1、專題20、鐵、鋁銅及其化合物,一、鐵、銅在自然界中的存在：,自然界中，鐵和銅主要以_(填“游離態(tài)”或“化合態(tài)”)形式存在，也有少量的鐵、銅單質(zhì)存在，其中鐵單質(zhì)主要只存在于_中。,化合態(tài),隕鐵(天石),含有鐵的礦石主要有哪些？含有銅的礦石主要哪些？,你知道嗎,常見的鐵礦石,磁鐵礦(Fe3O4),赤鐵礦(Fe2O3),褐鐵礦(Fe2O3nH2O ),黃鐵礦(FeS2 ),菱鐵礦 FeCO3,常見的銅礦石,黃銅礦(CuFeS2 ),藍(lán)銅礦(Cu3(CO3)2(OH)2 ),孔雀石(Cu2(OH)2CO3 ),毛赤銅礦(Cu2O ),斑銅礦 Cu5FeS4,輝銅礦 CuS,一、鐵、銅的物理性質(zhì)：,1.

2、鐵的物理性質(zhì)：,鐵是一種可以被磁鐵吸引的銀白色金屬，質(zhì)軟，有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性。純鐵具有良好的抗腐蝕性。,2.銅的物理性質(zhì)：,銅具有與眾不同的紫紅色。質(zhì)軟，具有良好的導(dǎo)電（比鐵強(qiáng)，僅次于銀）、導(dǎo)熱性、延展性。,鐵在元素周期表中的位置： 第 周期 族,四,二、鐵的化學(xué)性質(zhì)：,鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖：,鐵的顯價(jià)規(guī)律：,Fe,Fe2+,Fe3+,Fe3O4,弱氧化劑（S、H+、I2、Cu2+）,強(qiáng)氧化劑（Cl2、Br2、 HNO3、濃H2SO4）,O2 水蒸氣,寫出鐵與以上物質(zhì)反應(yīng)的方程式,FeS FeS Fe+2H+=Fe2+H2 Fe+I2=FeI2 Fe+Cu2+=Fe2+Cu,2Fe+3

3、Cl2=2FeCl3 2Fe+3Br2=2FeBr3 Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O 3Fe(過量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O 2Fe+6H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O,點(diǎn)燃,點(diǎn)燃,3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2,高溫,？：,1、為什么可以用鐵桶盛放濃硫酸？,2、清洗盛放過濃硫酸的鐵桶時(shí)，為什么 要遠(yuǎn)離火源？,常溫下，鐵在濃硫酸中鈍化。,Fe+H2SO4=FeSO4+H2,1、將鐵屑溶于過量鹽酸后，再 加入下列物質(zhì)，會有三價(jià)鐵生成的是（ ） A、硫酸 B、氯水 C、硝酸鋅 D、氯化銅,BC,2、將鐵粉撒入下

4、列溶液中充分反應(yīng)后，溶液的質(zhì)量增加但無氣體放出的是（ ） A、CuCl2 B、HCl C、濃HNO3 D、FeCl3,3、一根質(zhì)量為10g的鐵釘，投入一定濃度的CuSO4溶液中，過一段時(shí)間后取出鐵釘，洗凈干燥后稱其質(zhì)量為11g。請計(jì)算生成的Cu的質(zhì)量為多少？（差量法）,D,解：設(shè)生成的Cu的質(zhì)量為x,Fe+ CuSO4=FeSO4 + Cu m 56g 64g 8g x 11g-10g,64g : 8g = x : 1g 解得：x=8g 答：生成的Cu的質(zhì)量為8g,二、鐵的重要化合物,1、鐵的氧化物,黑色粉末,+2,難溶于水,FeO+2H+ Fe2+H2O,紅棕色粉末,鐵 紅,+3,難溶于水,

