铁铜及其重要化合物-高三一轮复习讲解

1第三章金属元素及其化合物第三节铁铜及其化合物2考纲要求1、掌握Fe在周期表中的位置、结构特点、主要化学性质2、掌握铁的氧化物、氢氧化物的主要性质3、掌握Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化，并能正确写出有关的氧化还原反应的离子方程式4、掌握Fe2+、Fe3+的检验方法5、了解铜及其重要化合物的性质3金属概述金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成，其中自由电子并不属于某个固定的金属阳离子，而可以在整个金属中自由移动2.金属的性质特点：①常温下，单质都是固体，汞(Hg)除外；②大多数金属呈银白色，有金属光泽，但金(Au)——色，铜(Cu)——色，铋(Bi)色，黄红微红1.金属晶体的特点：4③熔沸点高、硬度大:但不同金属熔沸点，硬度差别较大；④良好的导电性，分析原因：金属中存在着大量的可自由移动的电子。⑤良好的导热性，分析原因：通过自由电子和金属阳离子的相互碰撞传递热量。⑥良好的延展性。金铂⑦金属单质在化学反应中只作还原剂，在化合物中金属元素只显正价。当金属受到外力作用时，金属内原子层之间容易作相对位移，金属发生形变而不易断裂，因此，金属具有良好的变形性。53、金属的分类：按颜色：黑色金属：FeCrMn有色金属：除以上三种金属以外按密度：轻金属：ρ4.5g/cm3NaMgAl重金属：ρ4.5g/cm3ZnCuFe按含量：常见金属：FeCuAl稀有金属：锆、钒、钼根据以上分类：金属铁属于————、———、——————金属黑色重常见64、合金由两种及以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起形成的具有金属特性的物质。一般说，合金的熔点比其成分金属都低，而硬度.韧性等往往有其它金属所不具备的独特性质。定义：如：纯铁的硬度很小而钢的硬度较大如：青铜、黄铜、钢、生铁、钠钾合金等青铜是以锡为主要合金元素的铜合金黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金性质特点：7•合金的分类1、铁合金：铁合金按组成元素分类铁合金和非铁合金根据含碳量的高低生铁钢低碳钢合金钢铸造生铁（灰口铁）炼钢生铁(白口铁)碳素钢中碳钢高碳钢在碳素钢中加入铬锰钨镍钼钴硅等合金元素2%~4.3%0.03%~2%球墨铸铁＜0.3%0.3~0.6%＞0.6%由于组成不同，导致在性能、应用上均不同具有各种不同的优良性能82、铜合金：铜合金黄铜：青铜：白铜：含CuZn——耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。含CuSnPb等——硬而脆，强度大含NiZn（少量Mn）——制酒具等3、铝合金：密度小、强度大合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金元素的含量，合金的性质也会发生改变。95.金属的冶炼自然界中的金属大都以化合态存在用化学的方法把化合态的金属变成游离态要考虑的问题矿石的富集合适的冶炼方法如何精炼钾石盐石灰石菱镁矿铝土矿赤铁矿软锰矿闪锌矿方铅矿辉铜矿KClCaCO3MgCO3Al2O3Fe2O3MnO2ZnSPbSCu2S10KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg电解法热还原法热分解法不同金属冶炼方法的选择KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgFe2O3+3CO=2Fe+3CO2Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3WO3+3H2=W+3H2O高温铝热法炼难熔金属火烧孔雀石炼铜氢气还原制钨2Al2O3=4Al+3O2↑MgCl2=Mg+Cl2↑(熔融)铝土矿中炼铝2HgO=2Hg+O2↑2Ag2O=4Ag+O2↑朱砂矿(HgS)炼丹高炉炼铁加热通电海水中提取镁MnZnCrFeNiSnPb(H)金属的冶炼11常见的铁矿石磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)褐铁矿(Fe2O3·nH2O)黄铁矿(FeS2)菱铁矿FeCO3一、铁和铜的获取和应用12常见的铜矿石黄铜矿(CuFeS2)蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2)孔雀石(Cu2(OH)2CO3)毛赤铜矿(Cu2O)斑铜矿Cu5FeS4辉铜矿Cu２S13二、铁铜的物理性质：金属物理性质应用铁铜1.