20铁、铜及其化合物的应用知识点

一、铁的性质及应用

1．铁与非金属单质反应

写出下列反应的化学方程式：

(1)铁在氧气中燃烧：3Fe＋2O2==(点燃))Fe3O4；

(2)铁在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl2==(点燃))2FeCl3；

(3)铁与硫蒸气反应：Fe＋S=(△))FeS。

2．铁的置换反应

(1)高温下，铁与水蒸气反应的化学方程式：

3Fe＋4H2O(g)==(高温))Fe3O4＋4H2。

(2)铁与盐酸反应的离子方程式：

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

(3)铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式：

Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。

3．铁与强氧化性酸的反应

(1)常温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中钝化。

(2)加热时：

2Fe＋6H2SO4(浓)==(△))Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O

4．铁的用途——不锈钢

(1)不锈钢：能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。主要是含铬合金钢。

(2)常见不锈钢：铬不锈钢(含铬12%或更多)和铬镍不锈钢(通常含铬18%和镍8%)两类。

(3)优良性能：耐腐蚀性好，机械和工艺性能也较优良。

二、铁的化合物的性质及应用

1．铁的氧化物

(1)物理性质

(2)化学性质

①氧化亚铁不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4。

②氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成盐和水。

③具有氧化性，高温下可被Al、CO、H2等还原为铁。

(3)主要用途

氧化铁常用作红色油漆和涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁原料。

(1)Fe的常见化合价只有＋2价和＋3价，Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。

(2)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。

(3)Fe3O4与盐酸反应可分别看作Fe2O3、FeO与盐酸反应，然后把两个反应式相加。

(4)FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如HNO3)发生氧化还原反应，＋2价的铁均被氧化成＋3价。

2．铁的氢氧化物

实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示：

(1)图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成。

反应的离子方程式是Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。

(2)图乙实验中先观察到有白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的方程式是

①Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)；

②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

1氢氧化亚铁在空气中极易被氧化为氢氧化铁。

2氢氧化铁和氢氧化亚铁都是不溶性碱，都能与酸反应生成盐和水；它们都不稳定，受热都易分解。

3.铁盐与亚铁盐

(1)Fe2＋、Fe3＋的检验方法

①观察法：浅绿色溶液中含有Fe2＋；棕黄色溶液中含有Fe3＋。

②加碱法：若产生白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的为Fe2＋；若直接产生红褐色沉淀的为Fe3＋。

③加KSCN：无明显现象，再加新制氯水溶液变血红色的为Fe2＋；若溶液直接变血红色的为Fe3＋。

(2)Fe2＋与Fe3＋的转化

①在盛有氯化铁溶液的试管中加适量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液，溶液不变色，再加入氯水后，溶液变成血红色。

②上述实验中有关反应的离子方程式是

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

③由上述实验可知：Fe3＋遇到较强的还原剂，会被还原成Fe2＋；Fe2＋在较强氧化剂的作用下，会被氧化成Fe3＋。

1，Fe只具有还原性。可被弱氧化剂H＋、S、Fe3＋等氧化成Fe2＋，被强氧化剂Cl2等氧化成Fe3＋。

2，Fe2＋既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4,等]氧化为Fe3＋；可被还原剂Al、Zn、CO、C等还原为Fe。

3，Fe3＋只具有氧化性，可被弱还原剂Fe、Cu等还原为Fe2＋，被强还原剂Al、Zn、CO等还原为Fe。

三、铜及其化合物

1．铜的性质及应用

写出下列反应的化学方程式

(1)铜在空气中加热：2Cu＋O2=(△))2CuO；

(2)铜在氯气中燃烧：Cu＋Cl2==(点燃))CuCl2；

(3)铜与硝酸银溶液反应：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag；

(4)铜与氯化铁溶液反应：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2；

(5)铜与浓硫酸反应：Cu＋2H2SO4(浓)==(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

铜在潮湿空气中形成”铜绿”的反应：

2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2OH2CO3。

2．铜的化合物的性质及应用

(1)铜及其化合物的颜色

①Cu：紫红色　②CuO：黑色　③Cu(OH)2：蓝色

④CuSO4：白色　⑤CuSO4·5H2O：蓝色

⑥CuCl2：棕黄色

(2)氧化铜的性质

①不溶于水，能溶于酸，其离子方程式为

CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O。

②具有氧化性，可被H2、CO等还原为铜。

(3)铜盐的性质

①硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐可溶于水；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，难溶于水。

②铜盐与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：

Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓。

③铜盐溶液与铁反应的离子方程式：Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋。

(4)铜盐的用途

①铜盐可杀菌；②无水硫酸铜可用于检验水的存在。