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2016-2017学年苏教版必修1专题3第2单元铁、铜的获取及应用(第2课时)课件(27张)


专题3

从矿物质到基础材料

第2单元 铁、铜的获取及应用
第2课时 铁、铜及其化合物的应用

一、铁和铜的物理性质
金属 物理性质 应用
1.银白色,有金属光泽; 建材;炊具;铸 2.具有良好的延展性; 件;作催化剂; 3.是电和热的良导体; 制具有特性的 4.密度是7.86g/cm3 铁合金;制磁铁 5.熔点15350C,沸点是27500C 纯铜的导电性仅次于等。 特性:能被磁体吸引,具铁磁性 1g纯铜可拉成3000m细 银,但比银便宜得多, 铜丝或压延成面积为 所以当今世界一半以 1.纯铜呈紫红色 ; 广泛用于电气 10m2几乎透明的铜箔 上的铜用于电力和电工业;制铜合 2.熔点1083.4℃,沸点2567℃; 3;质软; 讯工业上。 3.密度8.92g/cm 金;作微量元 4.具有良好的延展性; 素肥料;作各 5.具有良好的导热、导电性; 种仪表的零件





二、铁和铜的化学性质
1、铁的化学性质 (1)与非金属的反应 点燃 ① 3Fe+2O2====Fe3O4 火星四射、生成黑色固体、放出大量热 点燃 (棕黄色的烟) ②2Fe+3Cl2====2FeCl3

△ ③ Fe+S === FeS
由此可比较非金属单质氧化性强弱: Cl2 > O2 >S

(2)与酸的反应 ①与非强氧化性酸

Fe+2H+===Fe 2+ +H2↑
②与强氧化性酸
a.浓硝酸:常温下钝化,加热时反应生成NO2 。
△ Fe+6HNO3 (浓) ===Fe(NO3)3+3NO2 ↑ +3H2O b.稀硝酸 Fe+4HNO3 (稀) ===Fe(NO3)3+NO ↑ +2H2O

铁在冷的浓H2SO4、浓HNO3中钝化

(3)与盐的反应

Fe + CuSO4===FeSO4+ Cu Fe + Cu 2+ ==Fe 2+ +Cu

Fe+2Fe

3+

==3Fe

2+

(4).与水的反应
在常温下,铁与水不起反应,但在水 和空气里的二氧化碳和氧气的作用的下, 铁很容易被腐蚀。

在高温下,铁能与水反应。反应的 化学方程式为: △ 3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2↑

总结:
S、I2、HCl、稀H2SO4、Cu2+、Fe3+等 Fe Fe2+ (弱氧化剂) O2、F2、Cl2、Br2、H2O2、浓H2SO4等 Fe (强氧化剂)

Fe3+

2.铜的化学性质:
(1)与氧气反应:

2Cu + O2
(2)与硫反应:

加热

== 2CuO

2Cu + S == Cu2S

加热

(黑色物质)

(3)与氯气反应: 加热 Cu + Cl2 == CuCl2

棕黄色的烟

(4)铜与酸的反应
3Cu+8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓)=== Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

(5)与盐的反应 Cu+2FeCl3===2FeCl2+ CuCl2

Cu + 2Fe3+ ==2Fe 2+ +Cu2+ Cu+2Ag+ ==Cu2+ +2Ag
氧化性:Fe3+>Cu2+ >Fe2+

三、铁及铜的化合物的应用
1、铁的化合物及其应用

①绿矾 (FeSO4· 7H2O) 用途:分析化学上常用作还原剂,制蓝黑墨 水、染料,杀虫剂等。 ②三氯化铁(FeCl3) 净水剂
③ Fe2O3 制防锈油漆

制法:铁屑加稀硫酸—浓缩—冷却—绿色晶体。

2、铜的化合物及其应用
①CuSO4 消毒剂 胆矾:CuSO4· 5H2O ②孔雀石:Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO3 === 2CuO+CO2↑+H2O


2+ 四、 Fe 与Fe 3+的鉴别

鉴别方法 观察溶液颜色 与KSCN反应 与NaOH反应

Fe2+ 浅绿色 无明显现象
白色沉淀迅速变灰 绿色最后呈红褐色

Fe 3+ 棕黄色 溶液变为血红色
立即产生红 褐色沉淀

五、 Fe 与Fe 3+的相互转化
2+

Fe 3+ Fe
2+

需加入 氧化剂。 Fe 化合价升高,
3+

需加入还原剂。 Fe 化合价 降低,
2+

Fe2+

O2、F2、Cl2、Br2、H2O2、浓H2SO4等

Fe3+

小结

Fe2+

Fe

O2、F2、Cl2、Br2、H2O2、浓H2SO4等

Fe3+

例1:在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液 中加入铁粉,待反应结束,所剩余的固体 滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存 在较多的阳离子是 ( C ) A.Cu2+ B.Fe3+ C.Fe2+ D.H+

