2020年高中化学 专题三 从矿物质到基础材料 第2单元 铁、铜的获取及应用 第2课时 铁、铜及其化

第二单元铁、铜的获取及应用第2课时铁、铜及其化合物的应用[目标导学]1．掌握铁、铜及其化合物的主要化学性质及应用。2．掌握Fe2＋、Fe3＋的相互转化及Fe2＋、Fe3＋的鉴别方法。3．了解Fe(OH)2的制备。[背诵经典导学]1．Fe的物理特性：能被磁铁吸引；Cu的物理特性：颜色为紫红色。2．铁在一定条件下可与某些非金属单质(O2、Cl2等)、酸、盐溶液等发生反应，是一种还原性较强的金属。3．Fe3＋的溶液遇KSCN溶液变成血红色，Fe2＋遇KSCN不显红色，加入氯水后显血红色。4．Fe2＋和Fe3＋相互转化：Fe2＋氧化剂Cl2、Br2、H2O2、KMnO4等还原剂Fe、Cu、I－等Fe3＋。5．在溶液中，Fe3＋呈棕黄色、Fe2＋呈浅绿色、Fe(SCN)3呈血红色、Cu2＋呈蓝色。扬帆起航温习双基课前学习空间1．Fe的化学性质(1)与非金属单质反应，例如：与O2、Cl2反应的化学方程式分别是：___________________(现象：火星四射，生成___色固体)；________________________(现象：剧烈燃烧，生成_____色烟)。3Fe＋2O2=====点燃Fe3O42Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3黑红棕(2)与盐(如CuSO4)溶液反应，离子方程式为_______________________________。(3)与酸(稀盐酸)反应，离子方程式为___________________________；Fe遇浓H2SO4、浓HNO3发生_____。Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑钝化(2)Cu2＋的检验①试剂：________溶液。②现象：_________________。③离子方程式：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓。(3)应用①铜可用于制作导线、水管、电器仪表等。②铜盐可杀菌。③Cu2O可作为造玻璃、搪瓷的红色颜料。NaOH产生蓝色絮状沉淀【名师提示】(1)溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2为绿色，稀CuCl2为蓝色)，可作为Cu2＋的判定依据，如CuSO4溶液呈蓝色。(2)Cu2＋与碱反应生成蓝色絮状沉淀[Cu(OH)2]，也是鉴定Cu2＋的原理之一。(3)白色的无水CuSO4遇水变成蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为检验水的依据。(4)不溶于水的碱加热均可分解生成氧化物，如Cu(OH)2=====△CuO＋H2O,2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O。3．铁的氧化物的比较化学式FeOFe2O3Fe3O4名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗称—________________颜色、状态___色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的化合价＋2＋3_________水溶性不溶不溶不溶铁红磁性氧化铁黑＋2、＋34.不同价态的铁元素之间的转化的应用(1)配制含Fe2＋的溶液时，常常向溶液中加入少量_____，使被氧化的Fe3＋还原为Fe2＋。反应的离子方程式为___________________。(2)为除去废水中Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋氧化为________，再_____________使Fe3＋转化为红褐色的________沉淀析出。(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。反应的离子方程式为______________________________。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋Fe3＋Fe(OH)3Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋铁粉调节溶液的pH5.铁的氢氧化物的比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态___色固体_____色固体与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O白红褐化学式Fe(OH)2Fe(OH)3稳定性不稳定，易被空气氧化，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3一般较稳定，受热会分解，化学方程式为____________________________________________制备Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(隔绝空气)Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O6.化学上常用_________溶液检验溶液中是否存在Fe3＋，相关反应的离子方程式为________________________。7．铁、铜的化合物的应用(1)氧化铁可以制_____油漆；氯化铁和硫酸铁是优良的_____剂；铁的化合物可制成_____材料。(2)铁元素是人体生命活动不可缺少的_____元素，人体中的铁元素大部分存在于________内。人体缺铁会引起贫血等疾病。(3)铜盐可杀死细菌，并能抑止藻类生长。游泳馆常用_______作为游泳池水的消毒剂。Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3硫氰化钾防锈净水磁性微量血红蛋白硫酸铜——小试身手1．下列物质与铁反应的生成物，能与KSCN溶液反应生成红色溶液的是()A．盐酸B．氯气C．硫酸铜溶液D．稀硫酸解析：能与KSCN溶液反应生成红色溶液，说明生成的是铁离子，则盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，A错误；氯气和铁反应生成氯化铁，B正确；铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，C错误；稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，D错误。答案选B。答案：B2．下列说法正确的是()A．铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食品的器皿B．由于Cu2＋有氧化性，所以用CuSO4来配制农药C．铜的导电能力比铝弱D．因为Cu2＋能使蛋白质变性，所以铜盐溶液有毒解析：金属铜的化学性质比较稳定，所以使用铜器皿比较安全；铜属于重金属，因而铜盐有毒，能使蛋白质变性，铜的导电能力比铝强。答案：D3．有关铁的氧化物的说法中，不正确的是()A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料B．Fe3O4是黑色晶体，其中1/3的铁显＋2价，2/3的铁显＋3价C．FeO、Fe2O3都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3解析：Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料，A正确；Fe3O4是黑色晶体，可以看成是FeO和Fe2O3组成复杂的纯净物，其中1/3的铁显＋2价，2/3的铁显＋3价，B正确；FeO、Fe2O3都不溶于水，都属于碱性氧化物，都能和盐酸反应生成相应的盐，C正确；FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4，D错误。