【導(dǎo)讀】掌握金屬單質(zhì)（鐵）的化學(xué)性質(zhì)。采用圖表、比較、討論、歸納、綜合的方法進(jìn)行教學(xué)。通過(guò)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、社會(huì)活動(dòng)能力和互助合作能力。上節(jié)課我們復(fù)習(xí)了鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)，本節(jié)課將繼續(xù)復(fù)習(xí)鐵及鐵的化合物的性質(zhì)。練習(xí)：寫(xiě)出鐵與氧氣、水蒸氣、鹽、酸、CuSO4溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。下，可以被氧化成Fe3+。解題時(shí)注意到G是紅褐色沉淀，可判斷出G為Fe3，由此逆推即可。與強(qiáng)堿反應(yīng)生成單質(zhì)F，判斷B可能為Al，再進(jìn)行確定其他物質(zhì)。全部參加反應(yīng)，且有Cu析出。答案：反應(yīng)后生成Cug，加入鐵粉前，F(xiàn)e23溶液的濃度為mol·L-1。中國(guó)第一個(gè)鈦加工材生產(chǎn)試驗(yàn)車(chē)間。在這種情況下，由當(dāng)時(shí)國(guó)務(wù)院副總理。和鈦加工材產(chǎn)銷(xiāo)兩旺、鈦工業(yè)快速平穩(wěn)發(fā)展的良好局面。產(chǎn)，2021年的總產(chǎn)量也是4000余噸。用于鈦錠的生產(chǎn)。其中寶雞有色金屬加工廠有10噸爐、6噸爐各一臺(tái)，3噸爐、1噸爐各兩

　　

【正文】 3+的相互轉(zhuǎn)化 (1)Fe2+有還原性，高錳酸鉀、重鉻酸鉀、過(guò)氧化氫等氧化劑能把它氧化成 Fe3+： ?4MnO +5Fe2++8H+====Mn2++5Fe3++4H2O Cr2 ?27O +6Fe2++14H+====2Cr3++6Fe3++7H2O H2O2+2Fe2++2H+====2Fe3++2H2O 在酸性溶液中，空氣中的氧也能把 Fe2+氧化： 4Fe2++O2+4H+====4Fe3++2H2O 在堿性溶液中， Fe2+的還原性更強(qiáng)，它能把 ?3NO 和 NO2還原成 NH3,能把 Cu2+還原成金屬銅。 Fe3+具有氧化性，它能把 I氧化成 I2： 2Fe3++2I====2Fe2++I2 在無(wú)線電工業(yè)上，常利用 FeCl3溶液來(lái)刻蝕銅，制造印刷線路，它們反應(yīng)的化學(xué)方程式是： 2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+ 因此 ,銅在氯化鐵溶 液中能作還原劑，而 FeCl3是氧化劑。 Fe3+在酸性溶液中容易被 H2S、 SnCl2等還原成 Fe2+: 2Fe3++H2S====2Fe2++S↓+2H+ 2Fe3++Sn2+====2Fe2++Sn4+ Fe3+還能被金屬鐵還原： 2Fe3++Fe====3Fe2+ 在亞鐵鹽溶液中加入鐵釘可防止 Fe2+被氧化為 Fe3+。 （ 2） Fe2+和 Fe3+的顏色 Fe2+在水溶液中通常以水合離子 2+形式存在，呈淡綠色，并存在下列平衡： ［ Fe(H2O)6］ 2++H2O====［ Fe(H2O)5OH］ ++H3O+ 這個(gè) 平衡的 pK=，水解的程度很小，溶液近于中性。 Fe3+在酸性溶液中，通常以淡紫色的 3+形式存在。三氯化鐵以及其他 +3 價(jià)鐵鹽溶于水后都發(fā)生顯著的水解，實(shí)質(zhì)是 +3 價(jià)水合鐵離子的水解。只有在 pH=0 左右時(shí)，才有 3+存在 (但由于有陰離子的存在，會(huì)生成其他的絡(luò)離子，影響淡紫色的觀察 )。當(dāng) pH 為 2～ 3時(shí)，水解趨勢(shì)很明顯。它們的水解平衡如下： ［ Fe(H2O)6］ 3++H2O====［ Fe(H2O)5］ 2++H3O+ K= ［ Fe(H2O)5(OH)］ 2++H2O ［ Fe(H2O)4(OH)2］ ++H3O+ K= 生成的堿式離子呈黃色，它可聚合成二聚體： 2［ Fe(H2O)6］ 3+====［ Fe2(H2O)8(OH)2］ 4++2H3O+ K= 二聚體是借 OH為橋把 2 個(gè) Fe3+連結(jié)起來(lái)形成的多核絡(luò)離子。溶液的 pH 越高，水解聚合的傾向越大，最后逐漸形成膠體，析出紅棕色水合氧化鐵沉淀。 （五）銅 公元前 3000 至 2021 年，銅及青銅冶煉達(dá)到了全盛時(shí)代。