人教版必修1 几种重要的金属化合物(第3课时) 学案.doc

第二节几种重要的金属化合物(第3课时)内容标准活动与探究建议1.了解铁的氧化物的性质。2掌握fe2和fe3的转化。3掌握fe3的检验。实验探究：铁的氢氧化物的制备、fe3的检验、fe3与fe2之间的相互转化。实践活动：铝盐和铁盐的净水作用。你能解答漫画中的问题吗？提示：fecl3溶液与kscn溶液反应生成红色溶液。一、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)feo2h=fe2h2ofe2o36h=2fe33h2ofe3o48h=2fe3fe24h2o与co的反应fexoyycoxfeyco2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、磁性材料思考感悟1：fe3o4与盐酸反应的产物是什么？写出反应的化学方程式。二、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fe22oh=fe(oh)2fe33oh=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_色思考感悟2：能否通过化合反应制备fe(oh)3?思考感悟3：利用教科书中的装置制备fe(oh)2时，如何得到较为纯净的fe(oh)2？请尽可能想出更多的措施。三、铁盐和亚铁盐的性质1fe3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_fe33scn= 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_思考感悟4：配制feso4溶液时，为什么要往溶液中加入少量铁粉？思考感悟5：工业上制印刷线路时，通常用fecl3溶液腐蚀铜板，试解释其原因。答案：一、feofe2o3fe3o4232、3红棕黑色fe3o4思考感悟1提示：fecl2和fecl3。化学方程式为fe3o48hcl=fecl22fecl34h2o。二、白红褐不不fe(oh)32fe2o33h2ofe(oh)22h=fe22h2ofe(oh)33h=fe33h2o4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3灰绿红褐思考感悟2提示：能；反应方程式为4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。思考感悟3提示：fe2溶液必须是新制的并放入铁粉，以防fe2被氧化成fe3；除去溶液中溶解的o2，方法是加热煮沸naoh溶液；滴管末端插入试管内的液面以下；必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。三、1.变成红色无变化红色fe32浅绿不变红红色2fe3fe=3fe2、2fe2cl2=2fe32clfe2fe3思考感悟4提示：加入少量铁粉的目的是将溶液中可能存在的fe3还原为fe2，反应的离子方程式为2fe3fe=3fe2。思考感悟5提示：fe3具有强氧化性，能将铜氧化成cu2而洗去，反应的离子方程式为2fe3cu=cu22fe2。一、fe2、fe3、fe的相互转变“铁三角”1fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化(1)与弱氧化剂反应。fe能被s、fe3、cu2、h等较弱氧化剂氧化为fe2，如fesfes，fe2fe3=3fe2。(2)与强氧化剂反应。fe能被cl2、hno3等强氧化剂氧化为fe3，如2fe3cl2 2fecl3。2fe2既具有氧化性又具有还原性(1)与氧化剂反应。当2价fe遇到强氧化剂(如cl2、hno3、kmno4)时，被氧化为3价fe，如2fe2cl2=2fe32cl。(2)与还原剂反应。当2价fe遇到c、al、zn、co等还原剂时，可以被还原为fe，如fe2zn=zn2fe，feocofeco2。3fe3具有较强氧化性，可被还原为fe2或fe(1)3价fe被c、co、al等还原为fe，如：fe2o33co 2fe3co2fe2o32al 2feal2o3(2)3价fe被fe、cu、i等还原为2价fe，如：2fe3cu=2fe2cu2(1)不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时，注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。(2)亚铁盐保存时，为了防止被氧化为铁盐，通常在溶液中加少量铁粉或铁钉。二、fe3、fe2的检验fe2fe3观察法浅绿色棕黄色加碱(naoh)法现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀反应：fe22oh=fe(oh)2(白色)4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3(红褐色)现象：红褐色沉淀反应：fe33oh=fe(oh)3(红褐色)加盐(scn)法现象：加入kscn溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液反应：2fe2cl2=2fe32clfe33scn= fe(scn)3(红色)现象：加入kscn溶液，溶液变为红色反应：fe33scn=fe(scn)3(红色)含fe3的溶液与含scn的溶液混合后的现象不是出现红色沉淀，而是形成红色溶液。三、fe(oh)2的制备1操作将吸有naoh溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐(以feso4为例)溶液的液面以下，缓慢挤出naoh溶液。2原理fe22oh=fe(oh)23注意事项(1)fe2必须是新制的并放入铁粉，以防fe2被氧化成fe3；(2)除去溶液中溶解的o2，其方法是加热煮沸naoh溶液；(3)滴管末端插入试管内的液面以下；(4)必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。4改进方法为了防止fe(oh)2被o2氧化，在制备fe(oh)2时，一般从两个角度考虑，一是反应试剂，二是反应环境。(1)反应试剂。取用最新配制的feso4溶液；naoh溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液中溶解的o2。(2)反应环境。方法1：装置如图所示。在试管中加入适量的5%feso4溶液，并覆盖一层苯，再用长滴管注入不含o2的1 moll1 naoh溶液。