江苏省常州市西夏墅中学高中化学《铁及其化合物的应用》教案 新人教版必修1

江苏省常州市西夏墅中学高中化学必修一铁及其化合物的应用学习目标：1、掌握铁的化学性质，认识铁是一种变价金属并了解铁的物理性质。 2、掌握铁的有关性质实验以及对实验现象的讨论，培养学生的观察能力和思维能力。3、掌握铁的重要化合物的性质及有关计算知识梳理：一、铁的位置和结构及在自然界中的分布、存在铁是一种常见的_金属元素,位于元素周期表的第_周期第_族,原子的最外层电子数只有_，通常有_两种化合价,且_比_价稳定。铁在地壳中的含量仅次于_、 _ 、_居第_位，它是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。铁元素在自然界中的存在形式有_,_.只有从太空中掉下的陨石中才能发现。二、铁的物理性质铁在金属的分类中属于 ，纯净的铁是光亮的 色金属，有较好的 、 、 ，还能被 磁体吸引。三、铁的化学性质1、铁与非金属的反应（1）铁在氧气中燃烧化学方程式_现象_ _(2 ) 铁在氯气中燃烧化学方程式_现象_ _(3) 铁与硫的反应方程式_ _(4) 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Fe2O3nH2O。（在常温下，铁和水不反应。但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下，铁很容易生锈而被腐蚀。）2、铁与水的反应常温下铁与水不反应，在高温时可发生反应，化学反应方程式_ _请同学们设计铁与水蒸汽反应的实验装置：3、铁与酸的反应A、铁在金属活动顺序表中位于氢的_能置换出酸(如稀盐酸,稀硫酸)中的 离子方程式: Fe +H+B、铁与过量稀硝酸的反应： （反应后溶液呈棕黄色） 铁粉过量： C、在常温下,铁遇浓硫酸或浓硝酸发生_,而加热时剧烈反应,若酸过量可生成_价铁的化合物,若铁过量可生成_价铁的化合物.4、铁与某些盐溶液的反应铁片放入硫酸铜溶液发生反应的离子方程式_铁片放入硫酸铁溶液发生反应的离子方程式_四、铁的氧化物比较化学式FeOFe2O3Fe3O4颜色、状态溶解性铁的化合价稳定性与H+的反应铝热反应俗名用途五、铁的氢氧化物比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态溶解性稳定性与H+的反应转化关系制取思考：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及Fe3+存在。4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3驱氧法：如用同煮沸过的NaOH溶液和新制的亚铁盐溶液。隔氧法：如用长滴管吸取NaOH溶液后插入亚铁盐溶液面下加入；又如在液面上加某些合适的有机溶剂液封。还原法：在FeSO4溶液中加入Fe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。六、Fe2+ 与Fe3+ 的检验方法Fe2+ Fe3+物理方法（观察颜色）化学方法加碱溶液加KSCN还有那些方法？七、 Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 用方程式表示三者的相互转化：注意：1与Fe2+在酸性条件下，不能共存。2过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，要注意产生的Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+。3注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe3+水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH)3，如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。但Fe2(SO4)3溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性酸，将不能得到Fe(OH)3固体。4忽视亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有Fe3+，而也可能含有Fe2+。5忽视铁单质与强氧化性物质反应时，也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量，最终铁元素将以二价铁形式存在，因为2Fe3+Fe=3Fe2+。【典型例题】例1. 用铁酸钠（Na2FeO4）对未来河湖的淡水消毒是城市饮用水处理新技术，下列对Na2FeO4用于饮用水消毒处理的分析正确的是（ ）ANa2FeO4在溶液中显强酸性，能消毒杀菌B在Na2FeO4中Fe为+6价，具有强氧化性，能消毒杀菌CNa2FeO4的还原产物Fe3+易水解为Fe（OH）3胶体，可使水中悬浮物凝聚沉降DNa2FeO4的还原产物Fe2+易水解为Fe（OH）2胶体，可使水中悬浮物凝聚沉降例2、（07山东理综29）（15分）铁及铁的化合物应用广泛，如3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应 ，负极反应 。（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3和Fe2的浓度均为0.10 mol1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的实验步骤：。氢氧化物开始沉淀时的氢氧化物沉淀完全时的Fe3Fe2Cu21.97.04.73.29.06.7提供的药品：Cl2浓H2SO4NaOH溶液CuOCu（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式 、 劣质不锈钢腐蚀的实验现象： 。【反馈练习】1、下列块状金属在常温时能全部溶于足量浓HNO3的是（ ）AAg BCu CA1DFe2、在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后溶液中存在较多的阳离子是（ ）A. Cu2+B.Fe3+C. Fe2+D. H+3、将一瓶稀硫酸分成三等份，分别跟等质量的铝、铁、锌反应后，三种金属都有剩余，且剩余金属的质量为铝铁锌，如生成的H2质量分别为a、b、c，则其间关系是（ ）AabcBa=b=cCcbaDbca4. 