高中化学苏教版必修1教学案专题3第二单元第二课时铁、铜及其化合物的应用Word版含解析.pdf

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1、第二课时铁、铜及其化合物的应用 课标要求 1认识铁、铜的物理性质和化学性质。2掌握铁、铜化合物的重要性质。3掌握Fe2、Fe3的检验方法及Fe2与Fe3的相互转化。1Fe 的物理特性：能被磁铁吸引；Cu 的物理特性：颜色为紫红色。2铁在一定条件下可与某些非金属单质(O2、Cl2等)、酸、盐溶液等发生反应，是一种还原性较强的金属。3Fe3的溶液遇 KSCN 溶液变成血红色，Fe2遇 KSCN 不显红色，加入氯水后 显血红色。4Fe2和 Fe3相互转化：Fe2错误!Fe3。5在溶液中，Fe3呈棕黄色、Fe2呈浅绿色、Fe(SCN)3呈血红色、Cu2呈蓝色。铁、铜的性质 Fe3、Fe2 的检验 1铁

2、的性质(1)物理性质 色泽 导电性 导热性 延展性 特性 色，有银白 金属光泽 良好 良好 良好 吸引磁铁能被(2)化学性质 与非金属的反应：)；固体黑色火星四射，生成(4O3Fe=点燃2反应 3Fe2O2与O)。色烟红棕剧烈燃烧，生成(32FeCl=点燃2反应2Fe3Cl2与Cl 与酸反应，与盐酸反应的离子方程式为Fe2H=Fe2H2；常温下，Fe遇浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。与盐溶液反应，与CuSO4溶液反应的离子方程式为FeCu2=CuFe2。2铜的性质(1)物理性质。良好色；导电性、导热性和延展性：紫红颜色：(2)化学性质 与非金属反应：与O2反应：2CuO2高温,2CuO；与C

3、l2反应：CuCl2点燃,CuCl2。(剧烈燃烧，生成棕黄色烟)与盐溶液反应：与AgNO3溶液反应的离子方程式为Cu2Ag=Cu22Ag。3Fe3、Fe2的检验(1)检验方法 (2)Fe3与KSCN反应的离子方程式为Fe33SCN=Fe(SCN)3。特别提醒(1)Fe3与 SCN反应时，生成红色溶液，而不是红色沉淀。(2)当溶液中 Fe2和 Fe3共存时，Fe3的存在对 Fe2的检验造成干扰。1向未知溶液中加入氯水，再加入KSCN溶液，溶液变红色，能否证明溶液中含有Fe2？提示：不能；若溶液中含有 Fe3，即使不含 Fe2，加入 KSCN 溶液，溶液也会变红色。利用 KSCN 溶液检验 Fe2

4、时，必须首先证明原溶液中不含 Fe3。2如何证明含有Fe3的溶液中是否含有Fe2？提示：由于溶液中含有 Fe3，利用 NaOH 溶液或 KSCN 溶液都无法证明溶液中是否含有 Fe2；可以利用 Fe2的还原性，向溶液中加入酸性 KMnO4溶液，溶液紫色褪去证明溶液中含有 Fe2。1Fe3的检验方法 2Fe2的检验方法 特别提醒 Fe(OH)2转化为 Fe(OH)3的化学方程式为 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，其中Fe(OH)2为白色，Fe(OH)3为红褐色，转化过程中出现灰绿色。1将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是()AFeO

5、BFe2O3 CFeCl3 DFe2(SO4)3 解析：选 A 根据题意可知溶液中含有 Fe2，只有 FeO 溶于稀盐酸产生 Fe2，A 项符合题意。2欲证明某溶液中含有Fe2不含Fe3，进行如下实验操作时最佳顺序为()加入少量氯水 加入少量KMnO4溶液 加入少量KSCN溶液 A B C D 解析：选 C Fe3与 KSCN 溶液反应变红色，Fe2与 KSCN 溶液不反应，但加入氧化剂后 Fe2被氧化成 Fe3，遇 KSCN 变红色。所以，应先加入 KSCN 溶液，如果溶液不变色，再加入氯水，溶液变成红色，则可证明溶液中含有 Fe2不含 Fe3。Fe2和Fe3的转化 铜盐 1Fe2和 Fe3

6、的转化(1)Fe2和 Fe3的转化 Fe2 Fe3 向FeCl2溶液中加入氯水，反应的离子方程式为 2Fe2Cl2=2Fe32Cl Fe3 Fe2 向FeCl3溶液中加入铁粉，反应的离子方程式为 2Fe3Fe=3Fe2 结论：Fe2错误!Fe3(2)转化的应用 3，目的是使被氧气氧化形成的Fe铁粉的溶液时，向溶液中加入少量2在配制含Fe还原为Fe2。3使FepH，再调节溶液的3氧化为Fe2，常先将废水中的Fe2为除去废水中的Fe沉淀析出。3Fe(OH)色的红褐转化为 F2Cu3Fe，氧化性：2Cu2=2Fe=Cu3在制作印刷电路板中发生反应2Fe。2e 2铜盐(1)物理性质 溶难，其3CO2(