银白色,有金属光泽;2.具有良好的延展性;3.是电和热的良导体;4.密度是7.86g/cm35.熔点15350C,沸点是27500C特性:能被磁体吸引,具铁磁性建材;炊具;铸件;作催化剂;制具有特性的铁合金;制磁铁等。1.纯铜呈紫红色;2.熔点1083.4℃,沸点2567℃;3.密度8.92g/cm3;质软；4.具有良好的延展性;5.具有良好的导热、导电性;1g纯铜可拉成3000m细铜丝或压延成面积为10m2几乎透明的铜箔纯铜的导电性仅次于银，但比银便宜得多，所以当今世界一半以上的铜用于电力和电讯工业上。广泛用于电气工业；制铜合金；作微量元素肥料；作各种仪表的零件14思考：1.铁在地壳中的含量？2.Fe、Fe2+、Fe3+的结构特点？3.铁在周期表中的位置？O、Si、Al、Fe、Ca第四周期Ⅷ族单质铁铁原子结构示意图：一、铁的位置及原子结构15二、铁单质的性质铁是比较活泼的金属单质，在化学反应中通常作还原剂，体现比较强的还原性。纯净的铁有抗腐蚀性3.铁的化学性质银白色、质软的重金属(黑色金属)，熔点1500℃以上。热和电的良导体，能被磁铁吸引，也将被磁化。在地壳中以化合态形式存在，只有在陨石中有游离态铁2.物理性质1.存在16(1)与非金属反应3Fe+2O2=Fe3O42Fe+3Cl2=2FeCl3Fe+I2=FeI2Fe+S=FeS(2)与水反应3Fe+4H2O(气)=Fe3O4+4H2点燃△△△高温(3)与酸反应Fe+2H+=Fe2++H2↑(稀硫酸或盐酸)Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe(过量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O2Fe+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O(热浓硫酸)Fe遇浓硫酸、浓硝酸常温下钝化(4)与盐溶液反应Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+Cu2+=Fe2++Cu△171、下列关于Fe的叙述正确的是（）A.铁能被磁铁吸引，但纯铁易锈蚀B.人体内的血红蛋白中含有铁元素C.铁位于周期表中第四周期第ⅧB族D.铁能在O2中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧E.铁与HNO3反应的产物只能是Fe(NO3)3BD2、向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结论不可能出现的是（）A.烧杯中有铜无铁B.烧杯中有铁无铜C.烧杯中铁、铜都有D.烧杯中铁、铜都无B181、铁的氧化物三、铁的重要化合物***化学式化学名俗名色态溶解性化合价与H+反应氧化还原性FeOFe3O4Fe2O3氧化亚铁四氧化三铁三氧化二铁磁性氧化铁铁红黑色粉末黑色晶体红棕色粉末难溶于水难溶于水难溶于水+2+3+2(1/3)、+3(2/3)FeO+2H+=Fe2++H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O被还原（高温下）(C.H2.CO.Al)被氧化(O2.HNO3.浓H2SO4)被还原（高温下）(C.H2.CO.Al)被还原（高温下）(C.H2.CO.Al)被氧化(HNO3等)191.下列几种类推的结论中正确的是（）DA、已知Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,推测Fe2O3+6HI=2FeI3+3H2OB、已知Fe2O3和HNO3反应的离子方程式是Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋+3H2O,推测FeO和HNO3反应的离子方程式为FeO+2H＋=Fe2＋+H2OC、已知Fe3O4可以改写成FeO·Fe2O3，推测Pb3O4可以改写成PbO·Pb2O3;已知Fe3O4可以改写成Fe(Fe2O4)推测Pb3O4可以改写成Pb(Pb2O4)D、已知Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2,推测FeO+CO＝Fe+CO2，Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2高温高温高温202、FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，经测定：Fe和O的质量比为21∶8，则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比为（）A、1∶1∶1B、1∶2∶3C、3∶3∶4D、1∶3∶4AC21Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O2、铁的氢氧化物性质比较△化学名氢氧化亚铁氢氧化铁化学式物理性质化学性质制法Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O1.