年高中化学 专题3 第二单元 第二课时铁、铜及其化合物的应用 苏教必修1.ppt

第二课时铁、铜及其化合物的第二课时铁、铜及其化合物的应用应用2021/8/8 星期日1新新知知初初探探自自学学导导引引自主学习自主学习一、一、铁铁及其化合物的性及其化合物的性质质及及应应用用1铁铁的物理性的物理性质质银银白白色色，有有金金属属光光泽泽，可可被被磁磁铁铁吸吸引引，是是热热和和电电的良的良导导体。体。2铁铁的化学性的化学性质质2021/8/8 星期日2(1)与非金属与非金属单质单质反反应应(用化学方程式表示用化学方程式表示)与与O2反反应应：_。与与Cl2反反应应：_。(2)与酸反与酸反应应强强氧氧化化性性酸酸：常常温温下下铁铁在在浓浓硫硫酸酸、浓浓硝硝酸酸中中_。非非氧氧化化性性酸酸：_。(用离子方程式表示用离子方程式表示)钝钝化化Fe2H=Fe2H22021/8/8 星期日3(3)与与盐盐溶液反溶液反应应(用离子方程式表示用离子方程式表示)与与CuSO4溶液溶液:_.与与FeCl3溶液：溶液：_。3Fe3的的检验检验(1)试剂试剂：_。(2)现现象：溶液象：溶液变为变为_色。色。(3)离子方程式：离子方程式：_。FeCu2=Fe2CuFe2Fe3=3Fe2KSCN溶液溶液Fe33SCN=Fe(SCN)3血血红红2021/8/8 星期日44Fe2、Fe3的相互的相互转转化化实验实验操作操作实验现实验现象象有关离子方程式有关离子方程式加入加入铁铁粉，溶液粉，溶液由由_色色变变成成_色，加入色，加入KSCN溶液后溶溶液后溶液液_2Fe3Fe=3Fe2棕黄棕黄浅浅绿绿无明无明显变显变化化2021/8/8 星期日5实验实验操作操作实验现实验现象象有关离子方程式有关离子方程式溶液由溶液由_色色变变成成_色色,加入加入KSCN溶液后溶溶液后溶液液_2Fe3Cu=2Fe2Cu2棕黄棕黄蓝蓝无明无明显变显变化化2021/8/8 星期日6实验实验操作操作实验现实验现象象有关离子方程式有关离子方程式加入加入KSCN,溶液溶液_,加入加入氯氯水后，溶水后，溶液液_2Fe2Cl2=2Fe32ClFe33SCN=Fe(SCN)3无明无明显变显变化化变变成血成血红红色色2021/8/8 星期日7想一想想一想1.(1)为为什么可用什么可用铁铁制容器盛放制容器盛放浓浓硫酸和硫酸和浓浓硝硝酸？酸？(2)铁铁与哪些物与哪些物质质反反应应生成生成3价或价或2价呢？价呢？(3)为为什什么么存存放放亚亚铁铁盐盐溶溶液液时时，向向溶溶液液中中加加入入少量少量铁铁屑？屑？提提示示:(1)常常温温下下铁铁在在浓浓硫硫酸酸、浓浓硝硝酸酸中中钝钝化化.故在常温故在常温时时可用可用铁铁制容器制容器储储存或运存或运输浓输浓硫硫酸、酸、浓浓硝酸。硝酸。2021/8/8 星期日8(2)铁铁跟跟氧氧化化性性较较弱弱的的氧氧化化剂剂(如如盐盐酸酸、硫硫酸酸铜铜溶溶液液等等)反反应应转转化化为为2价价铁铁的的化化合合物物。铁铁跟跟氧氧化化性性较较强强的的氧氧化化剂剂(如如氯氯气气、硝硝酸酸等等)反反应转应转化化为为3价价铁铁的化合物。的化合物。(3)Fe2有有较较强强的的还还原原性性，其其对对应应的的盐盐或或氢氢氧氧化化物物在在空空气气中中放放置置时时很很容容易易被被氧氧气气氧氧化化而而变质变质，故向溶液中加入少量，故向溶液中加入少量铁铁屑。屑。2021/8/8 星期日95.应应用用(1)铁铁合金是重要的合金是重要的应应用广泛的金属材料。用广泛的金属材料。