2013第二单元元素及其化合物(第八讲 铁铜及其化合物,金属概述).ppt

1、铁位于周期表第四周期第 族。 在地壳中铁的含量位于第 位，在自然界铁既有游离态（存在于陨石中），也有化合态，主要化合价为 ， 其 化合物更稳定。,四,+2、+3,+3价,一、铁,1.物理性质,银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电导热性较好、能被磁铁吸引。（注意铁粉为黑色）,、铁单质,2.化学性质,（1）与非金属反应,与 O2 反应：,与 Cl2 反应：,与 S 反应：,与 I2 反应：,3Fe + 2O2 Fe3O4,剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体,棕黄色的烟，加水振荡后，溶液显黄色,说明 铁跟氯气、硫反应时，分别生成+2价和+3价的铁，说明氧化性：氯气硫,（2）与水反应,（3）与酸反

2、应,在常温下，在水和空气中的O2、CO2等的共同作用下，Fe易被腐蚀(铁生锈),在高温下，铁能与水蒸气反应,与非氧化性酸反应： Fe + 2H Fe2 + H2,与氧化性酸：,a.HNO3(稀)过量时生成Fe3,b铁粉过量时生成Fe2,c.铁遇到冷的浓H2SO4、浓HNO3时，钝化 .是化学变化,3Fe+8HNO3 3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+NO+2H2O,(4)铁与盐溶液的反应,铁能与比它活动性弱的金属的盐溶液反应，置换出这种金属:,FeCuSO4=CuFeSO4,铁能与FeCl3溶液反应生成FeCl2 :,2Fe3Fe=3Fe2,思考：铁与其

3、他物质反应时，何时生成+2价铁的化合物？何时生成+3价铁的化合物？ 铁的氧化产物的价态与氧化剂的氧化性强弱及反应条件有关。 与氧化性比较弱的非金属（如S、I2）、非氧化性酸（如盐酸、稀H2SO4）、不活泼金属的盐溶液（如CuSO4溶液）、FeCl3溶液反应生成Fe2+。 与足量强氧化剂，如Cl2、H2O2、KMnO4(H+)、HNO3、浓H2SO4在一定条件下反应都会生成Fe3+。,注意如是Fe过量则可能会生成+2价Fe,黑色粉末,+2,FeO+2H+Fe2+H2O,红棕色粉末,铁 红,+3,不稳定,稳定,Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O,黑色晶体,磁性氧化铁,+2、+3 （FeOFe2

4、O3）,难溶于水,稳定,Fe3O4+8H+ Fe2+ +2Fe3+4H2O,磁铁矿,（二）、铁的氧化物,.铁的氢氧化物,方案一：能否通过铁和水反应制得？ 方案二：能否通过铁的氧化物和水反应得到？ 方案三：用可溶性铁盐、亚铁盐与碱溶液反应？,思考1：如何制备铁的氢氧化物？,Fe(OH)3、Fe(OH) 2 的制备：,可溶性铁盐+可溶性碱 Fe(OH)3：,可溶性亚铁盐+可溶性碱 Fe(OH) 2：,Fe3+ + 3OH =Fe(OH) 3,Fe2+ + 2OH =Fe(OH) 2,4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3,思考2:实验室制备Fe(OH)2 时怎样避免被氧气

5、氧化?,1、使用新配制的FeSO4溶液和NaOH溶液。 2、把配制溶液用的蒸馏水事先加热煮沸一下。 3、加入NaOH溶液的胶头滴管的尖端插入FeSO4溶液液面以下。 4、如果在试管中FeSO4溶液液面上预先注入一层植物油，则生成的Fe（OH）2保存的时间会更长一些。 5、,用下面三种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。,方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。,除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。,稀H2SO4、铁屑,煮沸,避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触O2,方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。,这样生成的F

6、e(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是,稀H2SO4、铁屑,NaOH溶液,检验试管出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。,试管中反应生成的H2充满了试管和试管，外界空气不容易进入。,方法三：利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2 白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。,a电极的材料应为_,电极反应式为_,电解液c可以是_(填编号),A.纯水 B.NaCl溶液C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液,d为苯，其作用是_ _ 在加入苯之前对电解液c应作何简单处 理？,若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极

