《化學(xué)第三章 金屬及其化合物 第3講 鐵、銅及其重要化合物》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《化學(xué)第三章 金屬及其化合物 第3講 鐵、銅及其重要化合物（28頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第3講講 鐵及其重要化合物鐵及其重要化合物 問題一問題一 鐵處于元素周期表中什么位置？畫出鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖并鐵處于元素周期表中什么位置？畫出鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖并分析鐵的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要化合價(jià)分析鐵的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要化合價(jià)26Fe位于第位于第四四周期第周期第VIII族，族， 屬于屬于過渡元素過渡元素 +2682142鐵的主要化合價(jià)為鐵的主要化合價(jià)為+2、+3：Fe-2e- = Fe2+ Fe-3e- =Fe3+過渡元素特點(diǎn)：過渡元素特點(diǎn)：（1）原子的次外層等往往未達(dá)到飽和結(jié)構(gòu)，如鐵的次外層為）原子的次外層等往往未達(dá)到飽和結(jié)構(gòu)，如鐵的次外層為14e（2）不但最外層電子，次外層、倒數(shù)第三層的
2、電子也可參與成鍵，）不但最外層電子，次外層、倒數(shù)第三層的電子也可參與成鍵， 故過渡元素往往有變價(jià)故過渡元素往往有變價(jià)（3）過渡元素的水合離子往往具有一定的顏色，如水合）過渡元素的水合離子往往具有一定的顏色，如水合Cu2呈藍(lán)呈藍(lán)色，水合色，水合Fe2呈淺綠色，水合呈淺綠色，水合Fe3呈棕黃色呈棕黃色（4）過渡元素易形成絡(luò)合物，如）過渡元素易形成絡(luò)合物，如Fe（SCN）n3n 問題二問題二 總結(jié)鐵跟哪些物質(zhì)反應(yīng)能生成總結(jié)鐵跟哪些物質(zhì)反應(yīng)能生成2價(jià)鐵的化合物？跟哪些物質(zhì)價(jià)鐵的化合物？跟哪些物質(zhì)反應(yīng)能生成反應(yīng)能生成3價(jià)鐵的化合物？價(jià)鐵的化合物？弱氧化劑弱氧化劑強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑S、I2 、Ag 、Fe3
3、 、Cu2 、 H+等等O2 、H2O（g）Cl2、Br2 、 HNO3 等等FeFeFe3O4Fe023 問題三問題三鐵的重要氧化物有哪些？它們各有哪些重要的性質(zhì)？鐵的重要氧化物有哪些？它們各有哪些重要的性質(zhì)？氧化物氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 色態(tài)色態(tài) 黑色粉末黑色粉末 紅棕色紅棕色粉末粉末 磁性黑色晶體磁性黑色晶體俗稱俗稱 鐵紅鐵紅 磁性氧化鐵磁性氧化鐵與酸反應(yīng)：與酸反應(yīng)：FeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O Fe3O4+ 8H+=Fe2+2Fe3+4H2O與還原劑與還原劑（CO、H2、Al）反應(yīng)：反應(yīng)：FexOyyCO xFeyCO2高溫高溫
4、 問題四問題四鐵的氫氧氧化物有哪些？它們各有哪些重要的性質(zhì)？鐵的氫氧氧化物有哪些？它們各有哪些重要的性質(zhì)？ Fe（OH）2 Fe（OH）3 白色不溶固體白色不溶固體 紅褐色紅褐色不溶固體不溶固體 Fe(OH)2+2H+ Fe2+2H2O Fe(OH)3+3H+ Fe3+3H2O均能與非氧化性酸反應(yīng)：均能與非氧化性酸反應(yīng)： 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3白色白色沉淀迅速變成沉淀迅速變成灰綠色灰綠色，最后變成，最后變成紅褐色紅褐色實(shí)驗(yàn)一：向盛有實(shí)驗(yàn)一：向盛有FeCl3溶液的試管溶液的試管中滴加中滴加NaOH溶液，溶液， 觀察發(fā)生的現(xiàn)象。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。Fe2+ + 2OH- =
