3.铜的化合物的化学性质
(1) 氧化铜
a. 氧化铜有金属氧化物的性质,例如:
CuO+2HCl= CuCl2 +H2O
b. 氧化铜具有氧化性,可与某些还原剂反应。例如:
H2 +CuO Cu+ H2O
C +2CuO 2Cu+ CO2
↑
c. 氧化铜在高温下可发生分解反应: 4CuO 2Cu2O+ O2 ↑
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实验内容 |
实验现象 |
结论 |
产物推测 |
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用酒精灯加热装在试管中的CuO,收集生成的气体 |
黑色固体变为红色固体,收集的气体可使带火星的木条复燃 |
4CuO=Cu2O+O2↑(高温条件反应) |
CuO发生分解反应,红色固体为Cu2O,气体可使带火星的木条复燃 |
(2) 硫酸铜
CuSO4 晶体与无水CuSO4 之间可以相互转化
CuSO4·5H2O
CuSO4 + 5H2O
CuSO4 + 5H2O = CuSO4·5H2O
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实验内容 |
实验现象 |
结论 |
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CuSO4·5H2O → CuSO4 |
向饱和的CuSO4 溶液中慢慢滴入浓硫酸,静置 |
液体分为两层,上层蓝色,下层无色,有白色固体析出 |
浓硫酸具有吸水性,可使饱和的CuSO4 溶液析出白色CuSO4 固体 |
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CuSO4→ CuSO4·5H2O |
向无水CuSO4 中通入水蒸气 |
白色粉末变为蓝色晶体 |
CuSO4+5H2O= CuSO4·5H2O |
3.铁的氢氧化物:
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氢氧化亚铁(Fe(OH)2) |
氢氧化铁- Fe(OH)3 |
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色态 |
白色固体 |
红褐色固体 |
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水溶性 |
难溶于水 |
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与酸反应 |
Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+
+ 2H2O |
Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+
+ 3H2O |
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与强氧化酸反应 |
3Fe(OH)2 + 10HNO3 =
3Fe(NO3)3 + NO↑+8H2O |
Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+
+ 3H2O |
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稳定性 |
不稳定,易被空气中的氧气氧化,颜色变化:白色→灰绿色→红褐色 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 |
较稳定空气中久置会部分失水成铁锈受热易分解 |
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制取 |
新制FeSO4溶液与NaOH溶液隔绝空气反应:Fe2+ + 2OH-
= Fe(OH)2↓ |
铁盐与可溶性碱反应 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ |
思考:①实验中为什么要用新制的硫酸亚铁溶液?
(防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化而影响效果)
②怎样才能使Fe2+溶液长时间保存?
(在配制溶液时,要加入少量铁粉防止氧化,加入少量对应酸抑制水解)
③实验中为什么要将滴管尖端插入试管里溶液底部,慢慢挤出氢氧化钠溶液
(氢氧化亚铁极易被氧化,溶解在水中的少量的氧气都能将它氧化成氢氧化铁,所以按一般强碱与弱酸盐反应制弱碱的操作很难得到。要制得白色溶液必须用加热煮沸过的蒸馏水(以减少溶解在水中的氧气)临时配制硫酸亚铁溶液,最好在溶液中再滴几滴植物油以避免硫酸亚铁溶液与空气接触,准备加入的氢氧化钠溶液也要先加热煮沸,并且滴管尖嘴要伸入硫酸亚铁溶液的底部再慢慢挤,以防止带入氧气)
2.铁的氧化物:
铁的氧化物有三种:氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁
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FeO |
Fe2O3(铁红) |
Fe3O4(磁性氧化铁) |
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化合价 |
+2 |
+2 |
+2、+3 |
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色、态 |
黑色粉未 |
红棕色粉未 |
黑色晶体 |
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水溶性 |
均不溶于水 |
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和弱氧化性酸反应 |
FeO + 2H+ = Fe2+ +
H2O |
Fe2O3 + 6H+
= 2Fe3+ + 3H2O |
Fe3O4 + 8H+
= 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O |
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和强氧化性酸反应 |
3FeO + 10HNO3(稀) = 3Fe(NO3)3
+ NO↑+ 5H2O
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Fe2O3 + 6HNO3
= 2Fe(NO3)3 + 3H2O |
3 Fe3O4 + 28HNO3
= 9 Fe(NO3)3 + NO↑+14H2O |
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稳定性 |
在空气中氧化为Fe3O4 |
空气中稳定 |
在空气中稳定 |
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制备 |
高温熔融,过量的铁与O2反应:2Fe+O2=2FeO |
氢氧化铁加热分解 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O |
铁在氧气中燃烧 3Fe + 2O2 = Fe3O4 |
注意:①FeO与非氧化性酸相遇时,发生复分解反应,生成亚铁盐;但与强氧化性酸相遇,Fe2+被氧化成Fe3+,生成铁盐
②Fe3O4在三种氧化物中最为稳定,一般不与酸、碱和氧气反应,所以在铁的表面若能形成Fe3O4膜,便能起到保护作用,防止生锈。Fe3O4是一种复杂的氧化物,它不属于碱性氧化物,可以写成FeO·Fe2O3的形式有+2、+3 价
③FeO、Fe2O3是碱性氧化物
④空气中:6FeO + O2 = 2Fe3O4