7、上看到气泡外，另一明显现象为_,Fe,Fe2e=Fe2+,BC,隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2 被氧化,加热煮沸，排出溶解的O2,白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色,、铁盐和亚铁盐(1) Fe3+性质：,Fe3+离子的强氧化性:,Fe3+,Fe2+,还原剂C、CO、Al 、Zn、H2等,还原剂Fe、Cu、SO2、 I 、S2、 SO32、,0 Fe,Fe3+, Fe3+离子的水解性:（溶液的配制、双水解离子共存问题）,Fe3+离子的络合性:,弱碱盐,与KSCN溶液作用,(2) Fe2+性质：,Fe2+离子的还原性和氧化性：,Fe2+ (氧化性）,0 Fe,还原剂 C、H2、CO、Zn等

8、,Fe3+,Fe2+ (还原性）,氧化剂Cl2、Br2、 O2 、HNO3 、 KMnO4 （ H+ ）、 H2O2 等,1(双选)有 NO3、Fe2、Fe3、NH+、H2O 和 H六种 微粒，分别属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物。下列,叙述错误的是(,（ ）,A氧化剂与还原剂的物质的量之比为 81 B还原产物为 NH4+ C若有 1 mol NO3参加还原反应，则转移 3 mol e D若把该反应设计为原电池，则负极反应为 Fe2+e= Fe3 解析：由化合价变化可知 Fe2被硝酸氧化为 Fe3自身被 还原为 NH4+，若有 1 mol NO3参加还原反应，电子转移 8 mol。 答案

9、：AC,练习：,2.(2010 年全国卷)能正确表示下列反应的离子方,程式是(,巩固提升 下列反应后一定有3价铁生成的是() 过量的Fe与Cl2反应；Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3；Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸；把Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。 A只有 B只有 C只有 D全部,C,Fe2+,Fe3+,HNO3,Fe,Fe,Cl2,H+,1. Fe、Fe2+、Fe3+的转化关系“铁三角”,二、“铁三角”及其应用,Fe2+,Fe3+,O2 Cl2、H2O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4,Zn（少）、Fe、Cu、I-、S2-、 SO32,还原性,氧化性,Fe,Cl2

10、,Fe3+,Cu2+,S,H+,Fe2O3可被C、CO、 Al、H2等还原,还原性,氧化性,Zn、Mg FeO可被C、CO、 H2还原,I2,HNO3,浓H2SO4 ,思考：“把Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中”如何检验溶液中是否有Fe3+？,2. Fe2+、Fe3+的鉴别方法 P52 考点一,二、“铁三角”及其应用,KSCN,溶液不变色,溶液呈红色,KMnO4,紫红色褪去,溶液不褪色,显色 反应,利用 Fe3+的 氧化性,利用Fe2+ 的还原性,观察法,碱液法,2. Fe2+、Fe3+的鉴别方法 P52 考点一,二、“铁三角”及其应用,观察法,溶液呈浅绿色,溶液呈棕黄色,KSCN,溶液不变

11、色,溶液呈红色,苯酚,溶液不变色,溶液呈紫色,碱液法,沉淀：白色灰绿色红褐色,红褐色沉淀,KMnO4,紫红色褪去,溶液不褪色,淀粉-KI,试纸不变蓝,试纸变蓝,铜片,铜片不溶解,铜片溶解， 溶液变蓝色,显色 反应,产生黄色沉淀,H2S,溶液不变色,利用 Fe3+的 氧化性,利用Fe2+ 的还原性,溴水,橙黄色褪去,溶液不褪色,NaOH,d,铁钉表面被钝化,直击高考1工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。 （1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分应后得到

