高考化学一轮复习 专题3第2单元 铁、铜的获取及应用知识研习课件 苏教版.ppt

一 铁单质1 物理性质纯铁具有金属晶体的共性 如具有色金属光泽和良好的性 是和的良导体 其特性是能被吸引 有较高的度 度和 点 银白 延展 电 热 磁铁 硬 脆 熔 沸 铁的化学性质较活泼 可与多种非金属单质 水 酸及盐发生化学反应 1 与o2反应 在加热的条件下 fe可在中燃烧 化学方程式为 2 与cl2反应 化学方程式为 注意 常低温下 fe与cl2不易发生反应 故可用钢瓶盛贮液氯 o2 3fe 2o2fe3o4 2fe 3cl22fecl3 2 化学性质 3 与s反应 化学方程式为 4 与非氧化性酸反应 离子方程式为 注意 fe可被浓硫酸 浓硝酸钝化 与稀硝酸可根据量的相对多少 分别发生如下反应 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2ofe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o fe sfes fe 2h fe2 h2 5 与盐反应 fe与cuso4溶液反应的化学方程式是 产生的现象是 3 铁的冶炼 1 设备 2 原料 3 反应原理 fe cuso4 feso4 cu 溶液的颜色由 蓝色变为浅绿色 且有红色沉淀析出 炼铁高炉 铁矿石 焦炭 空气 石灰石 c o2co2 c co22co fe2o3 3co2fe 3co2 4 产品 含杂质较多 进一步炼制得钢 5 炉渣的形成 想一想 铁化学性质活泼 为什么可以用铁罐贮存和运输浓h2so4和浓hno3 提示 常温下 铁遇浓h2so4 浓hno3发生钝化 在铁表面形成一层致密的氧化膜 阻止内部的金属继续与酸反应 因而常温下可用铁罐来贮存或运输浓h2so4 浓hno3 但在加热的条件下 铁能与浓h2so4 浓hno3剧烈反应 生铁 caco3cao co2 cao sio2casio3 二 铁的化合物1 氧化物 2 氢氧化物 白色絮状沉淀 灰绿色 红褐色 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 3 fe2 盐与fe3 盐 1 fe2 的性质在含结晶水的盐及溶液中呈色 既具有性又具有性 与碱反应 离子方程式为 现象是生成沉淀 迅速变色 最后变为 化学反应方程式为 浅绿 氧化 还原 fe2 2oh fe oh 2 白色 灰绿 红褐 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 还原 可被强氧化剂 如cl2 氧化 离子方程式为 可被强还原剂 如zn 还原 离子方程式为 fe2 的检验方法方法1 加naoh溶液 若发生 一系列变化 则有fe2 方法2 先加入溶液无变化 再加氯水或双氧水溶液 则有fe2 2fe2 cl2 2fe3 2cl zn fe2 fe zn2 白色沉淀 灰绿色沉淀 红褐色沉淀 kscn 变红 2 fe3 的性质含fe3 的溶液呈色 只具有性 与碱反应 离子方程式为 与还原性物质 如i cu h2s等 反应 其离子方程式分别为 黄 氧化 fe3 3oh fe oh 3 2fe3 2i 2fe2 i2 2fe3 cu 2fe2 cu2 2fe3 h2s 2fe2 s 2h fe3 的检验方法可分别用 naoh溶液 kscn溶液做试剂进行检验 其现象分别为 有沉淀 得溶液 红褐色 红色 三 铜及其化合物的性质和应用1 铜的性质 1 物理性质铜是色金属 具有良好的性和良好的性 紫红 导电 导热 2 化学性质 与非金属单质反应与氯气 氧气反应的化学方程式分别为 与盐溶液的反应与agno3溶液反应的化学方程式为 cu 2agno3 cu no3 2 2ag cu cl2cucl2 2cu o22cuo 2 cu2 的检验 1 试剂 2 现象 3 离子方程式 3 应用 1 铜可用作导线 水管 电器仪表 2 铜的化合物 铜盐可杀菌 溶液可杀灭寄生虫 治疗皮肤病 可作为制造玻璃 搪瓷的红色颜料 cu2o cuso4 cu2 2oh cu oh 2 生成蓝色沉淀 naoh cu2o 金属活动性强弱的判断1 金属与水或酸的反应越剧烈 该金属越活泼 2 金属对应的氢氧化物的碱性越强 该金属越活泼 3 一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来 则该金属活泼性比另一种金属强 4 两种金属能构成原电池时 作为负极的金属比作为正极的金属活泼 5 在电解过程中 先得电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性比后得电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性差 灵犀一点 金属活动性的强弱与金属得失电子的能力有关 