7、OH)2于水；铜绿的主要成分是Cu溶硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐可于水。(2)化学性质 铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。(3)铜的化合物的颜色 色蓝：2Cu(OH)色黑CuO：色蓝O：25H4CuSO 色白：4CuSO 3铁、铜化合物的应用(1)铁是维持生命活动不可缺少的微量元素。作磁性材料。4O3用作净水剂，Fe4、FeSO3用作颜料，FeCl氧化铁(2)(3)铜盐可杀菌、消毒。特别提醒 铁的不同价态之间的转化，要通过氧化还原反应来实现，氧化剂或还原剂的强弱不同，则转化产物可能不同。取少量FeCl3溶液于试管中，进行下列操作，观察实验现象。问

8、题思考 1如何除去FeCl2中的Fe3？提示：向溶液中加入足量铁粉，充分反应后过滤，反应的离子方程式为 2Fe3Fe=3Fe2。2如何除去FeCl3溶液中的Fe2？提示：向溶液中通入适量 Cl2，反应的离子方程式为 2Fe2Cl2=2Fe32Cl。3FeCl3溶液为什么能用于从废旧印刷电路板(主要含铜)中回收铜？提示：FeCl3能与印刷电路板中的铜反应：Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2，再用 Fe 置换出铜：FeCu2=CuFe2。铁及其化合物的相互转化 1Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2或Fe3。(1)Fe错误!Fe2 错误!2Fe2既具有还原性又具有氧化性，可以被氧化为Fe3，也

9、可以被还原为Fe。转化 Fe2 Fe3 Fe2 Fe 试剂 强氧化剂：Cl2、Br2、H2O2、KMnO4、HNO3、HClO等 还原剂：C、Al、Zn、CO等 实例 2Fe2Cl2=2Fe32Cl Fe2Zn=FeZn2，FeOCO=高温FeCO2 3Fe3具有较强氧化性，可被还原为Fe或Fe2。转化 Fe3 Fe Fe3 Fe2 试剂 强还原剂：C、Zn、CO等 还原剂：Fe、Cu等 实例 Fe2O33CO=高温2Fe3CO2 2Fe3Cu=2Fe2Cu2 4“铁三角”转化关系(1)0价铁、2价铁、3价铁在一定条件下可相互转化，被称之为“铁三角”转化关系。(2)“铁三角”转化关系的应用 判

10、断离子共存 aFe3与I、S2、HS等因发生氧化还原反应而不能大量共存。bFe2与S2、ClO、MnO4、NO3(H)等离子因发生复分解反应或氧化还原反应而不能大量共存。分离与提纯 主要物质 杂质 除杂试剂和方法 Fe3 Fe2 加入H2O2 Fe2 Fe3 加入过量Fe粉，过滤 Fe2 Cu2 加入过量Fe粉，过滤 1向盐酸中加入铁粉，待铁粉全部溶解后，再加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色褪去的原因是()AFe有还原性 BFeCl2中Fe2具有还原性 CKMnO4具有还原性 D盐酸有还原性 解析：选 B 溶液褪色是因为 Fe2具有还原性，KMnO4具有氧化性，KMnO4被 Fe2还

11、原生成无色的 Mn2。2将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内，根据下述不同情况，填写金属或金属离子。(1)充分反应后，如果Fe有剩余，则容器内不可能有_。(2)充分反应后，如果容器内还有大量Fe3，则还含有_，一定没有_。(3)充分反应后，如果容器内有较多Cu2和相当量的Cu，则容器内不可能有_。解析：根据 Fe2Fe3=3Fe2，FeCu2=CuFe2，Cu2Fe3=Cu22Fe2，若 Fe 有剩余，则容器中只能有 Fe2，不可能有 Fe3、Cu2；如果容器内还有大量 Fe3，则还含有 Cu2和 Fe2，一定没有 Fe 和 Cu；如果容器内有较多 Cu2和

12、相当量的 Cu，则容器内不可能有 Fe3和 Fe。答案：(1)Fe3、Cu2(2)Cu2、Fe2 Fe、Cu(3)Fe3、Fe 节节过关三级训练 1为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入()ANaOH溶液 B铁片 CKSCN溶液 D石蕊溶液 解析：选 C FeCl2变质产生 Fe3，检验 Fe3可选用 KSCN 溶液。2在含有Fe3、Fe2、Cu2的溶液中加入铁粉充分反应后，固体残渣用盐酸处理，有气体放出，则与Fe粉反应后的溶液中离子最多的是()AFe3 BFe2 CCu2 DOH 解析：选 B 固体残渣用盐酸处理，有气体放出，说明有 Fe 粉剩余，则反应后的溶液中不可能有 Fe3、

