铜及其化合物的应用

1、课时2 铁、铜及其化合物的应用温州中学 赵彦海学习目标：1、掌握铁、铜的物理化学性质（B）2、了解铁、铜的性质在生活、生产实际中的一般应用（C）设计意图：系统掌握铁、铜的化学性质。重点难点：铁、铜的物理和化学性质互动课堂知识点一 铁、铜及其化合物的应用一、铁、铜的性质（一）铁、铜的物理性质和应用将你知道的填入下表：金属应用物理性质铁铁锅银白色、金属光泽、质软具有良好的导热性Fe失去2e-Fe2+失去3e-Fe3+铜在电气和电子工业中主要用于制造、电线、通讯、电缆具有良好的导电性和导热性（二）铁的结构在化学反应中，铁遇到较弱的氧化剂易失去最外层的2个电子，变成亚铁离子：Fe2e- Fe2+； 铁

2、遇到较强的氧化剂也能失去3个电子，变成铁离子： Fe3e- Fe3+。所以铁常显2和3价。（三）铁、铜的化学性质知识点二1铁的化学性质铁跟非金属的反应a、 在纯氧气中：条件：点燃现象：火星四射、生成黑色固体、放出大量的热 3Fe+2O2Fe3O4b、在空气中：3Fe+2O2Fe3O4 在干燥空气中：不生锈 在水中：不生锈 在潮湿空气中：生锈与某些非金属的反应2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+S FeS氧化性：Cl2 O2 S铁跟酸的反应a、与非氧化性酸反应：Fe+2HClFeCl2+H2 Fe+H2SO4FeSO4+H2b、与强氧化性酸反应：遇冷浓硫酸和浓硝酸会产生钝化现象。但与稀硝酸反应不

3、放氢气。铁与硫酸铜及其盐溶液的反应（湿法炼铜）Fe+CuSO4FeSO4+Cu Fe+2FeCl33FeCl2 Fe+2AgNO32Ag +Fe(NO3)2拓展知识铁高温下与水的反应3Fe+4H2O Fe3 O4+4H2例1：将一定量的铁粉加入含稀HNO3、Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合溶液中，充分反应后过滤，将滤出的固体物质加入稀盐酸中.(1)若有气体放出，则滤液中存在的金属阳离子为 Fe2+ .(2)若无气体放出，则滤液中存在的金属阳离子为一定有Fe2+，可能有Cu2+.分析：本题考查铁的单质及化合物的性质，分析中宜从终态考虑. 据题意(1)剩余物是铁，因此与铁反应的微粒(或物质

4、)均不能存在，溶液中金属阳离子只有Fe2+离子；(2)中剩余物为铜；与铜反应的物质均不存在，溶液中阳离子一定有Fe2+离子(铁都转化为Fe2+离子)，Cu2+离子有可能存在，也可能不存在.例2：在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是 ( C )A.Cu2+B.Fe3+C.Fe2+D.H+分析：解此题要掌握单质铁有还原性能和Cu2+、H+、Fe3+反应.另外，铁能被磁铁吸引是铁（4）在潮湿空气中锈蚀，生成碱式碳酸铜，俗称铜绿2Cu+CO2+H2O+ O2Cu2(OH)2CO3例3：将Cu片放入0.1mol·

5、;L1 FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3+)c(Fe2+)23，则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为 （ D ）A32 B35 C43 D34分析：由题意可假设反应后的溶液中Fe3+、Fe2+的物质的量分别为2mol和3mol，由2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+ 3mol 1.5mol得反应溶液中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为：1.5234例4：氯化铜(CuCl2·2H2O)中含FeCl2杂质.为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下面所示操作步骤进行提纯. 蒸发结晶CuCl2·2H2O(纯) (1)加入氧化剂X的目的

6、是使溶液A中的Fe2+氧化成Fe3+；(2)下列氧化剂中最适合本实验的是 A ；A.H2O2B.KMnO4C.NaClOD.K2Cr2O7(3)物质Y和沉淀Z的化学式分别是Y：CuO或Cu(OH)2 和Z：Fe(OH)3.(已知完全成氢氧化物所需PH值：Fe3+为3.7，Cu2+为6.4，Fe2+为9.6.)分析：本题是对一个实验问题进行理论分析. 解答本题的关键是理解题中提供的一条中学未曾接触的信息的含意.由于Fe2+沉淀为Fe(OH)2的PH值与Cu2+沉淀为Cu(OH)2的PH较大，而与Fe3+沉淀为Fe(OH)3的PH相差较大，所以可以通过先将Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的PH使