弱碱性2.还原性3.热不稳定性1.弱碱性2.热不稳定性沉淀颜色由白色→灰绿色→红褐色白色絮状，不溶于水红褐色胶状，不溶于水Fe(OH)3Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3可溶性碱与亚铁盐溶液反应Fe2++2OH—=Fe(OH)2↓可溶性碱与铁盐溶液反应Fe3++3OH—=Fe(OH)3↓22思考1.制取Fe(OH)2并使之能久存，可采取的操作有：①加入一些植物油.②溶解FeSO4配成溶液.③把蒸馏水加热煮沸并密封冷却.④加入少量铁屑.⑤加入少量CCl4，⑥向FeSO4溶液中滴入足量氨水.⑦把盛有氨水的滴管伸入FeSO4溶液中后再挤出氨水。其中必须进行的操作及其正确顺序是（）A．③②⑤⑥④B．③②④①⑦C．③②④⑤⑦D．②④①⑦⑤专题Fe(OH)2制备B23方法一5%FeSO4溶液1mol/L的NaOH溶液（不含O2）苯直接滴加法245%FeSO4溶液1mol/LNaOH（不含O2）橡皮管方法二微型混合法1.将右边注射器中的NaOH溶液推入左边注射器，可观察到的现象是。2.若拔去连接管，将有白色沉淀的注射器抽入空气，振荡，则可观察到的现象是。有白色絮状沉淀生成白色沉淀迅速转变为灰绿色，最后变为红褐色。其化学方程式为：4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)325方法三集气排液法如何操作才可制备较纯的Fe(OH)2？26右图中，当容器A中的反应开始后，若分别进行下列操作，请回答有关问题：(1)若弹簧夹C打开，B容器中有什么现象？（2）若弹簧夹C一直关闭，容器A中的反应还在进行时，B容器中有什么现象发生？写出B容器中有关化学方程式：容器B中的导管口有气泡冒出开始时容器B中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器A中溶液进入容器B，有白色沉淀生成。容器A中溶液进入容器B有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。2NaOH+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（3）若先打开弹簧夹C一段时间，容器A中的反应还在进行时，再关闭弹簧夹C一会儿，B容器中有什么现象发生？27方法四电解法如何设计电化学装置制备较纯的Fe(OH)2？28由于Fe(OH)2极易被氧化，所以通常用电解法制纯净的Fe(OH)2，两电极的材料分别为石墨和铁，如图所示。1、a电极材料为————；电极反应式为—————————2、电解液c可以是(填编号)——————A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液3、d为苯，其作用为————————————在加入苯之前，对c应作何简单处理：——————————————————————。4、若c为Na2SO4溶液，当看到白色沉淀后，再反接电源，除看到冒气泡外，另一明显现象是：——————————————————abcdFeFe-2e-=Fe2+BC隔绝氧气，防氧化加热一段时间，赶走溶解的氧气白色沉淀→灰绿色→红褐色29①绿矾(FeSO4·7H2O)制法：铁屑加稀硫酸---浓缩—冷却—绿色晶体。用途：分析化学上常用作还原剂，制蓝黑墨水、染料，杀虫剂等。②三氯化铁（FeCl3）制法：铁屑与氯气直接反应2Fe+3Cl2==2FeCl3或Fe+HCl再通Cl2---浓缩---冷却--FeCl3·6H2O问1：向FeCl3溶液中投入镁粉，可能发生的反应有：问2：Fe3+能使淀粉-KI试纸变蓝，写出反应离子方程式。3、亚铁盐和铁盐30FeCl3的“四性”1.离子性：Ag++Cl-=AgCl↓2.氧化性：2Fe3++2I-=2Fe2++I23.水解性：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑4.络合性：Fe3++6C6H5O-=Fe(C6H5O)63-1）已知FeCl3的熔点为555K，沸点为5