高中化学：铁和铜的性质

铁、铜及其化合物的应用2021/5/91一、铁铜的物理性质

铁：银白色金属，密度7.86g/cm3，熔点1535℃，硬度较小，能够导电、导热；能被磁铁吸引，在一定条件下也可带磁性，是一种磁性物质，纯铁具强抗蚀力

。

请你根据铁铜的用途说说它们的物理性质？2021/5/921、铁在周期表中的位置：性质：易失2e－，还能再失1e－Fe－2e－→Fe2+

，Fe－3e－→Fe3+

[思考]

1．铁与什么物质反应生成Fe2+、Fe3+？2．Fe2+、Fe3+应具有什么性质？3．回忆以前学过的有关铁的化学反应。Fe3＋、Fe2＋哪一更稳定？稳定性：Fe3＋

>Fe2＋二、铁的化学性质2021/5/931）铁与非金属反应点燃△3Fe+2O2Fe3O4

2Fe+3Cl22FeCl3

[讨论]

根据Fe与O2、Cl2、S反应后的生成物中铁元素的化合价，比较这三种非金属单质的氧化性强弱。点燃Fe+S==FeS2、化学性质2021/5/94注：Fe在反应中生成Fe3＋、Fe2＋取决于：Ⅰ．氧化剂的强弱：弱氧化剂：S、H＋、Cu2＋、I2等→Fe2＋强氧化剂：Cl2、Br2、HNO3、H2SO4（浓）→Fe3＋

Ⅱ．反应条件：

如：高温少量（O2）——Fe2＋高温足量（O2）——Fe3＋

2021/5/952）铁与水的反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2[思考]

为何不生成氢氧化物？[讨论]已知Fe3O4能被H2在高温下还原为铁，Fe3O4+4H23Fe+4H2O(g)和Fe与H2O反应是否矛盾？试分析原因。

高温高温2021/5/963）铁与酸的反应Fe+2H+=Fe2++H2↑铁在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化4）铁与盐溶液反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu应遵循什么规律？2021/5/97[思考]

常温敲击氧化膜破坏Fe＋HNO3(浓)分析下列过程并给出相应结论。钝化钝化过的铁不反应Cu生成现象、结论？硫酸铜溶液什么作用？现象、结论？将Fe粉分别投入足量稀硝酸和少量稀硝酸中有何不同？

Fe＋4HNO3(过量)＝Fe(NO3)3＋2H2O＋NO↑3Fe＋8HNO3(少量)＝3Fe(NO3)2＋4H2O＋NO↑

2021/5/98练习：在一定条件下，将等量的铁分别与S蒸汽和Cl2反应，当反应过程中有0.6mol电子发生转移时，被氧化的铁分别为多少克？Cl2：生成Fe3＋：S：生成Fe2＋：2021/5/99三、Fe3+和Fe2+的检验：

[实验]FeCl3中加入KSCN溶液。现象：[原理]Fe3++3SCN－

=Fe(SCN)3

浅黄色无色血红色特点：灵敏，现象鲜明，特征检验方法！[实验]FeCl2中加入KSCN溶液。现象：反应后生成无色物质。结论：可用KSCN溶液检验Fe3+是否存在。

[思考现象并写出方程式]1．FeCl3(KSCN)溶液中加入铁粉2．FeCl2(KSCN)溶液中加入氯水2021/5/910[归纳]Fe3+和Fe2+的检验方法1．Fe3+在溶液中为棕黄色①加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀。②加入KSCN溶液，溶液变成血红色。2．Fe2+在溶液中为浅绿色①加入NaOH溶液，产生白色沉淀，在空气中马上变成灰绿色，最终变为红褐色。②加入KSCN溶液，无明显现象，然后再滴加氯水，溶液变为血红色。2021/5/911小结：铁的化合物与亚铁化合物的相互转变

“铁三角”

①H+、Cu2+、S、I2、Fe3+②还原剂：Zn等③Fe、Cu、SO2、I－④Cl2、Br2、HNO3、

H2O2、KMnO4(H+)⑤Cl2、Br2、HNO3、

H2O2、KMnO4(H+)⑥非水溶液[思考]Fe3+和Zn的反应 ①Zn不足 ②Zn过量2021/5/912[例]要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，进行如下实验操作，最佳顺序为 ①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4 ③加入少量NH4SCN溶液

A．①③B．③②

C．③①D．①②③C2021/5/913[例]

向盛有FeCl3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（）A．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

[例]

除杂：（1）Fe2O3[Fe(OH)3]（2）Fe2O3(Al2O3)（3）FeCl3(FeCl2)（4）FeCl2(FeCl3)（5）FeCl3(FeBr2)（6）Fe(Al)B2021/5/914[写方程式]1．FeCl3溶液中加入铁（铜）粉2．FeCl3溶液中加入KI溶液3．FeCl3溶液中通入SO2气体4．Fe和过量的稀硝酸5．过量的Fe和稀硝酸6．FeO+HNO3(稀)7．FeCl2溶液中加溴水8．FeBr2溶液中加过量氯水2Fe3＋

+Fe=3Fe2＋

2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++4H++SO42-3Fe＋8HNO3(少量)＝3Fe(NO3)2＋4H2O＋2NO↑

Fe＋4HNO3(过量)＝Fe(NO3)3＋2H2O＋NO↑3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+5H2O+NO↑2Fe2++Br2=2Fe3++2Br－2Fe3++2I-=2Fe2++I23Cl2+2Fe2＋+4Br－=6Cl－+2Fe3＋+2Br22021/5/915[例]现有浓度各为1mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液1L，加入一定量铁粉，按下列情况填空。（1）反应完毕，铁粉有剩余。①这时，溶液中一定含有

阳离子，是

mol，一定没有

阳离子。②剩余固体中一定含有

和

，和反应前加入的铁粉质量相比

（增大或减小）

g。Fe2+3.5Fe3+、Cu2+FeCu减小202021/5/916[例]现有浓度各为1mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液1L，加入一定量铁粉，按下列情况填空。（2）反应完毕后，有铜剩余，铁粉无剩余。①反应后的溶液中一定含有

阳离子，该阳离子在溶液中的物质的量范围是

。②溶液中可能含有

阳离子，该阳离子在溶液中的物质的量的可能范围是

。③溶液中一定不含

阳离子。④溶液的质量

（增大或减小）。Fe2+（2.5，3.5]Cu2+[0，1）Fe3+增大2021/5/917[例]现有浓度各为1mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液1L，加入一定量铁粉，按下列情况填空。（3）反应完毕后，无固体沉淀物存在。反应后的溶液中一定含

和

阳离子；它们中物质的量为定值的是

阳离子，为

mol；它们中物质的量为一定数值范围的是

阳离子，该数值范围是

。Fe2+Cu2+

Cu2+1Fe2+（1，2.5]