5、 Fe(OH)2 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 （紅褐色紅褐色） 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3制備原理制備原理 : 可溶性堿與相應(yīng)的鹽溶液反應(yīng)可溶性堿與相應(yīng)的鹽溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)二：向?qū)嶒?yàn)二：向新制新制FeSO4溶液溶液中，滴入經(jīng)中，滴入經(jīng)煮沸煮沸的的NaOH溶溶液，液，膠頭滴管尖端伸入溶液膠頭滴管尖端伸入溶液下面，下面，輕輕擠出輕輕擠出NaOH溶液，溶液，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 問題五問題五如何制取鐵的氫氧氧化物？如何制取鐵的氫氧氧化物？白色白色灰綠色灰綠色紅褐色紅褐色思考：思考：1.實(shí)驗(yàn)中為什么要用實(shí)驗(yàn)中為什么要用新制新制的硫酸亞鐵溶液的
6、硫酸亞鐵溶液?2.實(shí)驗(yàn)中為什么滴入實(shí)驗(yàn)中為什么滴入經(jīng)煮沸經(jīng)煮沸的的NaOH溶液溶液?3.實(shí)驗(yàn)中為什么要將實(shí)驗(yàn)中為什么要將滴管尖端插入試管里溶滴管尖端插入試管里溶液底部液底部，慢慢擠出，慢慢擠出NaOH溶液溶液? 4.4.還可以采用什么方法和措施以保證還可以采用什么方法和措施以保證制得氫氧化亞鐵制得氫氧化亞鐵? ?1.Fe2+ Fe3+ 選用選用較強(qiáng)較強(qiáng)氧化劑氧化劑: Cl2、 Br2、 HNO3 、KMnO4 （H+）、 H2O2 （H+）等）等 問題六問題六如何實(shí)現(xiàn)如何實(shí)現(xiàn)Fe2和和Fe3之間的相互轉(zhuǎn)化？之間的相互轉(zhuǎn)化？2Fe2Cl22 Fe32Cl2Fe2Br22 Fe32Br3Fe24H
7、NO33 Fe3NO2H2O5Fe2MnO4 8H 5Fe3Mn24H2O2Fe2H2O2 2H 2 Fe32H2O2.Fe3+ Fe2+選用選用較強(qiáng)較強(qiáng)還原劑還原劑: Zn 、 Fe 、 Cu 、 H2S 、 I-等等2Fe3+ + Zn = 2Fe2+ Zn2+2Fe3+ + Fe = 3Fe2+2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ Cu2+2Fe3+ + H2S = 2Fe2+S 2H+2Fe3+ + 2I = 2Fe2+ I2 問題七問題七如何檢驗(yàn)溶液中如何檢驗(yàn)溶液中Fe2+和和Fe3+的存在的存在?Fe2+和和Fe3+在水溶液中分別呈淺綠色和棕黃色，在水溶液中分別呈淺綠色和棕黃色，結(jié)
8、合特征反應(yīng)可檢驗(yàn)它們的存在：結(jié)合特征反應(yīng)可檢驗(yàn)它們的存在：1.Fe2的檢驗(yàn)：的檢驗(yàn)：加堿溶液加堿溶液 -白色沉淀白色沉淀灰綠色灰綠色紅褐色紅褐色 加加KSCN溶液溶液-溶液溶液不變色，滴入不變色，滴入氯水氯水血紅色溶液血紅色溶液2.Fe3的檢驗(yàn)：的檢驗(yàn)： 加堿溶液加堿溶液 - 紅褐色沉淀紅褐色沉淀 加加KSCN溶液溶液 - 血紅色溶液血紅色溶液加苯酚加苯酚- 紫色溶液紫色溶液 問題八問題八實(shí)驗(yàn)室中如何保存實(shí)驗(yàn)室中如何保存鐵鹽鐵鹽和和亞鐵亞鐵鹽？如何配制其溶液？鹽？如何配制其溶液？亞鐵鹽亞鐵鹽：因：因Fe2易被氧化，其晶體應(yīng)密封保存。配易被氧化，其晶體應(yīng)密封保存。配制溶液時(shí)應(yīng)加入制溶液時(shí)應(yīng)加入鐵
9、粉或鐵釘防氧化鐵粉或鐵釘防氧化，加入，加入少量相應(yīng)少量相應(yīng)的酸防水解的酸防水解鐵鹽：鐵鹽：因因Fe3易水解，易水解，F(xiàn)eCl3等固體還易潮解，故等固體還易潮解，故其固體應(yīng)密封保存。配制溶液時(shí)應(yīng)將鐵鹽其固體應(yīng)密封保存。配制溶液時(shí)應(yīng)將鐵鹽溶于少量溶于少量相應(yīng)的酸相應(yīng)的酸中，中，再加水稀釋再加水稀釋，以，以抑制其水解抑制其水解 問題九問題九分析溶液中有分析溶液中有Fe2存在時(shí)哪些離子與之不能共存？若存在時(shí)哪些離子與之不能共存？若有有Fe3存在時(shí)哪些離子與之不能共存？存在時(shí)哪些離子與之不能共存？1.Fe2在在酸性酸性條件下不能與條件下不能與氧化性離子氧化性離子共存。共存。如：如：NO3、MnO4、Cl
