2013屆新課標(biāo)高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)課件：第4單元第17講 鐵、銅及其化合物

1、第第 講講 常見無(wú)機(jī)物常見無(wú)機(jī)物1717第第 四四 單單 元元熱點(diǎn)知識(shí)剖析熱點(diǎn)知識(shí)剖析鐵、銅的單質(zhì)、合金及其化合物在生產(chǎn)和生活鐵、銅的單質(zhì)、合金及其化合物在生產(chǎn)和生活中具有極其重要的用途，鐵、銅單質(zhì)及其化中具有極其重要的用途，鐵、銅單質(zhì)及其化合物知識(shí)歷來(lái)都是高考考查的熱點(diǎn)內(nèi)容。在合物知識(shí)歷來(lái)都是高考考查的熱點(diǎn)內(nèi)容。在這部分知識(shí)中，這部分知識(shí)中，F(xiàn)e、Fe2+和和Fe3+相互轉(zhuǎn)化是命相互轉(zhuǎn)化是命題的熱點(diǎn)，它可與氧化還原反應(yīng)、金屬腐蝕、題的熱點(diǎn)，它可與氧化還原反應(yīng)、金屬腐蝕、鹽的水解、離子共存、離子方程式等知識(shí)相鹽的水解、離子共存、離子方程式等知識(shí)相結(jié)合，考查物質(zhì)鑒別、制取、推斷、計(jì)算、結(jié)合，考查

2、物質(zhì)鑒別、制取、推斷、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等問(wèn)題。在復(fù)習(xí)中要從氧化還原反實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等問(wèn)題。在復(fù)習(xí)中要從氧化還原反應(yīng)的規(guī)律上理解和掌握鐵元素在不同價(jià)態(tài)時(shí)應(yīng)的規(guī)律上理解和掌握鐵元素在不同價(jià)態(tài)時(shí)的性質(zhì)特點(diǎn)，從多角度來(lái)認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的性質(zhì)特點(diǎn)，從多角度來(lái)認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的性質(zhì)。的性質(zhì)?；A(chǔ)知識(shí)回顧基礎(chǔ)知識(shí)回顧一、鐵一、鐵1.鐵在地殼中的含量?jī)H次于鋁，主要以化合態(tài)鐵在地殼中的含量?jī)H次于鋁，主要以化合態(tài)形式存在形式存在(除隕鐵除隕鐵)。我國(guó)在商代開始使用鐵，。我國(guó)在商代開始使用鐵，在春秋初期我國(guó)已掌握冶鐵技術(shù)。鐵位于元在春秋初期我國(guó)已掌握冶鐵技術(shù)。鐵位于元素周期表中第四周期，第素周期表中第四周期，第族。鐵原子在

3、化族。鐵原子在化學(xué)反應(yīng)中容易失去學(xué)反應(yīng)中容易失去2個(gè)或個(gè)或3個(gè)電子，因此，鐵個(gè)電子，因此，鐵的常見化合價(jià)是的常見化合價(jià)是+2價(jià)和價(jià)和+3價(jià)。其化合物及其價(jià)。其化合物及其水溶液往往帶有顏色。水溶液往往帶有顏色。2.鐵的性質(zhì)鐵的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)物理性質(zhì)純凈的鐵是銀白色金屬，能被磁鐵吸引。純凈的鐵是銀白色金屬，能被磁鐵吸引。（2）化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)常溫下，鐵單質(zhì)比較活潑，具有較強(qiáng)的還原常溫下，鐵單質(zhì)比較活潑，具有較強(qiáng)的還原性。主要表現(xiàn)：性。主要表現(xiàn)：鐵在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑鐵在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體：色固體：鐵跟氯氣、硫的反應(yīng)：鐵跟氯氣、硫的反應(yīng)：3Fe+2O2=Fe3O

