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金属元素 — 铁、铜

综合科化学第八讲. 金属元素 — 铁、铜. 授课教师　廖夷戎 2002 年 11 月 27 日. 主 　菜　 单. 知识要点 典型例题 相关高考题 综合训练. EXIT. 重要的 铜合金 、 铁合金 （生铁、钢）及人类历史上的 青铜器时代、铁器时代 铜的性质 ； 铁的性质 ； 铁的化合物；铁的化合价与氧化还原反应 Fe 2+ -e→Fe 3+ 、 Fe 3+ 的检验 炼铁与炼钢的主要反应原理 钢铁制品锈蚀 的环境因素及其防护措施 重要化合物及用途： Fe 2 O 3 与颜料、 Fe 3 O 4 与磁性材料、 FeSO 4 与补血剂、 CuSO 4 与杀菌剂.

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金属元素 — 铁、铜

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  1. 综合科化学第八讲 金属元素—铁、铜 授课教师　廖夷戎 2002年11月27日

  2. 主 　菜　 单 • 知识要点 • 典型例题 • 相关高考题 • 综合训练 EXIT

  3. 重要的铜合金、铁合金（生铁、钢）及人类历史上的青铜器时代、铁器时代重要的铜合金、铁合金（生铁、钢）及人类历史上的青铜器时代、铁器时代 铜的性质；铁的性质；铁的化合物；铁的化合价与氧化还原反应Fe2+-e→Fe3+、Fe3+的检验 炼铁与炼钢的主要反应原理 钢铁制品锈蚀的环境因素及其防护措施 重要化合物及用途：Fe2O3与颜料、Fe3O4与磁性材料、FeSO4与补血剂、CuSO4与杀菌剂 知 识 要 点 EXIT

  4. 下列两种方法都可制得硫酸铜： △ 方法一：Cu + 2H2SO4（浓） ＝ CuSO4 + SO2↑+2H2O △方法二：2Cu+ O2＝2CuO H2SO4(稀) +CuO＝CuSO4 +H2O 工业上采取方法二制硫酸铜，你认为这样做的优点是 ①节省能源②不产生污染大气的SO2 ③提高了H2SO4的利用率④提高了铜的利用率 A．①② B．②③④ C．①②③ D．全部 [解析 ]从两个方程式看，方法一中有污染大气的SO2产生，这是不可取之一；因产生SO2，使一部分硫元素损失，浪费原料H2SO4，这是不可取之二；况且方法一中当H2SO4浓度降低到一定程度，反应则不能进行下去(铜只能与浓H2SO4反应)，铜要完全反应，实际耗酸量比方程式所示的还要多，这是不可取之三。而方法二克服了这些不足。选C。 例题1 EXIT

  5. 在托盘天平的两边各放一只质量相同的烧杯，分别注入质量相等的足量稀H2SO4和盐酸(稀H2SO4的密度大于盐酸密度)，各放入一小块形状、质量都相同的密度比水小的塑料块。然后，分别向左、右烧杯投入相同质量的Fe片和Mg条，待Fe片和Mg条完全溶解后，左右两烧杯中塑料块所受的浮力F左与F右的大小关系以及天平指针的偏转情况是在托盘天平的两边各放一只质量相同的烧杯，分别注入质量相等的足量稀H2SO4和盐酸(稀H2SO4的密度大于盐酸密度)，各放入一小块形状、质量都相同的密度比水小的塑料块。然后，分别向左、右烧杯投入相同质量的Fe片和Mg条，待Fe片和Mg条完全溶解后，左右两烧杯中塑料块所受的浮力F左与F右的大小关系以及天平指针的偏转情况是 A．F左>F右，指针向左偏 B．F左=F右，指针向右偏 C．F左>F右，指针向右偏 D．F左=F右，指针向左偏 例题2

  6. 例题2 [解析]本题将金属的性质与物理力学知识融为一体，学科知识相互包容，考查综合应用知识的能力。因等质量的Fe和Mg分别与足量的酸反应，所产生的H2不相等，天平指针要偏向产生H2少的一方；塑料块所受的浮力只与排开溶液的重量有关，两块完全相同的塑料块排开溶液的重量也完全相同，故F左与F右相等。值得注意的是，在此判断的是浮力大小，而非塑料块的沉与浮，要仔细审题。选D。