答案：D4．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是要除去杂质而加入的试剂，其中正确的组别是()XYZAFeCl2溶液FeCl3KSCN溶液BFeCl2溶液CuCl2Zn粉CFe2(SO4)3溶液FeSO4Cl2DFe粉Al粉NaOH溶液解析：加KSCN溶液可鉴别，不能除杂，则除杂氯化亚铁溶液中的氯化铁，应选择铁粉，故A错误；锌与氯化铜反应生成氯化锌和Cu，引入了新的杂质锌离子，故B错误；氯气与二价铁离子反应生成氯离子，引入了新的杂质，故C错误；铝与氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠，而铁不能，故D正确。故选D。答案：D5.有关铁的化合物的说法中，错误的是()A．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3B．由图示操作可制取Fe(OH)2C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔现象解析：FeO很易被空气氧化，氧化产物是四氧化三铁，A错误；煤油可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，则能减少与氧气接触，B正确；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，可通过4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，化合反应制取，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔现象，D正确。答案选A。答案：A核心要点突破定位重点深化理解知识点一Fe，Fe2＋，Fe3＋的转化1．FeFe2＋(1)Fe→Fe2＋Fe只有还原性，与弱氧化剂反应被氧化为Fe2＋，常见反应有：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(Fe与非氧化性酸反应，制备H2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu(Fe与活泼性比Fe弱的金属盐溶液发生置换反应)Fe＋S=====△FeS(S的氧化性较弱，只能把铁氧化到＋2价)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(Fe3＋可与Fe发生氧化还原反应，生成中间价态的Fe2＋)(2)Fe2＋―→FeFe2＋既有氧化性，又有还原性，与较强还原剂反应生成Fe，常见反应有：FeO＋H2=====△Fe＋H2OFe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋2．Fe2＋Fe3＋(1)Fe2＋―→Fe3＋Fe2＋是铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，Fe2＋易被氧化成Fe3＋，常见反应有：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(使Fe2＋氧化成Fe3＋最常用的试剂是新制氯水)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O(露置在空气中易变质)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(H2O2是绿色氧化剂)5Fe2＋＋MnO－4＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O(使酸性KMnO4溶液褪色)3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O(Fe2＋与H＋、NO－3不能大量共存)(2)Fe3＋―→Fe2＋Fe3＋体现氧化性，遇到还原剂可以被还原成Fe2＋，常见反应有：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I22Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋3．FeFe3＋2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2小结：Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化——铁三角4．应用(1)判断离子共存①Fe3＋与I－、S2－、HS－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。②Fe2＋与S2－、ClO－、MnO－4、酸性溶液中的NO－3等离子因发生复分解反应或氧化还原反应而不能大量共存。(2)除杂或净化主要物质杂质除杂试剂和方法Fe3＋Fe2＋加入H2O2Fe2＋Fe3＋加入过量Fe粉，过滤Fe2＋Cu2＋加入过量Fe粉，过滤知识点二Fe2＋，Fe3＋的检验1．Fe3＋的检验(1)观察法：含Fe3＋的溶液呈棕黄色。(2)与无色KSCN溶液作用显血红色，说明该溶液中含Fe3＋，离子方程式为：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。(3)碱液法：滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀，说明该溶液中含Fe3＋，离子方程式为：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。2．Fe2＋的检验(1)观察法：含Fe2＋的盐溶液呈浅绿色。(2)和KSCN溶液作用不显血红色，再滴加氯水后溶液变为血红色，说明该溶液中含Fe2＋，离子方程式为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。(3)碱液法：滴加NaOH溶液，先生成白色沉淀，又迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀，说明该溶液中含Fe2＋，离子方程式为：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。3．溶液中含有Fe2＋和Fe3＋的检验(1)加入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明该溶液中含有Fe3＋。(2)加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，说明该溶液中含有Fe2＋。知识点三Fe(OH)2的制备Fe(OH)2易被空气中O2氧化，所以制备过程中要想方设法防O2。Fe(OH)2制备时，要将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入液面以下，或在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触时发生反应。——对点训练【例1】向下列各个反应后所得产物的溶液中加入硫氰化钾试液，不会出现红色的是()A．Fe＋Cl2(过量)―→B．稀HNO3(过量)＋Fe―→C．Fe＋稀硫酸(过量)―→D．FeBr2(过量)＋Cl2―→【解析】由于铁和氯气反应生成氯化铁，存在三价铁离子，加入硫氰化钾试液，出现血红色，故A错误；由于硝酸过量，生