10、O等等 也不能與也不能與發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的離子共存。的離子共存。如：如：OH、CO32、HCO3、SO32、PO43、S2等等2.Fe3不能與不能與還原性離子還原性離子共存。如：共存。如： S2 、SO32、I等等 也不能與發(fā)生也不能與發(fā)生發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)（或雙水解反應(yīng)）發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)（或雙水解反應(yīng)）的的離子共存。如：離子共存。如： OH、 CO32、HCO3等等 也不能與也不能與SCN共存共存1、鐵和某些物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，由于條件或反應(yīng)物的用、鐵和某些物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，由于條件或反應(yīng)物的用量不同，所得產(chǎn)物不同。如量不同，所得產(chǎn)物不同。如 (1)鐵和水：在常溫下反應(yīng)鐵和水：在常溫下反應(yīng)發(fā)生，在高
11、溫條件下，發(fā)生，在高溫條件下，鐵和水蒸氣反應(yīng)生成鐵和水蒸氣反應(yīng)生成(2)鐵和酸：鐵和非氧化性酸反應(yīng)生成鐵和酸：鐵和非氧化性酸反應(yīng)生成離子，離子，放出放出；鐵在常溫下和濃鐵在常溫下和濃H2SO4、濃、濃HNO3反應(yīng)，原因反應(yīng)，原因是是不不Fe3O4Fe2+H2不不鐵被鈍化鐵被鈍化鐵和鐵和HNO3反應(yīng)不放出反應(yīng)不放出H2若若HNO3過量，生成的鹽是過量，生成的鹽是若若鐵無剩余，則生成的鹽可能是鐵無剩余，則生成的鹽可能是或或或或，若反應(yīng)，若反應(yīng)后鐵有剩余，生成的鹽是后鐵有剩余，生成的鹽是(3)在在FeCl2溶液中投入一塊溶液中投入一塊Na，反應(yīng)結(jié)束后過，反應(yīng)結(jié)束后過濾，把濾渣放入坩堝中加熱，最后得到
12、的固體濾，把濾渣放入坩堝中加熱，最后得到的固體是是Fe(NO3)3Fe(NO3)3Fe(NO3)2兩者混合物兩者混合物Fe(NO3)2Fe2O32、將某溶液逐滴加入、將某溶液逐滴加入Fe(OH)3溶膠內(nèi)，開始時(shí)生成沉溶膠內(nèi)，開始時(shí)生成沉淀，繼續(xù)滴加時(shí)沉淀有溶解，該溶液是淀，繼續(xù)滴加時(shí)沉淀有溶解，該溶液是( ) A 2mol.L-1H2SO4溶液溶液 B 2mol.L-1NaOH溶液溶液 C 2mol.L-1MgSO4溶液溶液 D 硅膠溶膠硅膠溶膠A3、為了除去、為了除去FeSO4溶液中的溶液中的CuSO4和和Fe2(SO4)3雜質(zhì)，雜質(zhì)，可選用的最佳物質(zhì)是可選用的最佳物質(zhì)是 ( ) ANaOH
13、 BMg C氯水氯水 DFeD4、 要證明某溶液中不含要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+，而可能含，而可能含F(xiàn)e2+進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)的最佳順序?yàn)闀r(shí)的最佳順序?yàn)? ) 加人足量氯水加人足量氯水 加入足量加入足量I2水水 加入少量加入少量KSCN溶液溶液 A B C DCC5、加入、加入FeCl3仍能大量共存的離子組是仍能大量共存的離子組是 ( ) AH+ 、Na+ 、I-、SO42- BK+ 、H+ 、MnO4- 、S2 CFe2+、Na+ 、SO4-、NO3- DK+ 、Na+ 、Cl-、SCN-6 6、鐵屑溶于過量的稀硫酸，過濾后向?yàn)V液中加入適量硝酸，再加、鐵屑溶于過量的稀硫酸，過
14、濾后向?yàn)V液中加入適量硝酸，再加入過量的氨水，有紅褐色沉淀生成。過濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不入過量的氨水，有紅褐色沉淀生成。過濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e為（再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘?jiān)Ｉ鲜龀恋砗蜌堅(jiān)謩e為（ ） AFe(OH)3 ；Fe2O3 BFe(OH)2 ；FeO CFe(OH)2；Fe(OH)3 ；Fe3O4 DFe2O3 ；Fe(OH)3A7、用下面兩種方法可以制得白色的、用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。沉淀。方法一：用不含方法一：用不含F(xiàn)e3的的FeSO4溶液與不含溶液與不含O2的蒸餾水配的蒸餾水配制的制的NaOH溶液反應(yīng)制備
