第4讲铁铜及其化合物基础盘点铁自我诊断1写出Fe与课件.ppt
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1、第第4 4讲讲 铁、铜及其化合物铁、铜及其化合物基础盘点基础盘点一、铁一、铁自我诊断自我诊断1.1.写出写出FeFe与与O O2 2、ClCl2 2、S S、HClHCl、稀、稀HNOHNO3 3反应的化学反应的化学方程式和对应的实验现象。方程式和对应的实验现象。答案答案 3Fe+2O3Fe+2O2 2 Fe Fe3 3O O4 4 火星四射火星四射 2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 2FeCl 2FeCl3 3 剧烈燃烧产生棕色的烟剧烈燃烧产生棕色的烟 Fe+S FeSFe+S FeS 发出红热现象发出红热现象 Fe+2HCl FeCl Fe+2HCl FeCl2 2+H+H2 2 产生气
2、泡,生成浅绿色溶液产生气泡,生成浅绿色溶液 Fe+4HNOFe+4HNO3 3 Fe(NOFe(NO3 3)3 3+NO+2H+NO+2H2 2O O(铁不足)生成无色气体,在试管中变红棕色,(铁不足)生成无色气体,在试管中变红棕色,得到棕黄色溶液得到棕黄色溶液 3Fe+8HNO3Fe+8HNO3 3 3Fe(NO3Fe(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O (铁过量铁过量)生成无色气体,在试管中变红棕色,得生成无色气体,在试管中变红棕色,得到浅绿色溶液到浅绿色溶液基础回归基础回归1.1.铁的存在形态铁的存在形态 在地壳中铁的含量位于第在地壳中铁的含量位于第 位,在自然界
3、铁既有游位,在自然界铁既有游离态(存在于陨石中,也有化合态,主要化合价离态(存在于陨石中,也有化合态,主要化合价为为 ,其,其 更稳定)。更稳定)。2.2.铁的化学性质铁的化学性质(1 1)与非金属反应)与非金属反应 FeFe与较强的氧化剂反应生成与较强的氧化剂反应生成 价化合物价化合物;FeFe与较弱的氧化剂反应生成与较弱的氧化剂反应生成 价化合物价化合物。(2 2)与水蒸气反应)与水蒸气反应 反应的化学方程式为:反应的化学方程式为:。四四+2+2、+3+3+3+3价化合物价化合物3Fe+4H3Fe+4H2 2O(g)FeO(g)Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2高温高温+3+3+2+
4、2(3 3)与酸反应)与酸反应与非氧化性酸反应产生与非氧化性酸反应产生H H2 2如与稀如与稀H H2 2SOSO4 4、盐酸等反应,其离子方程式为:、盐酸等反应,其离子方程式为:。与氧化性酸反应不生成与氧化性酸反应不生成H H2 2过量铁与稀硝酸反应的化学方程式为过量铁与稀硝酸反应的化学方程式为 ,离子方离子方程式为程式为 。少量铁与足量稀硝酸反应的化学方程式为少量铁与足量稀硝酸反应的化学方程式为 。常温下铁、铝遇冷的浓常温下铁、铝遇冷的浓HNOHNO3 3、浓、浓H H2 2SOSO4 4时表面会时表面会2H2H+Fe H+Fe H2 2+Fe+Fe2+2+3Fe+8HNO3Fe+8HNO
5、3 3 3Fe(NO3Fe(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O3Fe+8H3Fe+8H+2 3Fe+2 3Fe2+2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O3NOFe+4HNOFe+4HNO3 3 Fe(NOFe(NO3 3)3 3+NO+2H+NO+2H2 2O O2Fe2Fe3+3+Fe 3Fe+Fe 3Fe2+2+生成一层致密的生成一层致密的 薄膜,化学上称为薄膜,化学上称为 ,属于属于 变化(填变化(填“物理物理”或或“化学化学”)。)。(4 4)与盐溶液反应)与盐溶液反应能与活动性较弱的金属盐溶液反应,如能与活动性较弱的金属盐溶液反应,如FeFe和和CuSOC
6、uSO4 4溶液反应的离子方程式为:溶液反应的离子方程式为:。与与FeClFeCl3 3溶液反应,其离子方程式为:溶液反应,其离子方程式为:。氧化物氧化物钝化钝化化学化学Fe+CuFe+Cu2+2+Cu+FeCu+Fe2+2+思考思考铁与其他物质反应时,何时生成铁与其他物质反应时,何时生成+2+2价铁的化合物?价铁的化合物?何时生成何时生成+3+3价铁的化合物?价铁的化合物?铁与氧化性比较弱的非金属(如铁与氧化性比较弱的非金属(如S S、I I2 2)、)、非氧化性酸(如盐酸、稀非氧化性酸(如盐酸、稀H H2 2SOSO4 4)、不活泼金属的)、不活泼金属的盐溶液(如盐溶液(如CuSOCuSO
