考点铁铜及其化合物省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第

讲

1常见无机物铁、铜及其化合物17第四单元11/31热点知识剖析铁、铜单质、合金及其化合物在生产和生活中含有极其主要用途，铁、铜单质及其化合物知识从来都是高考考查热点内容。在这部分知识中，Fe、Fe2+和Fe3+相互转化是命题热点，它可与氧化还原反应、金属腐蚀、盐水解、离子共存、离子方程式等知识相结合，考查物质判别、制取、推断、计算、试验设计等问题。在复习中要从氧化还原反应规律上了解和掌握铁元素在不一样价态时性质特点，从多角度来认识铁及其化合物性质。22/31基础知识回顾一、铁1.铁在地壳中含量仅次于铝，主要以化合态形式存在(除陨铁)。我国在商代开始使用铁，在春秋早期我国已掌握冶铁技术。铁位于元素周期表中第四面期，第Ⅷ族。铁原子在化学反应中轻易失去2个或3个电子，所以，铁常见化合价是+2价和+3价。其化合物及其水溶液往往带有颜色。2.铁性质（1）物理性质纯净铁是银白色金属，能被磁铁吸引。33/31（2）化学性质常温下，铁单质比较活泼，含有较强还原性。主要表现：①铁在氧气中猛烈燃烧，火星四射，生成黑色固体：②铁跟氯气、硫反应：3Fe+2O2=Fe3O4。点燃2Fe+3Cl2=2FeCl3(棕色烟)、点燃Fe+S=FeS。△44/31③铁与非氧化性酸(如盐酸)反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，常温下遇浓H2SO4、浓HNO3会发生钝化作用，加热时会猛烈反应，但不会有H2产生。④铁与一些盐溶液反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；Fe+2FeCl3=3FeCl2

。*⑤铁与水蒸气反应：3Fe+4H2O(g)

