铁铜及其重要化合物

铁铜及其重要化合物第一页，共五十二页，2022年，8月28日KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg电解法热还原法热分解法金属的冶炼KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）Cu

HgAg第二页，共五十二页，2022年，8月28日铁铜的物理性质：金属物理性质应用铁铜1特性:能被磁体吸引,具铁磁性建材;炊具;铸件;作催化剂;制具有特性的铁合金;制磁铁等。1.纯铜呈紫红色;广泛用于电气工业；制铜合金；作微量元素肥料；作各种仪表的零件第三页，共五十二页，2022年，8月28日铁的在周期表的位置和主要化合价1、铁的原子序数是多少，在周期表中处于什么位置？2、指出铁在化合物中有哪些价态思考1、26Fe位于第四周期第VIII族2、铁在化合物中常显+2、+3价Fe-2e-=Fe2+Fe-3e-=Fe3+小结第四页，共五十二页，2022年，8月28日铁单质的性质FeFe2+Fe3+Fe2+、Fe3+Cl2

Br2HNO3O2、H2O(g)I2、S、H+、CuSO4强氧化剂弱氧化剂请写出上述关系的有关反应方程式。第五页，共五十二页，2022年，8月28日化

学

式

俗称FeO

Fe2O3

铁红 Fe3O4

磁性四氧化三铁名

称

价

态

（稳定性）颜色、状态溶

解

性1、铁的氧化物性质比较氧化亚铁三氧化二铁四氧化三铁+2

（不稳定）+3

（稳定）+2、+3

（稳定）黑色粉末红棕色粉末黑色晶体不溶于水不溶于水不溶于水五、铁的重要化合物***第六页，共五十二页，2022年，8月28日铁的氧化物氧化物颜色与强酸反应FeO黑色

FeO+2H+=Fe2++H2O3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2OFe2O3红棕色

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4磁性黑色固体

Fe3O4+

8H+=2Fe2++2Fe3++4H2O第七页，共五十二页，2022年，8月28日化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态溶解性稳定性与H+反应转化关系

白色沉淀红褐色沉淀难溶于水难溶于水很不稳定，易氧化稳定Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32、铁的氢氧化物性质比较制备：实验拓展第八页，共五十二页，2022年，8月28日Fe3+和Fe2+的检验：Fe2+：浅绿色Fe3+：棕黄色或黄色加NaOH等碱溶液加KSCN溶液或NH4SCN现象：白色沉淀灰绿色红褐色Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3现象：红褐色沉淀Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓现象：不变红色，若再通Cl2则变血红色2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3现象：变血红色Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3第九页，共五十二页，2022年，8月28日第十页，共五十二页，2022年，8月28日液体单质Br2金属单质气体单质第十一页，共五十二页，2022年，8月28日1、在周期表中位置:

第四周期IB族,最外层只有一个e-.

颜色:红色(紫红色)金属，质软，密度:8.92g/cm3，熔点:1083OC沸点:2582OC导电性:热和电的良导体(仅次于Ag)。2、物理性质

价态:+1(不稳定).+2(稳定)六、铜的化学性质第十二页，共五十二页，2022年，8月28日3、存在:游离态(自然铜);化合态:黄铜矿CuFeS2辉铜矿Cu2S赤铜矿Cu2O蓝铜矿2CuCO3•Cu(OH)2第十三页，共五十二页，2022年，8月28日4、铜的冶炼:1.火法:CuO+C=Cu+CO2(高温)2.湿法:①Cu2++Fe=Cu+Fe2+

②电解法:CuSO4溶液电解精炼：电解液(硫酸+硫酸铜)

电极(粗铜.精铜)第十四页，共五十二页，2022年，8月28日请完成下列化学方程式1、Cu+S2、Cu+FeCl33、Cu+HNO3（浓）4、Cu+HNO3（稀）第十五页，共五十二页，2022年，8月28日铜及几种重要的化合物及其转化Cu→CuO→Cu2+→Cu(OH)2→Cu2O△H+OH--CHO红色黑色蓝色蓝色砖红色Cu2＋的检验：向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液→浅蓝色絮状沉淀Cu(OH)2然后加入浓氨水，再滴加NaOH溶液→四氨合铜离子（深蓝色）的特征颜色，这个实验可以用来检验铜离子的存在．例2第十六页，共五十二页，2022年，8月28日第十七页，共五十二页，2022年，8月28日七、常见合金的重要应用

