考点19铁、铜的获取及应用一、铁的存在和性质1.铁的存在铁在自然界中主要以化合态的形式存在,陨铁以游离态的形式存在。常见的铁矿:磁铁矿[主要成分为Fe3O4(填化学式,下同)],赤铁矿(主要成分为Fe2O3),黄铁矿(主要成分为FeS2)。2.铁的物理性质纯铁具有金属的共性,如具有银白色金属光泽和良好的延展性,是电和热的良导体,具有能被磁铁吸引的特性,纯铁有很强的抗腐蚀能力。3.铁的化学性质铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。(1)与非金属单质的反应:①与O2的反应:常温下:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分为Fe2O3。点燃时:3Fe+2O2=====Fe3O4。②与Cl2的反应:2Fe+3Cl2=====2FeCl3。③与S的反应:Fe+S=====FeS。④与I2的反应:Fe+I2=====FeI2。(2)与水的反应:常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)=====Fe3O4+4H2。(3)与酸的反应:①与非氧化性酸反应的离子方程式:Fe+2H+===Fe2++H2↑。②与氧化性酸:遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化,加热时发生反应:与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。Fe+6H++3=====Fe2++3NO2↑+3H2OFe过量3Fe+8H++23Fe2++2NO↑+4H2OFe不足Fe+4H++Fe3++NO↑+2H2O(4)与某些盐溶液的反应:①与CuSO4溶液反应的离子方程式:Fe+Cu2+===Fe2++Cu。②与FeCl3溶液反应的离子方程式:2Fe3++Fe===3Fe2+。二、铁的氧化物和氢氧化物1.铁的氧化物的比较铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4俗称无铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态+2+3+2、+3水溶性难溶于水稳定性不稳定性6FeO+O22Fe3O4稳定稳定与非氧化性酸盐酸或稀H2SO4的反应FeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2OFe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O与稀HNO3反应3FeO+10H++NO===3Fe3++NO↑+5H2OFe2O3+6H+===2Fe3++3H2O3Fe3O4+28H++NO===9Fe3++NO↑+14H2O与CO的反应FexOy+yCOxFe+yCO2制取高温熔融,过量的铁与氧气反应Fe(OH)3的分解铁在氧气中燃烧2Fe+O22FeO2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O3Fe+2O2Fe3O42.铁的氢氧化物的比较铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质白色,难溶于水的固体红褐色,难溶于水的固体化学性质(1)与非氧化性强酸反应Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O(2)与氧化性酸反应3Fe(OH)2+10HNO33Fe(NO3)3+NO↑+8H2O(3)空气中放置被氧化4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3(1)与酸反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O(2)受热分解2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制备可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓二者的关系在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3三、“铁三角”及其应用“铁三角”的四应用:(1)判断离子共存判断离子共存:Fe3+、Fe2+与、、等在溶液中因发生相互促进水解反应而不能大量共存;Fe2+与(H+)、ClO−、(H+),Fe3+与S2−、I−、HS−、在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。(2)除杂方法除杂方法((括号内为杂质括号内为杂质)):Fe2+(Fe3+):加过量铁粉过滤;FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2;FeCl2(CuCl2):加过量铁粉过滤;Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2):加过量强碱溶液过滤;(3)盐溶液的保存盐溶液的保存:亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化。铁盐溶液——加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。(4)物质制备物质制备:①制备无水氯化铁:在HCl气流中加热浓缩氯化铁溶液;②制备氢氧化铁胶体:向沸水中加入饱和氯化铁溶液并煮沸至变为红褐色为止。四、重要的铁盐三氯化铁(FeCl3):棕黄色固体,一种常见的氧化剂,能与多种还原剂发生氧化还原反应,能回收废铜,其反应的离子方程式为2Fe3++CuCu2++2Fe2+。绿矾(FeSO4·7H2O):一种重要的还原剂,可用作补血剂及植物的补铁剂。高铁酸钾(K2FeO4):深紫色晶体,具有强氧化性,可用作水处理剂或高能电池。铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]:无色晶体,易溶于水,常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。赤血盐[K3Fe(CN)6]:红色晶体,易溶于水,常用于检验Fe2+,生成蓝色沉淀。五、铜及其重要化合物...