13、Cu2存在，数目较多的离子应是 Fe2。3制印刷电路时常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是()A烧杯中有铜无铁 B烧杯中有铁无铜 C烧杯中铁、铜都有 D烧杯中铁、铜都无 解析：选 B 根据 2FeCl3Fe=3FeCl2、2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2可知，铁、铜都和氯化铁反应，由于铁的活动性比铜强，所以，反应有先后，只有铁完全反应后，剩余的氯化铁才能与铜反应。因此，不可能出现有铁无铜的现象。4铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：Fe2错误!Fe3

14、错误!FeO错误!回答下列有关问题：(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述、的转化，要求产物纯净，可选用_(选填字母)。aCl2bFe cCu dKMnO4(2)某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在试管中滴入酸性高锰酸钾溶液，在试管中滴入KSCN溶液。请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：实 验 现象 结论 试管 试管 a 褪色 不变红 b 不褪色 变红 c 褪

15、色 变红 能不能将KMnO4和KSCN滴入到同一试管中进行验证，为什么？试进行解释：_ _。解析：(1)Fe2Cl2,Fe3，选 KMnO4则引入杂质，Fe3Fe,Fe2，选 Cu 则引入杂质 Cu2。(2)加 KMnO4溶液只要褪色就说明含有 Fe2，而加入 KSCN 溶液变红则说明含有 Fe3，所以答案很容易得出，而第问中的原因可归结为两条，一是 KMnO4溶液呈紫红色，影响观察 Fe(SCN)3的红色，二是 KSCN 具有较强的还原性，可以被 KMnO4氧化，影响 Fe2的检验。答案：(1)a、b(2)a.没有变质 B完全变质 c部分变质 不能，原因是KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3的

16、检验；KSCN具有还原性，影响Fe2的检验 1将下列反应，其产物的颜色按血红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是()金属钠在纯氧中燃烧 Fe2(SO4)3溶液中滴入NaOH溶液 FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 无水硫酸铜放入水中 A B C D 解析：选 B Na2O2呈淡黄色、Fe(OH)3呈红褐色、Fe(SCN)3呈血红色、CuSO4溶液呈蓝色。2实验室在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，常在溶液中加入少量的()A锌粉 B铁粉 C硫酸铁 D盐酸 解析：选 B Fe2极易被氧化，所以应加入还原性物质，Zn、Fe 都具有还原性，但 Zn能将 Fe2还原成铁单质，且生成的 Z

17、n2为杂质离子。3某溶液中，滴加KSCN溶液时无明显现象发生，再滴入少量氯水，溶液立即显血红色。则原溶液中一定含有的是()AFe2 BFe3 CNH4 DK 解析：选 A 向溶液中滴加 KSCN 溶液时无明显现象发生，说明溶液中无 Fe3，再滴入少量氯水，立即显血红色，说明原溶液中含 Fe2，被氯水氧化为 Fe3后与 SCN反应而呈血红色；溶液中是否含 NH4、K，无法确定。4下列氯化物既可由金属和氯气直接反应制得，也可由金属和盐酸反应制得的是()ACuCl2 BFeCl3 CFeCl2 DAlCl3 解析：选 D 铜与盐酸不反应，铁与氯气反应生成 FeCl3，与盐酸反应生成 FeCl2，铝与

18、氯气、盐酸反应的产物均为 AlCl3。5为除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4，最好选用()A烧碱溶液 B浓氨水 C镁粉 D铁粉 解析：选 D Fe2(SO4)3和 CuSO4都可以与铁粉反应生成 FeSO4，而不引入新的杂质。6能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是()AAgNO3溶液 BFeCl3溶液 CCuSO4溶液 DFeSO4溶液 解析：选 B A、C 项虽能溶解铁，但同时析出的 Ag 和 Cu 会附着在铁上，D 项不能使铁溶解，符合题意的是 B 项。7下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是()A B C D X

19、 FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe Na2SO4溶液 Y FeCl3 CuCl2 Al Na2CO3 Z Cl2 Fe NaOH溶液 BaCl2溶液 解析：选 C A 项中 Cl2能把 FeCl2氧化，B 项中 Fe 能把 FeCl3还原，D 项除去了 CO2 3和 SO2 4 又引入了 Cl，均不合要求。8下列离子的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2 B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2 C向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3 D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐

