一、铁及其化合物
1.氧化物
2.氢氧化物
注意:
Fe(OH)3作为一种碱能与酸反应生成盐和水,但Fe3+有较强的氧化性,若酸为还原性酸(如H2S、HI)则再发生氧化还原反应,故与HCl反应只是中和反应,而与HI反应的化学方程式如下:2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+I2+6H2O。
方法技巧:
1.实验室制备氢氧化亚铁的防氧化措施:
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,驱除溶解的氧气。
(2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部,再慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面加保护层,例如苯或植物油等。
(4)用铁作阳极,石墨作阴极,电解NaOH溶液或NaCl溶液,利用新产生的Fe2+与OH-反应制取。
2.FeCl3溶液发生反应时的颜色变化:
(1)向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后,溶液呈红色;
(2)FeCl3与NaOH溶液反应,生成红褐色沉淀;
(3)向FeCl3溶液中通入H2S气体,生成淡黄色沉淀硫;
(4)向FeCl3溶液中加入几滴Na2S溶液,生成淡黄色沉淀,当加入的Na2S溶液过量时,又生成黑色沉淀;
(5)向FeCl3溶液中加入过量Fe粉,溶液变成浅绿色;
(6)将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中,溶液变成蓝色;
(7)向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液,溶液变成紫色;
(8)将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,生成红褐色Fe(OH)3胶体。
(9)Fe(SCN)3不是沉淀,是一种络合物,不能加沉淀符号。
3.“铁三角”中的转化关系:
(1)“铁三角”的四应用:
①判断离子共存:Fe3+、Fe2+与HCO3-、AlO2-、CO32-等在溶液中因发生相互促进水解反应而不能大量共存;Fe2+与NO3-(H+)、ClO-、MnO4-(H+),Fe3+与S2-、I-、HS-、SO32-在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②除杂方法(括号内为杂质):Fe2+(Fe3+):加过量铁粉过滤;FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2;FeCl2(CuCl2):加过量铁粉过滤;Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2):加过量强碱溶液过滤;
(2)盐溶液的保存:亚铁盐、铁盐的存放方法:亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化。铁盐溶液——加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解
(3)物质制备:
①制备无水氯化铁:在HCl气流中加热浓缩氯化铁溶液;
②制备氢氧化铁胶体:向沸水中加入饱和氯化铁溶液并煮沸至变为红褐色为止。
4.Fe2+和Fe3+检验:
(1)直接观察颜色:Fe2+溶液呈浅绿色,Fe3+溶液呈棕黄色。
(2)利用显色反应(形成络离子)
5.分析铁与稀HNO3反应的关键:一是明确哪种物质过量,二是根据两种物质的量分析讨论判断,根据反应方程式:HNO3过量:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,Fe过量时:Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2,两者相加得总方程式:3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,可以用数轴表示:
6.离子守恒法在解有关离子反应计算题时的应用技巧:在离子反应中,元素的种类不变,同种元素对应离子反应前后的物质的量守恒;在复杂离子反应或多步离子反应中,运用离子守恒的思路,选取具有守恒特征的某一离子,找出其在始态和终态物质中的等量关系,即可迅速求解。
二、铜及其化合物
1.铜:
(1)物理性质:铜是紫红色金属,具有良好的导电性、导热性和延展性。
(2)化学性质:
①与非金属反应:
2.氧化铜:
(1)物理性质:黑色粉末状固体,不溶于水。
(2)化学性质:
①与酸反应:CuO+2H+=Cu2++H2O。
②与氢气、CO反应:
3.氢氧化铜:
(1)物理性质:蓝色不溶于水的固体,属于难溶性二元弱碱。
(2)化学性质:Cu(OH)2属于难溶性弱碱,能与酸反应生成盐和水,Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O。
加热时分解生成氧化铜和水Cu(OH)2CuO+H2O。
4.胆矾(CuSO4·5H2O):CuSO4·5H2O为蓝色色晶体,俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末,遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O),可作为水的检验依据,但无水硫酸铜不能作为干燥剂除水。
方法技巧:
1.可以作为判断Cu2+存在的依据:
(1)溶液中的Cu2+常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色,稀CuCl2溶液为蓝色),可作为Cu2+的判定依据。如CuSO4溶液为蓝色。
(2)Cu2+与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2],这是鉴定Cu2+的原理之一。
2.两个变价:铜有两个可变价态,+1价和+2价,铜及其化合物之间的转化关系常围绕可变化合价问题而展开。
3.金属活动性顺序表的应用总结:常见金属的活动性顺序为:
金属在化学反应中失去电子生成阳离子的能力依次减弱,对应阳离子得电子能力依次增强
该规律有多种应用,归纳如下:
(1)判断金属与酸能否发生置换反应:排在H前边的金属可与非氧化性酸发生置换氢的反应。
(2)判断金属与盐溶液能否发生置换反应:排在前边的较活泼的金属能把排在后边的金属从其盐溶液中置换出来,生成新盐和新金属(非常活泼金属除外,如K、Ca、Na等)。
(3)判断金属与水能否发生置换反应:
①极活泼金属(K、Ca、Na)可与冷水发生置换氢的反应;
②活泼金属(Mg、Al)可与热水发生置换氢的反应;
③较活泼金属(Zn、Fe)与水蒸气在高温下反应,可置换水中的氢生成氢气,但生成的氢氧化物受热分解,最后得到金属氧化物;
④排在氢后边的金属与水不反应。
(4)判断原电池正、负极及电极反应:由两种金属构成原电池的两个电极,在金属活动顺序表中位于前面的金属为负极。
(5)判断金属在自然界中的存在状态:
(6)判断金属氢氧化物的热稳定性强弱:金属活动顺序表中越位于前面的金属,其氢氧化物越稳定,越不易分解,越后面的金属氢氧化物越易分解,极不活泼的金属Pt、Au甚至无氢氧化物。
(7)判断金属的冶炼方法:金属冶炼的本质是金属离子得到电子,被还原成金属原子的过程。金属活动顺序表中的不同金属,因金属离子结合电子能力不等,所以冶炼方法不同。
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