這一技術(shù)成為當(dāng)時(shí)政治、經(jīng)濟(jì)、文化、藝術(shù)的載體，給人類(lèi)文明留下了不可磨滅的印跡。 用現(xiàn)代化學(xué)的觀念審視古代的煉銅過(guò)程，其原理非常簡(jiǎn)單： Cu2(OH)2CO3 △ 2CuO+CO2↑+H2O CuO+C △ Cu+CO↑ CuO+CO △ Cu+CO2 CO2+C △ 2CO 這樣的化學(xué)過(guò)程，人類(lèi)在 5 000年以前就能熟練地完成，而且恰到好處地控制配比和溫度，利用爐渣液和銅液的不同流動(dòng)性、不同比重達(dá)到分離銅液。正是這些簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，為人類(lèi)文明創(chuàng)造了輝煌的成就，為生產(chǎn)力的發(fā)展起到了劃時(shí)代的作用。人類(lèi)用科學(xué)的觀念真正認(rèn)識(shí)這樣的化學(xué)過(guò)程才是上一個(gè)世紀(jì)的事情，這是 5 000年的積累和跨越，是現(xiàn)代化學(xué)科學(xué)技術(shù)對(duì)古代文明的再認(rèn)識(shí)。 從技術(shù)角度講，煉銅是人類(lèi)進(jìn)入青銅時(shí)代的關(guān)鍵。不少科技考古工作者用現(xiàn)代的科技手段和考古學(xué)法透視古代煉銅過(guò)程，都發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)的宏偉和壯觀、驚奇和絕妙?；蛟S，今天在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)煉銅過(guò)程幾分鐘就可以完成。而人類(lèi)是經(jīng)過(guò)幾萬(wàn)年的摸索和選擇、試驗(yàn)和觀察、 總結(jié)和完善，才完成了煉銅過(guò)程。煉銅技術(shù)浸透著古代文明的歷史文化信息，也折射出人類(lèi)的智慧和偉大。 我國(guó)古代的水法冶銅 我國(guó)古代的煉銅技術(shù)有火法和水法（又稱(chēng)濕法）兩種。據(jù)已有的考古資料推知，在最早的火法煉銅中，用來(lái)煉銅的礦石為 孔雀石〔 CuCO3Cu(OH)2〕之類(lèi)的氧化礦，以木炭為燃料和還原劑。從硫化礦的輝銅礦（ Cu2S）、黃銅礦（ CuFeS2）等冶煉銅的過(guò)程比較復(fù)雜，應(yīng)晚于從氧化礦的煉銅。從迄今已發(fā)現(xiàn)的我國(guó)最早的從硫化礦煉銅遺址得知，最遲在西周早期已經(jīng)發(fā)明這種煉銅術(shù)。 據(jù)古代文獻(xiàn)資料得知，我國(guó)在唐代已有小規(guī)模的水法煉銅生產(chǎn)：取能熬煮而得膽礬（ CuSO45H2O 在我國(guó)古代的名稱(chēng)）的 “苦泉 ”加入碎鐵可得銅。所得銅稱(chēng)為鐵銅，后來(lái)改稱(chēng)膽銅。顯然這是利用了下面的置換反應(yīng)： Fe+CuSO4====Cu+FeSO4。然而對(duì)于這種 化學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和記載，則遠(yuǎn)在西漢劉安（公元前 179～公元前 122）所著《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中就有記載 “白青得鐵即化為銅 ”。白青，后來(lái)又稱(chēng)石青，就是藍(lán)銅礦〔 2CuCO3Cu(OH)2〕。 北宋末年，膽銅法開(kāi)始在生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用，曾成為生產(chǎn)銅的重要途徑之一?！端问?食貨志》對(duì)此有詳細(xì)記載。膽銅法有許多優(yōu)點(diǎn)，它可以就地取材，在 “膽水 ”多的地方設(shè)置銅場(chǎng)，設(shè)備比較簡(jiǎn)單，成本低。只要把薄鐵片或碎鐵塊放入 “膽水 ”槽中，浸漬幾天就能得到金屬銅的粉末。膽銅法可以在常溫下提取銅，既可以節(jié)省大量燃料，又不必使用鼓風(fēng)、熔煉設(shè)備 。 當(dāng)年水法冶銅中銅的來(lái)源為來(lái)自 “古坑 ”（指廢礦）的 “膽土 ”和 “膽水 ”。 “膽土 ”是開(kāi)采硫銅礦時(shí)的碎礦渣及貧礦經(jīng)風(fēng)化和氧化（包括細(xì)菌的作用）后而變化的硫酸銅與土質(zhì)的混合物。 “膽水 ”是雨水浸漬 “膽土 ”后形成的硫酸銅溶液。 “膽土 ”用水煎時(shí)也可溶出硫酸銅。