3.3铁、铜的获取与应用

1、2铁的化学性质 (1)与非金属反应与非金属反应 Fe 与与 O2、Cl2、I2、S 反应的化学方程式分别为：反应的化学方程式分别为： 3Fe2O2=点燃点燃Fe3O4 2Fe3Cl2=点燃点燃2FeCl3 FeS=FeS FeI2=FeI2 铁的化学性质 (1)与非金属反应与非金属反应 Fe 与与 O2、Cl2、I2、S 反应的化学方程式分别为：反应的化学方程式分别为： 3Fe2O2=点燃点燃Fe3O4 2Fe3Cl2=点燃点燃2FeCl3 FeS=FeS FeI2=FeI2 铁的化学性质 (1)与非金属反应与非金属反应 Fe 与与 O2、Cl2、I2、S 反应的化学方程式分别为：反应的化学方

2、程式分别为： 3Fe2O2=点燃点燃Fe3O4 2Fe3Cl2=点燃点燃2FeCl3 FeS=FeS FeI2=FeI2 铁的化学性质 (1)与非金属反应与非金属反应 Fe 与与 O2、Cl2、I2、S 反应的化学方程式分别为：反应的化学方程式分别为： 3Fe2O2=点燃点燃Fe3O4 2Fe3Cl2=点燃点燃2FeCl3 FeS=FeS FeI2=FeI2 铁的化学性质 (1)与非金属反应与非金属反应 Fe 与与 O2、Cl2、I2、S 反应的化学方程式分别为：反应的化学方程式分别为： 3Fe2O2=点燃点燃Fe3O4 2Fe3Cl2=点燃点燃2FeCl3 FeS=FeS FeI2=FeI2

3、 3.(2)与水蒸气反应与水蒸气反应 反应的化学方程式为：反应的化学方程式为： 。 (3)与酸反应与酸反应 与非氧化性酸反应产生与非氧化性酸反应产生 H2 如与稀如与稀 H2SO4、盐酸等反应，其离子方程式为：、盐酸等反应，其离子方程式为： 。 3 3FeFe+4+4H H2 2O O(g) (g) FeFe3 3O O4 4+4+4H H2 22H2H+ +Fe+Fe H H2 2+Fe+Fe2+2+与氧化性酸反应不生成与氧化性酸反应不生成 H2 过量铁与稀硝酸反应的化学方程式为过量铁与稀硝酸反应的化学方程式为 ， 离子方， 离子方程式为程式为 。 少量铁与足量稀硝酸反应的化学方程式为少量铁

4、与足量稀硝酸反应的化学方程式为 。 常温下铁、常温下铁、 铝铝遇冷的浓遇冷的浓 HNO3、 浓、 浓 H2SO4时表面会生成时表面会生成一层致密的一层致密的 薄膜， 化学上称为薄膜， 化学上称为 ， 属于， 属于 变化变化(填填“物理物理”或或“化学化学”)。 3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O 3Fe8H2NO3=3Fe22NO4H2O Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O 氧化物氧化物 钝化钝化 化学化学 (4)与盐溶液反应与盐溶液反应 能与活动性较弱的金属盐溶液反应，如能与活动性较弱的金属盐溶液反应，如 Fe 和和 CuSO4溶液反应的离子方程式为：溶液反应的离子

5、方程式为： 。 与与 FeCl3溶液反应，其离子方程式为：溶液反应，其离子方程式为： 。 FeFeCuCu2 2=Cu=CuFeFe2 2 2Fe2Fe3 3Fe=3FeFe=3Fe2 2 思考思考铁与其他物质反应时，何时生成铁与其他物质反应时，何时生成+2价铁的化合物？价铁的化合物？何时生成何时生成+3价铁的化合物？价铁的化合物？ 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,2Fe2Fe3 3Fe=3FeFe=3Fe2 2 氧化氧化 还原还原思考：思考：还有哪些氧化剂和还原剂能实现还有哪些氧化剂和还原剂能实现Fe2+和和Fe3+之间的转化？之间的转化？1.1. 下

6、列反应的离子方程式正确的是下列反应的离子方程式正确的是 （ ） A.A.硫酸铁溶液与氢氧化钡溶液反应：硫酸铁溶液与氢氧化钡溶液反应： FeFe3+3+3OH+3OH- - Fe(OH)Fe(OH)3 3 B. B.硫化钠溶液与氯化铁溶液反应：硫化钠溶液与氯化铁溶液反应：2Fe2Fe3+3+3S+3S2- 2- FeFe2 2S S3 3 C. C.过量的铁与很稀的硝酸溶液反应无气体放出：过量的铁与很稀的硝酸溶液反应无气体放出： 4Fe+10H 4Fe+10H+ + NO+ NO3 3- - 4Fe 4Fe2+2+3H+3H2 2O+NHO+NH4 4+ + D. D.硫化氢气体通入氯化亚铁溶液