5、不穩(wěn)定,穩(wěn) 定,Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O,黑色晶體,磁性氧化鐵,+2、+3,難溶于水,穩(wěn) 定,Fe3O4+8H+ Fe2+ +2Fe3+4H2O,高溫,H2+FeO= Fe+H2O,3CO+Fe2O3= 2Fe+3CO2,8Al+3Fe3O4= 9Fe+4Al2O3,請同學(xué)們寫出 鐵的三種氧化物與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+5H2O Fe2O3+6HNO3=2Fe(NO3)3+3H2O 3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+NO+14H2O,2、鐵的氫氧化物,Fe2+2OH-=Fe(OH)2 (隔絕空氣),Fe3+3OH-F

6、e(OH)3,白 色,紅褐色,難溶于水,難溶于水,受熱易分解,極易被空氣中氧氣氧化 成氫氧化鐵,4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3,Fe(OH)2+2H+Fe2+2H2O,Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2O,交流研討：氫氧化亞鐵的制備,傳統(tǒng)裝置:,制備Fe(OH)2時(shí)，為了防止或減慢Fe(OH)2的氧化，可以采取哪些措施，如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置？,1、使用新制的FeSO4,4、有時(shí)可以采用液封（有機(jī)溶劑）,可以采取哪些措施呢？,2、用加熱煮沸法除去氫氧化鈉溶液中的氧氣,3、滴管末端伸入液面以下,電解法,在液面上加苯的目的是什么？,3、鐵化合物和亞鐵化合物的相互轉(zhuǎn)化,（1）鐵化合物

7、：,+3價(jià)鐵離子只具有氧化性，遇較強(qiáng) 還原劑時(shí)會被還原成亞鐵化合物。, 2Fe3+2I-2Fe2+I2, 2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+SO42-+4H+, 2Fe3+S2-2Fe2+S, 2Fe3+H2S2Fe2+S+2H+, 2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+, 2Fe3+Fe3Fe2+,（寫方程式）,（2）亞鐵化合物,亞鐵化合物既具有氧化性又具有還原性,氧化性：遇強(qiáng)還原劑時(shí)被還原成單質(zhì)鐵,例：Fe2+ Zn = Zn2+Fe,還原性：遇較強(qiáng)氧化劑時(shí)被氧化成三價(jià)鐵的化合物,例：2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O,3Fe2+ + 4H+ +NO3

8、-(稀)3Fe3+NO+2H2O,Fe、Fe2、Fe3的相互轉(zhuǎn)化“鐵三角”關(guān)系,Fe,Fe3,Fe2+,S、I2、H+、Cu2+、Ag+,Cl2、Br2、O2、濃H2SO4、HNO3,Fe2O3：C、CO、H2、Al Fe3+：Al、Fe等還原,FeO：C、CO、H2、Al Fe2+：Al、Fe等還原,Cl2、Br2、O2、濃H2SO4、HNO3 酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等,Fe、Cu、I等,小結(jié),溶液由淺綠色變?yōu)辄S棕色,原因?yàn)榧尤臌}酸后C(H)增大,在酸性介質(zhì)中NO3可把Fe2 氧化為Fe3故溶液為黃棕色 。,思考：,2、下列物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)， 其離子方程式正確的是（ ） A、三氯

9、化鐵溶液中加入過量鐵粉 Fe3+Fe2Fe2+ B、向氯化亞鐵溶液中通入氯氣 2Fe2+ +Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl - C、氯化鐵溶液中通入硫化氫 2Fe3+ + S2- = 2Fe2+ + S D、向盛硫化亞鐵的容器中加入稀硝酸 FeS+2H+Fe2+H2S,B,思考： 1、配制氯化鐵溶液時(shí)往往將氯化鐵固體溶解在濃鹽酸中，為什么？ 2、配制氯化亞鐵溶液時(shí)，往往加入少量鐵粉，為什么？,防止FeCl3 發(fā)生水解,防止FeCl2被O2氧化成FeCl3,3、 Fe2+、 Fe3+的檢驗(yàn)：,Fe2+： ,先加硫氰酸鉀溶液，無明顯現(xiàn)象，再加 氯水，溶液呈血紅色,氯水和硫氰酸鉀溶液：,氫氧化鈉

