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1、年 级高三学 科化学版 本苏教版内容标题高三第一轮复习：铁、铜的性质【本讲教化信息】一. 教学内容：铁、铜的性质二. 教学目标相识铁是一种较活泼的金属，了解铁的物理性质，驾驭铁的化学性质；驾驭铁的有关性质试验以及对试验现象的分析；通过演绎法去分析铜及其重要化合物的化学性质。三. 教学重点、难点铁的性质及有关性质试验和试验现象的分析四、教学过程：（一）铁及其化合物的性质1、铁在周期表中的位置及结构铁位于第四周期第族，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2原子结构示意图为在化学反应中易失去两个或三个电子形成2或3价：Fe2eFe2+；Fe3eFe3+2、纯铁具有银白色光泽、密度大
2、，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。纯铁的抗腐蚀实力很强，通常我们所见的铁中由于含有碳等物质，抗腐蚀实力较弱，易发生电化腐蚀。在酸性介质中发生：析氢腐蚀： 负极：Fe2eFe2；正极反应为：2H+2eH2； 在中性或碱性介质中发生：吸氧腐蚀：负极：Fe2eFe2；正极反应为：2H2OO24e- 4OH-3、化学性质：铁是较活泼的金属，易失去最外层和次外层的电子，常显+2、+3价，且Fe3+比Fe2+稳定。（1）与非金属反应：铁与强氧化剂反应生成3价铁的化合物，与弱氧化剂反应生成2价铁的化合物。如：3Fe+2O2Fe3O4；2Fe+3Cl22FeCl3；Fe+SFeS（2）与水反
3、应：铁在加热至红热时能与水蒸气发生反应。3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里O2、CO2等共同作用下，铁易被腐蚀。（3）与酸反应：非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2+H2氧化性酸：常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会钝化，加热条件下可发生氧化还原反应。Fe+4HNO3（过量）=Fe(NO3)3+NO+2H2O3Fe（过量）+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2OFe+6HNO3（浓）Fe(NO3)3+3NO2+3H2O（4）与盐溶液反应：FeCu2Fe2Cu；Fe2Fe33Fe24、铁的重要化合物：铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOF
4、e2O3Fe3O4价态+2+3+2、+3俗名铁红磁性氧化铁名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性不溶于水与HCl反应与HNO3反应与HI反应特性不稳定。在空气中加热，易被氧化成四氧化三铁。用作油漆的颜料等具有磁性FeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+ + 3H2OFe3O4+8H+=Fe2+ +2Fe3+ +4H2O 3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+5H2OFe2O3+6H+=2Fe3+ + 3H2O 3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+NO+14H2OFeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6HI=2FeI2
5、+I2+3H2OFe3O4+8HI=3FeI2+I2+4H2O铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水与HCl反应Fe(OH)2+2H+=Fe2+ 2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+ 3H2O热稳定性无O2条件下，生成FeO，有O2时4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3白色灰绿色红褐色2Fe(OH)3=Fe2O3 + 3H2O制备Fe2+ 2OH=Fe(OH)2Fe3+ 3OH=Fe(OH)3说明：1、铁在化学反应中不仅可失去最外层的电子显2价，还可以失去部分次外层的电子显3价，当失去d能级中1个电子时
6、，形成3d5的半充溢状态，比较稳定，因此，铁的3价化合物较稳定。2、铁的三种价态之间的转变：铁三角之间的关系3、铁在冷的浓硝酸和浓硫酸中钝化，但在热的浓硫酸或浓硝酸中可以发生氧化还原反应。铁在稀硝酸中发生氧化还原反应时，铁元素的价态与铁和硝酸的量的多少有关，当铁过量时，生成2价铁，当硝酸过量时，生成3价铁。4、Fe2和Fe3的检验（1）视察法：其溶液呈棕黄色者是Fe3，呈浅绿色者是Fe2（2）H2S法：通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析出者是Fe3+，无明显改变的是Fe2+。（3）KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，呈血红色者是Fe3+，无明显改变的是Fe2+。Fe3+3
