无机4高一学生版 铁铜.docx
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无机4高一学生版铁铜
1金属及其化合物
1.2铁及其重要化合物
1、铁和铜的性质
(1)物理性质
元素名称
元素符号
颜色、状态
导电性、导热性
延展性
铁
很好
较好
铜
很好
较好
(2)化学性质。
1.铁是26号元素,位于第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素。
原子结构示意图:
主要化合价:
+2,+3
+3较稳定,还有+6价(高铁酸钾)K2FeO4
Fe2+--------------Fe------------Fe3+
铜的常见化合价+1,+2(较稳定)
Cu+-----------Cu-------------Cu2+
2.铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属。
纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/㎝3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。
还原铁粉为黑色粉末。
3.铁是较活泼的金属元素,在金属活动性顺序表中排在氢的前面。
①跟非金属反应
与硫反应:
(既能由单质制取,又能由离子制取)
(只能由单质制取,不能由离子制取)
与氯气反应:
与氧气反应:
②与酸反应:
铜和铁都能与氧化性酸铁反应,也能与非氧化性酸中的H+反应。
酸
反应
稀硫酸
浓硫酸
稀硝酸
浓硝酸
③铁、铜与其他金属阳离子反应
④铁与水蒸气反应
在高温条件下,铁能置换出水蒸气中德氢,铜不能与水反应,但在潮湿的空气中会被锈蚀形成绿色的铜锈
点睛:
(1)常温下,铜和铁均不溶于浓硫酸,铁是因为在浓硫酸中钝化,铜是因为不发生反应。
(2)铁在常温下在浓硫酸或浓硝酸中均发生钝化,但在加热条件下可溶于浓硫酸或浓硝酸。
(3)铁与稀硝酸反应,首先被氧化生成Fe3+
,当Fe过量时Fe又会被还原生成Fe2+
2、铁的氧化物及氢氧化物
(1)铁的氧化物
①物理性质
名称
氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
铁的氧
化物
俗称
色、态
铁的价态
磁性
水溶性
化合物类别
稳定性
与酸的反应
与CO的反应
制取
②三种氧化物的氧化性
在高温条件下,三种氧化物均可Al、CO、H2被等还原生成单质。
(2)铁的氢氧化物
名称
氢氧化亚铁
氢氧化铁
化学式
物理性质
,难溶于水的固体
,难溶于水的固体
与盐酸反应
与硝酸反应
稳定性
空气中放置被氧化
受热分解
制备
①煮沸蒸馏水,赶走溶解的氧气②煮沸NaOH溶液,赶走溶解的氧气③配制FeSO4溶液,加少量的还原铁粉④用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
将NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中
点睛:
(1)铁的氧化物和氢氧化物反应时
1若酸为氧化性酸,则Fe2+可被氧化成Fe3+
②若酸为还原性酸,则Fe3+可被氧化成Fe2+
(2)Fe(OH)2白色絮状沉淀,在空气中很快会变成灰绿色,最后变成红褐色,次现象作为铁元素存在的检验方法。
重点:
五颜六色的铁:
1、溶液中为Fe3+棕黄色,Fe2+为浅绿色,二者均可与碱发生反应,生成的Fe(OH)3红褐色沉淀,Fe(OH)2白色絮状沉淀,很快会变成灰绿色,最后变成红褐色,
(2)Fe2O3红棕色FeO、Fe3O4黑色
(3)Fe3+与SCN-结合形成血红色的Fe(SCN)3,Fe3+遇苯酚显紫色。
2、Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化及检验
从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:
Fe只有还原性,Fe3+通常只有氧化性,Fe2+既具有氧化性又具有还原性。
上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应,才能实现不同价态的铁相互转化,如下图(常称为铁三角):
Fe
Cl2
COFe3+COO2
ZnCu2+H2HNO3
I-、I2、SAlKMnO4
Cl2、O2、HNO3、KMnO4、H2O2
Fe2+Fe、Cu、I-、S2-、H2SFe3+
(溶液为绿色)(溶液为棕黄色)
1.铁元素的原子在化学反应中,当遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时,铁只能失去最外层的两个电子,而生成+2价铁的化合物,当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时,铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物.
