高一化学 铁、铜的获取及应用课件必修1.ppt

专题3 从矿物到基础材料 第二单元 铁 铜的获取及应用 一 从自然界获取铁和铜 1 铁 铜在自然界中的存在铁和铜在自然界主要以 的形式存在 常见的铁矿有 主要成分fe3o4 主要成分fe2o3 等 常见的铜矿有 主要成分cufes2 主要成分cuco3 cu oh 2 等 此外铁在自然界中还以 的形式存在于陨铁中 化合态 磁铁矿 赤铁矿 黄铜矿 孔雀石 游离态 一 从自然界获取铁和铜 2 铁的冶炼 1 原料 等 2 设备 3 反应原理 铁矿石 焦炭 石灰石 热空气 炼铁高炉 利用氧化还原反应 在高温下 用还原剂把铁矿石中的铁还原出来 即在高温下使铁由 3价或 2价转变成0价铁的过程 一 从自然界获取铁和铜 3 铜的制备与精炼工业上主要采用 主要成分是 的方法获得铜 用这种方法冶炼得到的铜 含铜量为 还有 等杂质 电解精炼得到的铜含铜量高达 高温冶炼黄铜矿 cufes2 99 5 99 7 zn fe ag au 99 95 99 98 二 金属冶炼方法比较 电解法 电解法 电解法 热还原法 热分解法 热分解法 热还原法 海水中nacl 海水中mgcl2 铝土矿中al2o3 磁铁矿 赤铁矿等 黄铜矿 孔雀石等 hgo ago 三 铁及其重要化合物 1 铁 1 铁的原子结构铁位于第 周期第 族 是过渡元素 铁元素是一种变价元素 通常显示 价 其化合物及水溶液往往带有颜色 原子和阳离子的半径大小 四 2 3 fe fe2 fe3 2 铁的化学性质 与非金属反应 fe i2 fei2 与酸反应 a 与非氧化性酸反应 fe 2h fe2 h2 b 常温下遇浓h2so4 浓hno3会发生钝化 而加热会剧烈反应 若铁粉过量 再2fe no3 3 fe 3fe no3 2 与某些盐溶液反应 fe cu2 cu fe2 fe 2fe3 3fe2 3fe 2o2fe3o4 2fe 3cl22fecl3 棕黄色烟 fe sfes fe 6hno3 浓 fe no3 3 3no2 3h2o 与水反应 3fe 4h2o g fe3o4 4h2 练习1 a b c是中学化学常见的单质 常温下甲 乙两种化合物分别是黑色固体和无色液体 这些化合物和单质有如下关系 据此回答 1 元素a有可变的化合价 则单质a是 化合物甲是 2 甲还能与另一种常见的金属反应 放出大量的热 其反应的化学方程式为 fe fe3o4 2 铁的氧化物 铁红 磁性氧化铁 黑色粉末 红褐色固体 黑色晶体 2 3 1 3 2价 2 3 3价 不溶 不溶 feo 2h fe2 h2o遇氧化性酸生成fe3 盐 fe2o3 6h 2fe3 3h2o fe3o4 8h fe2 2fe3 4h2o 不溶 3 铁的氢氧化物 fe oh 2 fe oh 3 白色固体 不溶于水 红褐色固体 不溶于水 fe oh 2 fe2 fe oh 2 fe oh 3 fe oh 3 fe3 fe oh 3 fe2o3 fe2 2oh fe oh 2 fe3 3oh fe oh 3 在空气中 fe oh 2能够非常迅速地被氧气氧化成fe oh 3 现象是 迅速变成 色 最后变成 色 方程式为 白色 灰绿 红褐 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 练习2 已知x为feo和cuo的混合物 取两份等质量的x样品进行下列实验 1 写出 和 步所有反应的方程式 2 设从 步所得固体d的质量为32g 溶液e只含有一种金属离子 气体f在标准状况下体积为5 6l 试计算取用的每份x的质量和x中feo与cuo的质量比为 cuo 2hcl cucl2 h2o feo 2hcl fecl2 h2o cuo co cu co2 feo co fe co2 cucl2 fe fecl2 cu fe 2hcl fecl2 h2 56g 9 5 4 fe2 fe3 的性质 1 fe2 盐 浅绿色溶液 在水中可水解 fe2 2h2o fe oh 2 2h 易与碱反应 fe2 2oh fe oh 2 具有较弱的氧化性 较强的还原性 4fe2 o2 4h fe3 2h2o 空气中易变质 2fe2 cl2 br2 2fe3 2cl br hno3 浓h2so4 h2o2 o2 kmno4溶液等均可把fe2 氧化为fe3 所以配制fe2 盐溶液时 通常加少量相对应的酸 防水解 和少量铁屑 防氧化 fe no3 2例外 4 fe2 fe3 的性质 2 fe3 盐 棕 黄色溶液 在水中易水解 fe3 3h2o fe oh 3 3h fe3 3h2o 沸水 fe oh 3 胶体 3h 易与碱反应 