人教版高一化学必修金属及其化合物 第二节几种化合物之铁的化合物 教案

第三单元 金属及其化合物 第二节 几种化合物之：铁的化合物 课题3 铁的几种化合物一、考点、热点回顾【知识与技能】1. 掌握Fe2+、Fe3+的性质及其相互转化条件。2. 学会用化学方法鉴别Fe2+、Fe3+。3. 学会用图示方法自主构建“铁三角”关系4. 体会铁、铜及其化合物的使用对人类生产、生活及人类身体健康的重要作用。重点：Fe2+与Fe3+的相互转化难点：Fe2+与Fe3+的相互转化二、典型例题【目标落实】（1）化学反应中的能量变化【知识要点】知识点一：铁、铜的化合物(一)铁的化合物1、铁的氧化物铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式_价态_颜色、状态黑色粉末_色粉末_晶体在水中的溶解性不溶于水，也不和水反应与稀酸的反应(生成相应的盐)FeO+2H+ =Fe2+ + H2OFe2O3+6H+ =2Fe3+ + 3H2OFe3O4+8H+ =2Fe3+ + Fe2+4H2O与CO的反应FexOy + yCOxFe+yCO2存在不稳定，在空气中受热易被氧化成_赤铁矿磁铁矿用途红色油漆和涂料、炼铁原料炼铁、磁性材料2、铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3颜色_色_色溶解性_溶于水_溶于水稳定性在空气中易转化为_Fe(OH)3_与盐酸反应(离子方程式)_制备Fe2+ + 2OH=Fe(OH)2Fe3+3OH=Fe(OH)3转化化学方程式_现象白色沉淀迅速变为 _色，最终变为_色3、铁盐和亚铁盐的性质L)Fe3+检验的实验探究实验操作现象解释结论与应用溶液的颜色_Fe3+ + 3SCN=Fe(SCN)3 (红色)含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时，变成_；可以利用该反应检验_的存在溶液的颜色_2)Fe3+的氧化性实验操作实验现象加适量铁粉振荡后，溶液变成_色，再加KSCN溶液_，再滴加氯水后，溶液变成_离子方程式_结论Fe3+遇到较强的还原剂时，会被还原成_；Fe2+在较强的氧化剂的作用下会被氧化成_（三）、铜的化合物1铜的氧化物名称氧化铜氧化亚铜颜色黑色红色与酸反应CuO+2H+=Cu2+H2OCu2O+2H+=Cu2+ Cu +H2O与H2反应CuO+ H2 Cu +H2OCu2O+ H22Cu +H2O转化关系4CuO 2Cu2O + O22氢氧化铜 难溶性碱，可与盐酸反应： 受热易分解： 3硫酸铜 无水硫酸铜是 色固体，能溶于水，水溶液呈 色，无水硫酸铜吸水后变蓝 常用该反应检验水的存在。无水硫酸铜只能用于检验水，不能作为吸收水的干燥剂。 硫酸铜晶体是 色，俗称 、 ，化学式为CuSO45H2O 硫酸铜晶体受热易分解转化为白色粉末 化学性质 水解性，其水溶液显弱酸性 氧化性，与铁的反应 与强碱反应 可溶性铜盐能与H2S或S2反应生成黑色的CuS沉淀，难溶于强酸，用于Cu2+的检 Cu2+易与NH3形成Cu (NH3)4 2+络离子考点一、铁、铜及其化合物一）、铁的氢氧化物的性质及制取1氢氧化铁和氢氧化亚铁的物质类别是不溶性碱，其主要化学性质为都能与酸反应生成盐和水，不稳定，受热易分解。2铁的氢氧化物的制取方法是相应盐和碱反应，制取氢氧化亚铁时，常得到红褐色沉淀是因为Fe(OH)2极易被空气中的O2氧化成Fe(OH)3，所以为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液。二）、Fe3+、Fe2+的检验Fe2+Fe3+(1)观察法浅绿色棕黄色(2)加碱法(NaOH)现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀反应：Fe2+2OH=Fe(OH)2(白色)、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色)现象：红褐色沉淀反应：Fe3+3OH= Fe(OH)3(红褐色)(3)加盐法(SCN)现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液反应：2Fe2+Cl2=2Fe3+2ClFe3+3SCN= Fe(SCN)3(红色)现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色反应：Fe3+3SCN=Fe(SCN)3(红色)三）、铁及其化合物之间的转化“铁三角”从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态铁的相互转化，我们把这个相互转化设计成三角形，常称为铁三角。(1)Fe3+的形成由于Fe3+的氧化性较强，要想生成Fe3+，需要强氧化剂，通常有：Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H+)。与Cl2反应：2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl、2Fe+3Cl22FeCl3；与KMnO4反应：5Fe2+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O。(2)的形成单质Fe的还原性较强，要想生成单质Fe，得需强还原剂，通常有：Al、Zn、CO、H2。Fe2+Zn=Fe+Zn2+；FeO+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O) ；Fe2O3+Al(CO、H2)Fe+Al2O3(CO2、H2O)。(3)Fe2+的形成Fe2+的氧化性、还原性都不强，所以，从FeFe2+，弱氧化剂即可，通常有：S、H+、Cu2+、Fe3+；从Fe3+Fe2+，能被Fe3+氧化的还原剂有：Fe、Cu、I、S2、HS、SO2、。AFe2+：Fe+2H+=Fe2+H2；Fe+Cu2+=Fe2+Cu(湿法炼铜)；Fe+SFeS。BFe3+Fe2+：2Fe3+Fe=3Fe2+(据此反应，用Fe可除去Fe2+溶液中的Fe3+；在FeSO4溶液中，常放少量铁粉，就是为了防止FeSO4被氧化)；2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+(据此反应，可用FeCl3溶液腐蚀Cu来制线路板：把一铜板粘在塑料板上，用油漆画出线路图，然后浸在FeCl3溶液中，Cu被FeCl3腐蚀，而用漆画过的线条留了下来，这就成了线路)。