铁与铜的获取及应用课件.ppt

1、2011届高考化学一轮复习届高考化学一轮复习1.存在形式存在形式铁：磁铁矿（铁：磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（）、赤铁矿（Fe2O3）铜：铜：黄铜矿（黄铜矿（CuFeS2）、孔雀石）、孔雀石(CuCO3Cu(OH)2)一一.铁和铜的获取和应用铁和铜的获取和应用游离态的铁来自陨石游离态的铁来自陨石2.铁的冶炼铁的冶炼原料原料:设备设备:炼铁高炉炼铁高炉铁矿石、焦碳、空气铁矿石、焦碳、空气、石灰石石灰石等等原理：原理：制备还原剂制备还原剂氧化还原氧化还原产物产物:生铁生铁除碳除碳钢钢C+O2=CO2CO2+C=2CO3CO+Fe2O3=2Fe+3CO23.铜的冶炼铜的冶炼Fe+Cu2+=Fe2+C

2、u氧化还原反应氧化还原反应 置换反应置换反应氧化剂氧化剂:还原剂还原剂:高温炼铜高温炼铜:原料原料:黄铜矿黄铜矿Cu2+还原反应还原反应Fe 氧化反应氧化反应湿法炼铜：湿法炼铜：（古代）（古代）电解电解精铜（含量精铜（含量99.95%-99.98%）粗铜粗铜高温冶炼高温冶炼二、金属铁的结构和性质二、金属铁的结构和性质1.1.在元素周期表中的位置在元素周期表中的位置铁位于第四周期铁位于第四周期第第族族，过渡元素，过渡元素原子结构示意图为原子结构示意图为2 2 8 8 1414 2 2+26+262.2.铁的物理性质铁的物理性质 1.1.银白色银白色,有金属光泽；有金属光泽；2.2.具有良好的延展

3、性；具有良好的延展性；3.3.是电和热的良导体；是电和热的良导体；4.4.密度是密度是7.867.86g/cmg/cm3 3；5.5.熔点熔点1535 1535,沸点是沸点是2750 2750 特性特性:能被磁体吸引能被磁体吸引,具铁磁性具铁磁性2、铁的化学性质、铁的化学性质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、浓硫酸等强氧化剂反应可显铁与氯气、硝酸、浓硫酸等强氧化剂反应可显+

4、3+3价价b.b.常温下，铁遇浓硫酸和浓硝酸钝化。常温下，铁遇浓硫酸和浓硝酸钝化。+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)Fe+Cu2+=CuFe2+（与盐的反应）（与盐的反应）Fe+2Fe3+=3Fe2+(Fe3+的氧化性的氧化性)a.铁与铁与H+、Cu2+、Fe3+等弱氧化剂反应可显等弱氧化剂反应可显+2价价b.Fe与过量与过量HNO3Fe3+Fe与少量与少量HNO3Fe2+（3 3）与水的反应）与水的反应 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 高温高温（4 4）与氧气反应）与氧气反应

5、3Fe+2O2=Fe3O4 点燃点燃（纯氧气）（纯氧气）三、铁的重要化合物三、铁的重要化合物1、铁的氧化物、铁的氧化物 氧化亚铁氧化亚铁 FeO三氧化二铁三氧化二铁 Fe2O3四氧化三铁四氧化三铁 Fe3O4（FeOFe2O3）色态色态俗称俗称铁元素价态铁元素价态溶解性溶解性稳定性稳定性与酸反应与酸反应黑色粉末黑色粉末 红棕色粉末红棕色粉末 黑色晶体黑色晶体+2+3+2、+3难溶于水难溶于水 难溶于水难溶于水 难溶于水难溶于水 不稳定不稳定稳定稳定稳定稳定铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁 FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H

6、2O化学式化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜颜 色色状状 态态溶解性溶解性制备制备加热加热与与 H+转转 化化 白色固体粉末白色固体粉末红褐色固体粉末红褐色固体粉末难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaCl FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O白色絮状沉淀白色絮状沉淀 灰绿色灰绿色 红褐色沉淀红褐色沉淀2 2、铁的氢氧化物、铁的氢氧化物 直 接 观 色与KSCN与苯 酚反

7、应显色 与 铜 片与淀粉KI试纸鉴 别方 法2Fe3Fe 浅 绿 色 棕 黄 色血 红 色不显红色不显紫色 显 紫 色无明显现象 Cu被腐蚀溶液变绿色试纸不变蓝 试纸变蓝色利用沉淀反应 与OH-作用白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色立即产生红褐 色沉淀利用Fe3+的氧化性3、Fe2+和和 Fe3+的检验方法的检验方法4、Fe、Fe2、Fe3的相互转化的相互转化“铁三角铁三角”关系关系FeFe3Fe2+S、I2、H+、Cu2+、Ag+Cl2、Br2、O2、浓、浓H2SO4、HNO3C、CO、H2、Al等还原等还原C、CO、H2、Al 等还原等还原Cl2、Br2、O2、浓、浓H2SO4、HNO3酸性

8、酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等等Fe、Cu、I等等四、铜的性质四、铜的性质1.1.纯铜呈紫红色纯铜呈紫红色;2.2.熔点熔点1083.4,1083.4,沸点沸点2567;2567;3.3.密度密度8.928.92g/cmg/cm3 3;质软；质软；4.4.具有良好的延展性具有良好的延展性;5.5.具有良好的导热、导电性具有良好的导热、导电性;1、物理性质、物理性质(1)(1)与氧气反应：与氧气反应：(2)(2)与硫反应与硫反应(3)(3)与氯气反应：与氯气反应：2 2、铜的化学性质：、铜的化学性质：Cu+ClCu+Cl2 2 =CuCl CuCl2 2点燃点燃2Cu+O2Cu+O2 2

9、=2CuO=2CuO加热加热2Cu+S=Cu2Cu+S=Cu2 2S S加热加热(黑色物质黑色物质)棕黄色的烟棕黄色的烟(4)(4)与酸的反应与酸的反应a.a.铜与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）不反应铜与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）不反应b.b.铜与强氧化性酸（如浓硫酸、硝酸等）能反应，铜与强氧化性酸（如浓硫酸、硝酸等）能反应，但不生成氢气。但不生成氢气。(5)(5)与盐溶液的反应与盐溶液的反应2 FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl23 3、铜的重要化合物、铜的重要化合物 1.CuO Cu2O黑色黑色砖红色砖红色2.Cu2（OH）2CO3 铜绿铜绿硫酸铜晶体（硫酸铜晶体（CuSO45H2O）俗名）俗名胆矾胆矾或或蓝矾。蓝矾。3.CuSO4及及 CuSO45H2O白色白色蓝色蓝色用来检验水的存在用来检验水的存在1、析氢腐蚀、析氢腐蚀2、吸氧腐蚀、吸氧腐蚀（-）（+）Fe -2e-=Fe2+2H+2e-=H2（-）2Fe -4e-=2Fe2+（+）O2+2H2O+4e-=4OH-总：总：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe2O3 nH2O 铁锈铁锈