铁和铜及其化合物知识点★
铁及其化合物知识点
位置:第四周期,第Ⅷ 族 二.化学性质:1. 与非金属反应 1)Fe+S(I 2)
FeS(FeI 2) 2)4Fe+3O2
3+
+
2Fe3O 4 3)2Fe+3Cl2(Br2)
2FeCl3
弱氧化剂 Fe 、H 、I 2、S 、铁后的金属阳离子(置换)…
2+
Fe
3+Fe
2. 与水反应 3Fe + 4H2O(g)
Fe3O 4 + 4 H2 ↑(置换) 注意:铁在常温下不会和水发生反应,
但在水和空气中O 2和CO 2的共同作用下,铁却很容易被腐蚀(生锈/电化学腐蚀)
+2+
3 与酸反应 1)与非氧化性酸反应 Fe +2H== Fe + H2 2) 与氧化性酸反应
a )常温下,铁在冷浓硫酸,浓硝酸中发生钝化 b )与浓硫酸反应:2Fe +6 H2SO 4(浓)
Fe 2(SO4) 3 +3SO2 +6 H2O
+
-
3+
c) 与稀硝酸反应:①当Fe 少量时,离子方程式为:Fe + 4H+ NO3== Fe+NO↑+2H2O
②当Fe 过量时,,离子方程式为:3Fe+8H+2NO3== 3Fe+2NO↑+4H 2O 4. 与盐溶液反应 2Fe + Cu = 2Fe+ Cu
3+ 2+
Fe + 2Fe= 3 Fe
2+ 2+
Fe + Cu= Fe+ Cu
3+
2+
2+
+
-
2+
2、铁的氢氧化物 (1)Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2易被氧化,在制备时应注意:⑴ FeSO 4晶体中不能有 Fe;⑵配制后的FeSO 4溶液中要加入少量铁粉;⑶配制溶液的蒸馏水以及所用NaOH 溶液均须煮沸以除去其中溶解的氧气;
实验:FeSO4溶液中加NaOH.
③为了防止滴加NaOH 时带入空气, 可将吸收NaOH 的长滴管伸入FeSO 4溶液液面下, 再挤出NaOH 溶液.
2+
④为了防止Fe 被氧化, 还可以向盛有FeSO 4溶液的试管中加入少量煤油或其它密度比水小但不溶于水的有机物以隔绝空气.
2+ -化学方程式: FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓+Na2SO 4 Fe+ 2OH= Fe(OH)2↓(白色)
(2)Fe(OH)3的制备 实验:FeCl3溶液中加NaOH 溶液.
3+ -②化学方程式:FeCl 3+3NaOH= Fe(OH)3↓+3NaCl Fe+ 3OH= Fe(OH)3↓(红褐色)
③热稳性:
Fe(OH)3对热不稳定, 受热能失去水生成红棕色的Fe 2O 3粉末. 化学方程式: 2Fe(OH)3 Fe2O 3 +3H2O
[小结]难溶性或微溶性的碱受热不稳定,容易分解。生成相应的氧化物和水 (3)Fe (OH ) 3胶体的制备
向加热沸腾的蒸馏水中加入FeCI 3溶液,待出现红褐色时,停止加热,便可得到 Fe(OH)3胶体。制备时要注意:⑴不可长时间加热,因为加热会使胶体凝聚;⑵不能用自来水,因为自来水中的电解质也可使胶体凝聚。
3+
五.铁盐和亚铁盐
☆Fe 3+盐的水解
Fe 为典型的弱碱阳离子,通常情况下,在水溶液中只有少部分发生水解。但在一定条件(如加热,遇AlO 2-、CO 32-、CIO -等)下,水解程度会增大,甚至会发生彻底的双水解。 ⑴Fe 3+ +3AlO2-+6H2O == Fe(OH)3↓+3AI(OH)3↓ ⑵2Fe +3CO3+3H2O == 2Fe(OH)3↓+3CO2↑ ⑶Fe +3ClO+3H2O == Fe(OH)3↓+3HCIO
3+
-
3+
2-
3+
Fe 、Fe 的检验:
★Fe 的检验: 1. Fe 盐溶液中滴加KSCN 溶液。{现象是溶液变红色}
3+ -反应方程式:FeCl 3+3KSCN= Fe(SCN)3+3KCl 【Fe +3SCN= Fe(SCN)3(红色)】
3+
3+
3+2+
2.向Fe 3+盐溶液中滴加NaOH 溶液。{现象是产生红褐色沉淀}
【Fe 3++ 3OH -= Fe(OH)3↓(红褐色)】 3. 向Fe 盐溶液中滴加苯酚溶液。{现象是溶液变为紫色}【则证明溶液中含有Fe 。】
3+
3+
★Fe 的检验: ①向Fe 盐溶液中滴加KSCN 溶液,再滴加氯水(硝酸、H 2O 2等)。
{先无现象,加氯水后溶液呈红色}【2FeCl FeCl 3+3KSCN= Fe(SCN)3+3KCl】 ②向Fe 盐溶液中滴加NaOH 溶液。{产生白色沉淀迅速转变为灰绿色,最后变成红褐色沉淀} 【FeCl 2+2NaOH= Fe(OH)2↓+2NaCl 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色)】 Fe 3+的氧化性、Fe 2+的还原性 ①Fe 的氧化性:
Ⅰ. 向FeCl 3溶液中加入铁粉, Ⅱ. Fe 还可以与Cu 、HI 、H 2S 等反应
{溶液由棕黄色变为浅绿色} 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2【2Fe + Cu = 2Fe+ Cu】 化学反程式2FeCl 3+Fe=2FeCl2 2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+ I2【2Fe + 2I =2Fe + I2】 2Fe (棕黄色)+Fe=3Fe(浅绿色) 2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓【2Fe + H2S =2Fe+2H+ S↓】