后來(lái)，人們有意識(shí)地開(kāi)采硫銅礦的貧礦，將其堆積而促進(jìn)氧化，并由水煎改為水淋。 上述水法冶煉在我國(guó)應(yīng)用最早。在現(xiàn)代，也有相當(dāng)數(shù)量的銅是濕法冶煉生產(chǎn)的。雖然其總的處理過(guò)程較古代的膽銅法復(fù)雜，但到后面的階段，不少工廠仍采用鐵（鐵屑或海綿狀鐵）處理含 CuSO4的溶液 以制得粗銅 ——最后再將其精煉成純銅。 （六）鎳 在發(fā)射衛(wèi)星用的火箭固體推進(jìn)劑中，加入約 1％的納米鎳，就可使其燃燒值增加兩倍。蘭州大學(xué)的科技人員已在實(shí)驗(yàn)室成功研制出這種納米鎳粉。超細(xì)鎳粉是一種納米金屬材料，具有一系列獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在催化劑、電池材料及硬質(zhì)合金黏結(jié)劑等許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。以納米鎳制成的復(fù)合催化劑可使有機(jī)物加氫或脫氫反應(yīng)的效率比傳統(tǒng)鎳催化劑提高 10 倍。將納米鎳應(yīng)用于鎳氫電池，也是目前鎳氫電池發(fā)展的方向。蘭州大學(xué)的科研人員采用簡(jiǎn)單的液相還原法，成功研制出十幾到幾十納米的超細(xì)鎳粉 。目前國(guó)際市場(chǎng)上的納米鎳粉每千克售價(jià)在 1萬(wàn)元，而蘭大在實(shí)驗(yàn)室制備出的納米鎳粉總成本為每千克 2 000元左右。 （七）彩色焰火 實(shí)驗(yàn)原理：金屬元素的焰色反應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)用品：瓷坩堝（或蒸發(fā)皿）、玻璃棒、研缽、長(zhǎng)滴管，蔗糖、鎂粉、 KClO Ca(NO3)CuCl2〔根據(jù)條件可增加其他金屬的鹽，例如 Ba(NO3) KNO NaNO3等〕、濃硫酸。 實(shí)驗(yàn)步驟： 、 KClO3分別研成粉末，然后混合。把混合物分成 3 份（或數(shù)份），放入 3個(gè)（或數(shù)個(gè)）瓷坩堝中。 、 Ca(NO3)2和 CuCl2，并用玻璃棒攪拌一下。 ，分別滴在 3 個(gè)瓷坩堝中，可觀察到瓷坩堝中噴出不同顏色的火焰。 習(xí)題詳解 ： B ： C ： D ： D ： A ： C ： ① 2Cu+O2 △ 2CuO ② CuO+H2SO4====CuSO4+H2O ③ CuSO4+2NaOH====Cu(OH)2↓+Na2SO4 ④ Cu(OH)2 △ CuO+H2O ⑤ CuSO4+Fe====FeSO4+Cu ： CO2 與 NaOH 溶液反應(yīng)使容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，所 以容器會(huì)變癟；因易拉罐的成分為Al， Al 能與 NaOH 溶液反應(yīng)生成氫氣，罐內(nèi)壓強(qiáng)增大，所以會(huì)鼓起。 CO2+2OH==== ?23CO +H2O 2Al+2OH+2H2O====2 ?2AlO +3H2↑ ： CaCO3 CaO+CO2↑ CaO+H2O====Ca(OH)2 Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH ： 明礬的主要成分是 KAl(SO4)2，含 K+、 Al3+和 ?24SO （ 1）利用焰色反應(yīng)驗(yàn)證 K+的存在：用鉑絲蘸取溶液在酒精燈上灼燒，隔著藍(lán)色的鈷玻璃觀察焰色為紫色，則證明溶液中有 K+。 （ 2）利用 Al(OH)3的兩性來(lái)檢驗(yàn) Al3+的存在：取少許溶液，滴加 NaOH 溶液，可觀察到先生成白色沉淀，后白色沉淀溶解，即證明溶液中含 Al3+。 （ 3）利用 BaSO4難溶于水和酸的性質(zhì)來(lái)檢驗(yàn) ?24SO 的存在：取少許溶液，滴加 Ba(NO3)2溶液和稀 HNO3，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明溶液中含 ?24SO 。 ： 設(shè)鎂和鋁的物質(zhì)的量分別為 x、 y 則有：???????????????11123m o lLLyxgym o lgxm o lg 解得：??? ?? moly molx w(Al)=g molgmol 1??? 100%=% 答：合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %。鋁和鎂的物質(zhì)的量之比為 1∶ 1。