典例1 将铁屑溶于过量盐酸后，再加下列物质，会有三价铁生成的是A稀硫酸 B氯气 C氯化锌 D氯化铜典例2 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，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是A该溶液中一定含有SCNB氧化性：Cl2Fe3+CFe2+与SCN能形成红色物质DFe2+被氧化为Fe3+典例3 (1)某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 molL1 FeCl3溶液、0.1 molL1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的化学方程式：_。设计实验方案，完成下列表格。探究内容实验方案实验现象探究Fe3+具有氧化性取少量0.1 molL1 FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液加入铁粉后，溶液颜色变为_。加入KSCN溶液后，溶液_该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为_。(2)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、H2O和一种未知离子X，已知在反应中得到电子，则X离子是_，该反应的离子方程式是_。(3)有一铁的氧化物样品，用5 molL1的盐酸140 mL恰好完全溶解，所得溶液还能与通入的0.56 L氯气(标准状况)反应，使Fe2+全部转化为Fe3+，则此氧化物为_。考点二、金属的重要反应规律及其应用一）、金属的重要反应规律及其应用1金属与非金属的反应规律O2、Cl2、S等活泼非金属均可把金属氧化，得到金属氧化物、氯化物、硫化物等。其中对于变价元素Fe、Cu，当氧化剂为Cl2时，生成相应的高价化合物；当氧化剂为S时，生成相应的低价化合物。如2Fe+3Cl22FeCl3，Cu+Cl2CuCl2，Fe+SFeS，2Cu+SCu2S。2金属与氧气反应的多样性(1)活泼金属(如Na)在常温下即可反应，加热或点燃所得的产物一般更复杂。4Na+O2=2Na2O(常温)2Na+O2Na2O2(2)较活泼的金属在高温下一般都能剧烈反应，常温下一般也能反应，但具体情况存在差异。Mg和Al在加热时均能剧烈反应(Al在纯O2中)，常温下因能形成致密氧化膜而阻止内层金属继续反应，所以Mg、Al虽然较活泼，但常温下在空气中能够稳定存在。2Mg+O2=2MgO4Al+3O2=2Al2O3铁丝在纯O2中剧烈燃烧生成Fe3O4；铁在空气中缓慢氧化，形成的氧化膜(生锈)不致密而能持续反应。3Fe+2O2Fe3O44Fe+3O2=2Fe2O3(3)不活泼的金属(如Au、Pt)一般不与O2反应。二）、金属与其他非金属的反应金属具有还原性，能与非金属(O2、Cl2、S等)反应：典例1 一定量的钠在一定条件下全部被氧化，测得产物中氧元素所占质量比为，则参加反应的钠与氧气的物质的量之比为A83 B43 C38 D23典例2 某研究性学习小组为了探究“铝的燃烧”，做了如下实验：(1)甲同学用坩埚钳夹持一小块铝箔(厚约0.1 mm)，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，观察到的现象是_，产生该现象的原因是_。(2)乙同学将甲同学的实验方案进行了改进：另取一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表面的保护膜，再用坩埚钳夹持在酒精灯上加热至熔化，结果观察到的现象与甲仍相同，其原因是_。(3)丙同学积极改进实验，终于观察到铝在空气中燃烧，他的实验方案是_。(4)丁同学善于思考，甲、乙两位同学的实验使他领会了为什么铝在空气中能表现出良好的抗腐蚀性，他的解释是_；受丙同学的启发，他又提出了铝燃烧的另一实验方案，结果实验成功，你认为该方案可能是_。(5)通过本次探究活动，该小组同学一致认为通过_的方法可以观察到可燃物燃烧的现象。典例3 (1)如图1所示，在平底烧瓶的底部有一块钠，平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到_，发生反应的化学方程式为_。(2)某同学用如图2所示装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。上述实验过程中发生反应的化学方程式为_。实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的。下列对这两种现象解释合理的是_(填序号)。a甲同学可能使用钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完b甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内c乙同学可能没夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出d乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出三、课堂练习1纯铁的熔点为1 535 ，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1 200 左右就熔化了，这是因为A铁的纯度越高，熔点越低B合金的熔点一般比其成分物质的熔点低C因为形成了铁碳合金，所以熔点变高D在高炉内熔化的过程中发生了化学反应2合金在生产及生活中具有广泛的应用，下列物质属于合金的是A石墨 B水晶 C不锈钢 D陶瓷3下列说法不正确的是A钢是铁合金，钢的含碳量低于生铁，性能优于生铁B金属具有的物理通性是具有良好的延展性、导热性、导电性，并有银白色光泽C符号Al既能表示铝元素，又能表示一个铝原子，还能表示铝单质 D焊锡是锡铅合金，把铅加入锡中制成合金的主要目的是降低熔点4目前用量最大，用途最广的合金是A钢铁 B塑料 C铝合金 D青铜5下列用途或说法主要体现铝的物理性质的是家用铝锅铝具有还原性制导线铝锅不能长期贮存碱液制包装铝箔做防锈油漆制成合金作制造飞机的材料A BC D6下列日常生活中铝制品的使用与维护方法中，你认为不合理的是A不能用碱水洗涤B不宜长期盛酸性食品C不宜用火烧D不宜用钢丝球擦表面的污垢7下列关于铁矿石的说法正确的是A赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同C磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色 DFe3O