金属材料的基本元素是金属。因此，笼统地说，金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。金属材料可分为两大类：钢铁和非铁金属（或有色金属）。或分为：有色金属:黑色金属:包括铁、铬、锰除铁、铬、锰以外的其他金属还有没有其他分类方法？？第十八页，共五十二页，2022年，8月28日合金的分类：１、铁合金：铁合金按组成元素分类铁合金和非铁合金根据含碳量的高低生铁钢低碳钢合金钢铸造生铁（灰口铁）炼钢生铁(白口铁)碳素钢中碳钢高碳钢在碳素钢中加入铬锰钨镍钼钴硅等合金元素2%~4.3%0.03%~2%球墨铸铁＜0.3%0.3~0.6%＞0.6%由于组成不同，导致在性能、应用上均不同。具有各种不同的优良性能。第十九页，共五十二页，2022年，8月28日2、铜合金：铜合金黄铜：青铜：白铜：含CuZn——耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。含CuSnPb等——硬而脆，强度大含NiZn（少量Mn）——制洒具等3、铝合金：密度小、强度大。合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金元素的含量，合金的性质也会发生改变。第二十页，共五十二页，2022年，8月28日

金属材料的基本元素是金属。因此，金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。科学视野：用途广泛的稀土金属实践活动是否应该停止使用铝质饮料罐思考与交流如何选择金属材料？八、正确选择金属材料第二十一页，共五十二页，2022年，8月28日必修1P58第二十二页，共五十二页，2022年，8月28日八.金属的冶炼一、知识点、考点：1、金属的一般性质金属活动顺序表KCaNaMgAl锌铁SnPb(H)Cu汞AgPtAu金属原子失去电子的能力(还原性)强弱金属阳离子得电子的能力(氧化性)弱强与氧气化合常温下易常温下缓慢氧化加热反应不能置换水中的H+常温置换加热置换不能置换置换酸中的H+能置换不能置换与盐溶液反应先与水前面的金属可置换出后面的金属自然界中存在化合态化合态和游离态游离态冶炼方法电解熔融物还原剂置换加热法富集第二十三页，共五十二页，2022年，8月28日实际使用：存在形态：单质或合金化合态(游离态)(+n)(0)还原反应2、金属冶炼的实质：用还原剂把金属矿石中的金属离子还原为金属单质Mn++e－=Mn第二十四页，共五十二页，2022年，8月28日3、金属的冶炼步骤：一般需要三个步骤：第一步是矿石的富集，除去杂质，提高矿石中有用成分的含量；第二步是冶炼，利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质；第三步是精炼，采用一定的方法，提炼纯金属。第二十五页，共五十二页，2022年，8月28日4、金属冶炼的常见方法：

⑴热分解法：在金属活动性顺序中，位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解，仅用热分解法就能制得这些不活泼金属。如2HgO=2Hg+O2↑

2Ag2O=4Ag+O2↑△△KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg电解法热还原法热分解法KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）Cu

HgAg第二十六页，共五十二页，2022年，8月28日⑵热还原法：对于多数金属的冶炼，常用的还原剂如焦炭、CO、氢气和活泼金属等加热还原的方法。如CuO+CO==Cu+CO2↑