15、。溶液反應(yīng)制備。（1）用硫酸亞鐵晶體配制上述）用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加溶液時(shí)還需加入入 。（2）除去蒸餾水中溶解的）除去蒸餾水中溶解的O2常采用常采用 的方法。的方法。（3）生成白色）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不沉淀的操作是用長滴管吸取不含含O2的的NaOH溶液，插入溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是溶液。這樣操作的理由是: 。稀稀H2SO4 鐵屑鐵屑煮沸煮沸避免生成的避免生成的 Fe(OH)2沉淀接觸沉淀接觸O2 8、 FeCl3溶液加入下列物質(zhì)中有何現(xiàn)象？并寫出相關(guān)的溶液加入下列物質(zhì)中有何現(xiàn)象？并寫
16、出相關(guān)的離子方程式離子方程式 (1)KSCN (2)NaHCO3 (3)NaOH溶液溶液 (4)氫硫酸氫硫酸 (5)滴入沸水中滴入沸水中 (6)Na2CO3溶液溶液 方法二：在如圖裝置中，用方法二：在如圖裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、溶液、鐵屑、稀稀H2SO4等試劑制備。等試劑制備。（1）在試管）在試管里加入的試劑是里加入的試劑是 。 （2）在試管）在試管里加入的試劑是里加入的試劑是 。（3）為了制得白色）為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管沉淀，在試管和和中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是步驟是 。（4）這樣生成的）這樣生成的Fe(OH)
17、2沉淀能較長時(shí)間保持沉淀能較長時(shí)間保持白色，其理由是白色，其理由是 。稀稀 H2SO4 鐵屑鐵屑NaOH溶液溶液檢驗(yàn)試管檢驗(yàn)試管出口處排出的氫氣的純度。出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，再夾緊止水夾純凈時(shí)，再夾緊止水夾試管試管中反應(yīng)生成的中反應(yīng)生成的H2充滿了試管充滿了試管和試管和試管，且外界空氣不容易進(jìn)入且外界空氣不容易進(jìn)入9、 跟跟2.7gAl反應(yīng)的稀硝酸最多可溶解反應(yīng)的稀硝酸最多可溶解Fe的質(zhì)量為的質(zhì)量為_84g 10、 把把Fe粉投入到含粉投入到含Ag、Cu2、Fe3離子的混合液中，離子的混合液中，當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)：當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)：（1）燒杯底部有鐵粉剩余，則溶液中一定不含
18、有）燒杯底部有鐵粉剩余，則溶液中一定不含有_離子離子（2）若無鐵粉剩余，則溶液中一定含有）若無鐵粉剩余，則溶液中一定含有_離子離子（3）若溶液中不含）若溶液中不含Cu2，則一定也不含有，則一定也不含有_離子離子Ag、Cu2、Fe3 Fe2 Ag、Fe3 11、在含、在含nmolFeBr2的溶液中通入的溶液中通入Cl2，有，有xmolCl2發(fā)生反應(yīng)：發(fā)生反應(yīng)：（1）當(dāng)）當(dāng)xn/2時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為_（2）當(dāng)反應(yīng)的離子方程式為：）當(dāng)反應(yīng)的離子方程式為：2Fe24Br3Cl2 2Fe32Br26Cl時(shí)，時(shí)，x與與n的關(guān)系為的關(guān)系為_（3）當(dāng)）當(dāng)Fe2和和Br同時(shí)被氧化時(shí)，同
19、時(shí)被氧化時(shí)，x與與n的關(guān)系為的關(guān)系為_x 3n/22Fe2Cl2 2Fe32Cln/2 x 3n/211、 有有28g鐵完全溶于鐵完全溶于500 g 20.16的稀的稀HNO3中恰好完中恰好完全反應(yīng)，生成物是什么？質(zhì)量是多少克？全反應(yīng)，生成物是什么？質(zhì)量是多少克？ 解釋：解釋：由題目可知：由題目可知：n (Fe) :n( HNO3 )= 0.5:1.6=3:9.6Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO+2H2O（3 12）3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2 +2NO+4H2O（3 8）3 9.6介于（介于（3 12）和（）和（3 8）之間，所以）之間，所以生成物既生成物既有有Fe（NO3