4、4。點(diǎn)燃點(diǎn)燃2Fe+3Cl2=2FeCl3(棕色的煙棕色的煙)、點(diǎn)燃點(diǎn)燃Fe+S=FeS。鐵與非氧化性酸鐵與非氧化性酸(如鹽酸如鹽酸)反應(yīng)：反應(yīng)：Fe+2HCl=FeCl2+H2，常溫下遇濃，常溫下遇濃H2SO4、濃濃HNO3會(huì)發(fā)生鈍化作用，加熱時(shí)會(huì)劇烈會(huì)發(fā)生鈍化作用，加熱時(shí)會(huì)劇烈反應(yīng)，但不會(huì)有反應(yīng)，但不會(huì)有H2產(chǎn)生。產(chǎn)生。鐵與某些鹽溶液反應(yīng)：鐵與某些鹽溶液反應(yīng)：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；Fe+2FeCl3=3FeCl2 。*鐵與水蒸氣的反應(yīng)：鐵與水蒸氣的反應(yīng)：3Fe+4H2O(g) =Fe3O4+4H2。高溫高溫3.鐵的冶煉鐵的冶煉（1）設(shè)備：）設(shè)備： 。（2）原料：）原料： 、

5、、 、 。（3）反應(yīng)原理）反應(yīng)原理高爐高爐鐵礦石鐵礦石 焦炭焦炭空氣空氣 石灰石石灰石（4）產(chǎn)品：生鐵（含雜質(zhì)較多），進(jìn)一）產(chǎn)品：生鐵（含雜質(zhì)較多），進(jìn)一步煉制得鋼。步煉制得鋼。*（5）爐渣的形成：）爐渣的形成：Fe2O3+3CO2=Fe+3CO2。C+O2=CO2；CO2+C=2CO；點(diǎn)燃點(diǎn)燃高溫高溫高溫高溫CaO+SiO2=CaSiO 。高溫高溫高溫高溫CaCO3=CaO+CO2二、二、銅銅1.銅元素在自然界中的存在狀態(tài)銅元素在自然界中的存在狀態(tài)（1）游離態(tài)：天然銅）游離態(tài)：天然銅（2）化合態(tài)：黃銅礦）化合態(tài)：黃銅礦(CuFeS2)、孔雀石、孔雀石CuCO3Cu(OH)2等等2.銅單質(zhì)的性

6、質(zhì)銅單質(zhì)的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)紫紅色金屬光澤，密度較大，）物理性質(zhì)紫紅色金屬光澤，密度較大，是熱和電（僅次于是熱和電（僅次于Ag）的良導(dǎo)體。）的良導(dǎo)體。（2）化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與非金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)與與O2的反應(yīng)：的反應(yīng)：2Cu+O2=2CuO(黑色）；黑色）；與與Cl2的反應(yīng)的反應(yīng)：Cu+Cl2=CuCl2（棕黃色煙）；（棕黃色煙）；與與S的反應(yīng)：的反應(yīng)：2Cu+S=Cu2S。與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)與濃硫酸反應(yīng)：與濃硫酸反應(yīng)：與與AgNO3的反應(yīng)：的反應(yīng)：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+；與與FeCl3的反應(yīng)的反應(yīng):Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+。Cu+2H2SO4(濃濃)=C

7、uSO4+SO2+2H2O；與濃硝酸反應(yīng)：與濃硝酸反應(yīng)：3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。與稀硝酸的反應(yīng)：與稀硝酸的反應(yīng)：Cu+4HNO3(濃濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O；與鹽反應(yīng)與鹽反應(yīng)(3)精煉銅（電解原理）。精煉銅（電解原理）。4.銅單質(zhì)的用途制作電器元件、導(dǎo)線、日常銅單質(zhì)的用途制作電器元件、導(dǎo)線、日常生活用品等生活用品等。3.銅的冶煉銅的冶煉(1) Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；(2) 2CuO+C=2Cu+CO2；H2+CuO=Cu+H2O。高溫高溫5.銅的重要化合物如氧化銅、氫氧化銅和硫銅的重要化合物如氧化銅、氫氧化銅和硫酸銅，其