下列离子组能在溶液中大量共存的是（ ）(A) Mg2+ 、Fe3+ 、 、 I (B) Fe2+ 、 H+ 、 、 (C) Na+ 、 Fe3+ 、 、 Cl (D) Mg2+ 、Fe3+ 、 、5. 某溶液中有四种离子, 若向其中加入过量的氢氧化钠溶液, 微热并搅拌, 再加入过量盐酸; 溶液中大量减少的阳离子是（ ）ABMg2+CFe2+DAl3+6. 甲乙两烧杯各盛有0.5升x摩 / 升稀硫酸, 向甲中加入m克Fe, 向乙中加入m克Zn, 完全反应后, 有一烧杯内仍有残留金属, 则x的范围是（ ）AB C D7. 在含有a克硝酸的稀溶液中, 加入b克铁粉充分反应, 铁全部溶解, 生成NO, 已知有克HNO3被还原, ab则不可能为（ ）A21B31C41D928. 下列图象是表示铁跟一定量硝酸反应时, 铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系, 其中正确的是（ ） 9把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液，过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为a g，则原合物中铁的质量分数为（ ）A70% B52.4% C47.6% D30%【课后巩固】1下列有关金属及其合金的说法不正确的是（ ） A目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 C镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹 D日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用2钢铁生锈过程发生如下反应： 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2； 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。 下列说法正确的是（ ） A反应、中电子转移数目相等 B反应中氧化剂是氧气和水 C与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀3 能实现下列物质间直接转化的元素是（ ）A. 硅 B. 硫 C. 铜 D. 铁4实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是（ ）A B和 C和 D 和FeO5铁和铁合金是生活中常用的材料，下列说法正确的是（ ）A不锈钢是铁合金，只含金属元素B一定条件下，铁粉可与水蒸气反应C铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应D在空气中，铁板比镀锌铁板更耐腐蚀6研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时，使用类似数轴的方法可以收到的直观形象的效果。下列表达不正确的是（ ）A密闭容器中CuO和C高温反应的气体产物：BFe在Cl2中的燃烧产物：CAlCl3溶液中滴加NaOH后铝的存在形式：D氨水与SO2反应后溶液中的铵盐：7（08年山东理综28）（14分）黄铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。（1）冶炼铜的反应为8CuFeS221O28Cu4FeO2Fe2O316SO2若CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是 （填元素符号）。（2）上述冶炼过程中产生大量SO2。下列处理方案合理的是 （填代号）。a高空排放 b用于制备硫酸 c用纯碱溶液吸收制Na2SO3 d用浓硫酸吸收（3）过二硫酸钾（K2S2O8）具有强氧化性，可将I氧化为I2：S2O822I=2SO42I2通过改变反应途径，Fe3、Fe2均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3对上述反应的催化过程。 、 （不必配平）。（4）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、AI2O3）可制备Fe2O3。方法为用稀盐酸浸取炉渣，过滤。滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得。据以上信息回答下列问题：a除去Al3的离子方程式是 。b选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水所选试剂为 。证明炉渣中含有的实验现象为 。9（14分）（08年宁夏理综26）某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。填写下面空白。（1）图中标号处需加入的相应物质分别是、；（2）写出处发生反应的离子方程式；写出处发生反应的化学方程式；（3）铁红的化学式为；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红；氧化铜。11（8分）（08年江苏化学16）根据下列框图回答问题（答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示）：（1）写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式： 。（2）某同学取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式： 、 。（3）写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式： 。（4）由E制备的E(C5H5)2的结构如右图，其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为：。核磁共振法能够区分这两种结构。在核磁共振氢谱中，正确的结构有 种峰，错误的结构有 种峰。12（11分）（08年海南化学29）如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时