化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)鐵銅及其化合物第1頁/共32頁熱點(diǎn)知識(shí)剖析鐵、銅的單質(zhì)、合金及其化合物在生產(chǎn)和生活中具有極其重要的用途，鐵、銅單質(zhì)及其化合物知識(shí)歷來都是高考考查的熱點(diǎn)內(nèi)容。在這部分知識(shí)中，F(xiàn)e、Fe2+和Fe3+相互轉(zhuǎn)化是命題的熱點(diǎn)，它可與氧化還原反應(yīng)、金屬腐蝕、鹽的水解、離子共存、離子方程式等知識(shí)相結(jié)合，考查物質(zhì)鑒別、制取、推斷、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等問題。在復(fù)習(xí)中要從氧化還原反應(yīng)的規(guī)律上理解和掌握鐵元素在不同價(jià)態(tài)時(shí)的性質(zhì)特點(diǎn)，從多角度來認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的性質(zhì)。第2頁/共32頁基礎(chǔ)知識(shí)回顧一、鐵1.鐵在地殼中的含量僅次于鋁，主要以化合態(tài)形式存在(除隕鐵)。我國在商代開始使用鐵，在春秋初期我國已掌握冶鐵技術(shù)。鐵位于元素周期表中第四周期，第Ⅷ族。鐵原子在化學(xué)反應(yīng)中容易失去2個(gè)或3個(gè)電子，因此，鐵的常見化合價(jià)是+2價(jià)和+3價(jià)。其化合物及其水溶液往往帶有顏色。2.鐵的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)純凈的鐵是銀白色金屬，能被磁鐵吸引。第3頁/共32頁（2）化學(xué)性質(zhì)常溫下，鐵單質(zhì)比較活潑，具有較強(qiáng)的還原性。主要表現(xiàn)：①鐵在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體：②鐵跟氯氣、硫的反應(yīng)：3Fe+2O2=Fe3O4。點(diǎn)燃2Fe+3Cl2=2FeCl3(棕色的煙)、點(diǎn)燃Fe+S=FeS?！鞯?頁/共32頁③鐵與非氧化性酸(如鹽酸)反應(yīng)：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，常溫下遇濃H2SO4、濃HNO3會(huì)發(fā)生鈍化作用，加熱時(shí)會(huì)劇烈反應(yīng)，但不會(huì)有H2產(chǎn)生。④鐵與某些鹽溶液反應(yīng)：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；Fe+2FeCl3=3FeCl2

。*⑤鐵與水蒸氣的反應(yīng)：3Fe+4H2O(g)