20、）3又有又有Fe（NO3）2設(shè)生成設(shè)生成 x mol Fe（NO3）3，y mol Fe（NO3）2根據(jù)元素守恒，可得方程式根據(jù)元素守恒，可得方程式x+y=0.5，4x+8y/3=1.6聯(lián)立求解得聯(lián)立求解得x=0.2mol，y0.3mol即即 Fe（NO3）3為為2420.2=48.4gFe（NO3）2為為1800.3=54g。鐵三角鐵三角FeFe3+Fe2+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3Fe3O4位置和結(jié)位置和結(jié)構(gòu)構(gòu)配制和檢配制和檢驗(yàn)驗(yàn)配制和檢驗(yàn)配制和檢驗(yàn)一、銅的物理性質(zhì)一、銅的物理性質(zhì) 紫紅色紫紅色金屬，金屬，熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)高高，密度，密度大大，具有良好的具有良好的延展性延展性，能夠
21、，能夠?qū)щ姟?dǎo)熱導(dǎo)電、導(dǎo)熱 二、銅的化學(xué)性質(zhì)二、銅的化學(xué)性質(zhì)1.1.與氧氣反應(yīng)：與氧氣反應(yīng)：2Cu + O2=2CuOb.b.銅與強(qiáng)氧化性酸（如濃硫酸、銅與強(qiáng)氧化性酸（如濃硫酸、硝酸等）能反應(yīng)，但硝酸等）能反應(yīng)，但不生成氫氣不生成氫氣。2.2.與酸的反應(yīng)與酸的反應(yīng)a.a.銅與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸銅與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸等）等）不反應(yīng)。不反應(yīng)。Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag3.3.與鹽溶液的反應(yīng)與鹽溶液的反應(yīng)2 FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2三、銅的重要化合物三、銅的重要化合物 1.CuO Cu2O黑色黑色磚紅色磚紅色2.Cu2（OH
22、）2CO3 銅綠銅綠3.CuSO4及及 CuSO45H2O白色白色藍(lán)色藍(lán)色用來檢驗(yàn)水的存在用來檢驗(yàn)水的存在例題例題 （2009寧夏理綜）堿式碳酸銅可表示為：寧夏理綜）堿式碳酸銅可表示為：xCuCO3yCu(OH)2zH2O,測定堿式碳酸銅組成的方法有多種。測定堿式碳酸銅組成的方法有多種。（1）現(xiàn)采用氫氣還原法，請回答如下問題：）現(xiàn)采用氫氣還原法，請回答如下問題：寫出寫出xCuCO3yCu(OH)2zH2O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式 ； 試驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣氣流方向的連接順序是（填入儀器接口字母編號）：（a）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（l） 稱取
23、23.9g某堿式碳酸銅樣品，充分反應(yīng)后得到12.7g殘留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為 g，化學(xué)式為 ； （2）某同學(xué)以氮?dú)獯鏆錃?，并用上述全部或部分儀器來測定堿式碳酸銅的組成，你認(rèn)為是否可行？請說明理由。 。 【解析【解析】（1）本題的堿式碳酸銅與氫氣反應(yīng)看似一個(gè)很難的信息，其實(shí)細(xì)心一點(diǎn)只要把它理解為CuCO3和Cu(OH)2受熱分解后產(chǎn)物CuO再與氫氣反應(yīng)，第問題便可以解決；對于要能分析出測定反應(yīng)后CO2和H2O質(zhì)量，因此對于氫氣發(fā)生器后儀器的選擇是除氯化氫和水蒸氣，防止對后續(xù)測定影響就可以了，因?yàn)闇y定H2O和CO2分別用濃硫酸和堿石灰是固定的。 （2）其實(shí)在分析（1）方程式書寫時(shí)便得到了堿式碳酸銅熱分解方程式：xCuCO3yCu(OH) 2zH2O (x+y)CuO+xCO2+(y+z)H2O，稍加分析可知，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質(zhì)量（或其中任意三個(gè)量），即可計(jì)算出其組成。銅及其化合物銅及其化合物Cu2SCuSO4CuCuOCu（OH）2CO3CuCl2Cu（OH）2Cu（NO3）2
化學(xué)第三章 金屬及其化合物 第3講 鐵、銅及其重要化合物
