高中化學第一輪復習鐵

鐵、銅及其化合物

1.掌握鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物等的性質(zhì)。2.理解“鐵三角”，掌握變價金屬元素的氧化還原性。掌握鐵離子和亞鐵離子的檢驗方法。3.了解銅及其重要化合物的性質(zhì)。學習目標:鐵

原子結(jié)構示意圖

在周期表中位置

第四周期第VIII族，屬過渡元素

存在

游離態(tài)：少量存在于隕石中化合態(tài)：赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦等單質(zhì)

物理性質(zhì)

化學性質(zhì)

銀白色，ρ=7.86g·cm-3，熔點1535℃

純鐵抗蝕能力較強，能被磁鐵吸引和磁化

與非金屬：

Cl2O2、S、I2與酸：非氧化性酸、強氧化性酸（鈍化）

與鹽：與水：

1.鐵的原子結(jié)構、存在、性質(zhì)3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2高溫主要化合價：1S22S22P63S23P63d64S2+2、+3電子排布式：軌道表示式：3.鐵的化學性質(zhì)Fe–2e=Fe2+

Fe–3e=Fe3+Fe表現(xiàn)還原性Fe3+比Fe2+穩(wěn)定(1)鐵與強氧化劑反應2Fe+3Cl2==2FeCl3點燃Fe+4HNO3(稀）==Fe(NO3)3+NO↑+2H2Oa.鐵與氯氣、硝酸、濃硫酸等強氧化劑反應可顯+3價b.常溫下，鐵遇濃硫酸和濃硝酸鈍化。+3+3(2)鐵與弱氧化劑反應Fe+2H+=Fe2++H2↑（稀HCl或稀H2SO4)+2Fe+Cu2+=Cu＋Fe2+

（與鹽的反應）+2Fe+2Fe3+=3Fe2++2(Fe3+的氧化性)a.鐵與H+、Cu2+、Fe3+等弱氧化劑反應可顯+2價Fe+4HNO3(?。?=Fe(NO3)3+NO↑+2H2Ob.Fe與過量HNO3→Fe3+Fe與少量HNO3→Fe2+與水的反應3Fe+4H2O(氣)Fe3O4+4H2↑高溫對比2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H2↑分析

Fe反應后形成的產(chǎn)物呈何價態(tài)，一般由下列因素來決定思考：Fe為什么可表現(xiàn)為＋2或＋3價？由哪些因素決定其價態(tài)？(1)氧化劑的氧化性強弱.強氧化劑

Fe3＋Fe2＋FeS、I2、H＋、Cu2＋、Fe3＋等弱氧化劑

H2O(g)、O2Fe2＋Fe3＋Cl2、Br2、熱濃H2SO4、HNO3等注意:鋼鐵發(fā)生電化腐蝕時，F(xiàn)e參與電極反應的產(chǎn)物為Fe2＋，后與OH－反應生成Fe(OH)2；因其不穩(wěn)定，又轉(zhuǎn)變成Fe(OH)3失去部分水變成Fe2O3·nH2O.(2)反應條件或反應物之間的量

Fe＋HNO3(濃)鈍化

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

常溫要注意Fe2+是Fe3+和過量的Fe反應的產(chǎn)物。[例1]下列關于鐵的敘述錯誤的是 （）A、純凈的鐵是光亮的銀白色的金屬B、鐵能被磁體吸引，在磁場作用下，鐵自身也能產(chǎn)生磁性C、鐵是地殼中含量最多的金屬元素，所以分布在地殼中的鐵有游離態(tài)也有化合態(tài)D、純鐵的抗蝕能力相當強，鐵在干燥的空氣中不易被氧化CA的單質(zhì)化合物乙化合物丙化合物甲B的單質(zhì)B的單質(zhì)②化合物甲①C的單質(zhì)④C的單質(zhì)③【例2】A、B、C是中學化學中常見的三種元素。A和B的單質(zhì)在常溫、常壓下為氣態(tài)，C單質(zhì)為固態(tài)。甲乙丙為三種常見的化合物，它們各由兩種元素組成。這些化合物和單質(zhì)間存在如下圖所示的關系式（其中反應①③④是在溶液中進行的）。（1）①②③④的反應中屬于化合反應的是________。（2）寫出下列單質(zhì)和化合物的化學式：