(2)铁铁元素是元素是维维持生命活持生命活动动不可缺少的微量不可缺少的微量元素，人体缺元素，人体缺铁铁会引起会引起贫贫血等疾病。血等疾病。(3)铁铁的化合物的化合物Fe2O3可以制防可以制防锈锈油漆、油漆、红红色色颜颜料。料。氯氯化化铁铁、硫酸、硫酸亚铁亚铁可作可作净净水水剂剂。Fe3O4可作磁性材料。可作磁性材料。_溶液可制作印刷溶液可制作印刷电电路板的腐路板的腐蚀蚀液液.氯氯化化铁铁2021/8/8 星期日10二、二、铜铜的性的性质质及及应应用用1物理性物理性质质紫紫红红色色，有有金金属属光光泽泽，具具有有良良好好的的导导电电、导导热热性和延展性。性和延展性。2化学性化学性质质(1)与非金属与非金属单质单质反反应应(用化学方程式表示用化学方程式表示)与与O2反反应应：_。与与Cl2反反应应：_。2021/8/8 星期日11(2)与与盐盐反反应应(用离子方程式表示用离子方程式表示)与与AgNO3溶液：溶液：_。与与FeCl3溶液：溶液：_。Cu2Ag=2AgCu2Cu2Fe3=2Fe2Cu22021/8/8 星期日12想一想想一想2(1)如如何何除除去去FeSO4溶溶液液中中含含有有的的少少量量CuSO4?(2)Fe2、Fe3、Cu2的的氧氧化化性性强强弱弱关关系系如如何？何？试试用离子方程式用离子方程式说说明。明。提示：提示：(1)加加铁铁屑。屑。(2)Fe3Cu2Fe2(2Fe3Cu=2Fe2Cu2，FeCu2=Fe2Cu)。2021/8/8 星期日133.应用应用(1)单质铜可以制导线、水管、电器仪表等单质铜可以制导线、水管、电器仪表等.(2)铜盐可以杀菌。铜盐可以杀菌。(3)Cu2O可以作玻璃、搪瓷的红色颜料。可以作玻璃、搪瓷的红色颜料。2021/8/8 星期日14自主体验自主体验解解析析：选选B。Fe3O4、Cu2(OH)2CO3、CuO均均能与能与盐盐酸酸发发生反生反应应。2021/8/8 星期日152下列关于下列关于Fe2和和Fe3的叙述中，错误的的叙述中，错误的是是(双选双选)()AFe2的水溶液为浅绿色的水溶液为浅绿色BFe3的水溶液为蓝色的水溶液为蓝色CFe3具有氧化性，具有氧化性，Fe2既具有氧化性又既具有氧化性又具有还原性具有还原性DFe3溶液中滴入含溶液中滴入含SCN的溶液，立即的溶液，立即出现血红色沉淀出现血红色沉淀2021/8/8 星期日16解析：解析：选选BD。Fe3与与SCN反反应产应产物物为为Fe(SCN)3，是血，是血红红色溶于水的物色溶于水的物质质。3要要证证明明某某溶溶液液中中不不含含Fe3,而而可可能能含含Fe2,进进行如下行如下实验实验操作操作时时，最佳，最佳顺顺序是序是()加加足足量量新新制制氯氯水水加加足足量量KMnO4溶溶液液加少量加少量KSCN溶液溶液A BC D2021/8/8 星期日172021/8/8 星期日18要要点点突突破破讲讲练练互互动动提示：提示：(1)除去除去FeCl3中的中的FeCl2应应滴加滴加氯氯水；水；(2)除去除去FeSO4中的中的Fe2(SO4)3应应加加铁铁屑。屑。要点一要点一要点一要点一“铁三角铁三角”及其应用及其应用2021/8/8 星期日19要点归纳要点归纳1“铁铁三三角角”是是指指Fe、Fe2、Fe3相相互互转转化的三角关系化的三角关系2021/8/8 星期日20(1)Fe遇遇强强氧化氧化剂剂被氧化成被氧化成Fe3。(2)Fe遇弱氧化遇弱氧化剂剂被氧化成被氧化成Fe2。(3)Fe只只有有还还原原性性；Fe3只只有有氧氧化化性性；Fe2既有氧化性又有既有氧化性又有还还原性，以原性，以还还原性原性为为主。