  7. [2002年-23]向浓度都是1mol·L－1的氯化铁、氯化亚铁和氯化铜混合溶液中加入铁粉，反应完全后铁粉还有剩余，则此溶液中浓度最大的阳离子是[2002年-23]向浓度都是1mol·L－1的氯化铁、氯化亚铁和氯化铜混合溶液中加入铁粉，反应完全后铁粉还有剩余，则此溶液中浓度最大的阳离子是 A H＋B Fe2＋C Fe3＋D Cu2＋ 三、铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。 37．在化学反应中，铜可表现为0、＋1、＋2价。 （1）在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜【即：曾青（CuSO4）跟铁反应就生成铜】。试写出该反应的化学方程式：。 （2）铜器表面有时会生成铜绿【Cu2(OH)2CO3】，这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式：。 相关高考题 EXIT

  8. 　（3）新制的铜试剂【Cu(OH)2】与葡萄糖反应会生成红色沉淀，因此该试剂可用于检验糖尿病人尿液中葡萄糖的含量。葡萄糖的结构简式简写为GCHO　（3）新制的铜试剂【Cu(OH)2】与葡萄糖反应会生成红色沉淀，因此该试剂可用于检验糖尿病人尿液中葡萄糖的含量。葡萄糖的结构简式简写为GCHO 　试写出GCHO与Cu(OH)2反应的化学方程式：。 40．铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。 （1）试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。（铜的熔点是1183.4℃，铁的熔点是1534.8℃。） （2）清代采取银、钱并用的货币制度。百姓出卖劳动产品得到的是铜钱，按市场比价折合成白银向国家纳税。清中期以前，银钱比价基本平稳（1两白银＝1000文铜钱）。鸦片战争之前以及战后，银钱比价从1000文持续攀升至1300文、1400文、1600文甚至更高，出现空前严重的银荒（银贵钱贱）。试分析其原因及社会影响。 答案：P13 相关高考题 EXIT

  9. 1． (1)铁的冶炼在我国具有悠久的历史，最早约在 A．夏朝 B．商代 C．春秋战国 D．西汉 (2)磁铁矿主要成分的化学式为 A．FeS2 B．FeO C．Fe3O4 D．Fe2O3 (3)写出赤铁矿被还原为铁的化学方程式：__________________________ (4)铁制品的用途非常广泛，但其锈蚀现象也很严重。将铁分别放置在下列环境中，最易生锈的环境是 A．干燥空气中 B．潮湿空气中 C．水中 D．矿物油中 (5)铁锈的主要化学成分的化学式是___________。 (6)下列防治钢铁生锈的方法中，最不可取的方法是 A．在钢铁表面涂抹油漆 B．除去钢铁周围的O2、CO2、水蒸气 C．将普通钢铁制成不锈钢 D．使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜 2．下列块状金属在常温时能全部溶于足量的浓HNO3的是 A．Al B．Fe C．Cu D．Au 答案：1（1）C（2）C（3）Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2 （4）B 　　 （4）B （5）Fe2O3（6）B2.C 综合训练 EXIT

  10. 3．波尔多液不能用铁制的容器盛放，是因铁能与农药中的硫酸铜起反应。在该反应中，铁 A．是氧化剂 B．是还原剂 C．发生还原反应 D．被还原 4．普通铜器时间稍久容易出现铜绿[主要成分为【Cu2(OH)2CO3】。但有3件1760年制造的铜铸国宝(牛首、猴首、虎首)，现在看上去依然熠熠生辉而不生锈。下列对其不易生锈原因的分析中，最可能的是 A．它们的表面都电镀了一层耐腐蚀的黄金 B．环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去 C．铜的金属活动性比氢小，因此它们不易被氧化 D．它们是含有一定比例金、银、锡、锌的铜合金 5．冶炼技术在中国有着悠久的历史，我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜矿(主要成分为Cu2O)和木炭粉混合加热至800℃左右，即可得到金光闪闪的与黄金外观相似的“药金”。 (1)用上述方法不能制得黄金是因为_____________________________。　 (2)药金的主要成分是__________________________________________。 (3)用“药金”当黄金欺骗行人的事屡有发生，下列不能区别其真伪的方法是 A．测定质量 B．放入硝酸中 C．放入盐酸中 D．高温灼烧 答案3.B4.D5.（1）化学反应不能得到新元素　 （2）Cu Zn　（3）A 综合训练 EXIT