8、性質(zhì)有酸銅，其性質(zhì)有(1)CuO：黑色固體，難溶于水，是堿性氧化：黑色固體，難溶于水，是堿性氧化物，能溶于酸，加熱時(shí)能被還原劑還原。物，能溶于酸，加熱時(shí)能被還原劑還原。Cu2O是紅色難溶于水的固體。是紅色難溶于水的固體。CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；2CuO+C=2Cu+CO2。(2)Cu(OH)2:藍(lán)色固體，難溶于水，能溶于酸，藍(lán)色固體，難溶于水，能溶于酸，受熱易分解而變成氧化銅。受熱易分解而變成氧化銅。Cu(OH)2+H2SO=4CuSO4+2H2O；Cu(OH)2=CuO+H2O。(3)膽礬又稱藍(lán)礬，化學(xué)式為膽礬又稱藍(lán)礬，化學(xué)式為CuSO45H2O，加熱失去結(jié)晶水呈白色粉末。它

9、常用于游加熱失去結(jié)晶水呈白色粉末。它常用于游泳池消毒或與石灰配制成波爾多液殺菌，泳池消毒或與石灰配制成波爾多液殺菌，是因?yàn)殂~離子是重金屬鹽，能使蛋白質(zhì)變是因?yàn)殂~離子是重金屬鹽，能使蛋白質(zhì)變性，殺死細(xì)菌。無(wú)水性，殺死細(xì)菌。無(wú)水CuSO4常常用于檢驗(yàn)常常用于檢驗(yàn)水的存在。水的存在。重點(diǎn)知識(shí)歸納重點(diǎn)知識(shí)歸納一、一、“鐵三角鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系的轉(zhuǎn)化關(guān)系鐵及其化合物的氧化性與還原性鐵及其化合物的氧化性與還原性1.鐵：有較強(qiáng)的還原性，與強(qiáng)氧化劑生成三鐵：有較強(qiáng)的還原性，與強(qiáng)氧化劑生成三價(jià)的鐵，與弱氧化劑生成二價(jià)的鐵。如：價(jià)的鐵，與弱氧化劑生成二價(jià)的鐵。如：FeFe2+(弱氧化劑：弱氧化劑：I2、S、H+、

10、Fe3+、Cu2+等等)FeFe3+(強(qiáng)氧化劑：強(qiáng)氧化劑：Cl2、HNO3、濃、濃H2SO4、Br2等等)2.Fe2+：有氧化性，但主要表現(xiàn)還原性：有氧化性，但主要表現(xiàn)還原性(1)還原性：與強(qiáng)氧化劑還原性：與強(qiáng)氧化劑(Cl2、HNO3、KMnO4、H2O2、Br2、HClO、O2等等)反應(yīng)生成反應(yīng)生成Fe3+。如：。如：2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-(2)氧化性：與強(qiáng)還原劑反應(yīng)生成氧化性：與強(qiáng)還原劑反應(yīng)生成Fe。如：。如：Fe2+Zn=Fe+Zn2+3.Fe3+：具有較強(qiáng)的氧化性，與：具有較強(qiáng)的氧化性，與I-、Cu、Fe、H2S等能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如：等能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如：2Fe3

11、+2I-=2Fe2+I2Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+2Fe3+Fe=3Fe2+二、二、鐵的氧化物和氫氧化物的比較鐵的氧化物和氫氧化物的比較1.鐵的氧化物鐵的氧化物化學(xué)式化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4色態(tài)色態(tài)黑色粉末黑色粉末 紅棕色固體紅棕色固體黑色晶體黑色晶體俗稱俗稱鐵紅鐵紅磁性氧化鐵磁性氧化鐵價(jià)態(tài)價(jià)態(tài)+2價(jià)價(jià)+3價(jià)價(jià)1/3是是+2價(jià)，價(jià)，2/3是是+3價(jià)價(jià)化學(xué)式化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4與酸反與酸反應(yīng)產(chǎn)生應(yīng)產(chǎn)生的離子的離子HClFe2+Fe3+Fe2+、Fe3+HNO3(足量足量)Fe3+Fe3+Fe3+與與CO的反應(yīng)的反應(yīng)(煉鐵原理煉鐵原理)FexOy+yCO=xFe+yC