⑶电解法：在金属活动性顺序中，K、Na、Ca、Al等几种金属的还原性很强，只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼2NaCl==2Na+Cl2↑电解高温第二十七页，共五十二页，2022年，8月28日利用平衡理论解释用较不活泼金属制较活泼金属（如工业上用钠从熔融的KCl中置换生产钾）例：工业上生产Na、Ca、Mg都用电解其熔融态的氧化物。但钾却不能用电解KCl熔融态的方法制得，因金属钾易溶于熔融态的KCl中而有危险，很难制得钾，且降低电解效率。现生产钾是用金属钠与熔化的KCl反应制得。有关数据如下表。第二十八页，共五十二页，2022年，8月28日熔点/℃沸点/℃密度/(g/cm3)Na9.88830.97K63.77740.86NaCl80114132.165KCl7701500升华1.984⑴工业上生产金属钾主要运用上表所列哪些物理常数，简答理由。⑵工业上制金属钾主要运用什么原理使该反应变为现实？答案：⑴应用钠和钾的沸点不同，774℃时，钾为蒸气逸出，而钠为液体，故控制温度在774℃至883℃（略低）即可。⑵应用化学平衡移动的原理。第二十九页，共五十二页，2022年，8月28日1、金属单质与水、酸的反应例1.第二主族元素R的单质及其相应氧化物的混合物12g，加足量水经完全反应后蒸干，得固体16g，试推测该元素可能为A．MgB．CaC．SrD．Ba极限法例2.若1.8g某金属跟足量盐酸充分反应，放出2.24L（标准状况）氢气，则该金属是 A．Al B．Mg C．Fe D．Zn平均电子摩尔质量法BCA练习第三十页，共五十二页，2022年，8月28日例1.在FeCl3溶液中加少量Na2S溶液，溶液变浑浊，这时反应的离子方程式是

，如果再继续加入Na2S溶液时，则出现黑色沉淀，此时反应的离子方程式是

。2.Fe、Cu的考查2Fe3++S2-==2Fe2++S↓Fe2++S2-==FeS↓第三十一页，共五十二页，2022年，8月28日例2.用下面两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。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入

。（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用

的方法。（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是

。少量稀H2SO4加热防止NaOH溶液与空气接触而溶解氧气，将Fe(OH)2氧化第三十二页，共五十二页，2022年，8月28日方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是

。（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是

。（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是

。（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是

。铁屑、稀H2SO4NaOH检验试管Ⅱ排出的气体纯度，当气体为纯净的H2时关闭止水夹两支试管中的空气被氢气驱除，外界空气不易进入试管氧化Fe(OH)2第三十三页，共五十二页，2022年，8月28日例3.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+。进行实验操作的顺序有：①加入足量氯水，②加入足量高锰酸钾溶液，③加入少量硫氰化钾溶液，其中顺序正确的是A．①③B．③②C．③①D．①②③C第三十四页，共五十二页，2022年，8月28日例4.氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：⑴制备氧化铜

①步骤I的目的是除不溶性杂质。操作是

。②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2+转化完全后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是

。加适量水溶解，搅拌，过滤使Fe3+可全部转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2+不会转化为Cu(OH)2沉淀。

工业CuSO4CuSO4溶液CuSO4·5H2O……CuOⅢIⅡ第三十五页，共五十二页，2022年，8月28日③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作是

，过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是

。

蒸发浓缩、冷却结晶

受热均匀，温度易于控制在100℃以下。⑵探究氧化铜的性质 ①取A、B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再分别向A和B中加入等体积的3%H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡。结论是

。

②为探究试管A中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器有：

。CuO可加快H2O2分解的反应速率，是H2O2分解反应的催化剂。秒表、橡皮塞、导管、集气瓶、量筒。第三十六页，共五十二页，2022年，8月28日例3.将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100mL1mol/L的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是A．1:2:3B．6:3:2C．3:1:1D．1:1:1例4.将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应，生成H22.8L（标准状况），原混合物的质量可能是 A．2g B．4g C．8g D．10g极限法BCC第三十七页，共五十二页，2022年，8月28日2、与Na2O2有关的计算问题例1、在200℃时，11.6gCO2和H2O的混合气体与足量的Na2O2反应，反应后固体增加了3.6g，则原混合气体的平均式量为（）1、基本反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑C第三十八页，共五十二页，2022年，8月28日2、与Na2O2有关的计算问题2、NaHCO3与Na2O2混合加热的反应（1）2NaHCO3+2Na2O2=2Na2CO3+2NaOH+O2（2）4NaHCO3+2Na2O2=4Na2CO3+2H2O+O2例2、将amolNaHCO3和bmolNa2O2混合置于密闭容器中加热到300℃使其充分反应：（1）反应后的气体只有O2，则a和b的关系