主。(4)常常见见氧化氧化剂剂的氧化性的氧化性强强弱弱顺顺序序为为：Cl2Br2Fe3I2SAgFe3Cu2Fe22021/8/8 星期日212021/8/8 星期日22主要物主要物质质杂质杂质除除杂试剂杂试剂和方法和方法Fe3Fe2加入加入H2O2Fe2Fe3加入加入过过量量Fe粉，粉，过滤过滤Fe2Cu2加入加入过过量量Fe粉，粉，过滤过滤2021/8/8 星期日23(3)Fe3与与Fe2的的检验检验Fe3a加入加入OH(强强碱碱)红红褐色沉淀褐色沉淀b加入加入KSCN血血红红色溶液色溶液Fe2a加加入入OH白白色色沉沉淀淀迅迅速速变变为为灰灰绿绿色色红红褐色褐色b加加入入KSCN不不变变色色滴滴加加氯氯水水后后迅迅速速变为变为血血红红色色2021/8/8 星期日24即时应用即时应用1将将Na2O2投投入入到到FeCl2溶溶液液中中，可可以以观观察察到的到的现现象是象是()生生成成白白色色沉沉淀淀生生成成红红褐褐色色沉沉淀淀有有无色气体无色气体产产生生A BC D2021/8/8 星期日25解析：解析：选选C。Na2O2与与H2O反反应应生成生成NaOH和和O2，同，同时时将将Fe2氧化成氧化成Fe3，Fe3与与OH反反应应生成生成红红褐色沉淀。褐色沉淀。2021/8/8 星期日26探究导引探究导引将将铁铁屑屑加加入入FeCl3与与CuCl2的的混混合合液液中中，可可能能发发生生哪哪些些反反应应，最最终终溶溶液液中中含含有有的的金金属属离离子子有哪些？有哪些？要点二要点二要点二要点二含含Fe3、Cu2的的溶溶液液与与Fe、Cu混混合合物物可可能能的的反反应应及及其其剩剩余固体的判断余固体的判断2021/8/8 星期日27提示：提示：按先后按先后顺顺序序发发生的反生的反应为应为：Fe2Fe3=3Fe2FeCu2=Fe2Cu最最终终溶液中含有的离子可能是溶液中含有的离子可能是Fe3、Fe2、Cu2，Fe2、Cu2，Fe2。2021/8/8 星期日28要点归纳要点归纳以以a mol Fe3、b mol Cu2、c mol Fe和和d mol Cu混合于同一溶液中为例讨论。混合于同一溶液中为例讨论。(1)可能发生的反应：可能发生的反应：2Fe3Fe=3Fe22Fe3Cu=2Fe2Cu2FeCu2=Fe2Cu(2)从发生的化学反应来讨论：从发生的化学反应来讨论：2021/8/8 星期日292021/8/8 星期日30即时应用即时应用2将将Cu片放入片放入0.1 molL1 FeCl3溶液中，溶液中，反应一段时间后取出反应一段时间后取出Cu片，溶液中片，溶液中c(Fe3)c(Fe2)2 3，则，则Cu2与与Fe3的物的物质的量之比为质的量之比为()A3 2 B3 5C4 3 D3 42021/8/8 星期日31解析：选解析：选D。Fe3具有强的氧化性，可以与具有强的氧化性，可以与Cu反应生成反应生成Fe2和和Cu2，由，由2Fe3Cu=2Fe2Cu2得得n(Fe2)2n(Cu2)，代，代入入c(Fe3)c(Fe2)2 3中，可得中，可得 n(Fe3)2n(Cu2)2 3，所以，所以n(Cu2)n(Fe3)3 4。2021/8/8 星期日32题题型型探探究究权权威威预预测测题型题型题型题型1 1铁铁、铜铜及其化合物的性及其化合物的性质质 根据下列框图回答问题根据下列框图回答问题(答题时答题时,化学方化学方程式中的程式中的M、E用所对应的元素符号表示用所对应的元素符号表示)：例例例例1 12021/8/8 星期日33(1)写出写出M溶于稀溶于稀H2SO4和和H2O2混合液的化学混合液的化学方程式：方程式：_。