高中化学第一轮复习铁

1、铁、铜及其化合物铁、铜及其化合物 1.掌握铁的单质、氧化物和氢氧化物等的性质。掌握铁的单质、氧化物和氢氧化物等的性质。2.理解理解“铁三角铁三角”，掌握变价金属元素的氧化还，掌握变价金属元素的氧化还原性。掌握铁离子和亚铁离子的检验方法。原性。掌握铁离子和亚铁离子的检验方法。3.了解铜及其重要化合物的性质。了解铜及其重要化合物的性质。学习目标学习目标: :铁铁 原子结构示意图原子结构示意图 在周期表中位置在周期表中位置 第四周期第第四周期第VIII族，属过渡元素族，属过渡元素 存在存在 游离态：少量存在于陨石中游离态：少量存在于陨石中化合态：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等化合态：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿

2、等单质单质 物理性质物理性质 化学性质化学性质 银白色，银白色，= 7.86gcm-3，熔点熔点1535 纯铁抗蚀能力较强，能被磁铁吸引和磁化纯铁抗蚀能力较强，能被磁铁吸引和磁化 与非金属：与非金属： Cl2 O2、S、I2与酸与酸 ：非氧化性酸、非氧化性酸、强氧化性酸（钝化）强氧化性酸（钝化） 与盐与盐 ：与水：与水： 1.1.铁的原子结构、存在、性质铁的原子结构、存在、性质3Fe + 4H2O(g) = Fe3O4 + 4H2高温高温主要化合价：主要化合价：1S22S22P63S23P63d64S2+2、+3电子排布式：电子排布式：轨道表示式：轨道表示式：3.3.铁的化学性质铁的化学性质

3、Fe 2e = Fe2+ Fe 3e = Fe3+Fe表现表现还原性还原性Fe3+比比Fe2+稳定稳定(1)(1)铁与强氧化剂反应铁与强氧化剂反应2Fe + 3Cl2=2FeCl3点燃点燃Fe+4HNO3(稀）稀）=Fe(NO3)3+NO+2H2Oa.a.铁与氯气、硝酸、浓硫酸等铁与氯气、硝酸、浓硫酸等强氧化强氧化剂剂反应可显反应可显+3+3价价b.b.常温下，铁遇常温下，铁遇浓浓硫酸和硫酸和浓浓硝酸硝酸钝化钝化。+3+3+3+3(2)(2)铁与弱氧化剂反应铁与弱氧化剂反应Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 （稀（稀HClHCl或稀或稀H H2 2SOSO4 4) )+2+2Fe + C

4、u2+ = CuFe2+ （与盐的反应）（与盐的反应）+2+2Fe+2Fe3+=3Fe2+2+2(Fe3+的氧化性的氧化性)a.铁与铁与H+、Cu2+、Fe3+等等弱氧化剂弱氧化剂反应反应可显可显+2价价Fe+4HNO3(稀）稀）=Fe(NO3)3+NO+2H2Ob.Fe与过量与过量HNO3Fe3+ Fe与少量与少量HNO3Fe2+与水的反应与水的反应 3Fe +4H2O(气气) Fe3O4 +4H2 高温高温对比对比2Na+2H2O=2NaOH+H22Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2分析分析 Fe反应后形成的产物呈何价态，一般由下列因素来决定反应后形成的产物呈何价态，一般由下列因素来

5、决定思考：思考：Fe为什么可表现为为什么可表现为2或或3价？价？ 由哪些因素决定其价态？由哪些因素决定其价态？(1)氧化剂的氧化性强弱氧化剂的氧化性强弱.强氧化剂强氧化剂Fe3Fe2Fe S、I2、H、Cu2、Fe3等等弱氧化剂弱氧化剂H2O(g)、O2Fe2 Fe3Cl2、Br2、热浓热浓H2SO4、HNO3等等注意注意:钢铁发生电化腐蚀时，钢铁发生电化腐蚀时，Fe参与电极反应的产参与电极反应的产物为物为Fe2，后与后与OH反应生成反应生成Fe(OH)2；因其不稳定，因其不稳定，又转变成又转变成Fe(OH)3失去部分水变成失去部分水变成Fe2O3nH2O.(2)反应条件或反应物之间的量反应条

