黑龙江省虎林市高级中学化学课件3.3 铁、铜及其化合物

(共27张PPT)
第三节 铁、铜及其化合物
基础知识回顾
一、铁
1.铁在地壳中的含量仅次于铝，主要以化合态形式存在(除陨铁)。我国在商代开始使用铁，在春秋初期我国已掌握冶铁技术。铁位于元素周期表中第四周期，第Ⅷ族。铁原子在化学反应中容易失去2个或3个电子，因此，铁的常见化合价是+2价和+3价。其化合物及其水溶液往往带有颜色。
2.铁的性质
（1）物理性质
纯净的铁是银白色金属，能被磁铁吸引。
（2）化学性质
常温下，铁单质比较活泼，具有较强的还原性。主要表现：
①铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体：
②铁跟氯气、硫的反应：
3Fe+2O2=Fe3O4。
点燃
2Fe+3Cl2=2FeCl3(棕色的烟)、
点燃
Fe+S=FeS。
△
③铁与非氧化性酸(如盐酸)反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，常温下遇浓H2SO4、浓HNO3会发生钝化作用，加热时会剧烈反应，但不会有H2产生。
④铁与某些盐溶液反应：
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；Fe+2FeCl3=3FeCl2 。
*⑤铁与水蒸气的反应：
3Fe+4H2O(g) =Fe3O4+4H2。
高温
二、铜
1.铜元素在自然界中的存在状态
（1）游离态：天然铜
（2）化合态：黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石［CuCO3·Cu(OH)2］等
2.铜单质的性质
（1）物理性质紫红色金属光泽，密度较大，是热和电（仅次于Ag）的良导体。
（2）化学性质
①与非金属反应
与O2的反应：
2Cu+O2=2CuO(黑色）；
与Cl2的反应
：Cu+Cl2=CuCl2（棕黄色烟）；
与S的反应：
2Cu+S=Cu2S。
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△
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②与强氧化性酸反应
与浓硫酸反应：
与AgNO3的反应：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+；
与FeCl3的反应:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。
△
Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O；
与浓硝酸反应：
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
△
与稀硝酸的反应：
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
③与盐反应
(3)精炼铜（电解原理）。
4.铜单质的用途制作电器元件、导线、日常生活用品等。
3.铜的冶炼
(1) Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
(2) 2CuO+C=2Cu+CO2↑；
H2+CuO=Cu+H2O。
高温
△
5.铜的重要化合物如氧化铜、氢氧化铜和硫酸铜，其性质有
(1)CuO：黑色固体，难溶于水，是碱性氧化物，能溶于酸，加热时能被还原剂还原。Cu2O是红色难溶于水的固体。
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；
2CuO+C=2Cu+CO2↑。
(2)Cu(OH)2:蓝色固体，难溶于水，能溶于酸，受热易分解而变成氧化铜。
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O；
Cu(OH)2=CuO+H2O。
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(3)胆矾又称蓝矾，化学式为CuSO4·5H2O，加热失去结晶水呈白色粉末。它常用于游泳池消毒或与石灰配制成波尔多液杀菌，是因为铜离子是重金属盐，能使蛋白质变性，杀死细菌。无水CuSO4常常用于检验水的存在。
重点知识归纳
一、“铁三角”的转化关系
二、铁的氧化物和氢氧化物的比较
1.铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
色态 黑色粉末 红棕色固体 黑色晶体
俗称 —— 铁红 磁性氧化铁
价态 +2价 +3价 1/3是+2价，
2/3是+3价
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
与酸反应产生的离子 HCl Fe2+ Fe3+ Fe2+、Fe3+
HNO3
(足量) Fe3+ Fe3+ Fe3+
与CO的反应(炼铁原理) FexOy+yCO=xFe+yCO2
高温
2.铁的氢氧化物
氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
物理性质 白色难溶固体 红棕色固体，
不溶于水
化学性质 Fe(OH)2+2H+=Fe2++
2H2O
4Fe(OH)2+O2+2H2O=
4Fe(OH)3 Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
制法 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
△
三、Fe2+和Fe3+的检验
方法 Fe2+ Fe3+
观察法 溶液为浅绿色 溶液为棕黄色
滴加
KSCN
溶液 现
象 加入KSCN溶液无现象，再通入Cl2后溶液变血红色 溶液变血红色
原
因 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
方法 Fe2+ Fe3+
滴加
NaOH
溶液
现象 生成白色絮状沉淀，迅速转化为灰绿色，最终变为红褐色 产生红褐色沉淀
原
因 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O=
4Fe(OH)3 Fe3++3OH-=
Fe(OH)3↓
四、铜及其化合物
1.铜具有不活泼金属单质的共性(能被强氧化剂氧化)；
2.氢氧化铜具有难溶氢氧化物的共性和弱氧化性；
3.铜盐［如CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl2］中的Cu2+具有弱碱阳离子的共性和氧化性。
4.铜及其化合物之间的转化常伴有颜色变化
Cu(OH)2蓝色=CuO黑色+H2O
CuSO4·5H2O蓝色=CuSO4白色+5H2O
△
△
　　　（考查铁、铜单质的化学性质）在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是(　)
A.Cu2+　　　　　　B.Fe3+
C.Fe2+　　　　　　 D.H+
C
　　　　（考查铁、铜性质的综合运用）电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷电路板。发生反应的化学方程式为2FeCl3+Cu2＝FeCl2+CuCl2。
(1)检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3+应选用的试剂是　　　　　　　　　　　；
(2)为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重新制得纯净的FeCl3溶液，采用下列实验步骤，请在各空格内填上适当的分子式或化学式以使实验达到预期目的。
NH4SCN或KSCN
Fe
盐酸
Cl2
FeCl2
Fe、Cu
Cu
FeCl2
　　　　　　
(3)写出有关化学反应的离子方程式。
2Fe3++Fe＝3Fe2+
Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
Fe+2H+＝Fe2++H2
2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-