由于苯的液封作用，防止了生成的fe(oh)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的fe(oh)2沉淀。方法2：装置如下图所示。实验时，先打开弹簧夹k，再将分液漏斗的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的h2排出装置中的空气；然后关闭k，使生成的h2将试管中的feso4溶液压入naoh溶液中，则可较长时间观察到生成的白色fe(oh)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。知识点1 铁的氧化物和氢氧化物【例题1】 按下图要求写出下列两个反应的化学方程式，属于离子反应的写出离子方程式。bcd；ef；fd。解析：此题从反应转化过程来看，唯一能作为解题突破口的是红褐色固体f。结合题意不妨设f即为fe(oh)3固体。由题可知，a在不同条件下反应能得到c和d，而由a经反应得到的b在同一反应中能产生c和d，c应为低价态，c经反应得到e，而e经o2氧化可得ffe(oh)3。由此可判断e为fe(oh)2，则c为fe2，所以d为fe3，而b则应是fe3o4，a是fe。把推断的结论进行验证，符合题意。答案：fe3o48h=fe22fe34h2o；4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3；fe(oh)33h=fe33h2o。点拨：fe2和fe3都可以转化为对应的氢氧化物，氢氧化物也可以和酸反应生成对应的fe2和fe3。知识点2 氢氧化亚铁的制备【例题2】 用下面两种方法可以制得白色的fe(oh)2沉淀。方法一：用不含fe3的feso4溶液与用不含o2的蒸馏水配制的naoh溶液反应来制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述feso4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的o2常采用_的方法。(3)生成白色fe(oh)2沉淀的操作方法是：用长滴管吸取不含o2的naoh溶液，插入feso4溶液液面下，再挤出naoh溶液。这样操作的理由是_。方法二：在如图装置中，用naoh溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2)在试管里加入的试剂是_。(3)为了制得白色fe(oh)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_。(4)这样生成的fe(oh)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。解析：方法一：(1)由于fe2具有水解性，fe22h2ofe(oh)22h而使溶液变浑浊，故在配制feso4溶液时，常将其溶于稀硫酸中，同时由于fe2具有较强的还原性易被氧化为fe3，故在配好的溶液中常加一枚铁钉(或铁屑)以防止其氧化。(2)由于气体的溶解度随温度升高而迅速减小，故可用加热的方法除去蒸馏水中溶解的o2。(3)空气中含有大量的o2，为防止生成的fe(oh)2沉淀与空气接触，需将吸取的naoh溶液的试管放入液面以下后再挤出。方法二：(1)由所给试剂及装置特点知，试管为封闭系统，应为产生h2并赶尽溶液中的空气及液面上方空气的装置，故试管中加入的试剂为铁和稀硫酸。(2)试管中加入的试剂为naoh溶液。(3)为确保实验在无氧状态下进行，必须把系统中的o2排除干净，故接下来的操作应为检验试管出口处排出的氢气纯度，当产生氢气较纯时再夹紧止水夹。(4)由于试管中产生的h2充满了、两支试管，外界空气不易进入，即fe(oh)2是在h2的还原性气氛中产生的，故fe(oh)2的白色沉淀可保持较长的时间。答案：方法一：(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的fe(oh)2沉淀接触o2方法二：(1)稀硫酸、铁屑(2)naoh溶液(3)检验试管出口处排出的氢气的纯度。当排出的h2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管中反应生成的h2充满了试管和试管，且外界空气不容易进入，避免fe(oh)2被迅速氧化点拨：制备氢氧化亚铁的实验，要求亚铁溶液是新制备的，其中不含铁离子，实验时吸取碱液的胶头滴管一定要伸入到亚铁盐溶液中，然后再将碱液滴入，以尽可能地隔绝空气，避免亚铁离子以及生成的fe(oh)2被氧化。知识点3 铁盐和亚铁盐【例题3】 将铁粉、铜粉、fecl3溶液和cucl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有的离子是_；铜单质_(填“一定”或“可能”)存在。(2)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有的单质是_，fe2_(填“一定”或“可能”)存在。解析：本题涉及的反应有：fe2fecl3=3fecl2fecucl2=cufecl2cu2fecl3=2fecl2cucl2(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有fe3、cu2，因为它们能发生上述反应。(2)若fecl3和cucl2都有剩余，则容器中一定没有fe、cu，一定有fe2。答案：(1)fe3、cu2一定(2)fe、cu一定点拨：解答时应首先弄清物质间可能发生的反应。凡是相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。知识点4 fe2和fe3的检验【例题4】 要证明某溶液中不含fe3，而可能含有fe2，进行如下实验操作的最佳顺序为()。加入足量氯水加入足量kmno4(h)溶液加入少量kscn溶液a bc d解析：先加入少量kscn溶液，若无红色，证明无fe3，然后加足量的氯水，若出现红色，说明有fe2存在。不用加入足量kmno4(h)溶液的原因是kmno4(h)溶液是紫红色的溶液，干扰fe2检验。答案：c点拨：(1)首先检验溶液中是否有fe3，可用kscn溶液。(2)加入氧化剂，验证溶液中含有fe2，但要注意加入的氧化剂不能对观察现象产生干扰。1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fe3o4b铁与水蒸气在高温下的反应产物为fe2o3和h2c除去fecl2溶液中的fecl3杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤dfe3与kscn反应产生红色沉淀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