[第二单元上课时间]第二单元 铁、铜的获取及应用

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第二单元  铁、铜的获取及应用

单元小结

一、铁

1.铁的性质

（1）物理性质：铁是一种可以被磁铁吸引的银白色金属，纯铁的熔点较高（1535℃），防腐能力强。密度7.83g/cm3，是电和热的良导体。但是通常炼制的铁中含有碳等杂质，使铁的熔点降低，防腐能力大大下降。

（2）化学性质：铁是活泼的金属，在自然界中只有化合态形式，如磁铁矿（fe3o4），赤铁矿(fe2o3)等。

①     与非金属单质反应：3fe + 2o2  fe3o4(fe2o3·feo),

2fe + 3cl2 2fecl3,  2fe + 3br2 2febr3,

fe + i2 fei2 , fe + s  fes

②高温与水蒸气反应：3fe + 4h2o(g) fe3o4 + 4h2↑。

③与酸反应：强氧化性酸：常温下浓硫酸和浓硝酸使铁钝化。

非强氧化性酸：铁与酸反应有氢气放出。

④与某些盐溶液反应：如fe + cuso4 == cu + feso4 ,  fe +2 fecl3 == 3fecl2等。

2、铁的氧化物

feo

fe2o3

fe3o4（fe2o3·feo）

铁元素的价态

＋2

＋3

＋2、＋3

俗称

铁红

磁性氧化铁

色态

黑色粉末

红棕色粉末

黑色晶体

类别

碱性氧化物

碱性氧化物

复杂氧化物

水溶性

难溶

难溶

难溶

稳定性

不稳定

稳定

稳定

主要化学性质

有一定的还原性易被氧化为三价铁的化合物

与酸反应生成三价铁盐

化合物中＋2的铁有还原性，易被氧化。

3、铁的氢氧化物

fe(oh)2

fe(oh)3

主要性质

白色难溶于水的沉淀，不稳定，易被氧化成氢氧化铁，颜色变化为：白色－灰绿色－红褐色。反应式：4fe(oh)2 + o2 + 2h2o == 4fe(oh)3。因此在制备时常采取措施：除溶液中的氧；加有机溶剂封住液面；胶头滴管要伸入到溶液中。

红褐色难溶于水的沉淀，受热易分解。2fe(oh)3  fe2o3 + 3h2o ,能溶于强酸溶液，生成相应的盐。

4、fe2+、fe3+的检验：

离子

fe2+

fe3+

常见方法

①直接观察溶液是浅绿色；

②滴加氢氧化钠溶液，出现沉淀的颜色变化是：白色－灰绿色－红褐色；

③滴加kscn溶液，无明显变化，再加氯水，溶液变血红色。

①直接观察溶液是黄色；

②滴加氢氧化钠溶液，出现红褐色沉淀；

③滴加kscn溶液，有血红色溶液出现。 5、fe、fe2＋、fe3＋的相互转化 （一）“铁三角”关系

（二）具体方程式：

　6、铁的冶炼

原料：铁矿石（提供铁元素）、焦炭（提供热量和还原剂）、空气（提供氧气）、石灰石（除去铁矿石中的二氧化硅杂质）。

设备：高炉。

主要反应：c + o2 co2 , c + co2  2co （这两个反应是制造还原剂并提供热量）,

3co + fe2o3  2fe ＋ 3co2 ,

caco3  cao + co2↑ ,

cao + sio2  casio3.

从高炉中出来的铁含有2－4.5％的c和其他杂质，性能差，需进一步的炼制得到性能较好的钢。高炉的尾气常含有co有毒气体，常采取净化后循环使用的方法。

7、钢铁的腐蚀及防腐

（1）钢铁的腐蚀有化学腐蚀和电化腐蚀。

化学腐蚀：是指钢铁等金属遇周围的物质接触直接发生化学反应而引起的腐蚀。如铁与氯气的反应腐蚀。

电化腐蚀：是指钢铁在表面有电解质的环境下，铁失去电子，钢铁内的碳周围的氧气和水或氢离子得到电子而引起的腐蚀。如是氧气和水得到电子的腐蚀称吸氧腐蚀；而氢离子得电子的腐蚀称析氢腐蚀。我们在生活中常见到得铁锈就是钢铁得吸氧腐蚀得结果。吸氧腐蚀是钢铁电化腐蚀的主要形式。 12

（2）防腐措施：

①在钢铁表面覆盖保护层；

②在钢铁中加入一定量得铬、镍元素，改变钢铁内部结构；

③在钢铁表面镶嵌比铁活泼得金属如锌；在腐蚀时，锌先失去电子；

④将需要保护得钢铁接在不断有电子输出得电源得负极，使铁不可能失去电子。

二、铜

1、铜的性质

（1）物理性质

铜是紫红色的金属，是电和热的良导体，广泛用作导线，密度8.9g/cm3。

（2）化学性质

铜是较不活泼的金属，自然界中有少量的单质铜存在，大部分是化合态如黄铜矿（cufes2）,孔雀石（cuco3·cu(oh)2）等。

铜在一定条件下可发生如下反应：

①与非金属单质反应：2cu + o2  2cuo（黑色）,cu + cl2  cucl2（棕黄色的烟）

2cu + s  cu2s(黑色)

②与某些盐溶液反应：cu + 2fecl3 == 2fecl2 + cucl2 ,cu + 2agno3 == ag + cu(no3)2。

2、铜的冶炼 工业上是高温冶炼黄铜矿得到粗铜，然后用电解方法精练得到纯度很高的精铜，电解中将粗铜连在电源的正极，精铜连在电源的负极，用可溶性的铜盐做电解液。这样通电一段时间后，粗铜上的铜就不断溶下，在精铜表面析出。12

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