常见过渡元素——铁、铜.doc

常见过渡元素铁、铜考点梳理1、铁及其化合物的性质和用途。2、铜及其化合物的性质及用途。知识梳理一、铁、铜在周期表中的位置和结构铁位于第四周期第族，是过渡元素，其原子结构示意图为:，能失去最外层2个电子及第三层1个电子。铁元素是一种变价元素，通常显示+2价，+3价，其化合物及其水溶液往往带有颜色，如水合Fe2+呈浅绿色，水合Fe3+呈棕黄色。铜位于第四周期第IB族，也是过渡元素，其原子结构示意图为。铜元素也是一种变价元素，通常显示+1价和+2价，其化合物及其水溶液也带有颜色。如水合Cu2+带有蓝色。二、铁及其化合物的性质和用途1、铁的单质的性质和用途(1)铁的物理性质纯铁为银白色，有金属光泽，有延展性和导热性，能导电，能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性。铁的密度为7.86gcm3，熔点1535，沸点2750，纯铁的抗蚀力相当强，但通常用的铁一般都含有碳和其他元素，因而使其熔点显著降低，抗蚀力减弱。(2)铁的化学性质铁是较活泼的金属，被强氧化剂氧化成+3价，被弱氧化剂氧化成+2价。与非金属单质反应与O2反应：常温干燥空气中不易与O2反应，在O2中点燃发生：3Fe+2O2Fe3O4与卤素反应：2Fe+3Cl22FeCl3Fe+I2FeI2与硫反应：Fe+SFeS与水反应：3Fe+4H2OFe3O4+4H2与盐反应：Fe+Cu2+=Fe2+CuFe+2Fe3+=3Fe2+与酸反应：与非氧化性酸放出H2，如Fe+2H+=Fe2+H2与强氧化性酸不放出H2，如Fe+4HNO3(稀,过量)=Fe(NO3)3+NO+2H2O3Fe(过量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O2、铁的化合物的性质及用途（1）铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗称铁红磁性氧化铁化学式FeOFe2O3Fe3O4色态黑色粉末红棕色固体黑色晶体铁的价态+2+31/3 +2价,2/3 +3价水溶性不溶不溶不溶与酸的反应FeO+2H+=Fe2+H2O遇氧化性酸生成Fe3+盐Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O与CO的反应FexOy+yCOxFe+yCO2注：Fe3O4是复杂氧化物，经研究证明，Fe3O4晶体中的1/3铁呈+2价，2/3铁呈+3价，因此Fe3O4可写成FeOFe2O3。（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)2Fe(OH)3物理性质白色固体，不溶于水红棕色固体，不溶于水化学性质Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制法可溶性碱与亚铁盐溶液反应Fe2+2OH=Fe(OH)2可溶性碱与盐溶液反应（3）Fe2+和Fe3+的检验Fe2+Fe3+溶液的颜色淡绿色棕黄色加NaOH溶液白色沉淀灰绿色红褐色红褐色沉淀加KSCN溶液无明显现象溶液变血红色（4）铁及其化合物之间的转化关系三、铜及其化合物的性质和用途1、铜的单质的性质和用途（1）铜的物理性质铜呈紫红色光泽，熔点1083.4，沸点为2567，铜稍硬，极坚韧、耐磨损，有很好的延展性，是电和热的良导体。（2）铜的化学性质与非金属单质反应2Cu+O22CuO2Cu+SCu2SCu+Cl2CuCl2与酸的反应与非氧化性酸(稀盐酸、稀H2SO4)不反应与氧化性酸反应：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O与盐溶液反应Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgCu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2在潮湿空气中生成铜绿2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO32、铜的化合物的性质氧化铜(CuO)CuO+2HCl=CuCl2+H2OH2+CuOCu+H2OC+2CuO2Cu+CO24CuO2Cu2O+O2CuO+CuCu2O氢氧化铜Cu(OH)2Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2OCu(OH)2CuO+H2OCH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2Cu2O+CH2OH(CHOH)4COOH+2H2O(检验有机物中是否含CHO)硫酸铜（CuSO4）CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4CuSO4+Fe=Cu+FeSO4CuSO45H2OCuSO4+5H2O蓝色 