而与得失电子数目的多少无关 金属活动性的不同决定了冶炼方法的不同 案例1 某研究性学习小组为证明铁的金属活动性比铜强 他们设计了如下几种方案 其中合理的有 a 2种方案b 3种方案c 4种方案d 5种方案 解析 铁置换铜 由氧化还原方程式可知还原性fe cu 金属的活泼性与得失电子的数目没有直接的关系 故不能据此判断 与稀硫酸的反应可以比较铁和铜的活动性 据此反应只能判断cu的还原性强于fe2 但不能判断fe和cu的还原性 铁 铜与稀硫酸组成原电池 铁作为负极 证明金属活泼性铁比铜强 答案 b 规律技巧 金属性的强弱比较通常可以根据以下三点比较 1 与水或酸反应置换出氢的难易 2 最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱 3 置换反应 一种金属能把另一种金属从它的盐溶液里置换出来 表明前一种金属元素金属性较强 被置换出的金属元素金属性较弱 即时巩固1 x y z m n代表5种金属 有以下化学反应 水溶液中 x y2 x2 y z 2h2o 冷 z oh 2 h2 m n为电极与n盐溶液组成原电池 发生的电极反应为 m 2e m2 y可以溶于稀硫酸中 m不被稀硫酸氧化则5种金属的活动性由弱到强的顺序是 a m n y x zb n m x y zc n m y x zd x z n m y 解析 根据金属活动性强弱的判断规律 1 能在水溶液中发生置换反应 一定有x y 且均不是mg以前的金属 2 z与冷水反应放出氢气 为很活泼金属 3 原电池中负极活泼 m n 4 y可与稀硫酸反应 m不能 则y m 综合以上分析 可知这5种金属活动性强弱顺序为 n m y x z 答案 c 铁及其化合物的相互转化关系 1 fe fe2 铁与氧化性比较弱的非金属单质 如s i2 非氧化性酸溶液 如盐酸 稀h2so4 不活泼金属的盐溶液 如cuso4溶液 反应 都可实现这种转化 例如 fe cuso4 cu feso4 fe sfes fe 2h fe2 h2 2 fe2 fe3 亚铁盐与强氧化剂反应 如cl2 br2 hno3 浓硫酸 kmno4 h h2o2等 例如 2fecl2 cl2 2fecl3 3 fe3 fe可通过较强还原剂实现 如al zn co h2等 例如 fe2o3 3co2fe 3co2 fe2o3 2al2fe al2o3 2fecl3 3zn 2fe 3zncl2 4 fe fe3 铁与强氧化剂 如cl2 hno3 浓h2so4在一定条件下反应都会实现这种转化 例如 2fe 3cl22fecl3 5 fe3 fe2 铁盐溶液与比较强的还原剂反应 如fe cu 碘化物 硫化物等 例如 2fe3 s2 2fe2 s 2fe3 cu 2fe2 cu2 2fe3 fe 3fe2 2fe3 2i 2fe2 i2 6 fe2 fe比较活泼的金属 如al zn co h2 c等能从亚铁化合物中置换出铁来 例如 fecl2 zn zncl2 fe feo h2fe h2o 特别提示 1 fe2 具有氧化性和还原性 但主要表现还原性 fe3 具有较强的氧化性 与s2 i so32 等能发生氧化还原反应 2 fe3 是典型的弱碱阳离子 与co32 alo2 等在溶液中发生相互促进水解反应 3 亚铁盐 铁盐溶液的存放方法 亚铁盐溶液 加入少量铁屑以防止fe2 被氧化 并加入少量相应的酸溶液防止fe2 水解 铁盐溶液 加入少量相应的酸溶液以防止fe3 水解 案例2 已知有以下物质相互转化 对以上各物质及其变化的判断错误的是 a 白色沉淀h为agcl e为fe oh 2b d溶液为kcl溶液c a物质可以是fe粉 也可能是fe和cuo等的混合物d a b e f g b都发生了氧化还原反应 解析 本题突破口有两个 其一 白色沉淀e在空气中变为红褐色沉淀f 则e为fe oh 2 f为fe oh 3 g为fecl3 其二 d溶液中加入agno3溶液 稀hno3生成白色沉淀 且溶液焰色反应为紫色 则d溶液为kcl溶液 综合以上信息知b为fecl2 a为fe 答案 c 即时巩固2 下列操作中 不会发生明显颜色变化的是 a feso4溶液中滴入naoh溶液b 硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液c 碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸d 氯化铁溶液中加入还原性铁粉 解析 a项中先生成白色沉淀 然后白色沉淀迅速变为灰绿色 最终为红褐色 b项颜色由棕黄色变为红色 c项溶液无明显颜色变化 d项颜色由棕黄色变为浅绿色 答案 c 含有fe2 的溶液显浅绿色 含有fe3 的溶液显黄色 2 用kscn溶液和氯水 1 流程 fe2 fe3 的检验方法1 溶液颜色 2 有关反应fe3 3scn fe scn 3 