6、件或反应物之间的量 FeHNO3(浓浓) 钝化钝化 Fe4HNO3(过量过量)Fe(NO3)32H2ONO 3Fe(过量过量)8HNO33Fe(NO3)24H2O2NO常温常温要注意要注意Fe2+是是Fe3+和过量的和过量的Fe反应的产物。反应的产物。例例1下列关于铁的叙述错误的是下列关于铁的叙述错误的是 （ ）A、纯净的铁是光亮的银白色的金属、纯净的铁是光亮的银白色的金属B、铁能被磁体吸引，在磁场作用下，铁自、铁能被磁体吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性身也能产生磁性C、铁是地壳中含量最多的金属元素，所以、铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态分布在地壳中的

7、铁有游离态也有化合态D、纯铁的抗蚀能力相当强，铁在干燥的空、纯铁的抗蚀能力相当强，铁在干燥的空气中不易被氧化气中不易被氧化CA的单质的单质化合物乙化合物乙化合物丙化合物丙化合物甲化合物甲B的单质的单质B的的单质单质化合物甲化合物甲C的单质的单质C 的的单质单质【例【例2】A、B、C是中学化学中常见的三种元素。是中学化学中常见的三种元素。A和和B的单质在的单质在常温、常压下为气态，常温、常压下为气态，C单质为固态。甲乙丙为三种常见的化合物，单质为固态。甲乙丙为三种常见的化合物，它们各由两种元素组成。这些化合物和单质间存在如下图所示的关它们各由两种元素组成。这些化合物和单质间存在如下图所示的关系式

8、（系式（其中反应是在溶液中进行的其中反应是在溶液中进行的）。）。（1）的反应中属于化合反应的是）的反应中属于化合反应的是_。（2）写出下列单质和化合物的化学式：）写出下列单质和化合物的化学式： B_;甲甲_;乙乙_。 H2 FeCl2 FeCl3Cl2H2HClFeFeCl2H2FeCl2FeCl3铜铜 原子结构示意图原子结构示意图 在周期表中位置在周期表中位置 第四周期第第四周期第I B族，属过渡元素族，属过渡元素 存在存在 游离态：游离态：化合态：黄铜矿、孔雀石等化合态：黄铜矿、孔雀石等单质单质 物理性质物理性质 化学性质化学性质 紫红色，紫红色，= 8.92gcm-3，熔点熔点1083

9、不能被磁铁吸引和磁化不能被磁铁吸引和磁化 与非金属：与非金属： Cl2 O2(铜绿铜绿)、S与酸与酸 ：非氧化性酸（通氧气）、非氧化性酸（通氧气）、强氧化性酸强氧化性酸 与盐与盐 ：主要化合价：主要化合价：1S22S22P63S23P63d104S1+1、+2电子排布式：电子排布式：轨道表示式：轨道表示式：FeCl3 (制印刷电路板）制印刷电路板）2.2.铜的原子结构、存在、性质铜的原子结构、存在、性质3.铁的化合物铁的化合物化学式化学式FeOFe3O4Fe2O3化学名化学名氧化亚铁氧化亚铁四氧化三铁四氧化三铁三氧化二铁三氧化二铁俗名俗名 色态色态溶解性溶解性化合价化合价与与H+反应反应铝热铝

10、热反应反应通式：通式：2y Al + 3FexOy 高温高温 y Al2O3+3xFe（1）铁的氧化物）铁的氧化物 磁性氧化铁磁性氧化铁铁红铁红黑色粉末黑色粉末黑色晶体黑色晶体红棕色粉末红棕色粉末难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水+2+2、+3+3FeO+2H+= Fe2+ H2OFe3O4+8H+=Fe2+ 2Fe3+4H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2O （2）铁的氢氧化物）铁的氢氧化物化学名化学名氢氧化亚铁氢氧化亚铁氢氧化铁氢氧化铁化学式化学式Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质物理性质化学性质化学性质Fe(OH)2+2H+= Fe2+2H2O4Fe(OH)2+O2

11、+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3+3H+= Fe3+3H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+ 3H2O制法制法Fe2+2OH= Fe(OH)2Fe3+3OH= Fe(OH)3加热加热白色固体，不溶于水白色固体，不溶于水红褐色固体，不溶于水红褐色固体，不溶于水例例3下图表示某种盐的制备步骤：下图表示某种盐的制备步骤： 已知：水合盐已知：水合盐B含有含有45.3%的水；无水盐的水；无水盐C焙烧分解，焙烧分解，放出两种无色刺激性气体放出两种无色刺激性气体E和和F，并生成红棕色固体并生成红棕色固体D。请写出物质的化学式或名称：请写出物质的化学式或名称：A ，B ，C ，D ，E ，F 。FeF