7、：硫化氢气体通入氯化亚铁溶液： H H2 2S+FeS+Fe2+ 2+ FeS+2HFeS+2H+ +C如何保存如何保存FeCl2、FeCl3溶液？溶液？如何配置如何配置FeCl3溶液？溶液？如何制备无水如何制备无水FeCl3 ？将饱和将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3胶体。胶体。保存保存FeCl2:加盐酸加盐酸(防防 )和铁屑和铁屑(防防 )水解水解Fe2+被氧化被氧化保存保存FeCl3:加盐酸加盐酸把把FeCl3固体溶于浓盐酸中固体溶于浓盐酸中,再稀释成所须浓度再稀释成所须浓度 如何制备如何制备Fe(OH)3胶体胶体?铁盐和亚铁盐均能水解请思

8、考以下问题：铁盐和亚铁盐均能水解请思考以下问题：Fe3+遇苯酚显遇苯酚显 色。色。浅绿色浅绿色棕黄色或黄色棕黄色或黄色无变化无变化血红色溶液血红色溶液Fe3+3SCN- = Fe(SCN)3紫紫（3）利用与碱反应：）利用与碱反应：先白色沉淀，迅速变先白色沉淀，迅速变灰绿色，再变红褐色灰绿色，再变红褐色红褐色沉淀红褐色沉淀Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe2+3OH-=Fe(OH)3思考思考:如何制备如何制备Fe(OH)2?长滴管吸取不含长滴管吸取不含O2的的NaOH溶液溶液,插入到插入到FeSO4液面液面以下以下,挤出挤出NaOH溶液溶液.

9、例题：例题：用下面三种方法均可制得用下面三种方法均可制得Fe(OH)Fe(OH)2 2白色沉淀。白色沉淀。 方法一：用不含方法一：用不含FeFe3+3+的的FeSOFeSO4 4溶液与不含溶液与不含O O2 2的蒸馏水配制的蒸馏水配制的的NaOHNaOH溶液反应制备。溶液反应制备。 （1 1）用硫酸亚铁晶体配制上述）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSOFeSO4 4溶液时还需要加溶液时还需要加入入 。 （2 2）除去蒸馏水中溶解的）除去蒸馏水中溶解的O O2 2常采用常采用 的方法。的方法。 （3 3）生成）生成Fe(OH)Fe(OH)2 2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含白色沉淀的操作是用长滴管吸

10、取不含 O O2 2的的NaOHNaOH溶液，插入溶液，插入FeSOFeSO4 4溶液液面下，再挤出溶液液面下，再挤出NaOHNaOH溶液，溶液， 这样操作的理由是这样操作的理由是 。稀稀H2SO4、铁屑、铁屑煮沸煮沸避免生成的避免生成的Fe(OH)2沉淀接触沉淀接触O2而被氧化而被氧化方法二方法二 在如右图所示的装置中，用在如右图所示的装置中，用NaOHNaOH溶液、溶液、铁屑、稀铁屑、稀H H2 2SOSO4 4等试剂制备。等试剂制备。（1 1）在试管）在试管A A里加入的试剂是里加入的试剂是 。（2 2）在试管）在试管B B里加入的试剂是里加入的试剂是 。（3 3）为了制得）为了制得Fe

11、(OH)Fe(OH)2 2白色沉淀，在试白色沉淀，在试管管A A和和B B中加入试剂，打开止水夹，塞中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是紧塞子后的实验步骤是（4 4）这样生成的）这样生成的Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀能较长时间保持白色，理由是沉淀能较长时间保持白色，理由是稀稀H2SO4和铁屑和铁屑NaOH溶液溶液的的H2的纯度，当排出的的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹已经纯净时再夹紧止水夹检验试管检验试管B出口处排出出口处排出试管试管A A中反应生成的中反应生成的H H2 2充满了试管充满了试管A A和试管和试管B B，且外界，且外界O O2 2不易进入不易进入（5

12、5）但某生用该装置进行实验）但某生用该装置进行实验, ,发现试管发现试管B B中的空气中的空气很难排尽很难排尽, ,其原因是其原因是 。试管试管B B的管口向上的管口向上, ,而而H H2 2密度比空气小密度比空气小 方法三方法三 利用电解实验可以制得纯净的利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)Fe(OH)2 2白白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。石墨和铁。（1 1）a a电极的材料应为电极的材料应为 ，电极反应式为电极反应式为 。（2 2）电解液）电解液c c可以是可以是 （填编号）。（填编号）。A.A.纯水纯水 B.NaClB.