  11. 越国青铜剑，剑长五十五点六厘米，宽四点六厘米，重八百五十七点四克。剑由铜、锡、铅合铸而成，虽长埋地下二千五百年，出土时刀口仍很锋利，剑身未受腐蚀。 司母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜84.77％、锡11.64％、铅27.9％。充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。 秦陵铜车马严格按真车马的１／２制作 。造型精美，比例恰当，装饰华丽，工艺精湛，形体庞大，所以很多专家学者把它称之为“青铜之冠”。    铜合金 EXIT

  12. 铜柄铁剑　春秋时期　　剑叶铁质,残长9厘米,宽3厘米,厚0.3厘米,焊接于铜镡上。铁剑叶全部锈蚀,从铁锈上可以清楚看出用丝织物包裹的痕迹。这是中国迄今发掘出土的最早的人工冶铁制品之一,证明至迟在春秋早期,中国已经掌握了冶炼生铁的先进技术。铜柄铁剑　春秋时期　　剑叶铁质,残长9厘米,宽3厘米,厚0.3厘米,焊接于铜镡上。铁剑叶全部锈蚀,从铁锈上可以清楚看出用丝织物包裹的痕迹。这是中国迄今发掘出土的最早的人工冶铁制品之一,证明至迟在春秋早期,中国已经掌握了冶炼生铁的先进技术。 铁耙 两汉时期　西汉　农具 铁合金 EXIT

  13. 青铜器时代　在世界上有些地方，新石器时代的人还发现了铜——发现怎样熔化铜，怎样加入锡，使其坚硬，这样就进行了人类的第一次冶金试验，并由石器时代进人铜器时代。由于普遍使用金属，文化也提高了，斧、匕首及其衍生物矛和剑以及比较和平的家庭用具，都制造出来了。我国在公元两千多年原始公社制解体时期就进入了青铜时代。商代时期是中国青铜器的鼎盛时期 。 青铜器时代、铁器时代 铁器时代　青铜的组成成分比较稀少，因此，青铜又让位于铁。铁在土壤中是更大量存在的，制成战争武器和战车，也更为有效。因此，当人们发现怎样从铁矿提炼铁的时候，铁很快就代替了其他金属用于这些用途。随着铁器时代的到来，我们就逼近并且很快进入真正有史的时期。 EXIT

  14. 物理性质　 铜是紫红色金属，有良好的导电性、导热性和延展性。熔点1083℃。 化学性质 　铜是不活泼金属，（在金属活动表中的位置）在干燥空气性质稳定，在含二氧化碳的潮湿空气中，表面会生成碱式碳酸铜〖Cu2(OH)2CO3〗 。 铜也有还原性：Cu + 2Fe3+＝Cu2+ + 2Fe2+（用于制作线路板） 铜的性质 EXIT

  15. 物理性质 纯净的铁是银白色具有金属光泽的金属，有良好延展性，能被磁铁吸引。 熔点1535℃，沸点2750℃。 化学性质 铁是比较活泼的金属，在化合物中通常显+2或+3价。与氧气、硫单质、稀酸、硫酸铜、水、冷的浓硫酸的作用。（写出有关的化学方程式） 铁的性质 EXIT

  16. 氧化物　FeOFe2O3Fe3O4 氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 盐　FeCl2FeCl3FeSO4（配制方法） 亚铁离子与铁离子的转化（铁三角关系） Fe3+的检验（KSCN：有血红色出现） 铁的化合物　Fe2+、Fe3+转化Fe3+的检验 EXIT

  17. 炼铁炼钢的原理 • 炼铁的原理高温下用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石中把铁还原出来。 　⒈　C＋O2＝CO2＋QCO2＋C＝2CO－Q ⒉Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2 ⒊CaCO3＝CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2＝CaSiO3 • 炼钢的原理 EXIT

  18. 在潮湿的空气中受水、氧气、二氧化碳等物质的作用生成铁锈，主要成分是三氧化二铁。防止钢铁生锈最简单的方法是使钢铁与空气、水隔绝。如：在钢铁制品表面涂油、油漆、电镀等。 钢铁的腐蚀 EXIT

  19. 谢谢光临指导！ 再见 EXIT

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