专题3第二单元.

第二单元铁、铜的获取及应用一、铁的主要性质与应用1.铁的物理性质铁具有导电、导热和延展性，具有能被磁体吸引的特性。2.铁的化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为___价和___价。+2+3（1）与非金属单质的反应：①与O2的反应：常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为_____。点燃：__________________。②与Cl2的反应：___________________。③与S的反应：_____________。（2）与水的反应:常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：__________________________。Fe2O33Fe+2O2Fe3O4点燃====2Fe+3Cl22FeCl3点燃====△====Fe+SFeS3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2高温====（3）与酸的反应:①与非氧化性酸反应的离子方程式：__________________。②与氧化性酸：遇冷的浓硫酸或浓硝酸_____，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。（4）与某些盐溶液的反应:①与CuSO4溶液反应的离子方程式：___________________。②与FeCl3溶液反应的离子方程式：__________________。Fe+2H+====Fe2++H2↑钝化Fe+Cu2+====Fe2++CuFe+2Fe3+====3Fe2+3.铁的冶炼设备炼铁高炉原料___________________________反应原理_____________________________________________________铁矿石、焦炭、空气、石灰石C+O2CO2、C+CO22CO、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2点燃====高温====△====设备炼铁高炉炉渣形成____________________________________________产品含碳2%～4.5%的_____，进一步炼制，可得到含碳0.03%～2%的钢CaCO3CaO+CO2↑、CaO+SiO2CaSiO3生铁高温====高温====二、铁的重要化合物1.铁的氧化物（1）物理性质：化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称________________色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态_____________________铁红磁性氧化铁+2价+3价+2价，+3价（2）化学性质：①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式：___________________、_______________________、Fe3O4+8H+====2Fe3++Fe2++4H2O。②FeO与硝酸反应的化学方程式：3FeO+10HNO3====3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。③FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式：___________________、Fe2O3+6HI====2FeI2+I2+3H2O。FeO+2H+====Fe2++H2OFe2O3+6H+====2Fe3++3H2OFeO+2HI====FeI2+H2O2.铁的盐和氢氧化物（1）Fe2+与Fe3+的转化：上述转化关系中标号反应的离子方程式为①______________________②________________③_____________________2Cl23FeCuFeFe①②、③2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-2Fe3++Fe====3Fe2+2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+（2）铁的氢氧化物的比较：化学式Fe（OH）2Fe（OH）3物理性质___色固体，难溶于水_____色固体，难溶于水与非氧化性酸反应____________________________________________________稳定性不稳定，分解产物很复杂不稳定，受热易分解：__________________________白红褐Fe（OH）2+2H+====Fe2++2H2OFe（OH）3+3H+====Fe3++3H2O△====2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O化学式Fe（OH）2Fe（OH）3制法可溶性亚铁盐与碱反应：_______________________可溶性铁盐与碱反应：________________________转化暴露在空气中的Fe（OH）2悬浊液会变成Fe（OH）3，化学方程式为________________________________Fe2++2OH-====Fe（OH）2↓Fe3++3OH-====Fe（OH）3↓4Fe（OH）2+O2+2H2O====4Fe（OH）3三、金属铜及其重要化合物的主要性质及应用1.单质铜的化学性质（1）与非金属的反应（写出化学方程式）：①与O2反应加热：________________。常温下在潮湿的空气中：2Cu+O2+H2O+CO2====Cu2(OH)2CO3。②与Cl2反应：__________________（_____色烟）。2Cu+O22CuOCu+Cl2CuCl2棕黄△====△====（2）与氧化性酸的反应（写出相应的化学方程式）：①与非氧化性酸：不反应。②与氧化性酸反应与浓硫酸的反应：______________________________________。与浓硝酸的反应：______________________________________。与稀硝酸的反应：_______________________________________。Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2OCu+4HNO3（浓）====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3（稀）====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O△====(3)与盐溶液的反应（用离子方程式表示）：与硝酸银溶液的反应：_______________________。与氯化铁溶液的反应：_______________________。