20、变为红褐色，说明溶液中含有Fe2，不含有Mg2 解析：选 C A 项说明含 Fe3，但不能说明是否含 Fe2；B 项说明通入 Cl2后溶液中含有 Fe3，不能说明原溶液中是否含有 Fe2；因为 Mg(OH)2为白色沉淀，Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化会掩盖其他白色沉淀的现象，所以当溶液中含有 Mg2时，会出现同样的上述现象，故 D 项不能说明溶液中是否含 Mg2，C 选项正确。9.把氯化亚铁水溶液中的Fe2氧化为Fe3，而不引进金属离子或其他原溶液中不含有的阴离子，所用的两种方法的离子方程式分别为：(1)_；(2)_。.在装有固体A的试管中加入水，此时A未溶解，但加入一定量的无

21、色溶液B，A即逐渐溶解，并有气体生成，溶液变为浅绿色，将空气通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深，请填写下列空白：(1)B的化学式是_。(2)A加入无色溶液B，后才溶解，其理由是_ _。解析：.把氯化亚铁水溶液中的 Fe2氧化为 Fe3，而不引进其他杂质离子，可选用的氧化剂有 Cl2、H2O2、O3、O2等。.根据溶液变为浅绿色，推测生成了 Fe2，原固体 A 为 Fe，加入水，此时 A 未溶解。但加入一定量无色溶液 B 后，A 即逐渐溶解，并有气体生成，推测无色溶液 B 为酸溶液，将空气通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深，是由于 Fe2被氧化成 Fe3。答案：.(1)2Fe2Cl2=2Fe

22、32Cl(2)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O.(1)H2SO4(合理即可)(2)Fe与水常温下不反应，滴入硫酸后，硫酸使Fe溶解 10电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。(1)检验溶液中Fe3存在的试剂是_，证明Fe3存在的现象是_。(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：_。(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：A请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。_，_，_，_，_，_。B请写出相关反应的化学方程式。_，_，_，_。解析：从腐蚀铜的废液中回收铜。答案：(1)KSCN溶液

23、 溶液变成红色(2)2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2(3)A.Fe FeCl2Fe和Cu HCl FeCl2Cl2 BCuCl2Fe=FeCl2Cu Fe2HCl=FeCl2H2 2FeCl3Fe=3FeCl2 2FeCl2Cl2=2FeCl3 1“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能()A土壤中含有铁粉、二氧化锰等 B黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖则是添加了红色耐高温染料 C土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu D土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或

24、FeO和红色Fe2O3 解析：选 D 黏土中含有 Fe 元素，在烧制砖瓦时，与 O2反应，生成氧化物，Fe 元素的氧化物有 3 种，FeO 与 Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，D 项正确。2下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B铁丝可在空气中燃烧生成Fe3O4 CFeCl2可通过置换反应、化合反应或复分解反应制得 DFe3与KSCN产生红色沉淀 解析：选 C 赤铁矿的主要成分是 Fe2O3；铁丝在空气中不能燃烧；生成 FeCl2的反应有：Fe2HCl=FeCl2H2，Fe2FeCl3=3FeCl2、FeO2HCl=FeCl2H2O 等；Fe3遇 KSC

25、N 溶液变为血红色，但没有沉淀产生，一般可用此方法检验 Fe3的存在。3向某溶液中加入含Fe2的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成血红色，则下列结论错误的是()A该溶液中一定含有SCN B氧化性：Fe3Cl2 CFe2与SCN不能形成血红色物质 DFe2被氧化为Fe3 解析：选 B 溶液中的 Fe2与加入的新制氯水发生反应：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，氧化性：Fe3a)，则混合物中Cu2O的质量分数为_。解析：(1)Fe3可与 SCN生成血红色溶液。(2)不合理，若是两者的混合物，可出现同种现象，因 Cu2O 可与稀硫酸作用生成 Cu，Cu 可将 Fe3还原为 Fe2

26、，Fe2不能与 SCN反应生成血红色溶液。(3)结合(2)的分 析可知粉末一定是两者的混合物，否则若是 Fe2O3，会出现血红色现象；若是 Cu2O，则一定有沉淀。(4)加热时只发生反应：2Cu2OO2=4CuO，所以增重的质量(ba)g为参加反应的 O2的质量，依据化学反应方程式可求出 a g 混合物含有 Cu2O 的质量为 9(ba)g。答案：(1)固体完全溶解，溶液呈血红色(2)不合理 当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀H2SO4后产生的Fe3与Cu反应生成Fe2，滴加KSCN溶液后也不变血红色(3)Fe2O3和Cu2O的混合物 Fe2O36H=2Fe33H2O；Cu2O2H=CuCu2H2O；2Fe3Cu=2Fe2Cu2(4)错误!或错误!%