例2.常温下能用铁制容器盛放的是 ( A ) A. 浓硫酸 B. 浓盐酸 C. 硫酸铜溶液 D. 稀硫酸
例3.将热水蒸气通过灼热的铁丝网,生成的物 质除氢气外还有 ( D ) A. Fe(OH)3 C. Fe2O3 B. Fe(OH)2 D. Fe3O4

例4:将Cu片放入0.1mol· L-1 FeCl3溶液中, 反应一定时间后取出Cu片,溶液中 c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,则Cu2+与Fe3+的物 质的量之比为 ( D ) A.3∶2 B.3∶5 C.4∶3 D.3∶4

例5:将一定量的铁粉加入含稀HNO3 、 Fe(NO3)3 和Cu(NO3)2的混合溶液中,充分反应 后过滤,将滤出的固体物质加入稀盐酸中。 (1)若有气体放出,则滤液中存在的金属阳离子 为 。 Fe2+ (2)若无气体放出,则滤液中存在的金属阳离子 2+,可能有Cu2+ 一定有 Fe 为 。

1、向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化,当 再滴加几滴新制氯水后,混合液变成血红色,则下列 结论中错误的是 ( B )

A.该溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:Fe3+>Cl2 C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质 D.Fe2+被氯水氧化为Fe3+ 2、要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行 如下实验操作时最佳顺序为( C ) ①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4 ③加入少量 KSCN溶液

A. ①③

B. ③②

C. ③①

D. ①②③

五、钢铁的腐蚀
1、定义:是指钢铁与周围物质接触发生化学 反应而被侵蚀损耗的过程。在腐蚀过程中金 属失去电子被氧化。 2、本质:金属原子M失去ne-被氧化成金属阳 离子Mn+

创设情景
利用无锈的铁丝、水、试管、水槽等 药品及仪器,设计实验证明: 钢铁生锈是铁与空气中的氧气及水蒸气 作用的结果。

五、钢铁的腐蚀
3、类型:化学腐蚀和电化学腐蚀 ①化学腐蚀:金属跟周围的物质接触直接发生 化学反应而引起的腐蚀。 例如钢铁的化学腐蚀: 2Fe +2H2O+ O2 ===2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+ O2 === 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 ===Fe2O3+3H2O (铁锈:Fe2O3· XH2O)

②电化学腐蚀:金属在电解质溶液中发生原 电池反应而引起的腐蚀,伴有电流。
本质:形成原电池,原电池是一种将氧化还原 反应中转移的电子通过导体发生移动而产生电 流的装置。 被食盐水润湿过的铁钉比被用水润湿过的铁钉 更容易被腐蚀。

六、金属的防护
1、意义:每年10%的钢铁被腐蚀掉,设备腐 蚀损坏而引起减产、停产、电路腐蚀断电, 污染环境,危害人体健康。保护资源。 2、防腐蚀方法

一是改变金属的内部结构,使金属性质改 变,成为耐腐蚀金属;二是使金属与氧化剂 相互隔离。

3、几种常见的钢铁保护方法:
(1) 在金属表面喷涂保护层。 例如:①金属上喷油漆、涂油脂、覆盖搪 瓷、塑料;电镀(Zn, Cr, Ni等易氧化形成 致密的氧化物薄膜)作保护层。②铁上镀 锡——马口铁(罐头食品)③自行车钢圈镀 Cr,既耐磨又耐腐蚀 ④锯片上镀蓝烤 ⑤铁 上镀锌——白铁(水桶)

(2) 改变金属内部结构。 例如:Ni、Cr加入普通钢制成不锈钢。 (3)在钢铁表面镶嵌比铁活泼的金属 (4)外加电流,将钢铁与电源负极相连
碳棒

钢闸门 海水

下列常见铁制品:①汽车,②机器上的齿 轮,③门把 手,④锯条,⑤铁洗脸盆, ⑥铁柜,⑦铁轴,⑧剪刀。为防止它们生锈,通常可 采用下面哪一种方法(填序号): (1)在表面刷一层油漆 ⑥ ; (2)在表面涂上机油 ②⑦ ; (3)在表面镀上一层其他金属 ③⑧ ; (4)在表面烧制搪瓷 ①⑤ ; (5)使其表面形成致密的氧化膜 ④ 。


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