高考化学一轮复习专题二-第三单元-铁铜的获取及应用省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

第三单元铁、铜获取及应用1．了解并能应用常见金属活动次序。2．了解Fe、Cu及其主要化合物主要性质和主要应用。3．了解金属材料在生产和生活中主要应用。1/691．Fe2＋、Fe3＋转化、检验及除杂。2．以铜冶炼为载体工业流程。2/69一、铁1．铁存在

铁元素在自然界中主要以_______存在，如赤铁矿(主要成份_____)，磁铁矿(主要成份为_____)、黄铁矿(主要成份为_____)等。2．物理性质

纯净铁是光亮____色金属，密度__，熔沸点__，有很好导电、导热性，能被磁铁吸引，也能被磁化。化合态Fe2O3Fe3O4FeS2银白大高3/693．化学性质4/694．铁冶炼5/69

铁在相关反应中，其产物价态为何不一样？有什么规律？提醒因为铁是变价金属元素，它与氧化性不一样氧化剂反应时，其产物中铁元素化合价不一样：(1)Fe被弱氧化剂如S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化为Fe2＋；(2)Fe被强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4(△)等氧化为Fe3＋。6/69二、铁氧化物和氢氧化物1．铁氧化物铁红磁性氧化铁红棕黑都不溶于黑7/69FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O8/692．铁氢氧化物白色固体红褐色固体9/69制法在隔绝空气情况下，可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓二者关系空气中，Fe(OH)2能够非常快速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是______________________________________，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3白色沉淀快速变成灰绿色，最终成红褐色10/69三、Fe3＋、Fe2＋性质1．Fe3＋、Fe2＋转化写出以下反应离子方程式(1)FeCl3溶液分别与Cu、KI溶液、SO2反应：_____________________________，______________________，________________________________________。(2)FeCl2溶液分别与Cl2、稀HNO3、H2O2(酸化)反应________________________，_______________________________________，_________________________________。2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42－＋4H＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－3Fe2＋＋4H＋＋NO3－===3Fe3+＋2H2O＋NO↑2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O11/692．Fe3＋、Fe2＋检验

(1)Fe3＋在溶液中呈_____色，Fe2＋在溶液中呈_____色。 (2)检验溶液中是否含有Fe3＋方法是：向溶液中加入_______溶液，现象是溶液出现_______；或向溶液中加

入强碱或氨水，若出现___________，说明溶液中含有 Fe3＋。

(3)检验溶液中是否含有Fe2＋方法是：向溶液中加入KSCN溶液，___________，再加入新制氯水，若________ _______，说明溶液中含有Fe2＋。棕黄浅绿KSCN血红色红褐色沉淀无显著现象溶液出现血红色12/69四、铜及其化合物性质1．单质铜 (1)物理性质

纯净铜_________，含有金属光泽，含有_____________和延展性。 (2)化学性质呈紫红色导电、导热13/692．氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色____________与酸反应(H＋)_________________________Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O转化关系CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O黑色砖红色14/6915/6916/691．钝化规律

“两酸、两金属、常温”即铁、铝在常温下遇浓硫酸、浓硝酸才钝化，若加热能够发生反应。

钝化实质是强氧化性酸使铁或铝表面生成一层致密氧化膜，阻止了内部金属与酸继续反应。故在常温时可用铁或铝制容器贮存或运输浓硫酸、浓硝酸。三条规律…………………………17/692．变价金属与氯气、硫反应规律

变价金属与强氧化性氯气反应时，生成高价金属氯化物，如铁、铜与氯气反应时只能生成FeCl3、CuCl2，即使铁过量也只能生成FeCl3。

变价金属与硫反应时只能生成低价金属硫化物，如铁、铜与硫反应生成FeS、Cu2S。18/69一是明确哪种物质过量，二是依据两种物质量分析讨论判断，依据反应化学方程式：HNO3过量：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，

①Fe过量时：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，

②①×2＋②得总化学方程式：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，也能够用数轴表示：3．铁与稀HNO3反应规律19/6920/69FeCl3溶液发生反应时颜色改变①向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后，溶液呈血红色；②FeCl3溶液能使紫色石蕊试液呈红色；③FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀；④向FeCl3溶液中通入H2S气体，生成淡黄色沉淀；⑤向FeCl3溶液中加入过量Fe粉，溶液变成浅绿色；⑥向FeCl3溶液中加入过量Cu粉，溶液变成蓝绿色；⑦将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变成蓝色；⑧向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液，溶液变成紫色；⑨将FeCl3溶液滴入到AgNO3溶液中，生成白色沉淀；一个总结…………………………21/69⑩将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合，放出气体，生成红褐色沉淀；⑪将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3胶体。22/691．试验室制备Fe(OH)2方法 Fe(OH)2极易被氧化，转化为Fe(OH)3。要想长时间观察到白色沉淀生成，关键是降低反应体系中氧气存在量和操作过程中氧气引入量。常采取方法有： (1)采取新制备纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中氧气氧化成Fe3＋)； (2)将溶解亚铁盐蒸馏水煮沸(除去溶解在蒸馏水中氧气)； (3)将碱直接加到亚铁盐溶液底部[使Fe(OH)2与空气隔离]； (4)在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小，而又不溶于水有机溶剂)。两种方法…………………………23/692．铁盐与亚铁盐配制和保留方法