7、铁以Fe(OH)3沉淀形式而被除去.为了使加入的氧化剂不带入新的杂质，显然用H2O2最好.出于同样的考虑，加入y调节溶液PH值时，应选用能与H+反应，而溶解度较小的物质如CuO为好，CuO稍多不会带入新杂质也不会使PH值升高太多而使Cu2+沉淀.小结：铁和铜在一定条件下可以与某些非金属、酸和盐溶液等反应，铁、铜在反应中充当还原剂。铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜溶液等）反应转化为+2价铁的化合物，而与氧化性较强的氧化剂（如氯气等）反应转化为+3价铁的化合物。铜在反应中一般转化为+2价铜的化合物；铜与氧化性较弱的氧化剂（如硫等）反应转化为+1价铁的化合物，而与氧化性较强的氧化剂（如氯气等）

8、反应转化为+2价铁的化合物。Fe Fe2+Fe Fe3+知识点四 二铁、铜化合物的应用了解知识（一）铁在生命中的作用铁主要在十二指肠里被吸收，肠粘膜细胞可以贮存一定限度的铁，如果食入的铁盐过多肠粘膜细胞就拒绝吸收；铁的吸收与铁的存在形式有关，简单的铁盐，吸收就差，如果铁的配合物，吸收就大的多。当铁从胃进入血液中，二价铁盐都会被氧化成三价铁而与铁传递蛋白结合，这种蛋白质的功能是运送铁，而不是吸收铁。有一种先天性缺乏铁传递蛋白，它们虽然也能吸收铁，但是没有东西运送铁，最后还是出现贫血症。（二）铜在人体中的作用 中国人的头发为什么是黑色的，皮肤为什么是黄色的？这都是一种叫做黑色素的“染料”染成的。酪

9、氨酸被氧化后生成黑色素，但是这个过程很慢。人体内专门有一种酶，叫酪氨酸，它能对酪氨酸被氧化成黑色素的反应起催化作用，而酪氨酸的分子中恰恰又含有一个一价的铜离子。习题提高知识：例5：把等物质的量的Cu、Fe和Zn粉投入一定量的FeCl3溶液中，充分反应后：（1）若取出部分溶液，加入几滴KSCN溶液，显红色，那么溶液中存在的离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cl ，金属粉末有无剩余？无剩余 。（2）若溶液显蓝色，加入KSCN不显红色（Fe3+SCN-遇显红色），那么溶液中存在的离子有Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cl ，可能存在的金属粉末物质是Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cl，Cu

10、。（3）若加入铁粉的质量反应前后没有改变，那么溶液中存在的离子有Zn2+、Fe2+、Cl，各种离子的物质的量之比是126。（4）若加入的金属还有Zn粉剩余，那么溶液中存在的离子有Zn2+、Cl，粉末的质量在反应前后有何变化减少（增大或减少）。分析：金属的还原性：Zn>Fe>Cu，与FeCl3溶液反应的先后顺序为：Zn+2Fe3+Zn2+2Fe2+，2Fe3+Fe3Fe2+，2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+ 。若Zn粉过量，Fe、Cu不能参加反应，且过量的Zn会将溶液中Fe2+还原成Fe单质，Zn+Fe2+Zn2+Fe，仅发生反应和。（1）反应后溶液加KSCN显红色，说明FeCl3没

11、反应完，金属全部参加反应，无剩余。发生的反应有、和，溶液中存在的离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+和Cl。（2）反应后溶液呈蓝色，加入KSCN不显红色，说明Fe3+全部参加反应，Zn、Fe反应完全，Cu全部或部分参加反应。溶液中存在的离子有Cu2+、Fe2+、Zn2+和Cl。可能存在的金属粉末是Cu 。（3）若加入铁粉的质量在反应前后没有变化，说明Fe粉没参加反应，也没有发生Zn粉置换出Fe的反应，即Zn恰好与Fe3+反应完全Zn + 2FeCl3 ZnCl2 + 2FeCl21mol 1mol 2mol所以溶液中n(Zn2+)n(Fe2+)n(Cl)126 。（4）若加入的金属中还

12、有Zn粉剩余，仅发生反应和，Fe、Cu均没参加反应。溶液中存在的离子有Zn2+和Cl，虽过量的Zn将溶液中的Fe2+（来自于Fe3+被Zn还原）还原，由Zn+Fe2+Zn2+Fe知：溶解65g Zn，析出56g Fe，且反应消耗了Zn，所以金属粉末质量在反应前后减少。板书课时二 铁、铜及其化合物的应用一、铁、铜的性质（一）铁、铜的物理性质和应用（二）铁的结构（三）铁、铜的化学性质1铁的化学性质铁跟非金属的反应铁跟酸的反应铁与硫酸铜及其盐溶液的反应铁高温下与水的反应二铁、铜化合物的应用（一）铁在生命中的作用（二）铜在人体中的作课时2 铁、铜及其化合物的应用（课时作业）一 选择题（每小题有12个选