=Fe3O4+4H2。高溫第5頁/共32頁3.鐵的冶煉（1）設(shè)備：

。（2）原料：

、

、

、

。（3）反應(yīng)原理高爐鐵礦石焦炭空氣石灰石（4）產(chǎn)品：生鐵（含雜質(zhì)較多），進(jìn)一步煉制得鋼。*（5）爐渣的形成：Fe2O3+3CO2=Fe+3CO2。C+O2=CO2；CO2+C=2CO；點(diǎn)燃高溫高溫CaO+SiO2=CaSiO3。高溫高溫CaCO3=CaO+CO2↑第6頁/共32頁二、銅1.銅元素在自然界中的存在狀態(tài)（1）游離態(tài)：天然銅（2）化合態(tài)：黃銅礦(CuFeS2)、孔雀石［CuCO3·Cu(OH)2］等2.銅單質(zhì)的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)紫紅色金屬光澤，密度較大，是熱和電（僅次于Ag）的良導(dǎo)體。第7頁/共32頁（2）化學(xué)性質(zhì)①與非金屬反應(yīng)與O2的反應(yīng)：2Cu+O2=2CuO(黑色）；與Cl2的反應(yīng)：Cu+Cl2=CuCl2（棕黃色煙）；與S的反應(yīng)：2Cu+S=Cu2S?！鳌鳌鞯?頁/共32頁②與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)與濃硫酸反應(yīng)：與AgNO3的反應(yīng)：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+；與FeCl3的反應(yīng):Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+?！鰿u+2H2SO4(濃)=CuSO4+SO2↑+2H2O；與濃硝酸反應(yīng)：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O?！髋c稀硝酸的反應(yīng)：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；③與鹽反應(yīng)第9頁/共32頁(3)精煉銅（電解原理）。4.銅單質(zhì)的用途制作電器元件、導(dǎo)線、日常生活用品等。3.銅的冶煉(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；(2)2CuO+C=2Cu+CO2↑；H2+CuO=Cu+H2O。高溫△第10頁/共32頁5.銅的重要化合物如氧化銅、氫氧化銅和硫酸銅，其性質(zhì)有(1)CuO：黑色固體，難溶于水，是堿性氧化物，能溶于酸，加熱時(shí)能被還原劑還原。Cu2O是紅色難溶于水的固體。CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；2CuO+C=2Cu+CO2↑。(2)Cu(OH)2:藍(lán)色固體，難溶于水，能溶于酸，受熱易分解而變成氧化銅。Cu(OH)2+H2SO=4CuSO4+2H2O；Cu(OH)2=CuO+H2O。△△第11頁/共32頁(3)膽礬又稱藍(lán)礬，化學(xué)式為CuSO4·5H2O，加熱失去結(jié)晶水呈白色粉末。它常用于游泳池消毒或與石灰配制成波爾多液殺菌，是因?yàn)殂~離子是重金屬鹽，能使蛋白質(zhì)變性，殺死細(xì)菌。無水CuSO4常常用于檢驗(yàn)水的存在。第12頁/共32頁重點(diǎn)知識(shí)歸納一、“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系第13頁/共32頁鐵及其化合物的氧化性與還原性1.鐵：有較強(qiáng)的還原性，與強(qiáng)氧化劑生成三價(jià)的鐵，與弱氧化劑生成二價(jià)的鐵。如：Fe→Fe2+(弱氧化劑：I2、S、H+、Fe3+、Cu2+等)Fe→Fe3+(強(qiáng)氧化劑：Cl2、HNO3、濃H2SO4、Br2等)2.Fe2+：有氧化性，但主要表現(xiàn)還原性第14頁/共32頁(1)還原性：與強(qiáng)氧化劑(Cl2、HNO3、KMnO4、H2O2、Br2、HClO、O2等)反應(yīng)生成Fe3+。如：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(2)氧化性：與強(qiáng)還原劑反應(yīng)生成Fe。如：Fe2++Zn=Fe+Zn2+3.Fe3+：具有較強(qiáng)的氧化性，與I-、Cu、Fe、H2S等能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如：2Fe3++2I-=2Fe2++I2Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+2Fe3++Fe=3Fe2+第15頁/共32頁二、鐵的氧化物和氫氧化物的比較1.鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4色態(tài)黑色粉末紅棕色固體黑色晶體俗稱——鐵紅磁性氧化鐵價(jià)態(tài)+2價(jià)+3價(jià)1/3是+2價(jià)，2/3是+3價(jià)第16頁/共32頁化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4與酸反應(yīng)產(chǎn)生的離子HClFe2+Fe3+Fe2+、Fe3+HNO3(足量)Fe3+Fe3+Fe3+與CO的反應(yīng)(煉鐵原理)FexOy+yCO=xFe+yCO2高溫第17頁/共32頁2.鐵的氫氧化物氫氧化物氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3物理性質(zhì)白色難溶固體紅棕色固體，不溶于水化學(xué)性質(zhì)Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O制法Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓△第18頁/共32頁三、Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)方法Fe2+Fe3+觀察法溶液為淺綠色溶液為棕黃色滴加KSCN溶液現(xiàn)象加入KSCN溶液無現(xiàn)象，再通入Cl2后溶液變血紅色溶液變血紅色原因2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3第19頁/共32頁方法Fe2+Fe3+觀察法溶液為淺綠色溶液為棕黃色滴加NaOH溶液現(xiàn)象生成白色絮狀沉淀，迅速轉(zhuǎn)化為灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色產(chǎn)生紅褐色沉淀原因Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓第20頁/共32頁四、銅及其化合物第21頁/共32頁1.銅具有不活潑金屬單質(zhì)的共性(能被強(qiáng)氧化劑氧化)；2.氫氧化銅具有難溶氫氧化物的共性和弱氧化性；3.銅鹽［如CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl2］中的Cu2+具有弱堿陽離子的共性和氧化性。4.銅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化常伴有顏色變化Cu(OH)2藍(lán)色=CuO黑色+H2OCuSO4·5H2O藍(lán)色=CuSO4白色+5H2O△△第22頁/共32頁五、鐵與稀硝酸反應(yīng)規(guī)律①Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O②3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O1.當(dāng)n(Fe)n(HNO3)≤14時(shí)，按反應(yīng)①進(jìn)行；當(dāng)n(Fe)n(HNO3)≥38，按反應(yīng)②進(jìn)行；當(dāng)14＜n(Fe)n(HNO3)＜38時(shí)則①②反應(yīng)均發(fā)生。第23頁/共32頁2.上述反應(yīng)可以認(rèn)為先發(fā)生反應(yīng)①，若Fe剩余則發(fā)生2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2，合并即可得反應(yīng)②，所以反應(yīng)①和反應(yīng)②，被還原HNO3均占參加反應(yīng)的HNO3的14（事實(shí)上，任何價(jià)態(tài)的金屬與稀硝酸反應(yīng)生成NO，參加反應(yīng)的硝酸與被還原的硝酸均為4∶1）。第24頁/共32頁（考查鐵、銅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)）在氯化鐵、氯化銅和鹽酸的混合溶液中加入鐵粉，待反應(yīng)結(jié)束，所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引，則反應(yīng)后溶液中存在較多的陽離子是(

