的溶液中是否含有检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3+应选应选用的试剂是用的试剂是；(2)为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重新制得纯净的重新制得纯净的FeCl3溶液，采用下列实验步骤，溶液，采用下列实验步骤，请在各空格内填上适当的分子式或化学式以使请在各空格内填上适当的分子式或化学式以使实验达到预期目的。实验达到预期目的。NH4SCN或或KSCN21Fe盐酸盐酸Cl2FeCl2Fe、CuCuFeCl222(3)写出有关化学反应的离子方写出有关化学反应的离子方程式。程式。2Fe3+Fe3Fe2+Fe+Cu2+Fe2+CuFe+2H+Fe2+H22Fe2+Cl22Fe3+2Cl-