(2)某同学取某同学取X的溶液，酸化后加入淀粉的溶液，酸化后加入淀粉KI溶液，变为蓝色，写出与上述变化过程相关溶液，变为蓝色，写出与上述变化过程相关的离子方程式：的离子方程式：_、_。(3)写出写出Cl2将将Z氧化为氧化为K2EO4的化学方程式：的化学方程式：_。2021/8/8 星期日34【思思路路点点拨拨】(1)寻寻找找突突破破点点红红色色金金属属是是Cu；(2)依据框依据框图线图线索确定各物索确定各物质质。【解解析析】由由题题目目“红红色色金金属属”结结合合“蓝蓝色色溶溶液液”及及转转化化关关系系，很很容容易易确确定定M是是Cu，E是是Fe。相关各物。相关各物质质分分别为别为：MSO4为为CuSO4；X为为FeSO4;Y为为Fe2(SO4)3；Z为为Fe(OH)3；K2EO4为为K2FeO4。在在写写方方程程式式时时要注意元素守恒和原子守恒。要注意元素守恒和原子守恒。2021/8/8 星期日35【答答案案】(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O(2)4Fe2O24H=4Fe32H2O2Fe32I=2Fe2I2(3)10KOH3Cl22Fe(OH)3=2K2FeO46KCl8H2O2021/8/8 星期日36【名【名师师点睛】点睛】(1)铁铁及其化合物及其化合物2021/8/8 星期日37(2)铜及其化合物铜及其化合物(3)解答框图题关键点是要寻找突破点解答框图题关键点是要寻找突破点在题干中找，在题干中找，在框图中找，在框图中找，在问题中在问题中找；主要依据找；主要依据特殊的物理性质，特殊的物理性质，特征反特征反应寻找。应寻找。2021/8/8 星期日38题型题型题型题型2 2有有关关Cu2、Fe3与与Fe、Cu混合体系的判断与混合体系的判断与计计算算 把等物质的量的把等物质的量的Cu、Fe和和Zn粉投入粉投入一定量的一定量的FeCl3溶液中，充分反应后：溶液中，充分反应后：(1)若取出部分溶液，加入几滴若取出部分溶液，加入几滴KSCN溶液，溶液，显血红色显血红色,那么溶液中存在的离子有那么溶液中存在的离子有Cu2、Fe2、Fe3、Zn2、Cl，金属粉末有无剩，金属粉末有无剩余？余？_；例例例例2 22021/8/8 星期日39(2)若溶液显蓝色，加入若溶液显蓝色，加入KSCN溶液不显血红溶液不显血红色，那么溶液中存在的离子有色，那么溶液中存在的离子有_，可能存在的金属粉末物质是可能存在的金属粉末物质是_；(3)若加入铁粉的质量反应前后没有改变若加入铁粉的质量反应前后没有改变,那那么溶液中存在的离子有么溶液中存在的离子有Zn2、Fe2、Cl，各种离子的物质的量之比是各种离子的物质的量之比是_；(4)若加入的金属还有若加入的金属还有Zn粉剩余粉剩余,那么溶液中那么溶液中存在的离子有存在的离子有Zn2、Cl，粉末的质量在反，粉末的质量在反应后比反应前应后比反应前_(填填“增大增大”或或“减少减少”)。2021/8/8 星期日40【解解析析】金金属属的的还还原原性性：ZnFeCu，与与FeCl3溶溶液液反反应应的的先先后后顺顺序序为为Zn2Fe3=Zn22Fe2，2Fe3Fe=3Fe2,2Fe3Cu=2Fe2Cu2。若。若Zn粉粉过过量量，Fe、Cu不不能能参参加加反反应应，且且过过量量的的Zn会会将溶液中将溶液中Fe2还还原成原成Fe单质单质，ZnFe2=Zn2Fe，仅发仅发生反生反应应和和。