白色CuSO4+5H2O=CuSO45H2O复习指导【知识拓展】过渡元素与主族元素的不同：(1) 过渡元素原子的次外层电子往往未达到饱和结构，如Fe的次外层有14个电子。(2)过渡元素原子不但最外层电子可以成键，而且次外层甚至倒数第三层的电子也可以成键，故过渡元素往往具有变价。(3)过渡元素的水合离子往往具有一定颜色。(4)过渡元素易形成络合物，如Fe3+能和SCN形成Fe(SCN)n3n络离子，Zn2+与NH3、Ag+与NH3等易形成络离子。【辨析比较】常见的铁合金是生铁和钢。生铁是指含碳量在2%4.3%的铁合金，硬而脆，可铸不可锻。钢是指含碳量在0.03%2%的铁合金，硬而韧，有弹性，可铸可锻。生铁和钢都是铁的合金，主要区别是含碳量不同，因而性质表现出相似性和不同性。【方法点拨】铁与非金属单质、水、盐、酸等反应，熟记产物中铁的化合价是掌握铁的化学性质的关键。可利用归纳法，从发现物质性质的共性及特性方面切入。(1)铁与硫、碘、非氧化性酸(H+)、盐溶液等弱氧化剂反应时，生成Fe2+。(2)铁与Cl2、Br2、硝酸、浓H2SO4等强氧化剂反应时，生成Fe3+。(3)铁与氧气和H2O(g)反应时生成Fe3O4(FeOFe2O3)，两反应亦应熟记。(4)铁与浓HNO3、浓H2SO4反应时，要特别标明“”条件，因铁遇冷、浓HNO3或浓H2SO4发生钝化，加热时发生反应，如Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+2NO+3H2O【深化升华】(1)Fe2+具有氧化性和还原性，主要表现还原性4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O(Fe2+被氧化)2Fe2+2H2O2+2H+=2Fe3+2H2O(2)Fe3+具有较强的氧化性，与S2、I、SO32等能发生氧化还原反应2Fe3+S2=2Fe2+S2Fe3+2I=2Fe2+I2(3)Fe3+遇苯酚溶液呈紫色，可用于检验Fe3+(4)亚铁盐、铁盐的存放方法：亚铁盐溶液加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，滴入少量相应的酸溶液以防止Fe2+水解。铁盐溶液加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。【要点剖析】Fe(OH)2Fe(OH)3的转化是近几年高考考查的热点。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3这一过程颜色变化为：白色沉淀迅速变灰绿最终变红褐。怎么制得Fe(OH)2也成为一个重要的知识点。一般用FeSO4溶液与NaOH溶液制备，由于Fe(OH)2易被氧化，在制备时应注意：(1)所用FeSO4晶体最好是新开瓶使用者，配制溶液的蒸馏水须经煮沸以除去其中氧气。(2)在FeSO4溶液中加入少量铁粉。(3)所用NaOH溶液也要经过煮沸。(4)用长滴管吸取NaOH溶液，插入盛有FeSO4溶液的试管底部，慢慢放出，可以观察到最初有白色沉淀产生，再慢慢变灰绿色，放置一段时间后最终变为红褐色。【联想发散】根据Fe、Fe2+、Fe3+的性质，可以利用下图联想到能促进Fe、Fe2+、Fe3+相互转化的物质。【知识拓展】几种有色金属材料金、银、铜金是质地柔软的黄色金属，银是具有金属光泽、质地柔软的银白色金属，铜是硬度较小的紫红色金属。它们都具有良好的延展性，导电性和导热性。 金属从颜色上分为两类：有色金属和黑色金属，Fe、Cr、Mn成为黑色金属，其他都称为有色金属。【联想发散】铜的化学性质不活泼，在干燥空气中很稳定，但在潮湿空气中和高温下易氧化。其中铜绿有毒，因此铜器皿的内表面要镀锡，以防止