【学海导航】广东省高中化学第1轮总复习 第2单元第7讲 铁及金属材料课件 新人教版.ppt

第7讲铁及金属材料 一 有关铁的知识网络 二 铁位于元素周期表中第四周期第 族 1 铁的显价规律 2 关于铁锈的成分及形成钢铁发生电化腐蚀时 fe参与电极反应的产物为fe2 后与oh 反应生成fe oh 2 因其不稳定 又转变成fe oh 3失去部分水变成fe2o3 nh2o 三 关于铁的氧化物 四 关于fe的两种氢氧化物 思考1 用可溶性碱分别与fe2 fe3 反应可制得fe oh 2和fe oh 3 实际操作时通过哪些方法可避免生成fe oh 2中会有fe oh 3 提示 关键在于无孔不入的o2和fe3 存在 1 驱氧法 如用煮沸过的naoh溶液 2 隔氧法 如用长滴管吸取naoh溶液后插入亚铁盐溶液液面下加入 又如在液面上加某些合适的有机溶剂液封 3 还原法 在feso4溶液中加入铁钉 或者用fe与稀h2so4反应新制的feso4溶液 生成的h2又可驱赶o2 4 电化法 思考2 如何选用合适的还原剂将fe3 aq 还原成fe 提示 要区别fe2o3和fe3 aq 若将fe2o3还原为fe 可选用h2 c co或al中任意一种 但这些还原剂不能把溶液中fe3 还原为fe 若用h2s i fe cu等还原剂只能将fe3 还原为fe2 若用足量的zn或mg等比fe活泼的金属 则可将fe3 最终还原成fe 反应可分二步来理解 zn 2fe3 2fe2 zn2 zn fe2 fe zn2 五 fe2 浅绿色 和fe3 棕黄色 离子的检验1 加kscn 溶液呈红色的是fe3 加入kscn 无明显现象 再滴入氯水 溶液变成红色的是fe2 2 加naoh溶液 产生白色沉淀迅速变成灰绿色 最后变成红褐色的是fe2 产生红褐色沉淀的是fe3 六 铜的知识网络图 七 合金合金的组成成分 可以是不同的金属 也可以是金属和非金属 不要望文生义 把合金理解为只是金属与金属的熔合 从而使合金的外延变窄 一般来说 多数合金的硬度比它的各成分金属的大 如硬铝 含少量的cu mg mn si等 合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低 如k na合金可以做原子反应堆的导热剂 又如做保险丝材料的 伍德合金 是锡 铋 镉 铅按1 4 1 2质量比组成的合金 熔点仅为67 比水的沸点还低 因此 当电路上电流过大 电线发热到70 左右 保险丝即可熔化 自动切断电路 保证电路安全 合金可以分为三种类型 1 金属固溶体 这是一种金属均匀地分布在另一种金属内形成的复合体 是固态溶液 如黄铜 67 cu 33 zn 银与金的合金都是金属固溶体 2 金属互化物 金属与金属之间形成的化合物 其组成有的是固定不变的 如铜化锌 zncu 碳化铁 fe3c 等 有的是可变的 如铜锡合金就有cu5sn cu31sn8 cu3sn等多种不同组成 金属互化物不能用通常的化合价来解释 3 机械混合物 其晶体由两种或两种以上的晶体结构混合而成的 每一小晶体中只有一种金属 同前两类合金不同 机械混合物的组成是非均一的 钢 生铁 青铜等属于这一类合金 fe为什么可表现为 2或 3价 由哪些因素决定其价态 fe是过渡元素中的典型代表 与主族元素的原子结构不同的是次外层电子未达饱和 亦可进一步失去电子 若失去最外层2个电子 则呈现 2价 若次外层再失去1个电子 则呈现 3价 且fe3 的电子层结构相对比fe2 稳定 fe反应后形成的产物呈何价态 一般由下列因素来决定 1 氧化剂的氧化性强弱 2 氧化剂的用量及外界条件 下列化合物中 不能由单质直接化合而得到的是 a fe3o4b na2o2c fecl2d fecl3 c cl2是较强的氧化剂 fe与cl2反应生成fecl3而不生成fecl2 c 将大量铁粉溶于少量稀硝酸中 过滤后 所得离子浓度大小的顺序排列正确的是 b fe2 和fe3 鉴别 注意1 颜色特征 有关fe元素参与的反应常伴有颜色变化 而且几乎包括 赤 橙 黄 绿 青 蓝 紫 各种颜色 它们是鉴别 检验 推断的重要根据 如fe3 与scn 的反应非常灵敏 只要有微量的fe3 存在 即可用scn 检验出 又如fe3 与c6h5oh反应所得溶液呈紫色 可用作苯酚的定性检验 反之也可检验fe3 是否存在 注意2 鉴别fe2 和fe3 的方法丰富多样 但从加入的试剂性质来分无非是如下几种 加碱法 naoh na2co3 络合法 kscn oh 氧化法 cl2 mno h 还原法 