铁铜及其重要化合物-高三一轮复习上课.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、了解炼铁和炼钢的原理6、了解铜及其重要化合物的性质,铁、铜在自然界中的存在:,自然界中,铁和铜主要以_(填“游离态”或“化合态”)形式存在,也有少量的铁、铜单质存在,其中铁单质主要只存在于_中。,化合态,陨铁(天石),含有铁的矿石主要有哪些?含有铜的矿石主要哪些?,你知道吗?,4,常见的铁矿石,磁铁矿(Fe3O4
2、),赤铁矿(Fe2O3),褐铁矿(Fe2O3nH2O),黄铁矿(FeS2),菱铁矿FeCO3,铁和铜的获取和应用:,5,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,铁、铜的物理性质:,1.铁的物理性质:,铁是一种可以被磁铁吸引的银白色金属,质软,有良好的导电、导热性、延展性。纯铁具有良好的抗腐蚀性。,2.铜的物理性质:,铜具有与众不同的紫红色。质软,具有良好的导电(比铁强,仅次于银)、导热性、延展性。,思考:1.铁在地壳中的含量?2.Fe、Fe2+、Fe3+的结构特点?
3、3.铁在周期表中的位置?,7,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,第四周期 第VIII族,还原性 金属性,Fe,14,2,二、铁的化学性质:,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,铁的显价规律:,Fe,Fe2+,Fe3+,Fe3O4,弱氧化剂(S、H+、I2、Cu2+),强氧化剂(Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4),O2 水蒸气,Fe表现还原性,Fe3+比Fe2+稳定,1、铁与强氧化剂反应:,Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O,a.铁与氯气、硝酸、浓硫酸等强氧
4、化剂反应可显+3价,b.常温下,铁遇浓硫酸和浓硝酸钝化。,+3,+3,2Fe+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O(热浓硫酸),但是:3Fe(过量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,+2,2、铁与弱氧化剂反应:,Fe+2H+=Fe2+H2,(稀HCl或稀H2SO4),+2,Fe+Cu2+=CuFe2+,(与盐的反应),+2,Fe+2Fe3+=3Fe2+,+2,(Fe3+的氧化性),a.铁与H+、Cu2+、Fe3+等弱氧化剂反应可显+2价,3Fe(过量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,b.Fe与过量HNO3Fe3+Fe与少量HNO
5、3Fe2+,+2,4、与水的反应:,对比,2Na+2H2O=2NaOH+H2,3、与氧气反应:,(纯氧气),15,1、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,1、将铁屑溶于过量盐酸后,再 加入下列物质,会有三价铁生成的是()A、硫酸 B
6、、氯水 C、硝酸锌 D、氯化铜,BC,2、清洗盛放过浓硫酸的铁桶时,为什么要远离火源?,Fe+H2SO4=FeSO4+H2,3、将铁粉撒入下列溶液中充分反应后,溶液的质量增加但无气体放出的是()A、CuCl2 B、HCl C、浓HNO3 D、FeCl3,4、一根质量为10g的铁钉,投入一定浓度的CuSO4溶液中,过一段时间后取出铁钉,洗净干燥后称其质量为11g。请计算生成的Cu的质量为多少?(差量法),D,解:设生成的Cu的质量为x,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu m56g 64g 8g x 11g-10g,64g:8g=x:1g解得:x=8g答:生成的Cu的质量为8g,19,1、铁的氧化
7、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,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),与H+反应,氧化还原性,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),请同学们写
8、出铁的三种氧化物与稀硝酸反应的化学方程式,3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+5H2OFe2O3+6HNO3=2Fe(NO3)3+3H2O3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+NO+14H2O,22,2、铁的氢氧化物性质比较:,白色絮状,不溶于水,红褐色胶状,不溶于水,Fe(OH)3,Fe(OH)2,Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O,Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O,1.弱碱性2.还原性3.不稳定性,1.弱碱性2.热不稳定性,受热易分解,沉淀颜色由白色灰绿色红褐色,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,
9、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,对比:,溶液中生成红褐色沉淀。,白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。,FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4,Fe3+3OH-=Fe(OH)3,Fe2+2OH-=Fe(OH)2,1.下列几种类推的结论中正确的是(),D,27,思考1.制取Fe(OH)2并使之能久存,可采取的操作: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
10、.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,28,方法一,直接滴加法,29,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+O24Fe(OH)3,30,方法三,集气排液法,如何操作才可制备较纯的Fe(OH)2?,右图中,当容器A中的反应
11、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?,容器B中的导管口有气泡冒出,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+Na2SO4,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3,(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:,31,32,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。,(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
12、现象发生?,33,方法四,电解法,如何设计电化学装置制备较纯的Fe(OH)2?,34,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:,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,1、由于Fe(OH)2在空气中易
13、被氧化,同学们为了观察到白色的Fe(OH)2固体想了很多方法。甲同学:在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等制备。,(1)在试管I里加入的试剂是。(2)II中的试剂加入前应如何处理:。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管I和II中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是,稀H2SO4和铁屑,煮沸,稍等片刻后关闭止水夹,练习题,乙同学:只是将甲同学所用药品中的铁屑改为FeS固体,其余都与甲相同。(已知FeS+H2SO4=FeSO4+H2S),(5)对乙同学的这一改变请你作出评价:,反应中生成的H2S也能防止Fe(OH)2被氧化,白色沉淀能存在较长时间,但易产生空气污
14、染。,(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是,试管中反应生成的H2充满了试管和试管,且外界空气不易进入。,37,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: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,Fe3+的氧化性、Fe2+的还原性:,Fe3+Fe2+:2FeCl3+Fe=
15、3 FeCl2,氧化剂,还原剂,Fe2+Fe3+:2FeCl2+Cl2=2 FeCl3,还原剂,氧化剂,4、Fe2+、Fe3+的检验:,Fe2+:(1),先加硫氰酸钾溶液,无明显现象,再加 氯水,溶液呈血红色,氯水和硫氰酸钾溶液:,(2)氢氧化钠溶液:,加氢氧化钠溶液,生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色。,(3)观察法:,浅绿色溶液,Fe3+(1)(2),硫氰酸钾溶液:,溶液呈血红色,氢氧化钠溶液:,红褐色沉淀,(3)苯酚溶液:,溶液显紫色,(4)观察法:,棕黄色溶液,注意:,1)生成Fe(SCN)3是血红色溶液,不是沉淀!2)Fe3+与SCN 因能发生络合反应而不能共存!,(5)利
16、用Fe3+的氧化性:有关离子反应方程式:2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,有关离子反应方程式:2Fe3+2I-2Fe2+I2,(6)利用Fe2+的还原性:有关离子反应方程式:2Fe2+Br2 2Fe3+2Br-,使用强氧化剂(Cl2、Br2、HNO3、MnO4-、H2O2、浓H2SO4)可将Fe2+Fe3+,5、Fe 2+和Fe3+的相互转变,(1)Fe2+Fe3+,(2)Fe3+Fe2+,使用还原剂可将Fe3+Fe2+,?若中将铁粉改为锌粉,结果又将如何?写出有关的离子反应方程式。,6.有关Fe2+、Fe3+的性质及之间的转化经常应用在以下几个方面:(1)判断离子共存 Fe2+、Fe3+均
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