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石灰石
、空气。
④铁合金:含碳2%～4.5%的为生铁,含碳0.03%～2%的为钢。
高中 ·化学
【思考1】 在高炉炼铁中,把Fe2O3还原成铁的还原剂是C吗?为什么? 提示:不是C,应是CO;因为焦炭为固体,与铁矿石的接触面积有限,很难充分 发生反应,而CO是气体,与铁矿石的接触面积大,提高了反应速率。
(2)铜的冶炼 ①工业炼铜:黄铜矿 (CuFeS2) 粗铜
精铜
②生物炼铜(矿堆浸铜法): a.原理:CuS CuSO4 Cu。 b.特点:成本低、污染小、反应条件简单等。
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【思考2】 工业上金属冶炼的一般方法有哪些? 提示:(1)电解法:适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序 表中铝及铝前面的金属)。 例如: MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ (2)还原剂法:用还原剂(CO、C、H2、Al等)还原金属氧化物,适合冶炼 金属活动性顺序表中Zn到Cu之间的大多数金属。
(2)铁的氧化物
化学式
FeO
俗名
Fe2O3 铁红
Fe3O4 磁性氧化铁
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体 (有磁性)
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的化合价
+2
+3
+2,+3
稳定性
不稳定
稳定
稳定
与H+反应的 离子方程式
FeO+2H+
Fe2++H2O Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O
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Fe(OH)2↓
Fe3+ +3OH-
Fe(OH)3↓
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,化学方程 式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
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(4)Fe 2+与Fe3+ 的相互转化 ①Fe3+ →Fe2+
例如: 2Al+Cr2O3 2Cr+Al2O3
(3)热分解法:适合冶炼金属活动性较差的金属。 例如: 2HgO 2Hg+O2↑
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考点精练
1.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如 图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于 ( D)
A.金属的导电性强弱 B.金属在地壳中的含量多少 C.金属的化合价高低 D.金属的活动性强弱
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核心突破
1.Fe、Fe2+、Fe3+的性质及转化
(1)Fe2+的性质
Fe2+为浅绿色,有较强还原性,易被O2、Cl2、H2O2、HNO3和KMnO4等氧化剂氧 化成Fe3+ 。
①被氧化
2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-
2Fe2++2H++H2O2
2Fe3++2H2O
4Fe(OH)2+O2+2H2O ②与碱反应
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(5)应用 ①铁广泛应用于工农业生产生活中 ,是维持生命活动的微量元素之一。 ②铁的化合物 a.Fe2O3,红棕色粉末,俗名铁红,可作颜料。 b.FeO,黑色固体。 c.Fe3O4,黑色固体,俗名磁性氧化铁,可用作磁性材料。 d.FeSO4·7H2O,绿色晶体,俗名绿矾,可作净水剂。
【思考3】 FeCl2溶液中的Fe3+如何除去?写出反应的离子方程式。 提示:加入过量Fe粉,过滤所得滤液即为FeCl2溶液;2Fe3++Fe 3Fe2+。
D.分解反应
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二 铁、铜及其化合物的性质和应用 知识梳理
1.铁及其化合物的性质和应用 (1)铁的性质 ①物理性质
色泽 银白 色,有金属光泽
导电性 良好
导热性 良好
延展性 良好
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②化学性质
2Fe+3Cl
点燃
2
2FeCl 3
Fe+2HCl
FeCl2 ? H2 ?
钝化
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一 铁、铜在自然界中的存在和获取
1.铁、铜在自然界中的存在
存在形式 游离态(少量)
化合态(主要形式)
铁
天然铁(陨铁) 磁铁矿( Fe3O4 )
赤铁矿(Fe2O3)
铜
天然铜
黄铜矿(CuFeS2)
[ CuCO孔3·C雀u(石OH)2 ]
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2.铁、铜的获取 (1)铁的冶炼 ①1个设备:炼铁高炉。 ②4种原料:铁矿石、 焦炭 、 ③3个过程:
4Fe(OH)3
Fe 2++2OH -
Fe(OH) 2↓
Fe 2++2NH 3· H2O
Fe(OH)
2↓ +2
NH
? 4
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(2)Fe3+的性质 Fe3+为棕黄色,有较强氧化性,可氧化Fe、Cu、S2-、I-等。 ①被还原
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2.铜及其化合物的性质和应用 (1)铜的性质 ①物理性质 颜色为紫红色,具有良好的导电性、导热性和延展性。 ②化学性质
2Cu+O 2
2CuO
Cu+2AgNO3 Cu+2FeCl 3
Cu(NO3) 2 +2Ag CuCl2 +2FeCl2
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(2)铜盐(Cu2+)与强碱溶液的反应
①试剂:NaOH溶液。
②现象:生成蓝色絮状沉淀。
③离子方程式:Cu2++2OH(3)应用
Cu(OH)2↓。
①铜可用于制作导线、水管、电器仪表等。
②铜盐可杀菌。
③Cu2O可作为造玻璃、搪瓷的红色颜料。
【思考4】 用什么试剂可检验气体中含有水蒸气?有什么现象? 提示:无水CuSO4,白色粉末变为蓝色晶体。
离子方程式 :2Fe3++Fe 3Fe2+ FeCl3 与 Fe
现象:溶液的颜色由棕黄色变为浅绿色
FeCl3 与 Cu
离子方程式 :2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+ 现象:溶液的颜色由棕黄色变为蓝色
②Fe2+→Fe3+
FeCl2 与 离子方程式:2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl氯水 现象:溶液的颜色由浅绿色变为棕黄色
(3)铁的氢氧化物
化学式 色态
Fe(OH)2 白色固体
Fe(OH)3 红褐色固体
与盐酸 反应
Fe(OH)2+2H+
Fe2+ +2H2 O
Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O
受热 分解
2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
制法
两者的 关系
可溶性亚铁盐与碱溶液反应 可溶性铁盐与H-
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2.下列说法不正确的是( C )
A.有些活泼金属如铝可作还原剂法的还原剂
B.可用电解熔融的NaCl的方法来冶炼金属钠
C.可用焦炭或一氧化碳还原氯化铝的方法来冶炼铝
D.回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
3.高炉炼铁中生成铁的反应一定是( A )
A.氧化还原反应 B.置换反应
C.复分解反应