7、4 4溶液)、溶液)、FeClFeCl3 3溶液反应生成溶液反应生成FeFe2+2+。铁与强氧化剂,如铁与强氧化剂,如ClCl2 2、H H2 2O O2 2、KMnOKMnO4 4(H(H+)、HNOHNO3 3、浓浓H H2 2SOSO4 4在一定条件下反应都会生成在一定条件下反应都会生成FeFe3+3+。答案答案二、铁的重要化合物二、铁的重要化合物2.2.下列中学化学中常见物质的转化关系如图,反应下列中学化学中常见物质的转化关系如图,反应条件及部分反应物和产物未全部注明,已知条件及部分反应物和产物未全部注明,已知A A、D D为金属单质,其他为化合物。为金属单质,其他为化合物。试推断:试
8、推断:(1 1)写出物质的化学式:)写出物质的化学式:A A 、C C 、I I 。(2 2)写出下列反应的方程式:)写出下列反应的方程式:C FC F的离子方程式的离子方程式 。H IH I的化学方程式的化学方程式 。G HG H的离子方程式的离子方程式 。I BI B的化学方程式的化学方程式 。解析解析 根据红棕色粉末可知根据红棕色粉末可知B B为为FeFe2 2O O3 3,则,则I I、H H、G G、D D依次为依次为Fe(OH)Fe(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)2 2、FeClFeCl2 2、FeFe。A A、D D为金属单质,则为金属单质,则A+B C+DA+B C+D
9、为置换反应,为置换反应,C C为为金属化合物,试剂金属化合物,试剂为为HClHCl,试剂,试剂为为NaOHNaOH,既,既能与酸反应,又能与碱反应的金属化合物能与酸反应,又能与碱反应的金属化合物C C应为应为AlAl2 2O O3 3,其余问题可迎刃而解。,其余问题可迎刃而解。高温高温答案答案 (1)Al Al(1)Al Al2 2O O3 3 Fe(OH)Fe(OH)3 3(2)Al(2)Al2 2O O3 3+2OH+2OH-2 +H2 +H2 2O O4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O O4 4 Fe(OH)Fe(OH)3 3FeFe2+2+2OH+2O
10、H-Fe(OH)Fe(OH)2 22Fe(OH)2Fe(OH)3 3 FeFe2 2O O3 3+3H+3H2 2O O2lOA基础回归基础回归1.1.铁的氧化物铁的氧化物氧化物氧化物氧化亚铁氧化亚铁三氧化二铁三氧化二铁四氧化三铁四氧化三铁化学式化学式FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4颜色状态颜色状态 粉末粉末 粉末粉末(有磁性)(有磁性)溶解性溶解性难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水铁的铁的化合价化合价稳定性稳定性不稳定不稳定稳定稳定稳定稳定与与H H+FeO+2HFeO+2H+FeFe2+2+H+H2 2O OFeFe2 2O O3 3+6H+6
11、H+2Fe2Fe3+3+3H+3H2 2O OFeFe3 3O O4 4+8H+8H+FeFe2+2+2Fe+2Fe3+3+4H+4H2 2O O黑色黑色红棕色红棕色黑色晶体黑色晶体+2+2+3+3+2+2,+3+32.2.铁的氢氧化物铁的氢氧化物氢氧化物氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化亚铁氢氧化铁氢氧化铁化学式化学式Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3颜色状态颜色状态 溶解性溶解性难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水稳定性稳定性很不稳定,易被很不稳定,易被氧化氧化不稳定,受热分不稳定,受热分解解与与H H+反应反应 转化关系转化关系Fe(OH)Fe(OH)2 2+2H+2H+Fe
12、Fe2+2+2H+2H2 2O OFe(OH)Fe(OH)3 3+3H+3H+FeFe3+3+3H+3H2 2O O白色固体白色固体红褐色固体红褐色固体4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O O 4Fe(OH)4Fe(OH)3 3思考思考1.Fe1.Fe3 3O O4 4是碱性氧化物吗?是碱性氧化物吗?FeFe3 3O O4 4可写作可写作FeOFeO Fe Fe2 2O O3 3,能否认为,能否认为FeFe3 3O O4 4是是FeOFeO和和FeFe2 2O O3 3的混合物?的混合物?答案答案 FeFe3 3O O4 4和非氧化性酸反应生成的是两种盐和非氧化