=Fe3O4+4H2。高温55/313.铁冶炼（1）设备：

。（2）原料：

、

、

、

。（3）反应原理高炉铁矿石焦炭空气石灰石（4）产品：生铁（含杂质较多），深入炼制得钢。*（5）炉渣形成：Fe2O3+3CO2=Fe+3CO2。C+O2=CO2；CO2+C=2CO；点燃高温高温CaO+SiO2=CaSiO3。高温高温CaCO3=CaO+CO2↑66/31二、铜1.铜元素在自然界中存在状态（1）游离态：天然铜（2）化合态：黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石［CuCO3·Cu(OH)2］等2.铜单质性质（1）物理性质紫红色金属光泽，密度较大，是热和电（仅次于Ag）良导体。77/31（2）化学性质①与非金属反应与O2反应：2Cu+O2=2CuO(黑色）；与Cl2反应：Cu+Cl2=CuCl2（棕黄色烟）；与S反应：2Cu+S=Cu2S。△△△88/31②与强氧化性酸反应与浓硫酸反应：与AgNO3反应：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+；与FeCl3反应:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。△Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O；与浓硝酸反应：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。△与稀硝酸反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；③与盐反应99/31(3)精炼铜（电解原理）。4.铜单质用途制作电器元件、导线、日常生活用具等。3.铜冶炼(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；(2)2CuO+C=2Cu+CO2↑；H2+CuO=Cu+H2O。高温△1010/315.铜主要化合物如氧化铜、氢氧化铜和硫酸铜，其性质有(1)CuO：黑色固体，难溶于水，是碱性氧化物，能溶于酸，加热时能被还原剂还原。Cu2O是红色难溶于水固体。CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；2CuO+C=2Cu+CO2↑。(2)Cu(OH)2:蓝色固体，难溶于水，能溶于酸，受热易分解而变成氧化铜。Cu(OH)2+H2SO=4CuSO4+2H2O；Cu(OH)2=CuO+H2O。△△1111/31(3)胆矾又称蓝矾，化学式为CuSO4·5H2O，加热失去结晶水呈白色粉末。它惯用于游泳池消毒或与石灰配制成波尔多液杀菌，是因为铜离子是重金属盐，能使蛋白质变性，杀死细菌。无水CuSO4常惯用于检验水存在。1212/31重点知识归纳一、“铁三角”转化关系1313/31铁及其化合物氧化性与还原性1.铁：有较强还原性，与强氧化剂生成三价铁，与弱氧化剂生成二价铁。如：Fe→Fe2+(弱氧化剂：I2、S、H+、Fe3+、Cu2+等)Fe→Fe3+(强氧化剂：Cl2、HNO3、浓H2SO4、Br2等)2.Fe2+：有氧化性，但主要表现还原性1414/31(1)还原性：与强氧化剂(Cl2、HNO3、KMnO4、H2O2、Br2、HClO、O2等)反应生成Fe3+。如：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(2)氧化性：与强还原剂反应生成Fe。如：Fe2++Zn=Fe+Zn2+3.Fe3+：含有较强氧化性，与I-、Cu、Fe、H2S等能发生氧化还原反应，如：2Fe3++2I-=2Fe2++I2Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+2Fe3++Fe=3Fe2+1515/31二、铁氧化物和氢氧化物比较1.铁氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4色态黑色粉末红棕色固体黑色晶体俗称——铁红磁性氧化铁价态+2价+3价1/3是+2价，2/3是+3价1616/31化学式FeOFe2O3Fe3O4与酸反应产生离子HClFe2+Fe3+Fe2+、Fe3+HNO3(足量)Fe3+Fe3+Fe3+与CO反应(炼铁原理)FexOy+yCO=xFe+yCO2高温1717/312.铁氢氧化物氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质白色难溶固体红棕色固体，不溶于水化学性质Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O制法Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓△1818/31三、Fe2+和Fe3+检验方法Fe2+Fe3+观察法溶液为浅绿色溶液为棕黄色滴加KSCN溶液现象加入KSCN溶液无现象，再通入Cl2后溶液变血红色溶液变血红色原因2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3Fe3++3SCN-=Fe(SCN)31919/31方法Fe2+Fe3+观察法溶液为浅绿色溶液为棕黄色滴加NaOH溶液现象生成白色絮状沉淀，快速转化为灰绿色，最终变为红褐色产生红褐色沉淀原因Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓2020/31四、铜及其化合物2121/311.铜含有不活泼金属单质共性(能被强氧化剂氧化)；2.氢氧化铜含有难溶氢氧化物共性和弱氧化性；3.铜盐［如CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl2］中Cu2+含有弱碱阳离子共性和氧化性。4.铜及其化合物之间转化常伴有颜色改变Cu(OH)2蓝色=CuO黑色+H2OCuSO4·5H2O蓝色=CuSO4白色+5H2O△△2222/31五、铁与稀硝酸反应规律①Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O②3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O1.当n(Fe)n(HNO3)≤14时，按反应①进行；当n(Fe)n(HNO3)≥38，按反应②进行；当14＜n(Fe)n(HNO3)＜38时则①②反应均发生。2323/312.上述反应能够认为先发生反应①，若Fe剩下则发生2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2，合并即可得反应②，所以反应①和反应②，被还原HNO3均占参加反应HNO314（实际上，任何价态金属与稀硝酸反应生成NO，参加反应硝酸与被还原硝酸均为4∶1）。2424/31（考查铁、铜单质化学性质）在氯化铁、氯化铜和盐酸混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩下固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多阳离子是(

)A.Cu2+

B.Fe3+C.Fe2+

D.H+C2525/31反应所剩下固体滤出后能被磁铁吸引，证实铁粉过量，因而可推知H+、Cu2+、Fe3+均完全反应。因铁单质与上述三种阳离子不能大量共存。其中Fe被氧化为Fe2+；而H+、Cu2+、Fe3+分别被还原为H2、Cu、Fe2+，所以溶液中Fe2+最多。方法指导：本题主要考查单质铁还原性和Fe3+、Cu2+、H+氧化性。要从“剩下固体能被磁铁吸引”得出铁过量这一信息，从而正确解答此题。2626/31（考查铁、铜性质综合利用）电子工业惯用30%FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔绝缘板，制成印刷电路板。发生反应化学方程式为2FeCl3+Cu2＝FeCl2+CuCl2。(1)检验腐蚀后溶液中是否含有Fe3+应选取试剂是

；(2)为了从使用过废腐蚀液中回收铜，并重新制得纯净FeCl3溶液，采取以下试验步骤，请在各空格内填上适当分子式或化学式以使试验到达预期目标。NH4SCN或KSCN2727/31Fe盐酸Cl2FeCl2Fe、CuCuFeCl2

Fe3+检验方法是加硫氰化钾溶液或硫氰化铵溶液变血红色。2828/31②尤其注意：要从废液中回收铜,需用Fe还原Cu2+，制FeCl3需通入Cl2氧化FeCl2溶液。要注意两点：废液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2

FeCl3

FeCl2①完成Fe回收Cu显然D为FeCl2，通入Cl2，2FeCl2+Cl2＝2FeCl3。292