12、O2高溫高溫2.鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物氫氧氫氧化物化物氫氧化亞鐵氫氧化亞鐵氫氧化鐵氫氧化鐵化學(xué)化學(xué)式式Fe(OH)2Fe(OH)3物理物理性質(zhì)性質(zhì)白色難溶固體白色難溶固體紅棕色固體，紅棕色固體，不溶于水不溶于水化學(xué)化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O4Fe(OH)2+O2+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)3三、三、Fe2+和和Fe3+的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)方法方法Fe2+Fe3+觀察法觀察法溶液為淺綠色溶液為淺綠色溶液為棕黃色溶液為棕黃色滴滴加加

13、KSCN溶溶液液現(xiàn)現(xiàn)象象加入加入KSCN溶液無(wú)現(xiàn)象，溶液無(wú)現(xiàn)象，再通入再通入Cl2后溶液變血后溶液變血紅色紅色溶液變血紅色溶液變血紅色原原因因2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3方法方法Fe2+Fe3+觀察法觀察法溶液為淺綠色溶液為淺綠色溶液為棕黃色溶液為棕黃色滴加滴加NaOH溶液溶液現(xiàn)現(xiàn)象象生成白色絮狀沉淀，迅生成白色絮狀沉淀，迅速轉(zhuǎn)化為灰綠色，最終速轉(zhuǎn)化為灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色變?yōu)榧t褐色產(chǎn)生紅褐色沉產(chǎn)生紅褐色沉淀淀原原因因Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe3+3OH-

14、=Fe(OH)3四、四、銅及其化合物銅及其化合物1.銅具有不活潑金屬單質(zhì)的共性銅具有不活潑金屬單質(zhì)的共性(能被強(qiáng)氧化能被強(qiáng)氧化劑氧化劑氧化)；2.氫氧化銅具有難溶氫氧化物的共性和弱氧氫氧化銅具有難溶氫氧化物的共性和弱氧化性；化性；3.銅鹽如銅鹽如CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl2中中的的Cu2+具有弱堿陽(yáng)離子的共性和氧化性。具有弱堿陽(yáng)離子的共性和氧化性。4.銅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化常伴有顏色變化銅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化常伴有顏色變化Cu(OH)2藍(lán)色藍(lán)色=CuO黑色黑色+H2OCuSO45H2O藍(lán)色藍(lán)色=CuSO4白色白色+5H2O五、五、鐵與稀硝酸反應(yīng)規(guī)律鐵與稀硝酸反應(yīng)規(guī)律Fe+4HNO3

15、=Fe(NO3)3+NO+2H2O3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O1.當(dāng)當(dāng)n(Fe)n(HNO3)14時(shí)，按反應(yīng)進(jìn)行；當(dāng)時(shí)，按反應(yīng)進(jìn)行；當(dāng)n(Fe)n(HNO3)38，按反應(yīng)進(jìn)行；當(dāng)，按反應(yīng)進(jìn)行；當(dāng)14n(Fe)n(HNO3)38時(shí)則反應(yīng)均發(fā)生。時(shí)則反應(yīng)均發(fā)生。2.上述反應(yīng)可以認(rèn)為先發(fā)生反應(yīng)，若上述反應(yīng)可以認(rèn)為先發(fā)生反應(yīng)，若Fe剩剩余則發(fā)生余則發(fā)生2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2，合并，合并即可得反應(yīng)，所以反應(yīng)和反應(yīng)，被即可得反應(yīng)，所以反應(yīng)和反應(yīng)，被還原還原HNO3均占參加反應(yīng)的均占參加反應(yīng)的HNO3的的14（事（事實(shí)上，任何價(jià)態(tài)的金屬與稀硝酸反應(yīng)生成實(shí)上，