fe3 3oh fe oh 3 具有较强氧化性 一般被还原为fe2 所以配制fe3 盐溶液时 通常加少量相对应的酸以防水解 2fe3 cu 2fe2 cu2 2fe3 2i 2fe2 i22fe3 so32 h2o 2fe2 so42 2h 练习3 在fecl3和cucl2的混合溶液中加入铁屑 反应结束后滤出固体物质 滤液中的阳离子可能是 有fe3 fe2 和fe3 fe2 和cu2 cu2 和fe3 a b c d 只有 d 练习4 向amolcucl2和bmolfecl3的混合溶液中加mg铁粉 1 若溶液中有fe3 fe2 cu2 则m和a b的关系为 2 若溶液中仅有fe2 和cu2 则m和a b的关系为 3 若溶液中只有fe2 则m和a b的关系为 m 28b 28b m 28 b 2a m 28b 56a 5 fe2 和fe3 的常用检验方法 1 fe2 的检验 待测液 白色沉淀 灰绿色 红褐色沉淀 说明溶液中含有fe2 这种方法注意cu2 fe3 等离子由于生成深色沉淀而造成干扰 加入kscn溶液无明显现象 再滴入氯水 或双氧水 溶液变成红色 说明原溶液中含有fe2 2 fe3 的检验 加入naoh溶液 生成红褐色沉淀 则溶液中含有fe3 加入kscn溶液变成红色 说明原溶液中含有fe3 加入苯酚溶液呈紫色 说明原溶液中含有fe3 naoh溶液 迅速 最终 练习5 向某晶体的溶液中加入含有fe2 的溶液无明显变化 当滴加几滴溴水后 混合液出现血红色 由此得出下列的结论错误的是 a fe3 的氧化性比溴的氧化性强b 该晶体中一定含有scn c fe2 与scn 不能形成血红色化合物d fe2 被溴氧化成fe3 a 练习6 在允许加热的条件下 只用一种试剂就可以鉴别 nh4 2so4 kcl mgcl2 al2 so4 3 fe2 so4 3溶液的试剂是 a agno3 b bacl2 c naoh d nh3 h2o c 6 fe fe2 fe3 的相互转化 1 fe fe2 铁与氧化性比较弱的氧化剂 如 s i2 hcl溶液 稀硫酸 cuso4等 反应 可以实行此转化 fe cuso4 feso4 cu fe 2h fe2 h2 6 fe fe2 fe3 的相互转化 2 fe2 fe比较活泼的金属 如 zn al等 能从亚铁盐溶液中置换出铁 zn feso4 fe znso4 6 fe fe2 fe3 的相互转化 3 fe fe3 铁与氧化性比较强的氧化剂 如 cl2 br2 hno3 浓硫酸等 在一定条件下反应 可以实行此转化 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o 6 fe fe2 fe3 的相互转化 4 fe3 fe铁盐与足量的较活泼的金属反应时 可以实行此转化 2fecl3 3zn 2fe 3zncl2 6 fe fe2 fe3 的相互转化 5 fe2 fe3 亚铁盐与氧化性比较强的氧化剂 如 cl2 br2 hno3 h2o2 kmno4等 在一定条件下反应 可以实行此转化 2fecl2 cl2 2fecl3 6 fe fe2 fe3 的相互转化 6 fe3 fe2 铁盐溶液与还原性比较强的还原剂反应 如fe cu s2 i so42 等 可以实行此转化 2fecl3 cu 2fecl2 cucl2 2fe3 2i 2fe2 i2 2fe3 so32 h2o 2fe2 so42 2h 练习7 将含有fe2o3 cuo fe的混合物投入一定量的稀盐酸中 充分反应后 若有fe粉剩余 则溶液中一定含有 离子 若有cu粉剩余 则溶液中一定含有 离子 可能含有 离子 若有hcl剩余 则溶液中一定含有 离子 可能含有 离子 fe2 fe2 cu2 fe2 fe3 和cu2 四 铁与稀硝酸的反应 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 1 当n fe n hno3 1 4时 按反应 进行 当n fe n hno3 3 8时 按反应 进行 当1 4 n fe n hno3 3 8时 则 两反应都发生 2 上述反应可以认为先发生反应 若fe有剩余则发生fe 2fe no3 3 3fe no3 2 合并 即可得反应 所以 无论反应 还是反应 被还原的hno3皆占参与反应的hno3的1 4 练习8 含nghno3的稀溶液恰好与mg铁粉完全反应 若hno3只被还原为no 则n m可能是 5 1 9 2 3 1 2 1 4 1a 或 或 b 或 或 c 或 d 或 a 五 铜 1 铜的原子结构 铜位于第 周期第 族 是过渡元素 铜原子的最外层只有 个电子