B______;甲________;乙_______。①②③

H2

FeCl2

FeCl3Cl2H2HClFeFeCl2H2FeCl2FeCl3銅

原子結(jié)構示意圖

在周期表中位置

第四周期第IB族，屬過渡元素

存在

游離態(tài)：化合態(tài)：黃銅礦、孔雀石等單質(zhì)

物理性質(zhì)

化學性質(zhì)

紫紅色，ρ=8.92g·cm-3，熔點1083℃

不能被磁鐵吸引和磁化

與非金屬：

Cl2O2(銅綠)、S與酸：非氧化性酸（通氧氣）、強氧化性酸

與鹽：主要化合價：1S22S22P63S23P63d104S1+1、+2電子排布式：軌道表示式：FeCl3(制印刷電路板）2.銅的原子結(jié)構、存在、性質(zhì)3.鐵的化合物化學式FeOFe3O4Fe2O3化學名氧化亞鐵四氧化三鐵三氧化二鐵俗名

色態(tài)溶解性化合價與H+反應鋁熱反應通式：2yAl+3FexOy高溫yAl2O3+3xFe（1）鐵的氧化物

磁性氧化鐵鐵紅黑色粉末黑色晶體紅棕色粉末難溶于水難溶于水難溶于水+2+2、+3+3FeO+2H+=Fe2++H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O（2）鐵的氫氧化物化學名氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學式Fe(OH)2Fe(OH)3物理性質(zhì)化學性質(zhì)Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O制法Fe2++2OH—=Fe(OH)2↓Fe3++3OH—=Fe(OH)3↓加熱白色固體，不溶于水紅褐色固體，不溶于水[例3]下圖表示某種鹽的制備步驟：已知：水合鹽B含有45.3%的水；無水鹽C焙燒分解，放出兩種無色刺激性氣體E和F，并生成紅棕色固體D。請寫出物質(zhì)的化學式或名稱：A

，B

，C

，D

，E

，F(xiàn)

。FeFeSO4·7H2OFeSO4Fe2O3SO2SO3或（E.SO3F.SO2）[例4]某元素的一種同位素R具有微弱的放射性，其原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多40，其單質(zhì)晶體在一定條件下密度為6.78ｇ·ｃｍ－３，Ｘ射線研究該晶體發(fā)現(xiàn)在邊長為1．00×10－７ｃｍ的立方體中含有20個R原子。R在化學反應中常表現(xiàn)為＋2價和＋4價，溶液中Ｒ２＋穩(wěn)定。氧化物R3O4與Fe3O4有相似之處。請回答：（1）R原子的摩爾質(zhì)量為___________。

（2）此元素位于周期表第_________周期_______族。

（3）已知Fe3O4可寫成氧化物的形式和鹽的形式：FeO·Fe2O3和Fe(FeO2)2。則R3O4用氧化物的形成可表示為

，用鹽的形式可表示為

。

（4）R3O4可與濃鹽酸反應且有氣體放出。寫出R3O4與濃鹽酸反應的化學方程式：

。六204

g·mol－１ⅣＡ2PbO·PbO2Pb2PbO4Pb3O4＋8HCl（濃）＝3PbCl2＋Cl2↑＋4H2O

[例5]下圖中，當容器A中的反應開始后，若分別進行下列操作，請回答有關問題：

（1）若彈簧夾C打開，B容器中有什么現(xiàn)象？（2）若彈簧夾C一直關閉，容器A中的反應還在進行時，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？

寫出B容器中有關化學方程式：

（3）若先打開彈簧夾C一段時間，容器A中的反應還在進行時，再關閉彈簧夾C一會兒，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？

容器B中的導管口有氣泡冒出開始時容器B中的導管口有氣泡冒出，彈簧夾關閉后容器A中溶液進入容器B，有白色沉淀生成。

容器A中溶液進入容器B有白色沉淀生成，沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。2NaOH+FeSO4==Fe(OH)2↓+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3反應①飽和食鹽水ABCDEFGIHC沉淀J電解++加入D加入D加入B【例6】下圖中的每一個方格表示有關一種反應物或生成物，其中飽和食鹽水和F為起始反應物。

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?）物質(zhì)B是______，F(xiàn)是_______，J是_______。（2）反應①的離子方程式是

