铁铜及其重要化合物高三一轮复习讲解ppt课件.ppt
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1、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:,常温下,单质都是固体,汞(Hg)除外;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
2、的特点:,4,熔沸点高、硬度大:但不同金属熔沸点,硬度差别较大;,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。,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。,良好的延展性。,金,铂,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。,5,3、金属的分类:,按颜色:,黑色金属:Fe Cr Mn,有色金属:除以上三种金属以外,按密度:,轻金属:4.5g/cm3 Na Mg Al,重金属:4.5g/cm3 Zn Cu Fe,按含量:,常见金
3、属:Fe Cu Al,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,6,4、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
4、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%,0.30.6%,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,8,2、铜合金:,铜合金,黄铜:,青铜:,白铜:,含Cu Zn耐腐蚀,耐磨,可塑性强,硬度较小。,含Cu Sn Pb等硬而脆,强度大,含Ni Zn(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。,9,5.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
5、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 KCl CaCO3 MgCO3 Al2O3 Fe2O3 MnO2 ZnS PbS Cu2S,10,电解法,热还原法,热分解法,不同金属冶炼方法的选择,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag,Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3,WO3+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+3O2MgCl2=Mg+Cl2(熔融),铝土矿中炼铝,2HgO=2Hg+O2,2Ag2O=4Ag+
6、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(Fe2O3nH2O),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CuS,13,二、铁铜的物理性质:,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27
7、500C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;,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
8、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=2FeCl3 Fe+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+2H2O 3Fe(过量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O 2Fe+6H2SO4=Fe
9、2(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,17,1、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B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)3,BD,2、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,B,18,1、铁的氧化物,三、铁的重
10、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,FeO,Fe3O4,Fe2O3,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+H2O,Fe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O,Fe2O3+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),19,1.下列几种类推的结
11、论中正确的是(),D,20,2、FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物,经测定:Fe和O的质量比为218,则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比为()A、111 B、123 C、334 D、134,AC,21,Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O,2、铁的氢氧化物性质比较,Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O,1.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)3,Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,可溶性
12、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:加入一些植物油.溶解FeSO4配成溶液.把蒸馏水加热煮沸并密封冷却.加入少量铁屑.加入少量CCl4,向FeSO4溶液中滴入足量氨水.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 B C D,专题 Fe(OH)2制备,B,23,方法一,直接滴加法,24,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
13、,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+O24Fe(OH)3,25,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
14、淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。,2NaOH+FeSO4=Fe(OH)2+Na2SO4,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(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
15、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:,Fe,Fe-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,29,绿矾(FeSO47H2O)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。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-FeCl36H2O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
16、盐,30,FeCl3的“四性”,1.离子性:,Ag+Cl-=AgCl,2.氧化性:,2Fe3+2I-=2Fe2+I2,3.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588K,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂中,据此分析,FeCl3应属于_型化合物。2)常温下,1mol/L的FeCl3水溶性显_性,离子反应方程式为_3)常温下,有没有pH=7的FeCl3水溶液?化学实验室中应如何保存存FeCl3溶液?,共价,酸,Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+,加
17、少许浓盐酸抑制水解,31,直接观色,与KSCN,与苯酚,反应显色,与铜片,与淀粉KI试纸,鉴别方法,浅绿色,棕黄色,血红色,不显红色,不显紫色 显紫色,无明显现象,Cu被腐蚀溶液变绿色,试纸不变蓝 试纸变蓝色,利用沉淀反应与OH-作用,白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色,立即产生红褐色沉淀,利用Fe3+的氧化性,4、Fe2+和 Fe3+的检验方法,32,Fe,Fe2+,Fe3+,1,2,3,4,5,6,弱氧化剂:H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等,强氧化剂:Cl2、Br2、HNO3等,Cl2、Br2、HNO3、O2等,Zn、Fe、Cu、HI等,Zn、H2、Al、C等,Zn、CO、Al等,铁三角
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