亚铁盐溶液中加入少许铁屑以预防Fe2＋被氧化，滴入少许对应酸溶液以抑制Fe2＋水解，铁盐溶液中加少许对应酸溶液以抑制Fe3＋水解。24/69Fe3＋、Fe2＋性质是这一部分重点，经常考到，一是这两种离子检验和除杂；二是包括它们氧化还原反应，尤其是缺项离子配平，所以在学习时要尤其注意一下。我体会………………………25/69FeCl2能够由化合反应得到：2FeCl3＋Fe===3FeCl2，但不能由单质化合得到，因为铁和氯气，不论铁是否过量都只能生成FeCl3，同理Fe(OH)3也能由化合反应得到：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，所以做题时要看清题目标问法，是由化合反应得到还是由复分解反应得到。另外要注意Fe(SCN)3不是沉淀，是一个络合物，不能加沉淀符号。我警示………………………26/69为何FeCl3溶液蒸发、灼烧得Fe2O3?问题征解………………………27/691．“铁三角”是指Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化三角关系。必考点18

对“铁三角”应用考查28/69(1)Fe遇强氧化剂被氧化成Fe3＋。(2)Fe遇弱氧化剂被氧化成Fe2＋。(3)Fe只有还原性；Fe3＋只有氧化性；Fe2＋现有氧化性又有还原性，以还原性为主。(4)常见氧化剂氧化性强弱关系为：Cl2>Br2>Fe3＋>I2>S、Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。(1)判断离子共存①Fe3＋与I－、S2－、SO32－因发生氧化还原反应而不能大量共存。②Fe2＋与ClO－、MnO4－、酸性溶液中NO3－等离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。(2)除杂或净化2．“铁三角”应用29/69主要物质杂质除杂试剂和方法Fe3＋Fe2＋通足量氯气或加H2O2Fe2＋Fe3＋加入过量铁粉，过滤Fe2＋Cu2＋加入过量铁粉，过滤FeAl加入过量强碱溶液，过滤Fe2O3Al2O3、SiO2加入过量强碱溶液，过滤30/69(·天一中学调研)A、B、C为中学常见单质，其中一个为金属；通常情况下，A为固体，B为液体，C为气体．D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X是一个无氧强酸、E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间转化关系如图所表示(其中一些反应条件和部分反应物已略去)。【典例1】31/69(1)写出化学式：A__________、D________、E__________、X________。(2)在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应是________(填编号)。(3)反应⑥离子方程式为：___________________________。(4)反应⑦化学方程式为_____________________________；该反应中每消耗0.3molA，可转移电子________mol。(5)写出D溶液与小苏打溶液反应离子方程式：____________________________。思维引入以物质特征(状态、颜色、反应条件)为突破口。结合Fe相关性质解题。32/69解析题给信息A、B、C为中学常见单质，其中一个为金属，B为液体，即能够确定B为Br2，A为固体，可确定A为金属，依据D与G转化关系，推测A属于变价金属元素，深入确定A为Fe；E为黑色固体，且与一个无氧强酸反应，生成三种物质，猜测E为Fe3O4，H为H2O，D为FeBr3，G为FeBr2，X为氢溴酸，F为硫氰化物。33/691．价态要分清

(1)要注意单质铁被不一样氧化剂氧化时，产物价态不一样。

(2)要注意不一样价态化合物所表现化学性质不一样，如Fe3＋以氧化性为主，Fe2＋以还原性为主。2．颜色要分清

Fe化合物“五颜六色”，一定要记牢：Fe2＋溶液浅绿色， Fe3＋溶液棕黄色，Fe(SCN)3溶液血红色，Fe(OH)3胶体红褐色，Fe(OH)2在空气中颜色改变：白色→快速变成灰绿色→红褐色，Fe(OH)3红褐色，FeCl3棕黄色，Fe2O3红棕色，Fe3O4、FeO、FeS黑色等。——相关Fe化合物问题分析时“两清”34/69(·通州检测)某厂酸性工业废水中含有一定量Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等。有些人设计了下列图工艺流程，利用惯用稀硫酸、稀硝酸、烧碱和工业生产中废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量铁红和氧化铜。【应用1】35/69填写下面空白：(1)图中标号处需加入对应物质分别是①________、②________、③________、④________、⑤________。(填名称)(2)写出①处发生反应离子方程式：______________________________；写出③处发生反应化学方程式：______________________________。(3)铁红化学式为________________________；分别写出铁红和氧化铜在工业上一个主要用途：铁红________，氧化铜________。36/69解析由氧化铜逆推可知D为Cu(OH)2，所以④为氢氧化钠；同理由铁红逆推可知⑤为氢氧化钠；C为Cu2＋，E为Fe2＋，②是稀硫酸，除去沉淀A中过量Fe，①是铁屑，可还原废水中Cu2＋、Au3＋、Fe3＋；B为Cu、Au混合物，加入③稀硝酸使Cu、Au分离。答案

