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1、铁、铜、硅及其化合物、氯溴碘及其化合物 铁及其化合物 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。与非金属单质反应：3Fe+2O2 点燃 Fe3O4(Fe2O3FeO),2Fe+3Cl2 点燃 2FeCl3,2Fe+3Br2 2FeBr3,Fe+I2 FeI2,Fe+S FeS。（注意铁的价态）高温与水蒸气反应：3Fe+
2、4H2O(g)高温 Fe3O4+4H2。与酸反应：强氧化性酸：常温下浓硫酸和浓硝酸使铁钝化。加热时，与强氧化性酸反应，但无氢气放出。非强氧化性酸：铁与酸反应有氢气放出。与某些盐反应：如 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,Fe+2 FeCl3=3FeCl2 2、铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4（Fe2O3FeO）铁元素的价态 2 3 2、3 俗称 氧化铁红 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 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、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 滴加 KSCN 溶液，无明显变化，再加氯水，溶液变血红色；直接观察溶液是浅绿色；直接观察溶液是黄色；滴加氢氧化钠溶液，出现红褐色沉淀；滴加氢氧化钠溶液，出
4、现沉淀的颜色变化是：白色灰绿色红褐色。滴加 KSCN 溶液，有血红色溶液出现。5、铁三角：图中 FeFe2+：Fe 与弱氧化剂反应，如 H+、Cu2+、I2、S 等；Fe2+Fe2+：用还原剂如 H2、CO 等还原 FeO 或用 Mg、Zn、Al 等还原 Fe2+盐溶液。FeFe3+：铁与强氧化剂反应如 KMnO4、Cl2、Br2、浓 H2SO4 浓 HNO3等。Fe3+Fe：用还原剂如 H2、CO 等还原 Fe2O3或用足量 Mg、Zn、Al 等还原 Fe3+的盐溶液。Fe2+Fe3+：Fe2+遇强氧化剂的反应如 KMnO4、Cl2、Br2、O2、浓 H2SO4、浓 HNO3、H2O2、Na
5、2O2、HClO 等。Fe3+Fe2+：Fe3+遇某些还原剂的反应如 Fe、Cu、SO2、I-、H2S 等以及少量的 Zn、Mg、Al 等。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：炼铁高炉。主要反应：C+O2 点燃 CO2,C+CO2 高温 2CO（这两个反应是制造还原剂并提供热量）,3CO+Fe2O3 高温 2Fe 3CO2,（炼铁反应）CaCO3 高温 CaO+CO2,CaO+SiO2 高温 CaSiO3.（造渣反应）从高炉中出来的铁含有 24.5的 C 和其他杂质，性能差，需进一步的炼制得到性能较好
6、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。7.2012海南化学卷 14(9 分)在 FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：I：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液：II：向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液 pH，同时鼓入足量的空气。己知：KspFe(OH)3=4.010-38 回答下列问题：(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 ：(2)过程 I 加入铁屑的主要作用是 ，分离得到固体的主要成分是 ，从固体中分离出铜需采用的方法是 ；(3)过程 II 中发生反应的化学方程式为 ；(4)过程 II 中调节溶液的 pH
7、为 5，金属离子浓度为 。(列式计算)五、铜及其化合物 Fe Fe2+Fe3+1、铜的性质：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，是重金属。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（CuCO3Cu(OH)2）等。铜在一定条件下可发生如下反应：2Cu+O2 2CuO（黑色）,Cu+Cl2 CuCl2（有棕黄色的烟）2Cu+S Cu2S(黑色)Cu+2 H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O,Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 Cu+2AgNO3=Ag+Cu(NO3)2.2、铜的冶炼：工业上是