。（2）反应后的固体只有Na2CO3，则a和b的关系

。（3）反应后的固体为Na2CO3和NaOH的混合物，则a和b的关系

。a≥ba≥2bb≤a<2b第三十九页，共五十二页，2022年，8月28日3、关于Al（OH）3的一些图象1、向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量n(沉淀）n(NaOH)3412、向AlCl3溶液中

滴加氨水至过量；n(沉淀）n(NH3H2O)133、向NaOH溶液中

滴加AlCl3溶液至过量n(沉淀）n(AlCl3)113/44、向NaAlO2溶液中

滴加盐酸至过量n(沉淀）n(HCl)114第四十页，共五十二页，2022年，8月28日5、向盐酸中滴加

NaAlO2溶液至过量n(沉淀）n(NaAlO2)11/416、向等物质的量

Mg2+、Al3+溶液溶液中

滴加NaOH溶液至过量

n(沉淀）n(NaOH)2516第四十一页，共五十二页，2022年，8月28日例1．（06上海）已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是A．a—b时沉淀的物质的量:A1(OH)3比BaSO4多B．c—d时溶液中离子的物质的量：AlO2－比Ba2+多C．a—d时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于A1(OH)3D．d—e时溶液中离子的物质的量：Ba2+可能等于OH－

B第四十二页，共五十二页，2022年，8月28日例3.(06重庆)为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42+以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下（用于沉淀的试剂稍过量）：(1)判断BaCl2已过量的方法是_____________________________。(2)第④步中，相关的离子方程式是_____________________________。(3)若先用盐酸调pH值再过滤，将对实验结果产生影响，其原因是_____________________________。(4)取第②步后的上层溶液1—2滴于点滴板上，再滴入1—2滴BaCl2溶液，若溶液未变混浊。则表明BaCl2已过量Ca2++CO32-=CaCO3↓Ba2++CO32-=BaCO3↓在此酸度条件下会有部分沉淀溶解，从而影响制得精盐的纯度第四十三页，共五十二页，2022年，8月28日1.基本原理：利用NaHCO3在常见可溶盐中溶解度较小的特点。先制得NaHCO3，再加热分解制得Na2CO3。2.基本步骤：制得饱和食盐水通入足量NH3得饱和氨盐水通入足量CO2析出NaHCO3晶体基本反应：NH3+CO2+H2O=NH4++HCO3-Na++HCO3-=NaHCO3↓总反应：NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓2NaHCO3△Na2CO3＋CO2↑+H2O6、侯德榜制碱法（选修3P16）第四十四页，共五十二页，2022年，8月28日6、侯德榜制碱法（选修3P16）我国化学家侯德榜（下图）改期国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：⑴上述生产纯碱的方法称_________________，副产品的一种用途为_________________。⑵沉淀池中发生的化学反应方程式是__________________________________________。⑶写出上述流程中X物质的分子式______________。联合制碱法或侯德榜制碱法化肥或电解液或焊药等NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓CO2第四十五页，共五十二页，2022年，8月28日6、侯德榜制碱法（选修3P16）⑷使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了__________（填上述流程中的编号）的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是__________________。⑸为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加_____________。⑹向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品。通氨气的作用有_____________。(a)增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出(b)使NaHCO3更多地析出（c）使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度循环I过滤稀硝酸和硝酸银溶液a、c第四十六页，共五十二页，2022年，8月28日例1、下列物质可由相应的单质直接化合而成的是⑴FeS⑵CuS⑶FeCl2⑷Al2S3⑸Fe3O4、⑹Fe2O3、例2、mg铁屑与含有ng硝酸的硝酸溶液恰好完全反应，若m：n=1：3，则起氧化剂作用的硝酸的质量是（）A：m