(1)铁屑稀硫酸稀硝酸氢氧化钠氢氧化钠(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋

3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)Fe2O3用做红色涂料用做制造铜盐原料37/691．直接观察颜色 Fe2＋溶液呈浅绿色，Fe3＋溶液呈棕黄色。2．利用显色反应(形成络离子)必考点19

Fe2＋和Fe3＋检验38/693．利用Fe(OH)3沉淀颜色39/694．利用Fe3＋氧化性40/695．利用Fe2＋还原性41/69某种催化剂为铁氧化物，化学兴趣小组在试验室对该催化剂中铁元素价态进行探究。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溶液后出现血红色，一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为＋3价结论。(1)请指出该结论是否合理，________(填“合理”或“不合理”)，并说明理由：______________________________。(2)请完成对铁元素价态探究。限选试验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3mol·L－1H2SO4、3%H2O2溶液、6mol·L－1HNO3、0.01mol·L－1KMnO4溶液、NaOH稀溶液、0.1mol·L－1KI溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。

【典例2】42/69①提出合理假设假设1：催化剂中铁元素价态为＋3价；假设2：催化剂中铁元素价态为＋2价；假设3：___________________________________________。②设计试验方案证实你假设(此题不作答)③试验过程依据②试验方案，进行试验。按下表格式写出试验操作步骤、预期现象与结论。试验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：步骤4：43/69思维引入依据铁元素可能价态提出合理假设，知道Fe2＋含有还原性，能使酸性KMnO4溶液等褪色。明确Fe3＋检验方法。解析依据HNO3含有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，对铁氧化物中铁元素价态提出全为＋2价或全为＋3价或＋2价和＋3价共存三种假设。试验过程：可用稀硫酸溶解铁氧化物(要除去稀硫酸中溶解O2)，依据溶液颜色改变，推测铁元素可能化合价，然后取少许上述溶液，滴加KMnO4溶液，依据KMnO4溶液是否褪色，确定是否存在＋2价铁元素；另取少许溶液，滴加KSCN溶液，依据溶液是否变血红色，确定是否存在＋3价铁元素。44/69答案

(1)不合理稀硝酸有强氧化性，若该铁元素价态为＋2价，则被氧化为＋3价，一样可使KSCN溶液变血红色(2)①催化剂中铁元素价态现有＋3价，也有＋2价③试验操作预期现象与结论步骤1：用滴管取一定量3mol·L－1H2SO4于试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中氧－步骤2：用药匙取少许样品于试管中，用滴管加入适量除氧后3mol·L－1H2SO4并加热，充分反应后得A溶液固体溶解，溶液颜色有改变45/69步骤3：取少许A溶液于试管中，滴加1～2滴20%KSCN溶液，振荡(1)若溶液不呈血红色，则假设2成立(2)若溶液呈血红色，则假设1或假设3成立步骤4：另取少许A溶液于试管中，滴加1～2滴0.01mol·L－1KMnO4溶液，振荡结合步骤3中(2)：(1)若溶液呈紫红色，则假设1成立(2)若溶液紫红色褪去，则假设3成立46/69(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液；当溶液浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋存在。(2)检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。47/69要证实某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行以下试验操作时，最正确次序为 (

)。①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少许NH4SCN溶液A．①③

B．③②

C．③①

D．①②③解析在该溶液中先加入少许NH4SCN溶液，溶液不变血红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为血红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色改变不显著，所以这儿不用KMnO4溶液。答案

