1、第14讲 铁、铜及其化合物 金属的冶炼,考点一 铁及其化合物的性质,知识清单,1.铁元素位于元素周期表中第 四 周期,第 族,是一种 应用最广泛的过渡金属;铁元素是一种变价金属元素,通常显+2价和+3 价;其原子结构示意图为 。 2.常温下,铁单质比较活泼,具有较强的 还原 性,遇一般的氧化剂 (如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)易被氧化为+2价;遇强氧化剂(如Cl2、 Br2、HNO3等)被氧化为+3价。但在常温下遇浓H2SO4和 浓HNO3 发生钝化。,3.铁和O2在不同的条件下反应,所生成的氧化物不同,通常有FeO、Fe2O 3、Fe3O4三种。其中氧化亚铁是黑色粉末;氧化铁
2、是 红棕 色粉末; 四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体,它是一种结构较复杂的氧化物,可 以看作 FeOFe2O3 ,其中有1/3的铁元素显 +2 价,有2/3的铁 元素显 +3 价。 4.Fe(OH)2是白色絮状物,易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,该过程中 颜色由白色变为 灰绿 色,最后全部变为 红褐 色。所以在制 取Fe(OH)2时应首先将Fe3+(Fe2+被水溶液中的O2氧化所致)用Fe粉还原为 Fe2+ ,然后需将吸有碱液的滴管末端插入溶液内制取。 5.Fe2+在水溶液中较易水解,使溶液变浑浊,Fe2+又易被氧化,生成Fe3+,所 以在保存含Fe2+的溶液时,应先在水溶液中放入少量相
3、应的 酸和铁屑 ,以防止Fe2+水解和被氧化。,“铁三角”的转化关系及举例,1.FeO+H2 Fe+H2O Fe+2HCl FeCl2+H2 2FeCl2+Cl2 2FeCl3,2FeCl3+Fe 3FeCl2 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 2Fe+3Cl2 2FeCl3 要弄清两点:一是反应的条件和环境(否则记忆化学方程式无意义),二是 要从氧化性、还原性强弱方面考虑反应能否进行。 2.Fe3+具有氧化性,可与I-、S2-、S 等中学常见的还原性微粒反应。Fe2 +主要表现还原性,可与HNO3、KMnO4、Cl2等常见的氧化性微粒反应。,考点二 铜及其化合物的性质 金属的冶炼,1.铜
4、的化学性质 (1)常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿空气里则会被锈蚀,在 其表面逐渐形成一层绿色的 铜锈 。有关化学方程式为 2Cu+ O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3 。 (2)在加热条件下,铜能跟许多非金属发生反应。写出下列化学方程式: 铜在空气中加热: 2Cu+O2 2CuO ; 铜丝在硫蒸气中反应: 2Cu+S Cu2S 。,2.常见铜的化合物之间的转化 (1)黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O,化学方程式为 4CuO 2Cu2O+O2 。 (2)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末,化学方程式为 CuSO45H2O CuSO4+5H2O 。 (3)铜及其
5、化合物的转化关系,3.金属的冶炼方法 (1)热分解法:适用于不活泼的金属,如Hg和Ag。 2HgO 2Hg+O2 2Ag2O 4Ag+O2,(2)热还原法:用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物,适合较活 泼的金属。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 2Al+Cr2O3 2Cr+Al2O3 (3)电解法:适合冶炼金属活动性很强的金属(一般指在金属活动性顺序 中排在锌前面的金属)。例如: 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2 MgCl2(熔融) Mg+Cl2,方法 Fe3+与Fe2+的鉴别方法 1.直接观察颜色 Fe2+溶液呈浅绿色,Fe3+溶液
6、呈棕黄色。 2.利用显色反应(形成配合物) (1) (2),方法技巧,4.利用Fe3+的氧化性 (1) (2) (3),3.利用Fe(OH)3沉淀的颜色,(1) (2),5.利用Fe2+的还原性,例 (2017辽宁铁岭协作体一联,10)下列有关实验原理、方法和结论都 正确的是 ( ) A.室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量NaOH溶液,振荡、静 置后分液,可除去苯中少量苯酚 B.取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变 红,说明溶液X中一定含有Fe2+ C.向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水,可制取Fe(OH)3胶体 D.已知 I2+I-,向盛有KI3溶液的试管中加入适量的CCl4,振荡静置后 CCl4层显紫色,说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大,解题导引 注意检验Fe2+时氯水与KSCN溶液的加入顺序。解析 +NaOH +H2O, 易溶于水、不溶 于苯,苯不溶于水,A正确;溶液X中若含有Fe3+,同样会出现溶液变红的现 象,B不正确;将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,加热至溶液呈红褐色,才能制 得Fe(OH)3胶体,C不正确;I2的CCl4溶液显紫色,CCl4萃取了KI3溶液中的I2, 而不是KI3,D不正确。答案 A,