13、项符合题意）1两种物质组成的混合物50g与C12完全反应，消耗C12共71g。则此混合物的可能组成为 （ C ） ANa和Al BFe和Mg CMg和Cu DMg和A12将84克Fe粉和32克硫粉均匀混合隔绝空气加热至红热，冷却后加入足量盐酸，在标准状况下收集到的气体体积是 （ C ）3下列关于铁的叙述中正确的是 （ D ）A纯净的铁单质的颜色为黑褐色 B铁是地壳中含量最多的金属元素C铁制容器在常温下不能存放浓硫酸 D铁位于元素周期表中第族4向混有Fe2O3的铁屑中加入足量的稀硫酸直到固体物质完全溶解，如果得到的溶液中不含Fe3+，且产生的Fe2+与H2的物质的量之比为3 ：l，则原混合物中F

14、e2O3与Fe的物质的量之比为 （ B ）A1：1 B2：5 C4：1 D3 ：l5制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为：2FeCl3+Cu = 2FeCl2+CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是 （ B ）A烧杯中有铜无铁 B烧杯中有铁无铜 C烧杯中铁、铜都有 D烧杯中铁、铜都无6有一铁的氧化物样品，用5 mol·L-1盐酸140 mL恰好完全溶解，所得溶液吸收标准状况下056 L C12，可使溶液中的亚铁离子全部转化为三价铁离子。该样品可能的化学式是 （ D ）AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5

15、O77下列化合物中不能通过化合反应直接制得的是 （ D ）ANa2O2 BCaSiO3 CAl2S3 DFeCl28将少量铁粉加入含有过量AgNO3和过量Cu(NO3)2的混合溶液中，反应的结果（ B ）A只能置换出Cu来 B只能析出Ag来C先析出Cu，再由Cu置换出Ag D先置换出Ag，后置换出Cu9下列实验中，能得到纯净Fe2O3的是 （ B ）A铁粉在氧气中燃烧 B加热氢氧化铁C在空气中加热氧化亚铁 D加热氢氧化亚铁10下列反应中能置换出铁的是 （ C ）ACu+FeCl2(溶液) BNa+FeSO4(溶液)CAl+Fe3O4(高温) DMg+Fe(OH)211 能与铁反应的微粒是 （

16、AD ）AH+ BOH - CMg2+ DFe3+12.下列哪两种物质组合，不生成气体 （ CD ）A钠和MgSO4溶液B铝和NaOH溶液C铁和CuSO4溶液 D铁和Fe2(SO4)3溶液13由两种金属组成的混合物10g，投入足量的稀硫酸中，反应完全后产生气体11.2L(标况)此混合物可能是（ AC ）AMg和Al BMg和Fe CAl和Fe DZn和Mg14下列化合物中，不能通过单质直接化合生成的是 ( B )A.FeSB.FeCl2C.FeCl3D.Na2O2二填充题15现有浓度各为1mol·L1的FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液100mL加入一定量的铁粉，按下列情况

17、填空（1）反应完毕，铁粉有剩余反应完毕，溶液中一定含有Fe2+ 阳离子，是0.35mol；一定没有Fe3+和Cu2+阳离子。固体物质烘干后，其中一定含有Cu和Fe，和反应前加入的铁粉质量相比少 （填多或少）2.0g 。（2）反应完毕，有铜生成，铁粉无剩余反应后的溶液中一定含有Fe2+阳离子，该阳离子在溶液中的物质的量的范围是0.25 mol < n(Fe2+)0.35mol。溶液中可能含有Cu2+ 阳离子，该阳离子在溶液中的物质的量的可能存在范围是0<n(Cu2+)<0.1mol。溶液中一定不含Fe3+ 阳离子。溶液的质量增加（填增加或减少）。（3）反应完毕后，无固体沉淀物存

18、在，反应溶液中一定含Fe2+和Cu2+ 阳离子，它们中物质的量为定值的是Cu2+ 阳离子，为0.1mol；它们中的物质的量为一数值范围的是Fe2+阳离子，该数值范围是0.1mol<n(Fe2+)0.25mol。三实验题（或推断题等）AB浅黄色滤液C不溶解无现象红色16某物质A的水溶液有如下性质：根据上述现象分析可得出（填化学式）（1）AFeBr2，B AgBr，C Fe(NO3)3；（2）通入Cl2变红的离子方程式2Fe2+ + Cl22Fe2+2Cl-，Fe2+3SCN-Fe(SCN)3。 四计算题17将6g的铁粉加入200mlFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液, 充分反应得到200mL 0.5 mol/LFeSO4溶液和5.2g固体沉淀物计算 （1）反应后生成铜的质量（2）原Fe2(SO4)3溶液的物质的