h2s ki 淀粉 实验现象见下表 证明溶液中是否含fe2 操作的正确顺序是 加入少量kmno4溶液 滴入少量kscn溶液 加入少量氯水a 先 后 b 先 后 c 先 后 d 先 后 c fe2 的检验 先加scn 再将fe2 氧化成fe3 由于kmno4溶液本身是紫红色的 应该用氯水来氧化fe2 c 1 下列实验中 溶液颜色有明显变化的是 a 少量明矾溶液加入到过量naoh溶液中b 往fecl3溶液中滴入ki溶液 再滴入淀粉溶液c 少量na2o2固体加入到过量nahso3溶液中d 往酸性高锰酸钾溶液中滴入少量fe2 so4 3稀溶液 b 2 某种催化剂为铁的氧化物 化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究 将适量稀硝酸加入少许样品中 加热溶解 取少许溶液 滴加kscn溶液后出现红色 一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为 3的结论 1 请指出该结论是否合理并说明理由 该结论不合理 稀hno3有强氧化性 若该铁的价态为 2价 则被氧化为 3价 同样可使kscn溶液变血红色 2 请完成对铁元素价态的探究 限选实验仪器与试剂 烧杯 试管 玻璃棒 药匙 滴管 酒精灯 试管夹 3mol l 1h2so4 3 h2o2 6mol l 1hno3 0 01mol l 1酸性kmno4 naoh稀溶液 0 1mol l 1ki 20 kscn 蒸馏水 提出合理假设假设1 假设2 假设3 设计实验方案证明你的假设 实验过程某同学根据 的实验方案 进行实验 设计了如下实验操作 请你叙述预期现象和结论 催化剂中铁元素的价态为 3价 催化剂中铁元素的价态为 2价 催化剂中铁元素的价态既有 3价也有 2价 考查过渡金属 在元素周期表中 锌 30zn 镉 48cd 汞 80hg 同属于锌族 锌和汞在自然界中常共生 镉的金属活动性介于锌和汞之间 湿法炼锌过程中产生的铜镉渣中含有cu cd zn等多种金属 可用于生产金属镉 镉的主要用途可以用作镍 镉电池 以及用于颜料生产 镉化合物还在pvc稳定剂 发光材料 半导体材料 杀菌剂等方面有广泛的应用 镉的生产流程图示意如下 请回答下列问题 1 镉位于元素周期表中第 周期 第 族 2 写出步骤 反应的离子方程式 3 步骤 所加入的金属的名称是 如何处理 溶液1 4 步骤 用 溶液2 作电解液 镉在 极析出 该电极材料是 5 电解废液 中含有镉 不能直接作为污水排放 目前含镉的废水处理的方式有两种 一种是在含镉污水中加入硫化钠 沉淀镉离子 另一种是加入聚合硫酸铁和聚合氯化铝 沉淀镉离子 写出硫化钠沉淀镉离子的离子方程式 近年广东高考题比较注意对学生过渡元素知识进行考查 这类题相对来说信息新 要求学生在掌握知识的基础上进行分析能力考查 解题时应与已知知识联系 如本题要抓住与zn同族这一关键信息 1 5 b 2 cd 2h cd2 h2 zn 2h zn2 h2 3 锌 回收炼锌 4 阴 镉板 5 cd2 s2 cds 1 某实验小组的同学探究氢氧化铜的制法 实验记录为 1 同学们猜想3 4号试管中沉淀为cu oh 2 1 2号试管中沉淀为cu2 oh 2so4 试写出生成cu2 oh 2so4的离子方程式 2cu2 so 2oh cu2 oh 2so4 2 为检验1 2号试管中沉淀为cu2 oh 2so4而非cu oh 2 他们做了如下实验 操作1名称 需要的玻璃仪器有 如何操作才能保证最后白色沉淀中来自绿色固体 过滤 漏斗 烧杯 玻璃棒 用蒸馏水对沉淀进行多次洗涤 最后的洗涤滤液中加入bacl2 不产生白色沉淀 2 甲 乙 丙三位同学分别以铜屑为原料制取胆矾 1 甲同学称取6 400g铜屑 置于烧杯中 加入98 浓h2so4 加热到铜屑完全溶解为止 然后转移到另一仪器中 浓缩 结晶 在上述实验过程中 用到仪器有 填写字母编号 a 托盘天平b 电子天平c 坩埚d 蒸发皿 bd 2 乙同学认为甲实验方案不符合 绿色化学 的理念 主要理由是此方案中 乙同学设计如下实验方案 称取同质量铜屑放在敞口坩埚中灼烧 冷却后 加100ml某浓度稀h2so4 使之充分反应 接下的实验操作与甲相同 若恰好反应 稀h2so4的浓度 理论值 为mol l 放出so2 造成污染 1 3 丙同学设计如下实验方案 称取同质量铜屑 放入烧杯中 加入与上述 2 相同浓度相同体积稀h2so4 加热 并不断通入空气 使之充分反应 接下的实验操作与甲相同 写出上述