12、eSO47H2OFeSO4Fe2O3SO2SO3或或（E. SO3 F. SO2）例例4某元素的一种同位素某元素的一种同位素R具有微弱的放射性，其原子核具有微弱的放射性，其原子核内中子数比质子数多内中子数比质子数多40，其单质晶体在一定条件下密度为，其单质晶体在一定条件下密度为6.78，射线研究该晶体发现在边长为，射线研究该晶体发现在边长为10010的立方体中含有的立方体中含有20个个R原子。原子。R在化学在化学反应中常表现为反应中常表现为2价和价和4价，溶液中价，溶液中稳定。氧化稳定。氧化物物R3O4与与Fe3O4有相似之处。有相似之处。 请回答：请回答： （1）R原子的摩尔质量为原子的摩尔

13、质量为_。 （2）此元素位于周期表第）此元素位于周期表第_周期周期_族。族。 （3）已知）已知Fe3O4可写成氧化物的形式和盐的形式：可写成氧化物的形式和盐的形式：FeOFe2O3和和Fe(FeO2)2。则。则R3O4用氧化物的形成可表示用氧化物的形成可表示为为 ，用盐的形式可表示为，用盐的形式可表示为 。 （4） R3O4可与浓盐酸反应且有气体放出。写出可与浓盐酸反应且有气体放出。写出R3O4与浓与浓盐酸反应的化学方程式：盐酸反应的化学方程式： 。 六六204g gmolmol2PbO PbO2Pb2PbO4Pb3O48HCl（浓）（浓）3PbCl2Cl24H2O 例例5下图中，当容器下图中

14、，当容器A中的反应开始后，若中的反应开始后，若分别进行下列操作，请回答有关问题：分别进行下列操作，请回答有关问题： （1）若弹簧夹）若弹簧夹C打开，打开，B容器中有什么现象容器中有什么现象？（2）若）若弹簧夹弹簧夹C一直关闭，容器一直关闭，容器A中的反应中的反应还在进行时，还在进行时，B容器中有什么现象发生？容器中有什么现象发生？ 写出写出B容器中有关化学方程式：容器中有关化学方程式： （3）若先打开弹簧夹）若先打开弹簧夹C一段时间，容器一段时间，容器A中中的反应还在进行时，再关闭弹簧夹的反应还在进行时，再关闭弹簧夹C一会儿，一会儿，B容器中有什么现象发生？容器中有什么现象发生？ 容器容器B中

15、的导管口有气泡冒出中的导管口有气泡冒出 开始时容器开始时容器B中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器后容器A中溶液进入容器中溶液进入容器B，有白色沉淀生成。有白色沉淀生成。 容器容器A中溶液进入容器中溶液进入容器B有白色沉淀生成，有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。2NaOH+ FeSO4= Fe(OH)2+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3反应反应饱饱和和食食盐盐水水ABCDEFGIHC沉沉淀淀J电解电解+加入加入D加入加入D加 入加 入B【例【例6】下图中的每一个方格表示有关一

16、种反应物或生成下图中的每一个方格表示有关一种反应物或生成物，其中饱和食盐水和物，其中饱和食盐水和F为起始反应物为起始反应物。 请填写下列空白：请填写下列空白：（1）物质）物质B是是_，F是是_，J是是_。（2）反应的离子方程式是反应的离子方程式是 。Cl2FeFe(OH)3Cl2 + 2OH= ClO+Cl+H2O对对Fe2+ + NaClOFe(OH)3的变化的理解是很重要的。的变化的理解是很重要的。 NaOHCl2H24.铜的化合物铜的化合物（1）溶液中的）溶液中的Cu2+常为蓝色（浓常为蓝色（浓CuCl2为绿色，稀为绿色，稀CuCl2为蓝色），可作为为蓝色），可作为Cu2+的判断依据。的

17、判断依据。（2） Cu2+与碱生成蓝色沉淀与碱生成蓝色沉淀Cu(OH)2，沉淀溶于氨水，沉淀溶于氨水形成深蓝色溶液。形成深蓝色溶液。Cu(OH)2 + 4NH3H2O=Cu（NH3）4(OH)2 + 4H2O（3）无水）无水CuSO4遇水变蓝色，可用于遇水变蓝色，可用于检验水。检验水。（4） Cu2O是一种红色粉末，在是一种红色粉末，在非氧化性酸非氧化性酸溶液中发生溶液中发生歧化反应。歧化反应。Cu2 O+ 2H+ =Cu + Cu2+ +H2O （5） CuO、 Cu S、 Cu2S均为黑色粉末，难溶于水。均为黑色粉末，难溶于水。 其中其中Cu2 S、 CuS难溶于非氧化性酸。难溶于非氧化性