16、任何價(jià)態(tài)的金屬與稀硝酸反應(yīng)生成NO，參加反應(yīng)的硝酸與被還原的硝酸均，參加反應(yīng)的硝酸與被還原的硝酸均為為4 1）。）。（考查鐵、銅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)）在氯（考查鐵、銅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)）在氯化鐵、氯化銅和鹽酸的混合溶液中加入鐵化鐵、氯化銅和鹽酸的混合溶液中加入鐵粉，待反應(yīng)結(jié)束，所剩余的固體濾出后能粉，待反應(yīng)結(jié)束，所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引，則反應(yīng)后溶液中存在較多的被磁鐵吸引，則反應(yīng)后溶液中存在較多的陽(yáng)離子是陽(yáng)離子是()A.Cu2+B.Fe3+C.Fe2+ D.H+C 反應(yīng)所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引，反應(yīng)所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引，證明鐵粉過(guò)量，因而可推知證明鐵粉過(guò)量，因而可推知H+、Cu2+

17、、Fe3+均完全反應(yīng)。因鐵單質(zhì)與上述三種陽(yáng)離子不均完全反應(yīng)。因鐵單質(zhì)與上述三種陽(yáng)離子不能大量共存。其中能大量共存。其中Fe被氧化為被氧化為Fe2+；而；而H+、Cu2+、Fe3+分別被還原為分別被還原為H2、Cu、Fe2+，所，所以溶液中以溶液中Fe2+最多。最多。方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)：本題主要考查單質(zhì)鐵的還原性：本題主要考查單質(zhì)鐵的還原性和和Fe3+、Cu2+、H+的氧化性。要從的氧化性。要從“剩余固體剩余固體能被磁鐵吸引能被磁鐵吸引”得出鐵過(guò)量這一信息，從而正得出鐵過(guò)量這一信息，從而正確解答此題。確解答此題。（考查鐵、銅性質(zhì)的綜合運(yùn)用）電子（考查鐵、銅性質(zhì)的綜合運(yùn)用）電子工業(yè)常用工業(yè)常用30%

18、的的FeCl3溶液腐蝕敷有銅箔的絕溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板，制成印刷電路板。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方緣板，制成印刷電路板。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為程式為2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。(1)檢驗(yàn)腐蝕后的溶液中是否含有檢驗(yàn)腐蝕后的溶液中是否含有Fe3+應(yīng)選用的應(yīng)選用的試劑是試劑是；(2)為了從使用過(guò)的廢腐蝕液中回收銅，并重新為了從使用過(guò)的廢腐蝕液中回收銅，并重新制得純凈的制得純凈的FeCl3溶液，采用下列實(shí)驗(yàn)步驟，溶液，采用下列實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?jiān)诟骺崭駜?nèi)填上適當(dāng)?shù)姆肿邮交蚧瘜W(xué)式以請(qǐng)?jiān)诟骺崭駜?nèi)填上適當(dāng)?shù)姆肿邮交蚧瘜W(xué)式以使實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期目的。使實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期目的。NH4SCN或或KSCNFe鹽酸鹽酸Cl2FeCl2Fe、CuCuFeCl2Fe3+的檢驗(yàn)方法是加硫氰化的檢驗(yàn)方法是加硫氰化鉀溶液或硫氰化銨溶液變血紅色。鉀溶液或硫氰化銨溶液變血紅色。特別注意：特別注意：要從廢液中回收銅要從廢液中回收銅,需用需用Fe還原還原Cu2+，制，制FeCl3需通入需通入Cl2氧化氧化FeCl2溶液。要注意兩點(diǎn)：溶液。要注意兩點(diǎn)：廢液中含有廢液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2FeCl3FeCl2完成完成Fe回收回收Cu顯然顯然D為為FeCl2，通入，通入Cl2，2FeCl2+Cl22FeCl3。(3)寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的離子