铁铜化学性质概括

铁、铜的性质
(一)铁及其化合物的性质
1、铁在周期表中的位置及结构
铁位于第四周期第毗族，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2
厂、''、\
：+26 丄
原子结构示意图为
在化学反应中易失去两个或三个电子形成+ 2或+ 3价：Fe— 2e—= Fe2+; Fe—
3e—= Fe3+
2、纯铁具有银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。

纯铁的抗腐蚀能力很强，通常我们所见的铁中由于含有碳等物质，抗腐蚀能力较弱，易发生电化腐蚀。

在酸性介质中发生：析氢腐蚀：负极：Fe— 2e—= Fe2+ ;正极反应为：2H +
=H2;
在中性或碱性介质中发生：吸氧腐蚀：负极：Fe— 2e— = Fe2+ ；正极反应为：
2H2O+ 02+ 4e- = 4OH-
3、化学性质：铁是较活泼的金属，易失去最外层和次外层的电子，常显+2、
+3价，且Fe3+比Fe2+稳定。

(1)与非金属反应：铁与强氧化剂反应生成+ 3价铁的化合物，与弱氧化剂反应生成+ 2价铁的化合物。

如：
3Fe+2O2 '' Fe3O4; 2Fe+3CI2 2FeCl3; Fe+S FeS
(2)与水反应：铁在加热至红热时能与水蒸气发生反应。

3Fe+4H2O (g) Fe3O4+4H2
常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里 O2、CO2等共同作用下，铁易被腐蚀。

(3)与酸反应：非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2++H2T
氧化性酸：常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会钝化，加热条件下可发生氧化还原反应。

Fe+4HNO3 (过量)=Fe(NO3)3+NO T +2H2O
3Fe (过量)+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO T +4H2O
Fe+6HNO3 (浓)丄一Fe(NO3)3+3NO2 T +3H2O
(4)与盐溶液反应：Fe+ Cu2+ = Fe2++ Cu; Fe+ 2Fe3+ = 3Fe2+
4
① FeO+2H+==Fe2++H2O ② Fe2O3+6H+==2Fe3+ + 3H2O
③Fe3O4+8H+==Fe2+ +2Fe3+ +4H2O ④ 3FeO+1OHNO3==3Fe(NO3)3+NO T +5H2O
⑤ Fe2O3+6H+==2Fe3+ + 3H2O ⑥ 3Fe3O4+28HNO3==9Fe(NO3)3+NO T +14H2O
⑦FeO+2H+==Fe2++H2O ⑧ Fe2O3+6HI==2Fel2+l2+3H2O
⑨ Fe3O4+8HI==3Fel2+l2+4H2O
铁的氢氧化物
说明：
1、铁在化学反应中不仅可失去最外层的电子显+ 2价，还可以失去部分次外层
的电子显+ 3价，当失去d能级中1个电子时，形成3d5的半充满状态，比较稳定，因此，铁的+ 3价化合物较稳定。

2、铁的三种价态之间的转变：铁三角之间的关系
3、铁在冷的浓硝酸和浓硫酸中钝化，但在热的浓硫酸或浓硝酸中可以发生氧化
还原反应。

铁在稀硝酸中发生氧化还原反应时，铁元素的价态与铁和硝酸的量的多少有关，当铁过量时，生成+ 2价铁，当硝酸过量时，生成+ 3价铁。

4、Fe2+和Fe3+的检验
(1)观察法：其溶液呈棕黄色者是 Fe3+，呈浅绿色者是Fe2+
(2)H2S法：通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析出者是Fe3+,无明
显变化的是Fe2+。

(3)KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，呈血红色者是Fe3+, 无明显变化的是 Fe2+。