12、溶液X并收集到气体Y。甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中含有Fe2+，应先用 （选填序号）。aKSCN溶液和氯水 b铁粉和KSCN溶液 c浓氨水 d酸性KMnO4溶液,不能使酸性KMnO4 ， 若存在SO32-等还原性粒子，也能使酸性KMnO4溶液褪色。,思考：如何确认某一未知溶液中是否存在Fe2+ ？能否直接用酸性KMnO4溶液检验？,方法一：,加NaOH溶液。沉淀：白色灰绿色红褐色,方法二：往溶液中加入KSCN溶液，再加H2O2或氯水,直击高考2黄铁矿（主要成分为FeS2）是一种重要的工业原料，其煅烧产物为SO2和Fe3O4 。 （1）将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶

13、于H2SO4后，加入 ，可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性，其原因是 、 ； （2）如何证明Fe3+已完全转化为Fe2+（实验操作） ； （3）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生 的主要反应的化学方程式为 。 （4）若要制备无水FeCl3，先用稀盐酸溶解Fe3O4 ，再往溶液中通入 （气体）或加入 （液体）氧化Fe2+，经一系列操作，可得FeCl36H2O，将其转移至硬质玻璃管中，在 中加热FeCl36H2O可得无水FeCl3。,抑制Fe2+、Fe3+的水解,防止Fe2+被氧化成Fe3+,MnO2 +2FeSO4 + 2H2SO4 = MnSO4 + Fe2

14、(SO4)3 + 2H2O,过量铁粉,取少量反应液于试管中，滴加12滴KSCN溶液，溶液不显红色,Cl2,H2O2,HCl气流,3. Fe2+、Fe3+的水解,（1）盐溶液的配置与保存,二、“铁三角”及其应用, Fe2+的盐溶液：将亚铁盐溶解在相应的酸中，再稀释成所需浓度，防止Fe2+水解；加入少量铁粉，抑制Fe2+被氧化。, Fe3+的盐溶液：将铁盐溶解在相应的酸中，再稀释成所需浓度， 抑制Fe3+水解。,（3）制取Fe(OH)3胶体,（2）制备无水FeCl3,（4）离子共存, Fe2+ 、Fe3+均易水解，与HCO3、AlO2 、CO32等因发生双水解，在溶液中不能大量共存。, Fe3+与

15、S2 、I 、HS 、SO32， Fe2+与NO3(H+)、ClO 、MnO4在溶液中因氧化还原反应不能大量共存。,4、除杂方法 Fe2+(Fe3+): 加Fe粉，过滤 FeCl3(FeCl2): 加氯水或H2O2 5、氧化性、还原性关系 氧化性：Cl2Br2Fe3+I2S 还原性：Cl-Br-Fe2+I-S2-,小结：,“铁三角”,类别 定性,化合价定性,Fe2+主要 体现还原性,Fe3+具有 氧化性,弱碱阳离子， 易水解,物质的制备、存放、鉴别 除杂 判断离子共存 ,特别提醒 Fe2+具有较强的还原性，Fe3+具有较强的水解能力，实际上pH4时，Fe3+即可形成Fe(OH)3沉淀。欲除去某

16、溶液中含有的Fe2+杂质时，一般先向该溶液中加入氧化剂（如H2O2），使Fe2+被氧化为Fe3+,然后通过加碱液调节pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。,巩固训练1能在溶液中大量共存的一组离子是 ANH4+ 、 Fe3+ 、 SO42- 、SCN- BFe3+、 NO3- 、I-、 HCO3- C Fe2+ 、 NO3- 、 Fe3+ 、 Cl- D SO42-、 Fe2+ 、 MnO4- 、 H+,C,巩固训练2下列陈述、正确并且有因果关系的是,D,针对训练1把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，所得溶液中的金属离子,A.是Fe3+ 和Cu2+ B.是Fe2+ 和Cu2+C.是Fe2+和Fe3+ D.只有Fe2+,D,针对训练2常温下，把铁片投入到下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但是没有气体产生的是（ ）,A.硫酸铁溶液 B.浓HNO3C.盐酸 D.硫酸锌溶液,A,钝化,产生气体,不反应,针对训练3向含有0.8mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4g的铁粉。假设反应分为两个阶段。 (1)写出这两个阶段反应的离子方程式。 (2