铁、铜的性质
（一）铁及其化合物的性质
1、铁在周期表中的位置及结构
铁位于第四周期第Ⅷ族，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2
原子结构示意图为
在化学反应中易失去两个或三个电子形成＋2或＋3价：Fe―2e―＝Fe2+；Fe―3e―＝Fe3+
2、纯铁具有银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。纯铁的抗腐蚀能力很强，通常我们所见的铁中由于含有碳等物质，抗腐蚀能力较弱，易发生电化腐蚀。
在酸性介质中发生：析氢腐蚀：负极：Fe－2e－＝Fe2＋；正极反应为：2H＋＝H2；
在中性或碱性介质中发生：吸氧腐蚀：负极：Fe－2e－＝Fe2＋；正极反应为：2H2O＋O2＋4e- ＝4OH-
3、化学性质：铁是较活泼的金属，易失去最外层和次外层的电子，常显+2、+3价，且Fe3+比Fe2+稳定。
（1）与非金属反应：铁与强氧化剂反应生成＋3价铁的化合物，与弱氧化剂反应生成＋2价铁的化合物。如：
3Fe+2O2Fe3O4；2Fe+3Cl22FeCl3；Fe+S FeS
（2）与水反应：铁在加热至红热时能与水蒸气发生反应。
3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2
常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里O2、CO2等共同作用下，铁易被腐蚀。
（3）与酸反应：非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2++H2↑
氧化性酸：常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会钝化，加热条件下可发生氧化还原反应。
Fe+4HNO3（过量）=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3Fe（过量）+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
Fe+6HNO3（浓）Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
（4）与盐溶液反应：Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu；Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋
4、铁的重要化合物：
③Fe3O4+8H+==Fe2+ +2Fe3+ +4H2O ④3FeO+10HNO3==3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
⑤Fe2O3+6H+==2Fe3+ + 3H2O ⑥3Fe3O4+28HNO3==9Fe(NO3)3+NO ↑+14H2O
⑦FeO+2H+==Fe2++H2O ⑧Fe2O3+6HI==2FeI2+I2+3H2O
⑨Fe3O4+8HI==3FeI2+I2+4H2O
1、铁在化学反应中不仅可失去最外层的电子显＋2价，还可以失去部分次外层的电子显＋3价，当失去d能级中1个电子时，形成3d5的半充满状态，比较稳定，因此，铁的＋3价化合物较稳定。
2、铁的三种价态之间的转变：铁三角之间的关系
3、铁在冷的浓硝酸和浓硫酸中钝化，但在热的浓硫酸或浓硝酸中可以发生氧化还原反应。铁在稀硝酸中发生氧化还原反应时，铁元素的价态与铁和硝酸的量的多少有关，当铁过量时，生成＋2价铁，当硝酸过量时，生成＋3价铁。
4、Fe2＋和Fe3＋的检验
（1）观察法：其溶液呈棕黄色者是Fe3＋，呈浅绿色者是Fe2＋
（2）H2S法：通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析出者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。
（3）KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，呈血红色者是Fe3+，
无明显变化的是Fe2+。Fe3+＋3SCN－＝Fe(SCN)3
（4）苯酚法：加入苯酚溶液，呈紫色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。
Fe3+＋6C6H5OH →[Fe(C6H5O)6]3-＋6H+
（5）碱液法：分别通入氨气或加入氨水或碱液，生成红褐色沉淀者是Fe3+，生成白色沉淀，并变为灰绿色，最终变成红褐色者是Fe2+。
（6）淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝者为Fe3+，无明显变化的是Fe2+。2Fe3+＋2I－＝2Fe2+ ＋I2
（7）铜片法：分别加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+
（8）KMnO4法：分别加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅的是Fe3+，颜色基本无变化的是Fe2+：5Fe2+＋MnO4－＋8H+＝5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
（二）铜及其重要的化合物：
铜位于第四周期第ⅠB族，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，铜是一种亮红色的固体，具有良好的导电导热性。铜在化学反应中易失去两个电子形成＋2价。
铜的化学性质比较稳定，一般不与其他物质发生化学反应，利用铜的这一性质，古代人用铜制作货币。但铜在特定的条件下，也能被许多氧化性物质所氧化。如：1、铜在加热条件下与O2、S、Cl2等非金属单质化合：
2Cu＋O22CuO；2Cu＋S Cu2S；Cu＋Cl2CuCl2
在潮湿空气中还可发生腐蚀生成绿色的铜锈：2Cu＋O2＋H2O＋CO2＝Cu2(OH)2CO3
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2、铜与非氧化性酸一般不反应，但与强氧化性酸，则可以发生氧化还原反应，
但无H2产生：如：Cu＋2＝CuSO4＋SO2↑＋2H2O
3、铜还可以与某些盐溶液反应：如：
2FeCl3 ＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2；Cu＋2AgNO3 ＝Cu（NO3）2 ＋2Ag
4、铜的冶炼：工业上，主要采用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜。这种方法冶炼的铜，其含量为99.5%~99.7%，还有Ag、Au、Fe、Zn等杂质。要达到电气化生产铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼的铜还必须经过电解精炼，电解精炼得到的铜，其含量高达99.95%~99.98%。
5、铜及其化合物的相互转化关系：
说明：
1、铜在和强氧化性物质如：X
2、O2等反应时生成＋2价，而在和S等弱氧化性物质反应时，则生成＋1价。铜可以和强氧化性酸反应，但不能与H+作用；2、CuO在高温下可以分解产生Cu2O和O2。在用H2还原CuO时，也可能产生少量的Cu2O（红色）。在有H＋存在时不稳定：Cu2O＋2H＋＝Cu2＋＋Cu＋H2O，利用这一性质，可鉴别H2还原CuO的产物中是否存在Cu2O；
3、铜可以与多种物质形成络合物，CuCl2在水溶液中存在如下平衡：
［Cu(H2O)4］2＋＋4Cl－［CuCl4］2－＋4H2O，当浓度较大时，平衡正向
移动，［CuCl4］2－增大，显绿色，浓度较稀时，平衡逆向移动，溶液显蓝色。向Cu2＋溶液中加入氨水，先生成蓝色沉淀，继续加入氨水，生成深蓝色溶液：Cu2＋＋2NH3·H2O＝Cu(OH)2↓＋2NH4＋；Cu(OH)2＋4NH3·H2O＝［Cu(NH3)4］2＋＋4H2O
4、新制的Cu(OH)2可以和含有醛基的物质作用产生砖红色的Cu2O，利用这一性质可以鉴别含有醛基的物质。
CH3CHO＋2Cu(OH)2→CH3COOH＋Cu2O＋2H2O