3+
2+
3+
2+
+
3+
- 2+
3+
2+
2+
3+
3+
2+
2+2+
②Fe 2+的还原性:Fe 2+在较强的氧化剂的作用下会被氧化为Fe 3+
Ⅰ. 向FeCl 2溶液中通入氯气 Ⅱ. 除杂: FeCl3(FeCl2) 滴加氯水 {溶液由浅绿色变为棕黄色} FeCl 2 (FeCl3) 加入铁粉 2FeCl 2+Cl2=2FeCl3 【2Fe 2++Cl2= 2Fe3++2Cl-】
亚铁盐、铁盐溶液的保存
⑴ FeCI 2、FeSO 4 等亚铁盐溶液保存时,要加入少量铁屑(防止 Fe被氧化)和滴入少量相应的酸溶液 ( 抑制 Fe水解) 。另外要注意,保存 Fe(NO3) 2 溶液时,只要加铁屑防止氧化即可,不能加HNO 3来防止水解。
⑵ FeCl3、Fe 2(SO4) 3 等铁盐溶液保存时,要加少量相应的酸溶液(抑制Fe 水解)。
3+
2+
2+
钢铁的腐蚀
钢铁在潮湿的空气中发生电化腐蚀时,负极为铁,正极为碳,电解质溶液为溶有O 2或 CO2 等气体的水膜。当
水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀,负极反应为 Fe-2e==Fe,正极反应为 2H2O +O2+4e==4OH;当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀,负极反应为Fe-2e ==Fe,正极反应为 2H +2e==2H2↑。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。
-
2+
+
-
-2+--
铁锈的形成:F e +2OH== Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+2H2O+O2==4Fe(OH)3↓,红褐色的Fe(OH)3失去部
2+-
分水便得到铁锈 (Fe2O 3·nH 2O) 。也可表示成4Fe+3O2+nH2O == 2Fe2O 3·nH 2O 。
一. 铜:
1)物理性质:颜色:红色(紫红色) 导电性:热和电的良导体(仅次于Ag) 位置:第四周期 第IB 族 2). 化学性质:价态:+1(不稳定) +2(稳定) 1. 与某些非金属单质反应:
2Cu + O2 == 2CuO 2Cu + S == Cu2S Cu + Cl2 == CuCl2
2、与酸反应:(非氧化性酸不反应,如HCl, 稀H 2SO 4) Cu + 2H2SO 4(浓)
CuSO 4+SO2↑+2H2O
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3) 2 + 2 NO2 ↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3) 2 + 2 NO ↑ + 4H2O
3、与某些盐反应:☆Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3) 2 + 2 Ag ☆2FeCl 3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2 4、其他的反应:【潮湿的空气中】 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO 3 铜锈(铜绿) 二 铜的氧化物: CuO(黑色) Cu2O(红色)
(1). 与酸反应: CuO + H2SO 4 = CuSO4 + H2O Cu2O + H2SO 4 = CuSO4 + Cu + H2O (2). 与还原性物质(如H 2、CO 、C 等)反应:CuO + C(CO、 H2) = Cu + CO(CO2、H 2O) 三. 铜的氢氧化物及其反应 Cu(OH)2: 蓝色物质,不溶性弱碱, (1). 与酸反应 Cu(OH)2 + H2SO 4 = CuSO4 + 2H2O (2). 受热分解(是难溶碱的共性) Cu(OH)2 四. 铜盐及其反应
(1). 碱式碳酸铜(铜绿)受热分解
(2). 蓝色的 CuSO4溶液中通入H 2S 气体,产生黑色沉淀。
CuO + H2O
(3) 无水 CuSO4 (白色粉末)加入少量水中,得蓝色溶液。利用它的这一特性可检验无水酒精中是否含有水。
2+2+
⑷Cu 与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2],加入过量氨水,沉淀又溶解,这是坚定Cu 的方法之一 ●铜的冶炼大致可分为:
①.富集,将硫化物矿进行浮选;
②.焙烧,主要反应为:2CuFeS 2+4O2==Cu2S+3SO2 +2 FeO(炉渣);
③.制粗铜,在1200℃发生的主要反应为 2Cu2S+3O2 ==2Cu2O+2SO2 2Cu2O+ Cu2S==6 Cu+SO2↑; ④.电解精炼铜。电解时,以CuSO 4做电解液,粗铜为阳极,纯铜为阴极。