三节铁铜及其化合物

1 第三节 铁、铜及其化合物 2 基础知识回顾一、铁1.铁在地壳中的含量仅次于铝，主要以化合态形式存在(除陨铁)。我国在商代开始使用铁，在春秋初期我国已掌握冶铁技术。铁位于元素周期表中第四周期，第族。铁原子在化学反应中容易失去2个或3个电子，因此，铁的常见化合价是+2价和+3价。其化合物及其水溶液往往带有颜色。2.铁的性质（1）物理性质纯净的铁是银白色金属，能被磁铁吸引。 3 （2）化学性质常温下，铁单质比较活泼，具有较强的还原性。主要表现：铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体：铁跟氯气、硫的反应：3Fe+2O2=Fe3O4。点燃2Fe+3Cl2=2FeCl3(棕色的烟)、点燃Fe+S=FeS。 4 铁与非氧化性酸(如盐酸)反应：Fe+2H Cl=FeCl2+H 2，常温下遇浓H 2SO4、浓H NO3会发生钝化作用，加热时会剧烈反应，但不会有H 2产生。铁与某些盐溶液反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；Fe+2FeCl3=3FeCl2 。*铁与水蒸气的反应：3Fe+4H 2O(g) =Fe3O4+4H 2。高温 5 二、铜1.铜元素在自然界中的存在状态（1）游离态：天然铜（2）化合态：黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石CuCO3Cu(OH )2等2.铜单质的性质（1）物理性质紫红色金属光泽，密度较大，是热和电（仅次于Ag）的良导体。 6 （2）化学性质与非金属反应与O2的反应：2Cu+O2=2CuO(黑色）；与Cl2的反应：Cu+Cl2=CuCl2（棕黄色烟）；与S的反应：2Cu+S=Cu2S。 7 与强氧化性酸反应与浓硫酸反应：与AgNO3的反应：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+；与FeCl 3的反应:Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+。Cu+2H 2SO4(浓)=CuSO4+SO2+2H 2O；与浓硝酸反应：3Cu+8H NO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H 2O。与稀硝酸的反应：Cu+4H NO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H 2O；与盐反应 8(3)精炼铜（电解原理）。4.铜单质的用途制作电器元件、导线、日常生活用品等。 3.铜的冶炼(1) Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；(2) 2CuO+C=2Cu+CO2；H 2+CuO=Cu+H 2O。高温 9 5.铜的重要化合物如氧化铜、氢氧化铜和硫酸铜，其性质有(1)CuO：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原。Cu2O是红色难溶于水的固体。CuO+H 2SO4=CuSO4+H 2O；2CuO+C=2Cu+CO2。(2)Cu(OH )2:蓝色固体，难溶于水，能溶于酸，受热易分解而变成氧化铜。Cu(OH ) 2+H 2SO4=CuSO4+2H 2O；Cu(OH )2=CuO+H 2O。 10 ( 3 )胆矾又称蓝矾，化学式为CuSO45H 2O，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CuSO4常常用于检验水的存在。 11 重点知识归纳一、“铁三角”的转化关系 12 二、铁的氧化物和氢氧化物的比较1.铁的氧化物化学式FeO Fe2O3 Fe3O4色态黑色粉末红棕色固体黑色晶体俗称铁红磁性氧化铁价态+2价+3价1/3是+2价，2/3是+3价 13 化学式FeO Fe2O3 Fe3O4与酸反应产生的离子H Cl Fe2+ Fe3+ Fe2+、Fe3+H NO3(足量) Fe3+ Fe3+ Fe3+与CO的反应(炼铁原理) Fe xOy+yCO=xFe+yCO2高温 14 2.铁的氢氧化物氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH )2 Fe(OH )3物理性质白色难溶固体红棕色固体，不溶于水化学性质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+的检验方法Fe2+ Fe3+观察法溶液为浅绿色溶液为棕黄色滴加KSCN溶液现象加入K SCN溶液无现象，再通入Cl2后溶液变血红色溶液变血红色原因2Fe2+Cl 2=2Fe3+2Cl-Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3 Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3 16 方法Fe2+ Fe3+滴加NaOH溶液现象生成白色絮状沉淀，迅速转化为灰绿色，最终变为红褐色产生红褐色沉淀原因Fe2+2OH -=Fe(OH )24Fe(OH )2+O2+2H 2O=4Fe(OH ) 3 Fe3+3OH -=Fe(OH )3 17 四、铜及其化合物 18 1.铜具有不活泼金属单质的共性(能被强氧化剂氧化)；2.氢氧化铜具有难溶氢氧化物的共性和弱氧化性；3.铜盐如CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl2中的Cu2+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变化Cu(OH )2蓝色=CuO黑色+H 2OCuSO 45H 2O蓝色=CuSO4白色+5H 2O 19 （考查铁、铜单质的化学性质）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()A.Cu2+B.Fe3+C.Fe2+ D.H + C 20 （考查铁、铜性质的综合运用）电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷电路板。发生反应的化学方程式为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。(1)检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3+应选用的试剂是；(2)为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重新制得纯净的FeCl3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实验达到预期目的。NH 4SCN或K SCN 21 Fe盐酸Cl2FeCl2Fe、Cu Cu FeCl2 22 (3)写出有关化学反应的离子方程式。2Fe3+Fe3Fe2+Fe+Cu2+Fe2+CuFe+2H +Fe2+H 22Fe2+Cl22Fe3+2Cl-