2021/8/8 星期日41(1)反反应应后后溶溶液液中中加加KSCN溶溶液液显显血血红红色色,说说明明FeCl3没没反反应应完完,金金属属全全部部参参加加反反应应,无无剩剩余余.发发生生的的反反应应有有、和和,溶溶液液中中存存在在的的离离子子有有Cu2、Fe2、Fe3、Zn2和和Cl。(2)反反应应后后溶溶液液呈呈蓝蓝色色，加加入入KSCN溶溶液液不不显显血血红红色色，说说明明Fe3全全部部参参加加反反应应，Zn、Fe反反应应完完全全，Cu全全部部或或部部分分参参加加反反应应。溶溶液液中中存存在在的的离离子子有有Cu2、Fe2、Zn2和和Cl。可可能能存在的金属粉末是存在的金属粉末是Cu。2021/8/8 星期日42(3)若若加加入入铁铁粉粉的的质质量量在在反反应应前前后后没没有有变变化化,说说明明 Fe粉粉没没有有参参加加反反应应，也也没没有有发发生生Zn粉粉置置换换出出Fe的反的反应应，即，即Zn恰好与恰好与Fe3反反应应完完全；全；Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl21 mol 1 mol 2 mol所以溶液中所以溶液中n(Zn2)n(Fe2)n(Cl)126。2021/8/8 星期日43(4)若若加加入入的的金金属属中中还还有有Zn粉粉剩剩余余，仅仅发发生生反反应应和和，Fe、Cu均均未未参参加加反反应应。溶溶液液中中存存在在的的离离子子有有Zn2和和Cl，过过量量的的Zn将将溶溶液液中中的的Fe2(来来自自Fe3被被Zn的的还还原原)还还原原，由由ZnFe2=Zn2Fe知知，溶溶解解65 g Zn析析出出56 g Fe，且且反反应应也也消消耗耗了了Zn，所所以以金金属粉末属粉末质质量在反量在反应应后比反后比反应应前减少。前减少。2021/8/8 星期日44【答答案案】(1)无无剩剩余余 (2)Cu2、Fe2、Zn2、ClCu(3)126(4)减少减少【规规律律方方法法】一一种种氧氧化化剂剂遇遇到到多多种种还还原原剂剂时时，还还原原性性强强的的物物质质首首先先发发生生反反应应，依依次次类类推推；一一种种还还原原剂剂遇遇到到多多种种氧氧化化剂剂时时，氧氧化化性性强强的的物物质质首首先先发发生生反反应应，依依次次类类推推。搞搞清清楚楚发发生反生反应应的的顺顺序是解答序是解答这类问题这类问题的关的关键键。2021/8/8 星期日45热点示例思维拓展热点示例思维拓展Fe(OH)2的制的制备备由于由于Fe(OH)2很容易被空气中的很容易被空气中的O2或溶液中或溶液中溶有的少量溶有的少量O2所氧化，所以制取所氧化，所以制取Fe(OH)2要要求在无氧气的环境下反应。求在无氧气的环境下反应。【经经典典案案例例】()在在下下图图的的装装置置中中，当当容容器器A中的反中的反应应开始后开始后,再分再分别进别进行下列操作：行下列操作：2021/8/8 星期日46(1)若弹簧夹若弹簧夹C打开，打开，B容器中有什么现象发容器中有什么现象发生？生？_。2021/8/8 星期日47(2)若弹簧夹若弹簧夹C一直关闭，容器一直关闭，容器A中的反应在中的反应在进行时，进行时，B容器有什么现象发生？容器有什么现象发生？_；写出写出B容器中有关反应的化学方程式：容器中有关反应的化学方程式：_.(3)若先打开弹簧夹若先打开弹簧夹C一段时间，容器一段时间，容器A中的中的反应还在进行时，再关闭弹簧夹反应还在进行时，再关闭弹簧夹C一会儿，一会儿，B容器中有什么现象发生？容器中有什么现象发生？