①Fe→Fe2+
②Fe2+→Fe3+
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(在亚铁盐溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为棕黄色)
③Fe3+→Fe2+
2Fe3++S2+=2Fe2++S,如在FeCl3溶液中滴加适量的Na2S溶液,溶液变浑浊,滤去沉淀则滤液为浅绿色;如加入过量的Na2S溶液,,则又有黑色沉淀生成(FeS),向Fe3+溶液中通入H2S气体的离子方程式为:
2Fe2++H2S=2Fe3++2H++S↓
+。
2.Fe2+和Fe3+的检验
Fe2+
Fe3
溶液的颜色
加碱溶液
加KSCN溶液
加苯酚溶液
1.下列离子方程式正确的是()
A.铁跟FeCl3溶液反应:
Fe+Fe3+=2Fe2+
B.Fe跟稀盐酸反应:
2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
C.FeCl2溶液跟Cl2反应:
Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
D.Fe(OH)3跟盐酸反应:
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
2.鉴定某一FeCl2溶液中阳离子只有亚铁离子,最好采用( )
A.加入NaOH溶液
B.加入KSCN溶液
C.先通入氯气,再加入KSCN溶液
D.先加足量铁粉,再加入KSCN溶液
3.下列离子方程式正确的是()
A.三氯化铁溶液中加入铁Fe3++Fe====2Fe2+
B.氯化镁溶液中加入硝酸银溶液Ag++Cl-====AgCl↓
C.过量氯气通入溴化亚铁溶液中2Fe2++2Br-+2Cl2=====Fe3++Br2+4Cl-
D.氢氧化铜溶于稀硫酸中Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O
.将铁的某种化合物溶于盐酸,滴加KSCN溶液不发生颜色变化,再加入适量氯水,溶液立即呈红色.则此铁的化合物是( )
A.Fe2O3 B.FeCl3 C.Fe2(SO4)3 D.FeO
5.下列离子在溶液中能大量共存的是( )
A.
B.
C.
D.
6.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
C.滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿,最后呈红褐色
D.只需滴加KSCN溶液
7.
如图所示,此装置可
用来制取和观察Fe(OH)2在空
气中被氧化时的颜色变化,实验时必须使用铁屑和
6mol/L的硫酸,其他试剂任选。
填写下列空白:
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入试剂是________。
A中反应的
离子方程式是________________________________________________。
(2)实验开始时应先将活塞a________(填“打开”、“关闭”)。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程
____________________________________________________________________。
(4)实验完毕,打开b处活塞,放入一部分空气,此时B瓶中发生的反应为
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
2、铜的氧化物及氢氧化物
(1)铜的氧化物
名称
氧化铜
氧化亚铜
化学式
颜色、状态
溶解性
与非氧化性酸反应
被Al、CO、H2等还原
氧化物的生成
含醛基的有机化合物还原新置Cu(OH)2
转化
(2)氢氧化铜
①物理性质
氢氧化铜为蓝色不溶于水的固体。
②化学性质
碱性氧化物的性质
1、可与酸反应生成盐和水反应为
2、不稳定性
加热易分解,反应为
3、制备
可通过可溶性铜盐与强碱溶液反应制备:
解惑:
1、为什么常用铜制造货币,而不用铁?
铜的化学性质稳定,不易被腐蚀,铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型。
2、铜锌合金俗称黄铜,如何鉴别黄铜与黄金?
方法一:
把该金黄色金属块放入盐酸中,如无气泡产生则是黄金,如有气泡产生则是黄铜。
反应为
方法二:
把该金黄色金属块在酒精灯上加热,如金属表面失去金属光泽或变黑,则该金属块是黄铜,若没有明显变化则是黄金。
方法三:
把该金黄色金属块放入稀硝酸中,如无气泡产生则是黄金,如有气泡产生则是黄铜。
3、铁的化学性质活泼,自然界中是否存在游离态的铁?
存在。
自然界存在的陨铁为游离态的铁
4、无水硫酸铜具有吸水性,但为什么一般不用无水硫酸铜干燥气体,却可以用于检验水蒸气?
无水硫酸铜具有吸水性,但吸水性较弱,因此一般不用无水硫酸铜干燥气体。
无水硫酸铜为白色粉末,吸水后可变为蓝色晶体,由于吸水后颜色明显变化,因此可以用于检验水蒸气。
5、配置硫酸亚铁溶液时为什么要加入少量铁粉?
铁、铜与其化合物反应后相关成分的判断方法。
Fe3+和Cu2+的氧化性是高考重要知识点;
氧化性顺序:
,因此还原性顺序为:
据此可以判断:
(1)Cu可与Fe3+反应,但不能得到单质Fe,反应为:
Cu+反应,当反应完全后,
(2)在含有的溶液中,加入一定量的铁粉,反应要考虑氧化性顺序。
铁首先与Fe3+
反应,当Fe3+完全反应后,再与Cu2+反应。
如在和的混合溶液中加入一定量铁粉,完全反应后:
①如果有固体剩余,则溶液中一定无Fe3+,一定有Fe2+
②如果剩余固体只有Cu,则溶液中一定无Fe3+,一定有Fe2+,可能含有Cu2+
③如果剩余固体为铁和铜,则溶液中一定无Fe3+和Cu2+,一定有Fe2+
④不存在溶液中的固体只有铁而没有铜的情况。
(例题)将铁粉和铜粉与FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液放在同一容器中,根据下述情况判断哪些金属阳离子或单质能共存,哪些不能共存。
(1)反应后铁有剩余,则容器中肯定还会有肯定没有
(2)反应后有Cu2+Cu,则不可能有
(3)反应后有Fe3+则肯定有。
1、铁和铁合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是()
A、一定条件下,铁粉可与水蒸气反应
B、不锈刚是铁合金,只含金属元素
C、铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应
D、在空气中,铁板比镀锌铁板更耐腐蚀。
2、FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是()
加入KSCN溶液一定不变红色
溶液中一定含Fe2+
溶液中不一定含Cu2+
剩余固体中一定含Cu
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