)A.Cu2+

B.Fe3+C.Fe2+

D.H+C第25頁/共32頁反應(yīng)所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引，證明鐵粉過量，因而可推知H+、Cu2+、Fe3+均完全反應(yīng)。因鐵單質(zhì)與上述三種陽離子不能大量共存。其中Fe被氧化為Fe2+；而H+、Cu2+、Fe3+分別被還原為H2、Cu、Fe2+，所以溶液中Fe2+最多。方法指導(dǎo)：本題主要考查單質(zhì)鐵的還原性和Fe3+、Cu2+、H+的氧化性。要從“剩余固體能被磁鐵吸引”得出鐵過量這一信息，從而正確解答此題。第26頁/共32頁（考查鐵、銅性質(zhì)的綜合運(yùn)用）電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板，制成印刷電路板。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl3+Cu2＝FeCl2+CuCl2。(1)檢驗(yàn)腐蝕后的溶液中是否含有Fe3+應(yīng)選用的試劑是

；(2)為了從使用過的廢腐蝕液中回收銅，并重新制得純凈的FeCl3溶液，采用下列實(shí)驗(yàn)步驟，請?jiān)诟骺崭駜?nèi)填上適當(dāng)?shù)姆肿邮交蚧瘜W(xué)式以使實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期目的。NH4SCN或KSCN第27頁/共32頁Fe鹽酸Cl2FeCl2Fe、CuCuFeCl2

Fe3+的檢驗(yàn)方法是加硫氰化鉀溶液或硫氰化銨溶液變血紅色。第28頁/共32頁②特別注意：要從廢液中回收銅,需用Fe還原Cu2+，制FeCl3需通入Cl2氧化FeCl2溶液。要注意兩點(diǎn)：廢液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2

FeCl3

FeCl2①完成Fe回收Cu顯然D為FeCl2，通入Cl2，2FeCl2+Cl2＝2FeCl3。第29頁/共32頁(3)寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式。2F