8、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 1（理综28）（14 分）黄铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。（1）冶炼铜的反应为 8CuFeS221O2 高温 8Cu4FeO2Fe2O316SO2 若 CuFeS2中 Fe 的化合价为+2，反应中被还原的元素是 （填元素符号）。（2）上述冶炼过程中产生大量 SO2。下列处理方案合理的是 （填代号）。a高空排放 b用于制备硫酸 c用纯碱溶液吸收制 Na2SO3 d用浓硫酸吸收 （3）过二硫酸钾（K2S2O8）具有强氧化性，可将 I氧化为 I2：S2O822I=2SO42I2 通过改变反
9、应途径，Fe3、Fe2均可催化上述反应。试用离子方程式表示 Fe3对上述反应的催化过程。、（不必配平）。（4）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含 Fe2O3、FeO、SiO2、AI2O3）可制备 Fe2O3。方法为 用稀盐酸浸取炉渣，过滤。滤液先氧化，再加入过量 NaOH 溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得。据以上信息回答下列问题：a除去 Al3的离子方程式是 。b选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有 FeO。提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸 KSCN 溶液 KMnO4溶液 NaOH 溶液 碘水 所选试剂为 。证明炉渣中含有的实验现象为 。氯溴碘及其化合物 一、氯气 1、物理性质：黄绿色，刺激性气味
10、，有毒，能溶于水（体积比 12），易液化。2、化学性质 2 8 7+17 光照 原子结构特点：Cl CleCl 易得 1e，具强氧化性，是活泼的非金属。（1）与金属反应 （剧烈燃烧，黄色火焰，白烟）（剧烈燃烧，棕褐色烟，加水溶液呈黄色）（剧烈燃烧，棕色烟，加水溶液呈蓝绿色）（2）与非金属反应 （安静燃烧，苍白火焰，瓶口有白雾）（P 在过量氯气中燃烧，生成白色烟雾，PCl3是液态，PCl5是固态）（3）与水反应（氯水呈浅黄绿色）Cl2H2O HClHClO 次氯酸是一种弱酸：HClO HClO 离子方程式：Cl2H2O H+ClHClO 氯水的成分：分子大量 Cl2、H2O、少量 HClO；离子
11、H、Cl、ClO、OH；注：氯水中的 HClO 具有强氧化性，能氧化细菌、色素等，具有漂白性，杀菌消毒，但干燥 Cl2不能使有机色素褪色。（4）与碱反应 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 漂白粉的主要成分：CaCl2+Ca(ClO)2，有效成分 Ca(ClO)2 漂白粉工作原理：Ca(ClO)2CO2H2OCaCO32HClO Ca(ClO)22HCl=CaCl22HClO 酸性：HClH2CO3HClO 思考：漂白粉长期露置于空气中失效，原因是？变质后的成分是什么？次氯酸不稳定性：2HClO 2HCl+O2（
12、5）氧化其他还原性物质。（如 H2S、NH3、Fe2、S2、SO32、Br、I）3、Cl2的制法 I 实验室制法（1）原理：强氧化性物质（如 MnO2、KMnO4、NaClO 等）和盐酸反应。（2）反应：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O 注：稀 HCl 与 MnO2不反应。其他：2KMnO4+16HCl=2MnCl2+5Cl2+2KCl+8H2O（3）反应装置 电解 发生装置 净化装置 干燥装置 收集装置 尾气吸收（固液 气）实验室制取 Cl2图 II 工业制法 电解饱和食盐水（氯碱工业）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 二、Cl的检验 ClAgAgCl 先加
13、入 AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴入稀 HNO3，白色沉淀不溶解，证明含有 Cl。三、卤族元素（F、Cl、Br、I、At氟、氯、溴、碘、砹）1、原子结构特点 特点：最外层都是 7e，易得 1e，具强氧化性，随着原子半径依次增大，得 e能力依次减弱，氧化性（非金属性）渐弱。2、单质（均为双原子分子 X2）的物理性质 卤素单质物理性质比较表 I F2 淡黄绿色气体 有毒、腐蚀玻璃 与水剧烈反应 Cl2 黄绿色气体 有毒、易液化 溶于水氯水 液氯存放在钢瓶中 Br2 深棕红色液体 有毒、易挥发 不易溶于水，易溶于有机溶剂 贮存在红棕色试剂瓶中，用少量水封注液面，不能使用橡胶塞。I2 紫黑色固体
14、易升华 与淀粉变蓝色，用来检验。碘盐加 KIO3 碘酒碘的酒精溶液，用于消毒。关于溴水、碘水的萃取：2 8 18 7+35+9 2 7 2 8 7+17 饱和食盐水 洗气，除HCl 浓 H2SO4 干燥，除 H2O 向上排气法 NaOH溶液 防止污染和中毒 萃取：利用同一种溶质在互不相溶的两种溶剂中溶解度不同而分离的方法。分液：不两种互不相溶的液体分开的方法。使用仪器：分液漏斗。一般下层溶液从下端管口放出，上层溶液从上口倒出。溴、碘溶解性比较表 II 常温下 水中 苯中（直馏汽油）/上层 CCl4中/下层 C2H5OH(酒精)/不分层 Br2 深棕红色液体 橙色 橙红色 橙红色 橙红色 I2