红色 2fe2 cl2 2fe3 2cl 3 用naoh溶液 1 流程 2 有关反应fe3 3oh fe oh 3 红褐色 fe2 2oh fe oh 2 白色沉淀 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 案例3 下列离子的检验方法合理的是 a 向某溶液中滴入kscn溶液呈红色 说明不含fe2 b 向某溶液中通入cl2 然后再加入kscn溶液变红色 说明原溶液中含有fe2 c 向某溶液中加入naoh溶液 得红褐色沉淀 说明溶液中含有fe3 d 向某溶液中加入naoh溶液得白色沉淀 又观察到颜色逐渐变为红褐色 说明该溶液中只含有fe2 不含有mg2 解析 a项 加kscn呈红色 说明含fe3 无法判断有无fe2 故a项错误 b项 先通cl2 再加kscn变红 无法确定原溶液中是否含fe3 因此无法判断有无fe2 故b项错误 c项 加naoh产生红褐色沉淀 说明产生fe oh 3沉淀 原溶液中含fe3 故c项正确 d项 加naoh产生白色沉淀后变为红褐色 说明含fe2 但由于红褐色的掩盖 无法说明是否含mg2 故d项错误 答案 c 规律方法 溶解样品要加入稀h2so4等非氧化性酸 而不能加入稀hno3 若证明某溶液中含有fe2 而不含fe3 可加入kscn溶液 即时巩固3 欲证明某溶液中不含fe3 可能含有fe2 进行如下实验操作时最佳顺序为 加入少量氯水 加入少量kmno4溶液 加入少量kscn溶液a b c d 解析 fe3 与kscn溶液反应变红色 fe2 与kscn溶液不反应 但加入氧化剂后fe2 被氧化成fe3 使kscn变红色 所以应先加入kscn 如果溶液不变色 再加入氯水 溶液变红色 则可证明溶液中不含fe3 含有fe2 答案 c 铜及其化合物的性质1 铜 1 物理性质铜是一种红色金属 质软 具有良好的延展性 导电性和导热性 2 化学性质 在潮湿的空气里易被锈蚀生成铜绿 其反应的化学方程式为 2cu o2 h2o co2 cu2 oh 2co3 加热或点燃条件下与非金属单质反应 如o2 cl2 s等 其反应的化学方程式为 2cu o22cuo cu cl2cucl2 2cu scu2s 和氧化性酸溶液 浓h2so4 稀hno3 浓hno3 反应化学方程式分别为 cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2ocu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 2 氧化铜的重要性质 1 黑色固体 不溶于水 2 属于碱性氧化物 能和酸 如盐酸 反应 化学方程式为 cuo 2hcl cucl2 h2o 3 氢氧化铜的重要性质 1 蓝色固体 不溶于水 2 氢氧化铜属于二元弱碱 能和酸 如盐酸 反应 化学方程式为 cu oh 2 2hcl cucl2 2h2o 3 氢氧化铜不稳定 受热易分解 其反应的化学方程式为 cu oh 2cuo h2o 4 氢氧化铜具有弱氧化性 新制cu oh 2悬浊液能和含有醛基的有机物反应 案例4 2008 广东化学 铜在自然界存在于多种矿石中 如 请回答下列问题 1 上表所列铜化合物中 铜的质量百分含量最高的是 2 工业上以黄铜矿为原料 采用火法熔炼工艺生产铜 该工艺的中间过程会发生反应 2cu2o cu2s6cu so2 反应的氧化剂是 3 so2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 处理该尾气可得到有价值的化学品 写出其中1种酸和1种盐的名称 4 黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量fe ag au等金属杂质 需进一步采用电解法精制 请简述粗铜电解得到精铜的原理 5 下表中 对陈述 的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 填字母 解析 本题考查金属冶炼 氧化还原 环保 铜的化合物等知识 2 根据价态分析 可知cu2o cu2s是氧化剂 cu2s也是还原剂 3 工业上一般用氨水或naoh溶液吸收so2 首先转化为 nh4 2so3 nh4hso3或na2so3 nahso3 它们可以用于生产工业上制备h2so4所用的so2或转化为 nh4 2so4或na2so4 4 根据电解原理 粗铜连接到电源正极而溶解 电解液中的cu2 在阴极获得电子转化为精铜 5 选项a 铜在空气中生锈而成为铜绿 其主要成分为cu2 oh 2co3 cu2 oh 2co3溶解在盐酸中生成cucl2 co2和h2o 选项b cuo不是致密氧化膜 能溶解在浓硫酸中 选项c 根据金属活动顺序可知fe比cu活泼 cu fe在潮湿的空气中形成原电池加速铁钉生锈 选项d 硫酸铜晶体与硫酸铜粉末