13、NaCl溶液溶液 C.NaOHC.NaOH溶液溶液 D.CuClD.CuCl2 2溶液溶液若白色沉淀是在两极之间溶液中首先出现则电解液若白色沉淀是在两极之间溶液中首先出现则电解液c c为为 。（3 3）d d为苯，其作用是为苯，其作用是 ，在加入苯之前对电解液在加入苯之前对电解液c c应作何处理？应作何处理？ 。Fe-2e- = Fe2+FeB CB隔绝空气，防止生成的隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化被氧化加热煮沸加热煮沸,排出溶解的排出溶解的O2（4 4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是措施是 （填编号）。（填编号）。A.A.改用稀

14、改用稀H H2 2SOSO4 4作电解液作电解液B.B.适当增大电源的电压适当增大电源的电压C.C.适当减小两极间的距离适当减小两极间的距离D.D.适当降低电解液的温度适当降低电解液的温度（5 5）若）若c c用用NaNa2 2SOSO4 4溶液，当电解一段时间后看到溶液，当电解一段时间后看到白色白色Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀，再反接电源电解，除了电极上沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为看到气泡外，另一明显现象为 。BC白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色1.（2010全国卷全国卷1）能正确表示下列反应的离子方程能正确表示

15、下列反应的离子方程式是式是( )A将铜屑加入将铜屑加入Fe3+溶液中：溶液中：3+2+2+2Fe+Cu=2Fe+Cu+3+342Fe O +8H =3Fe+4H O2+332Fe+4H +NO =Fe +2H O+NO+322Fe+6H =2Fe3HC将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：B将磁性氧化铁溶于盐酸：将磁性氧化铁溶于盐酸：D将铁粉加入稀硫酸中：将铁粉加入稀硫酸中：A2.下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是( )A.赤铁矿的主要成分是赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为铁与水蒸气在高温下的反应产物

16、为Fe2O3和和H2C.除去除去FeCl2溶液中的溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤然后过滤D.Fe3+与与KSCN溶液产生红色沉淀溶液产生红色沉淀C3.向一定量的向一定量的FeO Fe Fe3O4的混合物中加入的混合物中加入100 mL 1 mol/L的盐酸的盐酸,恰好使混合物完全溶解恰好使混合物完全溶解,放出放出224 mL(标准状况标准状况)的气体的气体,在所得溶液中加入在所得溶液中加入KSCN溶液无血溶液无血红色出现红色出现 若用足量的若用足量的CO在高温下还原相同质量的此在高温下还原相同质量的此混合物混合物,能得到铁的质量是能得到铁的质量是(

17、 )A.11.2 gB.5.6 gC.2.8 gD.无法计算无法计算CCuOCuCl2Cu2SCu+2Ag+=Cu2+2AgCu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4( (浓浓) CuSO) CuSO4 4+SO+SO2 2+2H+2H2 2O OCu+4HNOCu+4HNO3 3( (浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3) )2 2+NO+NO2 2+2H+2H2 2O O3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O思考思考:如何除去如何除去Al中混有的中混有的C

18、u?Fe+CuSO4=FeSO4+CuCuO 色色, Cu2O 色色, Cu(OH)2 色色 , 它们均它们均 溶于水溶于水.CuSO45H2O为为 色晶体，俗称色晶体，俗称 ，无水无水CuSO4为为 色粉末，遇水变色粉末，遇水变 色，可作色，可作为为 的检验依据。的检验依据。蓝蓝蓝蓝砖红砖红不不蓝蓝蓝矾或胆矾蓝矾或胆矾白白蓝蓝水水思考思考:往往CuSO4溶液中加入溶液中加入Al的现象如何的现象如何?电解法电解法还原法还原法热分解法热分解法例（例（20082008宁夏理综，宁夏理综，2626）某厂的酸性工业废水中含有一定量某厂的酸性工业废水中含有一定量的的FeFe3+3+、CuCu2+2+、A

19、uAu3+3+等离子。有人设计了图中的工艺流程，利等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。并生产一定量的铁红和氧化铜。填写下面空白：填写下面空白： （1 1）图中标号处需加入的相应物质分别是）图中标号处需加入的相应物质分别是 。铁屑铁屑 稀硫酸稀硫酸 稀硝酸稀硝酸 氢氧化钠氢氧化钠 氢氧化钠氢氧化钠（2 2）写出处发生反应的离子方程式）写出处发生反应的离子方程式写出处发生反应的化学方程式写出处发生反应的化学方程式CuCu2+2+Fe=Cu+Fe+Fe=Cu+Fe2+2+，Fe+2