第二单元 铁、铜的获取及应用
第二单元 铁、铜的获取及应用
单元小结
一、铁
1.铁的性质
（1）物理性质：铁是一种可以被磁铁吸引的银白色金属，纯铁的熔点较高（1535℃），防腐能力强。密度7.83g/cm3，是电和热的良导体。但是通常炼制的铁中含有碳等杂质，使铁的熔点降低，防腐能力大大下降。
（2）化学性质：铁是活泼的金属，在自然界中只有化合态形式，如磁铁矿（fe3o4），赤铁矿(fe2o3)等。
① 与非金属单质反应：3fe + 2o2 fe3o4(fe2o3·feo),
2fe + 3cl2 2fecl3, 2fe + 3br2 2febr3,
fe + i2 fei2 , fe + s fes
②高温与水蒸气反应：3fe + 4h2o(g) fe3o4 + 4h2↑。
③与酸反应：强氧化性酸：常温下浓硫酸和浓硝酸使铁钝化。
非强氧化性酸：铁与酸反应有氢气放出。
④与某些盐溶液反应：如fe + cuso4 == cu + feso4 , fe +2 fecl3 == 3fecl2等。
2、铁的氧化物
feo
fe2o3
fe3o4（fe2o3·feo）
铁元素的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
俗称
铁红
磁性氧化铁
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
类别
碱性氧化物
碱性氧化物
复杂氧化物
水溶性
难溶
难溶
难溶
稳定性
不稳定
稳定
稳定
主要化学性质
有一定的还原性易被氧化为三价铁的化合物
与酸反应生成三价铁盐
化合物中＋2的铁有还原性，易被氧化。
3、铁的氢氧化物
fe(oh)2
fe(oh)3
主要性质
白色难溶于水的沉淀，不稳定，易被氧化成氢氧化铁，颜色变化为：白色－灰绿色－红褐色。反应式：4fe(oh)2 + o2 + 2h2o == 4fe(oh)3。因此在制备时常采取措施：除溶液中的氧；加有机溶剂封住液面；胶头滴管要伸入到溶液中。
红褐色难溶于水的沉淀，受热易分解。2fe(oh)3 fe2o3 + 3h2o ,能溶于强酸溶液，生成相应的盐。
4、fe2+、fe3+的检验：
离子
fe2+
fe3+
常见方法
①直接观察溶液是浅绿色；
②滴加氢氧化钠溶液，出现沉淀的颜色变化是：白色－灰绿色－红褐色；
③滴加kscn溶液，无明显变化，再加氯水，溶液变血红色。
①直接观察溶液是黄色；
②滴加氢氧化钠溶液，出现红褐色沉淀；
③滴加kscn溶液，有血红色溶液出现。 5、fe、fe2＋、fe3＋的相互转化 （一）“铁三角”关系
（二）具体方程式：
6、铁的冶炼
原料：铁矿石（提供铁元素）、焦炭（提供热量和还原剂）、空气（提供氧气）、石灰石（除去铁矿石中的二氧化硅杂质）。
设备：高炉。
主要反应：c + o2 co2 , c + co2 2co （这两个反应是制造还原剂并提供热量）,
3co + fe2o3 2fe ＋ 3co2 ,
caco3 cao + co2↑ ,
cao + sio2 casio3.
从高炉中出来的铁含有2－4.5％的c和其他杂质，性能差，需进一步的炼制得到性能较好的钢。高炉的尾气常含有co有毒气体，常采取净化后循环使用的方法。
7、钢铁的腐蚀及防腐
（1）钢铁的腐蚀有化学腐蚀和电化腐蚀。
化学腐蚀：是指钢铁等金属遇周围的物质接触直接发生化学反应而引起的腐蚀。如铁与氯气的反应腐蚀。
电化腐蚀：是指钢铁在表面有电解质的环境下，铁失去电子，钢铁内的碳周围的氧气和水或氢离子得到电子而引起的腐蚀。如是氧气和水得到电子的腐蚀称吸氧腐蚀；而氢离子得电子的腐蚀称析氢腐蚀。我们在生活中常见到得铁锈就是钢铁得吸氧腐蚀得结果。吸氧腐蚀是钢铁电化腐蚀的主要形式。 共2页，当前第1页12
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（2）防腐措施：
①在钢铁表面覆盖保护层；
②在钢铁中加入一定量得铬、镍元素，改变钢铁内部结构；
③在钢铁表面镶嵌比铁活泼得金属如锌；在腐蚀时，锌先失去电子；
④将需要保护得钢铁接在不断有电子输出得电源得负极，使铁不可能失去电子。
二、铜
1、铜的性质
（1）物理性质
铜是紫红色的金属，是电和热的良导体，广泛用作导线，密度8.9g/cm3。
（2）化学性质
铜是较不活泼的金属，自然界中有少量的单质铜存在，大部分是化合态如黄铜矿（cufes2）,孔雀石（cuco3·cu(oh)2）等。
铜在一定条件下可发生如下反应：
①与非金属单质反应：2cu + o2 2cuo（黑色）,cu + cl2 cucl2（棕黄色的烟）
2cu + s cu2s(黑色)
②与某些盐溶液反应：cu + 2fecl3 == 2fecl2 + cucl2 ,cu + 2agno3 == ag + cu(no3)2。
2、铜的冶炼 工业上是高温冶炼黄铜矿得到粗铜，然后用电解方法精练得到纯度很高的精铜，电解中将粗铜连在电源的正极，精铜连在电源的负极，用可溶性的铜盐做电解液。这样通电一段时间后，粗铜上的铜就不断溶下，在精铜表面析出。共2页，当前第2页12