。Cl2FeFe(OH)3Cl2+2OH－=ClO－+Cl－+H2O對Fe2++NaClO→Fe(OH)3的變化的理解是很重要的。

NaOHCl2H24.銅的化合物（1）溶液中的Cu2+常為藍色（濃CuCl2為綠色，稀CuCl2為藍色），可作為Cu2+的判斷依據(jù)。（2）Cu2+與堿生成藍色沉淀Cu(OH)2，沉淀溶于氨水形成深藍色溶液。Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu（NH3）4](OH)2+4H2O（3）無水CuSO4遇水變藍色，可用于檢驗水。（4）Cu2O是一種紅色粉末，在非氧化性酸溶液中發(fā)生歧化反應。Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O（5）CuO、CuS、Cu2S均為黑色粉末，難溶于水。其中Cu2S、CuS難溶于非氧化性酸。5．Fe、Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化關系－“鐵三角”

Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化——“鐵三角”關系FeFe3＋Fe2+S、I2、H+、Cu2+、Ag+Cl2、Br2、O2、濃H2SO4、HNO3Fe2O3：C、CO、H2、AlFe3+：Al、Z等還原FeO：C、CO、H2、Al

Fe2+：Al、Fe等還原Cl2、Br2、O2、濃H2SO4、HNO3酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等Fe、Cu、I－S2-等寫出下述轉(zhuǎn)化離子方程式：Fe2++HNO3（稀）——

Fe2++HNO3（濃）——Fe2++MnO4—+H+——

Fe2++H2O2+H+——Fe3++S2－——

Fe3++H2S——Fe3++Fe——

Fe3++Cu——總結(jié)：Fe2+

和Fe3+的比較n(Fe)

c(H+)0aabbccddV(氣體標準狀況）【例7】鐵在熱的稀HNO3中反應，其主要還原產(chǎn)物為N2O，而在冷的HNO3中反應，其主要還原產(chǎn)物為NO，當溶液更稀時，其主要產(chǎn)物為NH4+。請分析下圖，回答有關問題。（1）假設在任一氣體產(chǎn)生的曲線段內(nèi)只有一種還原產(chǎn)物，試配平由b到c點時反應的化學方程式：

Fe+

HNO3——

Fe(NO3)3+

+

H2O（2）判斷從O點到a點時的還原產(chǎn)物，應為

。8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O

NOn(Fe)

c(H+)0aabbccddV(氣體標準狀況）【例7】鐵在熱的稀HNO3中反應，其主要還原產(chǎn)物為N2O，而在冷的HNO3中反應，其主要還原產(chǎn)物為NO，當溶液更稀時，其主要產(chǎn)物為NH4+。請分析下圖，回答有關問題。（3）a點到b點時產(chǎn)生還原產(chǎn)

，其原因是

。（4）已知到達d點時反應完全結(jié)束，此時溶液中的主要陽離子為

。分析投入金屬鐵的物質(zhì)的量之比nc(Fe):nd(Fe)=

。N2O

反應為放熱反應，當溫度升高后，則生成N2OFe2+、NH4+2:3

【例8】現(xiàn)有Fe、Cu組成的合金，其中Cu、Fe的總物質(zhì)的量為amol，Cu的物質(zhì)的量分數(shù)為x；研成粉末后，全部投入含b

molHNO３的稀溶液中，微熱使其充分反應，且硝酸的還原產(chǎn)物只有NO，試回答下列問題：(1)若剩余的殘渣只有Cu，則溶液中含有的金屬離子為________________________。(寫出所有可能情況)Fe２＋Fe２＋

Cu２+或【例8】現(xiàn)有Fe、Cu組成的合金，其中Cu、Fe的總物質(zhì)的量為amol，Cu的物質(zhì)的量分數(shù)為x；研成粉末后，全部投入含b

molHNO３的稀溶液中，微熱使其充分反應，且硝酸的還原產(chǎn)物只有NO，試回答下列問題：(2)當溶液中金屬離子只有Fe2+、Cu2+時，則b的取值范圍是(用a、x表示)______________。3Cu+8HNO３=3Cu(NO３)２+2NO↑+4H２Ｏax3Fe+8HNO３=3Fe(NO３)２+2NO↑+4H２Ｏ故總耗HNO３量n(HNO３)=+=所以＜b≤a(1-x)【例8】現(xiàn)有Fe、Cu組成的合金，其中Cu、Fe的總物質(zhì)的量為amol，Cu的物質(zhì)的量分數(shù)為x；研成粉末后，全部投入含b

molHNO３的稀溶液中，微熱使其充分