15、紫黑色固体 黄色 紫红色 紫红色 碘酒呈棕色 注：4CCl水汽油(或苯)裂解汽油含有 CC，溴水、碘水易与它发生加成反应。3、化学通性 与金属反应。注 FeI2 FeI2 （因为氧化性：Fe3+I2）与 H2反应。卤素与 H2反应比较表 III 化学方程式 反应条件 HX 稳定性 F2 H2F22HF 冷暗处剧烈反应，爆炸 Cl2 H2Cl2 点燃 2HCl 点燃，混合气光照爆炸 Br2 H2Br2 2HBr 加热 500反应 I2 H2I2 2HI 不断加热，缓慢反应，同时可逆 氧化性：F2Cl2Br2I2 与 H2O 反应。F2与水剧烈反应：2F22H2O4HFO2 其他：X2H2OHXH
16、XO 逐渐微弱 与碱反应。X22OHXXOH2O 但 2F24NaOH4NaF2H2OO2 与还原性物质氧化反应。（H2S、SO2、SO32、Fe2等）Cl22NaBrBr22NaCl Cl22KII22KCl Br22KII22KBr 4、其他特性及规律（1）氯及其化合物的相互转化关系图 依次减弱 （2）递变性和特殊性及其他 氧化性：F2Cl2Br2I2 还原性：FClBrI HX 稳定性：HFHClHBrHI HX 溶液的酸性：HFHClHBrHI HX 的熔沸点：HClHBrHI，但 HF 熔沸点最高，由于氢键的存在。AgX 的溶解性：AgCl白色，AgBr淡黄色，AgI黄色，但 AgF
17、 可溶于水。AgX 感光性：2AgBr 2AgBr2 2AgI 2AgI2 F 的其他特殊性：F 无正价，无含氧酸，氟与氧的化合物为 OF2（O 为2 价）；CaF2难溶于水，其他的CaX2易溶于水。F2与稀有气体能反应，生成如 XeFe2、XeF4、XeF6等氟化物。F2、HF 气体与氢氟酸均能腐蚀玻璃，不能用玻璃容器盛装，可用铅皿。SiO22F2=SiF4O2，SiO24HF=SiF42H2O HClO4是最强的酸，其酸酐 Cl2O7,不能用 Cl2与 O2直接制备。酸性 HClO4HClO3HClO2HClO 氧化性 HClOHClO2HClO3HClO4 稳定性 HClO4HClO3H
18、ClO2HClO 溴蒸气与 NO2的区别：同是红棕色气体，均能使湿润的 KI 淀粉试纸变蓝，因此不能用 KI 淀粉试纸鉴别，可用水或 AgNO3溶液或 CCl4鉴别.（3）拟卤素、卤素互化物 拟卤素：氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2，对应的酸分别为：HCN、HSCN、HOCN 卤素互化物：BrCl、ICl、IBr、ICl3、ClF3等。注意判断它们的化合价。（4）氯水、液氯的区别，氯化氢和盐酸的区别。（从成分、性质上区别）HCl：是一种无色有刺激性气味的气体，纯净物，属共价化合物，气态时不电离，没有酸性，遇潮湿空气呈白雾。盐酸：是 HCl 的水溶液，属混合物，含：H、Cl、H2
19、O、OH等微粒。浓盐酸易挥发，打开后瓶口能看到白雾。盐酸是一种强酸。化学性质：1、酸的通性（H）；2、还原性（Cl），如 HCl 能被 KMnO4、MnO2、KClO3、光照 光照 Ca(ClO)2氧化成 Cl2。1氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应 3Cl2+2NH3 =N2+6HCl 检查氯气管是 否漏气。下列说法错误的是 （）A.若管道漏气遇氨就会产生白烟 B.该反应利用了 Cl2的强氧化性 C.该反应属于复分解反应 D.生成 1 mol N2有 6 mol 电子转移 2将足量稀盐酸加到下列固体混合物中，只能发生一种反应的是 （）A.Mg、AlCl3、NaAlO2 B.KNO3、N
20、aCl、CH3COONa C.NaClO、Na2SO3、BaCl2 D.Ba（NO3）2、FeSO4、NH4HCO3 3在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是 （）A加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有 C12存在 B溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有 C12分子存在 C先加入盐酸酸化，再加入 AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有 C1存在 D加入 NaOH 溶液，氯水黄绿色消失，说明有 HC1O 分子存在 4在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，并加入少量的稀硫酸，溶液立即变蓝，在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色逐渐消失。下列判断不正确的是 （）A氧化性：ClOI2SO42 B漂白粉溶液可使淀粉碘化钾试纸变蓝 C向氯水中加入亚硫酸钠溶液，氯水褪色 D次氯酸钠可以与亚硫酸钠共存 5下列实验设计和结论相符的是 （）A.将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中 B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性 C.某无色溶液中加 Ba(NO3)2溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有 SO42-D.在含 FeCl2杂质的 FeCl3溶液中通足量 Cl2后，充分加热，除去过量的 Cl2,即可得到较纯净的 FeCl3溶液