C

【应用2】48/69

在解题中，要注意找题眼、抓关键，要对一些特殊反应现象、条件，包含特殊物理性质，都做到心中有数，并以此作为解题突破口，再依据物质间相互转化关系，用顺推或逆推方法逐一推断。假如题目中没有显著突破口，则需要挖掘题目中隐含条件，综合分析，得出结论。解这类题时要通览全题，不可边读边做，那样轻易断章取义，好似瞎子摸象，轻易得犯错误结论。框图题可分为题干、框图和问题三部分，其中都可能含有解题所需信息。缺乏任何一条信息，都可能得犯错误结论，所以必须耐心读完再做题。49/69当场指导50/69回答以下问题：(1)组成单质Y元素在周期表中位置是__________；M中存在化学键类型为________________；R化学式是________________。(2)一定条件下，Z与H2反应生成ZH4。ZH4电子式为________________。(3)已知A与1molAl反应转化为X时(全部物质均为固体)，放出akJ热量，写出该反应热化学方程式：__________________________________________________。(4)写出A和D稀溶液反应生成G离子方程式：___________________________。51/69(5)向含4molD稀溶液中，逐步加入X粉末至过量。假设生成气体只有一个，请在坐标系中画出n(X2＋)随n(X)改变示意图，并标出n(X2＋)最大值。52/69答案

(1)第二周期第ⅥA族离子键、共价键(或极性共价键)

H2SiO3(或H4SiO4)(3)8Al(s)＋3Fe3O4(s)===9Fe(s)＋4Al2O3(s)ΔH＝－8akJ·mol－1(4)3Fe3O4＋28H＋＋NO3－===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O(5)53/69考向1铁、铜单质性质考查5年2考考向2铁、铜化合物性质考查5年4考Hold住考向名师揭秘预计年高考将会以铁及铁化合物为载体，以选择题、推断题及计算题型考查当代科技相关应用问题、与社会生产生活紧密相连问题，如铁腐蚀、饮用水净化等，二价铁与血红蛋白作用、氯化铁腐蚀印刷电路板等。54/691．判断以下叙述正误 (1)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 (

) (·天津，2D) (2)Fe与S混合加热生成FeS2 (

) (·重庆，7A) (3)铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀(

) (·北京，6B) (4)铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO3－===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O (

) (·北京，10C)铁、铜单质性质考查55/69(5)过量Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈血红色，稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋

(

) (·安徽，10A)解析

(1)只生成FeCl3；(2)只生成FeS。(4)稀硝酸含有强氧化性，反应生成Fe3＋，使溶液变黄；(5)铁粉过量生成是硝酸亚铁，向溶液中滴加硫氰化钾溶液不会出现血红色现象。答案

(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×56/69A．三者对应氧化物均为碱性氧化物B．三者单质放置在空气中均只生成氧化物C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采取将溶液直接蒸干

方法D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2混合溶液时阴极上依次析出

Cu，Fe，Al2．(·山东，12)Al、Fe、Cu都是主要金属元素。以下说法正确是 (

)。57/69解析了解常见金属单质及化合物性质和冶炼方法是解题关键。Al2O3属于两性氧化物，A不正确；铜生锈所得铜锈主要成份是碱式碳酸铜，B不正确；C项中三者均水解生成对应碱和易挥发HCl，直接蒸干得Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2，正确；Al3＋放电次序在水中位于H＋后面，电解AlCl3溶液得不到单质Al，铝冶炼是经过电解加了冰晶石熔融氧化铝取得。答案

C58/693．(·上海，8)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原元素是 (

)。 A．铁

B．氮

C．氧

D．碳答案

D59/691．判断以下叙述正误 (1)Fe3＋有氧化性，FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中铜 (

) (·广东，12D) (2)0.1mol·L－1FeCl3溶液：K＋、NH4＋、I－、SCN－能大量共存 (

) (·江苏，3C) (3)Fe(OH)3溶于氢碘酸：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O (

) (·广东，12B)铁、铜化合物性质考查60/69(4)硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化过氧化氢溶液Fe2＋＋2H＋＋H2O2―→Fe3＋＋2H2O (

) (·上海，19C)(5)取少许溶液X，向其中加入适量新制氯水，再加几滴KSCN溶液，溶液变血红色，说明X溶液中一定含有Fe2＋

(

) (·江苏，13B)(6)Fe3O4与稀HNO3反应：2Fe3O4＋18H＋===6Fe3＋＋H2↑＋8H2O (

) (·课标全国卷，13A)(7)在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4：3ClO－＋2Fe(OH)3===2FeO42－＋3Cl－＋H2O＋4H＋

(

) (·江苏，11D)61/69解析

(2)Fe3＋与I－、SCN－不能大量共存。(3)忽略了Fe3＋与I－之间氧化还原反应，正确为：2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O。(4)电子得失不守恒、电荷也不守恒，正确是2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。(5)应先滴加KSCN溶液，没有现象，排除Fe3＋干扰，再加氯水，若溶液变血红色，说明该溶液中含有Fe2＋。(6)Fe3O4与稀HNO3发生氧化还原反应：3Fe3O4＋28H＋＋NO3－===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。(7)强碱性溶液不可能生成H＋，正确是：3ClO－＋2Fe(OH)3＋4OH－===2FeO42－＋3Cl－＋5H2O。答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×

(7)×62/692．(·课标全国卷，