13、性酸反应生成的是两种盐和水,不符合碱性氧化物的概念,所以不是碱性和水,不符合碱性氧化物的概念,所以不是碱性氧化物(氧化物(FeOFeO、FeFe2 2O O3 3是碱性氧化物)。是碱性氧化物)。FeFe3 3O O4 4中中有有 的的FeFe是是+2+2价,有价,有 的的FeFe是是+3+3价,可写成:价,可写成:,但不能认为,但不能认为FeFe3 3O O4 4是是FeOFeO和和FeFe2 2O O3 3的的混合物,实际上,混合物,实际上,FeFe3 3O O4 4是纯净物。与非氧化性是纯净物。与非氧化性酸(如盐酸)、氧化性酸(如稀酸(如盐酸)、氧化性酸(如稀HNOHNO3 3)反应方)反
14、应方 程式分别为:程式分别为:FeFe3 3O O4 4+8HCl FeCl+8HCl FeCl2 2+2FeCl+2FeCl3 3+4H+4H2 2O O 3Fe 3Fe3 3O O4 4+28HNO+28HNO3 3 9Fe(NO9Fe(NO3 3)3 3+NO+14H+NO+14H2 2O O3231三、铜及其重要化合物三、铜及其重要化合物自我诊断自我诊断 3.Fe3.Fe2 2O O3 3和和CuCu2 2O O都是红色粉末,常用作颜料。某校都是红色粉末,常用作颜料。某校 一化学实验小组通过实验来探究一化学实验小组通过实验来探究“红色红色”粉末粉末是是 FeFe2 2O O3 3还是还
15、是CuCu2 2O O或二者混合物。探究过程如下:或二者混合物。探究过程如下:【查阅资料查阅资料】CuCu2 2O O是一种碱性氧化物,溶于稀是一种碱性氧化物,溶于稀 硫酸生成硫酸生成CuCu和和CuSOCuSO4 4,在空气中加热生成在空气中加热生成CuOCuO。【提出假设提出假设】假设假设1 1:红色粉末是:红色粉末是FeFe2 2O O3 3 假设假设2 2:红色粉末是:红色粉末是CuCu2 2O O 假设假设3 3:红色粉末是:红色粉末是FeFe2 2O O3 3和和CuCu2 2O O的混合物的混合物【设计实验设计实验】取少量粉末放入足量稀硫酸中,在取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得
16、溶液中再滴加所得溶液中再滴加KSCNKSCN试剂。试剂。(1 1)若假设)若假设1 1成立,则实验现象是成立,则实验现象是 。(2 2)若滴加)若滴加KSCNKSCN试剂后溶液不变红色,则证明试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗?说法合理吗?。简述你的理由(不需。简述你的理由(不需写出反应的方程式)写出反应的方程式)。(3 3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCNKSCN试剂时溶液不变红色,则证明原固体粉末是试剂时溶液不变红色,则证明原固体粉末是 ,写出发生反应的离子方
17、程式:,写出发生反应的离子方程式:。答案答案(1 1)固体完全溶解,溶液呈红色)固体完全溶解,溶液呈红色(2 2)不合理)不合理 当原固体粉末为当原固体粉末为FeFe2 2O O3 3和和CuCu2 2O O的混的混合物时,加入稀合物时,加入稀H H2 2SOSO4 4后后CuCu2 2O O生成生成CuCu和和CuSOCuSO4 4,产,产生的生的FeFe3+3+与与CuCu反应生成反应生成FeFe2+2+,滴加滴加KSCNKSCN溶液后也可溶液后也可以不变红色以不变红色(3 3)FeFe2 2O O3 3和和CuCu2 2O O Fe Fe2 2O O3 3+6H+6H+2Fe2Fe3+3
18、+3H+3H2 2O O,CuCu2 2O+2HO+2H+Cu+CuCu+Cu2+2+H+H2 2O O,2Fe2Fe3+3+Cu 2Fe+Cu 2Fe2+2+Cu+Cu2+2+ClCl2 2+Cu CuCl+Cu CuCl2 2基础回归基础回归1.1.铜铜(1 1)物理性质:)物理性质:色,不能被磁铁吸引。色,不能被磁铁吸引。(2 2)化学性质:)化学性质:紫红紫红反应物质反应物质化学方程式化学方程式非非金金属属O O2 2 (色固体色固体)ClCl2 2、S S (色烟色烟)氧氧化化性性酸酸浓浓H H2 2SOSO4 4Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4(浓浓)CuSO)CuSO4
19、4+SO+SO2 2+2H+2H2 2O O浓浓HNOHNO3 3Cu+4HNOCu+4HNO3 3(浓浓)Cu(NO)Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O稀稀HNOHNO3 33Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3(稀稀)3Cu(NO)3Cu(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O盐盐AgNOAgNO3 3Cu+2AgNOCu+2AgNO3 3 Cu(NOCu(NO3 3)2 2+2Ag+2AgFeClFeCl3 3Cu+2FeClCu+2FeCl3 3 CuCl CuCl2 2+2FeCl+2FeCl2 2点燃点燃 2Cu+O2Cu+O