Fe3++ 3SCN—= Fe(SCN)3
(4)苯酚法：加入苯酚溶液，呈紫色者是 Fe3+,无明显变化的是Fe2+。

Fe3++ 6C6H5OH — [Fe(C6H5O)6]3- + 6H+
(5)碱液法：分别通入氨气或加入氨水或碱液，生成红褐色沉淀者是Fe3+,生
成白色沉淀，并变为灰绿色，最终变成红褐色者是Fe2+。

(6)淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝者为Fe3+,无明显变化的是Fe2+。

2Fe3++ 21 — = 2Fe2+ + 12
(7)铜片法：分别加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色者是Fe3+,无明显变化的是 Fe2+。

2Fe3++ Cu= 2Fe2++ Cu2+
(8)KMnO4法：分别加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅的是Fe3+,颜色基本无变化的是 Fe2+: 5Fe2++ MnO4 — + 8H+ = 5Fe3++ Mn2++4H2O
(二)铜及其重要的化合物：
铜位于第四周期第I B族，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1铜是一种亮红色的固体，具有良好的导电导热性。

铜在化学反应中易失去两个电子形成+ 2价。

铜的化学性质比较稳定，一般不与其他物质发生化学反应，利用铜的这一性质，
古代人用铜制作货币。

但铜在特定的条件下，也能被许多氧化性物质所氧化。

如:
1、铜在加热条件下与O
2、S、CI2等非金属单质化合：
A A A
2Cu+ O2 ——2CuO; 2Cu+ S——Cu2S; Cu+ Cl2 CuCl2
在潮湿空气中还可发生腐蚀生成绿色的铜锈：2Cu + O2 + H2O + CO2 =
Cu2(OH)2CO3
△
2、铜与非氧化性酸一般不反应，但与强氧化性酸，则可以发生氧化还原反应,
但无 H2 产生：如：Cu+ 2二7 - = CuSO4+ SO2? + 2H2O
3、铜还可以与某些盐溶液反应：如：
2FeCl3 + Cu = 2FeCl2+ CuCl2; Cu+ 2AgNO3 = Cu (NO3) 2 + 2Ag
4、铜的冶炼：工业上，主要采用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜。

这种方法冶炼
的铜，其含量为99.5%~99.7%,还有Ag、Au、Fe、Zn等杂质。

要达到电气化生产铜的要求，这种由黄铜矿高温冶炼的铜还必须经过电解精炼，电解精炼得到的铜，其含量高达99.95%~99.98%。

5、铜及其化合物的相互转化关系：
铜及其直要化合物的結化关系
Cu-（蓝）
H，o| J A
CuSOi* 5H?O(蓝)
说明：
1、铜在和强氧化性物质如：X
2、02等反应时生成+ 2价，而在和S等弱氧化性
物质反应时，则生成+ 1价。

铜可以和强氧化性酸反应，但不能与H+作用；
2、C uO在高温下可以分解产生 Cu20和02。

在用H2还原CuO时，也可能产生少量的Cu20 (红色)。

在有H +存在时不稳定：Cu20 + 2H+ = Cu2+ + Cu+ H20,利用这一性质，可鉴别 H2还原Cu0的产物中是否存在Cu20;
3、铜可以与多种物质形成络合物，CuCI2在水溶液中存在如下平衡：
[Cu(H20)4] 2++ 4CI ——[CuCI4] 2-+ 4H20，当浓度较大时，平衡正向移动，[CuCI4] 2—增大，显绿色，浓度较稀时，平衡逆向移动，溶液显蓝色。

向Cu2+溶液中加入氨水，先生成蓝色沉淀，继续加入氨水，生成深蓝色溶液：
Cu2 + + 2NH3 • H20 = Cu(0H)2 J + 2NH4 + ; Cu(0H)2 + 4NH3 • H20 = [Cu(NH3)4] 2+ + 4H20
4、新制的Cu(0H)2可以和含有醛基的物质作用产生砖红色的Cu20,禾用这一性质可以鉴别含有醛基的物质。

CH3CH0 + 2Cu(0H)2— CH3C00H + Cu20+ 2H20
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