Cu+2Ag+====Cu2++2Ag2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+2.铜的化合物的主要性质（1）氧化铜和氢氧化铜：物质氧化铜氢氧化铜化学式CuOCu（OH）2物理性质不溶于水的___色固体（粉末）不溶于水的___色固体化学性质CuO+2H+====Cu2++H2OCuO+H2Cu+H2OCuO+COCu+CO2Cu（OH）2+2H+====Cu2++2H2OCu（OH）2CuO+H2O△====黑蓝△====△====（2）硫酸铜：①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称___________，受热易分解为白色粉末CuSO4和水。②无水CuSO4遇水变蓝色（生成CuSO4·5H2O），可作为水的检验试剂。③CuSO4与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液，是一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病虫害。蓝矾或胆矾3.铜的冶炼两方法（1）高温炼铜：黄铜矿粗铜精铜（2）生物炼铜：硫化铜矿石CuSO4Cu4.铜及其化合物的应用（1）铜是重要的金属材料。（2）铜盐可以杀菌。（3）Cu2O可以作玻璃、搪瓷的红色颜料。高温电解精炼2O，细菌【思考辨析】1.（2012·广东高考）Fe3+具有氧化性，因此FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜。（）【分析】用FeCl3回收Cu的反应：2Fe3++Cu====Cu2++2Fe2+，该反应利用了Fe3+的氧化性。2.(2013·广东高考)将水蒸气通过灼热的铁粉，出现的现象是粉末变红，说明铁与水在高温下发生反应。()【分析】铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的四氧化三铁和氢气。√×3.氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应。（）【分析】氢氧化铁具有氧化性，HI具有还原性，两者发生氧化还原反应。4.（2012·重庆高考）钢铁厂用热还原法冶炼铁。()【分析】铁为较活泼金属，工业上用CO还原Fe2O3的方法冶炼铁。√×5.（2011·山东高考）Al、Fe、Cu三者的单质放置在空气中均只生成氧化物。()【分析】铜在空气中生锈，生成碱式碳酸铜而不是氧化铜。6.（2012·上海高考）电解熔融氯化镁制取金属镁。()【分析】Mg为活泼金属，用电解的方法冶炼。×√考点1“铁三角”及其重要应用1.“铁三角”中的转化关系2.重要应用（1）判断离子共存：Fe2+与（H+）、ClO-、(H+)，Fe3+与S2-、I-、HS-、在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。（2）除杂方法（括号内为杂质）：①Fe2+（Fe3+）：加过量铁粉过滤；②FeCl3（FeCl2）：加氯水或H2O2；③FeCl2（CuCl2）：加过量铁粉过滤；④Fe（Al）、Fe2O3（Al2O3、SiO2）：加过量强碱溶液过滤。3NO23SO4MnO（3）盐溶液的保存：①含Fe2+的溶液：加入少量铁粉（或铁钉、铁屑），防止Fe2+被氧化；加入少量相应的酸，防止Fe2+水解［Fe（NO3）2例外］。②含Fe3+的溶液：加入少量相应的酸，防止Fe3+水解。【误区警示】（1）Fe3+既具有较强的氧化性又易水解，当遇到还原性离子（如I-、S2-、）时，优先考虑氧化还原反应。（2）Fe2+主要表现为还原性，Fe2+与可共存，但在存在H+时不共存。（3）在书写或判断铁与氧化剂反应的产物时，易出现错误，如认为铁与硫化合生成Fe2S3、铁与盐酸反应生成FeCl3和H2、铁与单质碘化合生成FeI3、过量的铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、铁与FeCl3溶液不发生反应等。3NO23SO【典例1】A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属，通常情况下，A为固体，B为黄绿色气体，C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种强酸，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)请回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：A，D，E，X。(2)在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是_________(填编号)。(3)反应⑥的离子方程式是。(4)反应⑦的化学方程式是；该反应中每消耗0.3mol的A，可转移电子mol。(5)分别写出D的溶液与小苏打溶液、D的溶液中通入少量SO2反应的离子方程式是、。(6)除去D溶液中混有的少量G的方法是：_____________。(7)在D溶液中制备无水D固体的方法是：_____________。【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)从特征现象入手判断。(2)注意Fe3+的水解及较强的氧化性的应用。【解析】由“B为黄绿色气体单质”知，B为Cl2；由D与G之间的相互转化关系知，A为变价金属单质，则A为Fe，D为FeCl3，G为FeCl2；由“D+F→红色溶液”知，F为KSCN；由“E与X的相互转化关系及E为黑色固体化合物、X的水溶液是一种强酸”知，E为Fe3O4，X为HCl，H为H2O；由“C为无色气体单质及A+C→E”知，C为O2。(3)反应⑥的离子方程式为Fe3++3SCN-====Fe(SCN)3。(4)反应⑦的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，由化合价的变化值知，当3mol的Fe反应时可转移电子8mol。(5)D溶液与小苏打溶液反应的离子方程式为Fe3++3====Fe(OH)3↓+3CO2↑；D溶液与少量SO2反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O====2Fe2+++4H+。高温====3HCO24SO(6)除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是向混合液中通入足量的氯气(或加入足量的H2O2)。(7)在FeCl3溶液中制备无水FeCl3固体的方法是在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。答案：(1)FeFeCl3Fe3O4HCl(2)③⑥(3)Fe3++3SCN-====Fe(SCN)3(4)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H20.8(5)Fe3++3====Fe(OH)3↓+3CO2↑2Fe3