18、酸。5 5Fe、Fe2、Fe3相互转化关系相互转化关系“铁三角铁三角” FeFe、FeFe2 2、FeFe3 3的相互转化的相互转化“铁三角铁三角”关关系系FeFe3Fe2+S、I2、H+、Cu2+、Ag+Cl2、Br2、O2、浓、浓H2SO4、HNO3Fe2O3：C、CO、H2、Al Fe3+：Al、Z等还原等还原FeO：C、CO、H2、Al Fe2+：Al、Fe等还原等还原Cl2、Br2、O2、浓、浓H2SO4、HNO3酸性酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等等Fe、Cu、I S2-等等写出下述转化离子方程式：写出下述转化离子方程式：Fe2+ + HNO3（稀）稀） Fe2+ + HNO

19、3（浓）浓）Fe2+ +MnO4+H+ Fe2+ + H2O2+H+ Fe3+ + S2 Fe3+ + H2SFe3+ + Fe Fe3+ + Cu总结：总结：Fe2+ 和和 Fe3+的比较的比较n(Fe)c(H+)0aabbccddV(气体标准状况）【例【例7】铁在热的稀铁在热的稀HNO3中反应，其主要还原产物为中反应，其主要还原产物为N2O，而在冷的而在冷的HNO3中反应，其主要还原产物为中反应，其主要还原产物为NO，当溶液更稀时，其主要产物为当溶液更稀时，其主要产物为NH4+。请分析下图，回答请分析下图，回答有关问题。有关问题。（1）假设在任一气体产生的曲线段内只有一种还原产）假设在任一

20、气体产生的曲线段内只有一种还原产物，试配平由物，试配平由b到到c点时反应的化学方程式：点时反应的化学方程式： Fe + HNO3 Fe(NO3)3+ + H2O（2）判断从判断从O点到点到a点时的还原产物，应为点时的还原产物，应为 。8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2ONOn(Fe)c(H+)0aabbccddV(气体标准状况）【例【例7】铁在热的稀铁在热的稀HNO3中反应，其主要还原产物为中反应，其主要还原产物为N2O，而在冷的而在冷的HNO3中反应，其主要还原产物为中反应，其主要还原产物为NO，当溶液更稀时，其主要产物为当溶液更稀时，其主要产物为NH4+。请分

21、析下图，回答请分析下图，回答有关问题。有关问题。（3）a点到点到b点时产生还原产点时产生还原产 ，其原因是，其原因是 。（4）已知到达）已知到达d点时反应完全结束，此时溶液中的主要点时反应完全结束，此时溶液中的主要阳离子为阳离子为 。分析投入金属铁的物质的量之。分析投入金属铁的物质的量之比比nc(Fe): nd(Fe)= 。N2O 反应为放热反应，当温度升高后，则生成反应为放热反应，当温度升高后，则生成N2OFe2+、NH4+2:3 【例【例8】现有现有Fe、Cu组成的合金，其中组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的总物质的量为的量为a mol，Cu的物质的量分数为的物质的量分数为x；研成粉末后

22、，全研成粉末后，全部投入含部投入含b molHNO的稀溶液中，微热使其充分反应，的稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有且硝酸的还原产物只有NO，试回答下列问题：试回答下列问题：(1)若剩余的残渣只有若剩余的残渣只有Cu，则溶液中含有的金属离子为则溶液中含有的金属离子为_。(写出所有可能情况写出所有可能情况)FeFeCu+或或【例【例8】现有现有Fe、Cu组成的合金，其中组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的总物质的量为的量为a mol，Cu的物质的量分数为的物质的量分数为x；研成粉末后，全研成粉末后，全部投入含部投入含b molHNO的稀溶液中，微热使其充分反应，的稀溶液中，微热使其

23、充分反应，且硝酸的还原产物只有且硝酸的还原产物只有NO，试回答下列问题：试回答下列问题：(2)当溶液中金属离子只有当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时，则时，则b的取值范的取值范围是围是(用用a、x表示表示)_。38 ax38 a3)1(8xa3Cu+8HNO= 3Cu(NO)+2NO+4H38 axax 3Fe+8HNO=3Fe(NO)+2NO+4H故总耗故总耗HNO量量3)1(8xan(HNO)= + = 3)1(8xa38a所以所以 b a(1-x)38 a3)1(8xa【例【例8】现有现有Fe、Cu组成的合金，其中组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的总物质的量为的量为a mol，Cu的物质的量分数为的物质的量分数为x；研成粉末后，全研成粉末后，全部投入含部投入含b molHNO的稀溶液中，微热使其充分反应，的稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有且硝酸的还原产物只有NO