10、溶液：,加氫氧化鈉溶液，生成白色沉淀，迅速 變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色。,Fe3+： ,硫氰酸鉀溶液,溶液呈血紅色,氫氧化鈉溶液,紅褐色沉淀,苯酚溶液,溶液顯紫色,四、銅及其化合物,周期表中位置：第 周期 族,四,B,原子結(jié)構(gòu)示意圖,1、銅的化學(xué)性質(zhì)：,請同學(xué)們寫出銅與氧氣、硫、氯氣、 濃硫酸、硝酸、氯化鐵溶液及 在空氣中生成銅綠的化學(xué)方程式,2Cu+O2=2CuO S+2Cu=Cu2S Cu+Cl2=CuCl2 Cu+2H2SO4（濃）=CuSO4+SO2+H2O Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 2

11、FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3,加熱,加熱,點(diǎn)燃,加熱,2、銅的化合物： CuO Cu2O Cu(OH)2 CuSO4 CuSO45H2O 黑色 紅色 藍(lán)色 白色 藍(lán)色晶體 請同學(xué)們寫出銅的氧化物與鹽酸反應(yīng)的離子方程式,CuO+2H+=Cu2+H2O Cu2O+2H+=Cu2+Cu+H2O,一、銅的物理性質(zhì),紫紅色金屬， 熔沸點(diǎn)高(熔點(diǎn)約1083.4沸點(diǎn)2567) 密度大（8.92g/cm3） 具有良好的延展性 能夠?qū)щ?、?dǎo)熱,二、銅的化學(xué)性質(zhì),1.與氧氣反應(yīng)：,2Cu + O22CuO,b.銅與強(qiáng)氧化性酸（如濃硫酸、 硝酸等）

12、能反應(yīng)，但不生成氫氣。,2.與酸的反應(yīng),a.銅與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸等）不反應(yīng)。,注,Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag,3.與鹽溶液的反應(yīng),2 FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2,三、銅的重要化合物,1.CuO Cu2O,黑色,磚紅色,2.Cu2（OH）2CO3 銅綠,3.CuSO4及 CuSO45H2O,硫酸銅晶體（CuSO45H2O）俗名膽礬 或藍(lán)礬。,白色,藍(lán)色,用來檢驗(yàn)水的存在,加適量水溶解，攪拌，過濾,使Fe3+可全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，而Cu2+不會轉(zhuǎn)化為Cu (OH)2沉淀。,挑戰(zhàn)高考,步驟的目的是得到CuSO45H2O晶體

13、。操作是 ，過濾，水浴加熱烘干。水浴加熱的特點(diǎn)是 。,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,受熱均勻，溫度易于控制在100以下。,探究氧化銅的性質(zhì) 取A、B兩支試管，往A中先加入適量CuO粉末，再分別向A 和B中加入等體積的3%H2O2溶液，只觀察到A中有大量氣泡。結(jié)論是 。 為探究試管A中反應(yīng)的速率，收集氣體并測定其體積必需的實(shí)驗(yàn)儀器有： 。,CuO可加快H2O2分解的反應(yīng)速率，是H2O2分解反應(yīng)的催化劑。,秒表、橡皮塞、導(dǎo)管、集氣瓶、量筒。,2（08惠州二模）銅的冶煉大致可分為： 富集，將硫化物礦進(jìn)行浮選； 焙燒，主要反應(yīng)為：2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2 FeO（爐渣）； 制粗銅，在1200發(fā)生的主要反應(yīng)為： 2Cu2S+3O2 =2Cu2O+2SO2 ； 2Cu2O+ Cu2S=6 Cu+SO2； 電解精煉銅。 下列說法正確的是 A上述灼燒過