_.2021/8/8 星期日48()在如右图所示装置中，用在如右图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备白等试剂制备白色的色的Fe(OH)2沉淀。沉淀。(1)在试管在试管中加入的试剂是中加入的试剂是_。(2)在试管在试管中加入的试剂是中加入的试剂是_。2021/8/8 星期日49(3)为了制得白色为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管沉淀，在试管和和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是实验步骤是_。(4)这样生成的这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持沉淀能较长时间保持白色，其理由是白色，其理由是_。【解解析析】()这这是是一一道道综综合合Fe2的的性性质质和和实实验验操操作作的的实实验验题题，解解答答该该题题必必须须明明确确：当当B容器中空气未排尽容器中空气未排尽时时，2021/8/8 星期日50NaOH与与FeSO4反反应应的的产产物物Fe(OH)2只能短只能短暂暂存在；但当通入存在；但当通入H2一段一段时间时间后，后，B容器中空容器中空气已排气已排净净，生成的，生成的Fe(OH)2能能较长时间较长时间存在存在.()两支两支试试管，管，试试管管是开口式，无法用是开口式，无法用产产生的气体将溶液生的气体将溶液压压入入试试管管中，所以制取中，所以制取FeSO4应应在在试试管管中，而在中，而在试试管管中盛不含中盛不含O2的的NaOH溶液。当溶液。当Fe与稀与稀H2SO4放入放入试试管管后，后，2021/8/8 星期日51产产生生的的H2可可从从试试管管内内短短管管处处排排出出试试管管内内空空气气，经经过过打打开开的的止止水水夹夹通通入入试试管管中中，再再排排尽尽试试管管内内空空气气。然然后后关关闭闭止止水水夹夹，试试管管内内产产生生的的H2无无法法逸逸出出，H2将将试试管管内内FeSO4溶溶液液通通过过长长导导管管压压入入试试管管内内，在在压压液液过过程程中中，液液体体都都处处于于H2环环境境，从从而而避避免免了了被被空空气气中中的的O2氧氧化化，使使得得Fe(OH)2能能保保存存较较长时间长时间。2021/8/8 星期日52【答答案案】()(1)容容器器B中中的的导导管管口口有有气气泡泡冒出冒出(2)容容器器A中中溶溶液液进进入入容容器器B，容容器器B有有白白色色沉沉淀淀生生成成，沉沉淀淀迅迅速速变变为为灰灰绿绿色色，最最后后变变成成红红褐色褐色2NaOHFeSO4=Fe(OH)2Na2SO4，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32021/8/8 星期日53(3)开始开始时时容器容器B中的中的导导管口有气泡冒出，管口有气泡冒出，弹弹簧簧夹夹关关闭闭后，容器后，容器A中溶液中溶液进进入容器入容器B,有白有白色沉淀色沉淀(氢氢氧化氧化亚铁亚铁)生成且生成且较长时间较长时间不不变变色色()(1)稀稀H2SO4、铁铁屑屑(2)NaOH溶液溶液(3)检检验验试试管管出出口口处处排排出出的的氢氢气气的的纯纯度度，当当排出的排出的H2纯净时纯净时，再，再夹紧夹紧止水止水夹夹(4)试试管管中中反反应应生生成成的的H2充充满满了了试试管管和和试试管管，且外界空气不容易，且外界空气不容易进进入入2021/8/8 星期日542021/8/8 星期日55