20、2 2 2CuO 2CuO2Cu+S Cu2Cu+S Cu2 2S S黑黑棕黄棕黄2.2.氧化铜和氢氧化铜氧化铜和氢氧化铜物质物质氧化铜氧化铜氢氧化铜氢氧化铜化学式化学式状态状态不溶于水的不溶于水的 色固体(粉末)色固体(粉末)不溶于水的不溶于水的 色固体色固体化学性化学性质质CuO+2HCuO+2H+CuCu2+2+H+H2 2O OCuO+HCuO+H2 2 Cu+H Cu+H2 2O OCuO+COCuO+COCu+COCu+CO2 2Cu(OH)Cu(OH)2 2+2H+2H+CuCu2+2+2H+2H2 2O OCu(OH)Cu(OH)2 2CuO+HCuO+H2 2O OCuOCu
21、OCu(OH)Cu(OH)2 2黑黑蓝蓝3.CuSO3.CuSO4 45H5H2 2O O CuSO CuSO4 45H5H2 2O O为为 色晶体,俗称色晶体,俗称 。无。无 水水CuSOCuSO4 4为白色粉末,遇水变蓝色(生成为白色粉末,遇水变蓝色(生成CuSOCuSO4 4 5H5H2 2O O)可作为)可作为 的检验依据。的检验依据。指点迷津指点迷津 溶液中的溶液中的CuCu2+2+常为蓝色(浓常为蓝色(浓CuClCuCl2 2溶液为绿色,溶液为绿色,稀稀CuClCuCl2 2溶液为蓝色),可作为溶液为蓝色),可作为CuCu2+2+的判定依据。的判定依据。如如CuSOCuSO4 4溶
22、液为蓝色。溶液为蓝色。CuCu2+2+与碱反应生成蓝色沉淀与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)Cu(OH)2 2,这,这是鉴定是鉴定CuCu2+2+的原理之一。的原理之一。蓝蓝蓝矾、胆矾蓝矾、胆矾水水要点精讲要点精讲要点一要点一 铁三角及其重要应用铁三角及其重要应用1.“1.“铁三角铁三角”中的转化关系中的转化关系 (1)FeFe(1)FeFe2+2+:铁与氧化性比较弱的非金属(如:铁与氧化性比较弱的非金属(如S S、I I2 2)、非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)、不活)、非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)、不活泼金属的盐溶液泼金属的盐溶液(如如CuSOCuSO4 4溶液溶液)反应,都可实现反应,都可实现
23、这种转化。例如:这种转化。例如:Fe+CuSOFe+CuSO4 4 Cu+FeSOCu+FeSO4 4(2)Fe(2)Fe2+2+Fe:Fe:比较活泼的金属(如比较活泼的金属(如AlAl、ZnZn)能从亚)能从亚铁盐溶液中置换出铁。例如:铁盐溶液中置换出铁。例如:FeClFeCl2 2+Zn ZnCl+Zn ZnCl2 2+Fe+Fe(3)FeFe(3)FeFe3+3+:铁与强氧化剂铁与强氧化剂(如如ClCl2 2、HNOHNO3 3、浓硫、浓硫酸酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如在一定条件下反应都会实现这种转化。例如:2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 2FeCl 2FeCl3 3(
24、4)Fe(4)Fe3+3+Fe:Fe:铁盐溶液与活泼的金属(铁盐溶液与活泼的金属(K K、NaNa、CaCa除外)反应时,可被还原。例如:除外)反应时,可被还原。例如:2FeCl2FeCl3 3+3Zn +3Zn 2Fe+3ZnCl2Fe+3ZnCl2 2(5)Fe(5)Fe2+2+FeFe3+3+:亚铁盐与强氧化剂反应。例如:亚铁盐与强氧化剂反应。例如:2FeCl2FeCl2 2+Cl+Cl2 2 2FeCl 2FeCl3 3(6)Fe(6)Fe3+3+FeFe2+2+:铁盐溶液与比较强的还原剂反应。铁盐溶液与比较强的还原剂反应。例如:例如:Fe+2FeClFe+2FeCl3 3 3FeCl
25、3FeCl2 22FeCl2FeCl3 3+2NaI 2FeCl+2NaI 2FeCl2 2+I+I2 2+2NaCl+2NaCl(7)Fe(7)Fe2+2+Fe Fe3+3+2.2.有关有关FeFe2+2+、FeFe3+3+的性质及之间的转化经常应用在的性质及之间的转化经常应用在以下几个方面:以下几个方面:(1 1)判断离子共存)判断离子共存 FeFe2+2+、FeFe3+3+均水解,与均水解,与 等因等因水解相互促进在溶液中不能大量共存。水解相互促进在溶液中不能大量共存。FeFe3+3+与与S S2-2-、I I-、HSHS-、,FeFe2+2+与与 (H(H+)、ClOClO-、(H(H
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