7、SCNFe(SCN)3 （4）苯酚法：加入苯酚溶液，呈紫色者是Fe3+，无明显改变的是Fe2+。Fe3+6C6H5OH Fe(C6H5O)63-6H+ （5）碱液法：分别通入氨气或加入氨水或碱液，生成红褐色沉淀者是Fe3+，生成白色沉淀，并变为灰绿色，最终变成红褐色者是Fe2+。（6）淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝者为Fe3+，无明显改变的是Fe2+。2Fe3+2I2Fe2+ I2（7）铜片法：分别加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色者是Fe3+，无明显改变的是Fe2+。2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+ （8）KMnO4法：分别加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅的是F
8、e3+，颜色基本无改变的是Fe2+：5Fe2+MnO48H+5Fe3+Mn2+4H2O例1. 下列物质发生反应时其离子方程式正确的是A. 铁与三氯化铁溶液反应：FeFe3+2Fe2+B. 足量的氯气通入溴化亚铁溶液中：2Fe2+4Br3Cl22Fe3+2Br26ClC. Fe(OH)3跟盐酸反应：Fe(OH)33H+Fe3+3H2OD. FeS跟稀硝酸反应：FeS2H+Fe2+H2S解析：离子方程式推断正误，主要从元素守恒、电荷守恒、得失电子守恒以及是否符合题意、是否局部化简等角度分析：A中电荷和得失电子均不守恒，不正确；B、C正确；D中2价的S和Fe2+都具有强的还原性，都能被硝酸氧化成高价
9、的物质，故D错误。答案：BC例2. 适量铁粉与稀硝酸恰好完全反应，则铁粉与HNO3的质量比不行能为:A. 13B. 31C. 29D. 14解析：铁与稀硝酸反应的规律：硝酸过量时按：Fe4HNO3Fe（NO3）3NO2H2O铁过量时按：3Fe8HNO33Fe（NO3）22NO4H2O当铁和硝酸的物质的量之比1：4，或质量比2：9时，按反应式进行；当铁和硝酸的物质的量之比3：8，或质量比1：3时，按反应式进行；当1：4铁和硝酸的物质的量之比3：8时，或质量比在2：9到1：3之间时，按反应、式进行，此时，同时生成了Fe（NO3）2和Fe（NO3）3铁粉和硝酸都完全反应。综上所述，本题的答案为B答案
10、：B例3. 将13.92克Fe3O4溶于过量稀H2SO4中，再加入0.2mol/LK2Cr2O7溶液50mL，恰好使溶液中不再含有Fe2，则K2Cr2O7的还原产物中Cr元素的化合价为：A. 6B. 3C. 2D. 1解析：本题考查的是Fe2+和Fe3+之间的相互转化。在酸性条件下K2Cr2O7氧化Fe2+生成Fe3+，Fe2+失去的电子总数K2Cr2O7得到的电子总数。由于Fe3O4可以看成是Fe2O3FeO，则13.92克Fe3O4含有的Fe2+总量为13.92g/232g/mol0.06mol，转移的电子总数为0.06mol，0.2mol/L0.05LK2Cr2O7得到的电子总数0.06
11、mol，则还原产物中Cr元素的化合价为3价答案：B例4. 图为制备Fe(OH)2试验的改进装置，运用该装置将能在较长时间内视察到白色絮状沉淀。 如何操作该装置才能得到Fe(OH)2？ 说明为何能在较长时间内视察到Fe(OH)2白色沉淀。解析：Fe(OH)2露置于空气中快速被空气中的氧气氧化生成红褐色的Fe(OH)3，因此，在制备过程中确定要防止空气等氧化剂进入，以防Fe(OH)2被氧化。在上图装置中，打开止水夹a利用稀硫酸与铁反应产生H2和FeSO4溶液，用H2赶跑装置中的空气，然后再关闭止水夹a，利用H2产生的压力将FeSO4溶液压入B装置中与NaOH作用产生白色的Fe(OH)2沉淀，由于在
12、制备过程中解除了空气的干扰，因此，产生的Fe(OH)2白色沉淀可以保存较长时间。答案：（1）打开止水夹a利用稀硫酸与铁反应产生H2和FeSO4溶液，用H2赶跑装置中的空气，然后再关闭止水夹a，利用H2产生的压力将FeSO4溶液压入B装置中与NaOH作用产生白色的Fe(OH)2沉淀（2）利用H2赶跑装置中和溶液中的空气，使得产生的Fe(OH)2白色沉淀与氧化剂不接触，不能发生氧化还原反应，所以能保存较长时间例5. 某赤铁矿石经处理后检测只含有杂质CuO、FeO，化学探讨性小组的同学取试样ag，在加热条件下用足量的CO将其充分还原后，得金属混合物10g，生成的CO2用过量的澄清石灰水汲取，得到20
13、.0g沉淀。试回答：（1）a g；（2）另取ag上述矿石试样溶于200mL 2.50mol/L的H2SO4溶液，充分反应后，则计算所得溶液中c（H+）= (忽视溶液体积的改变)。（3）将（2）所得溶液以惰性电极电解，当电路中通过0.2mol电子时，停止电解。试通过计算和推理推断电解过程中阴极上是否确定有金属析出。解析:（1）用CO还原金属氧化物时：CuOCOCuCO2；FeOCOFeCO2，CO接受一个O生成CO2，因此生成的CO2的物质的量就等于原金属氧化物中所含O的物质的量。依据题意，生成了0.2mol的CO2，说明原金属氧化物中含有0.2mol的O，即3.2g的O原子，则依据质量守恒定律
14、可得试样的质量为：a13.2g（2）样品溶于硫酸时，生成CuSO4和FeSO4，相当于原金属氧化物中的O被SO42代替，则消耗的硫酸的物质的量原金属氧化物中O原子的物质的量0.2mol，则剩余硫酸的物质的量为0.2L2.50mol/L0.2mol0.3mol，则c（H+）0.3mol20.2L3mol/L；（3）假设13.2g固体全为FeO，则其物质的量为13.2g/88g/mol0.15mol，小于电路中通过的电子的电量，说明在溶液中确定存在Cu2，在电解过程中在阴极确定有Cu析出。答案：（1）a13.2g；（2）3mol/L；（3）确定有金属析出（二）铜及其重要的化合物：铜位于第四周期第B族，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，铜是一种亮红色的固体，具有良好的导电导热性。铜在化学反应中易失去两个电子形成2价。铜的化学性质比较稳定，一般不与其他物质发生化学反应，利用铜的这一性质，古代人用铜制作货币。但铜在特定的条件下，也能被很多氧化性物质所氧化。如：1、铜在加热条件下与O2、S、Cl2等非金属单质化合：2CuO22CuO；2CuSCu2S；CuCl2CuCl2在
