2020高中化学 第三章 金属及其化合物 第二节 几种重要的金属化合物（第3课时）课件 新人教版第一

[明确学习目标]1.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。2.掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法及其相互转化。3.了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备方法。23学生自主学习一、铁的氧化物和氢氧化物1．铁在地壳中含量仅次于、和，居第位，主要以和价化合物形式存在。□01氧□02硅□03铝□04四□05＋2□06＋32．铁的氧化物3．铁的氢氧化物(1)铁的氢氧化物的制备(2)化学性质二、铁盐和亚铁盐1．铁盐和亚铁盐(1)Fe3＋的检验方法Fe3＋――→KSCN溶液呈。(2)Fe2＋的检验方法Fe2＋――→KSCN溶液颜色――→氯水溶液变成。□01红色□02无变化□03红色(3)Fe2＋与Fe3＋的转化①实验及现象溶液颜色变化：由黄色→→→。②反应的离子方程式，。□04浅绿色□05无明显变化□06红色□072Fe3＋＋Fe===3Fe2＋□082Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－③结论Fe3＋铁等强还原剂氯气等强氧化剂Fe2＋。(4)铁盐的净水作用向混有少量泥沙的浑水中加入少量Fe2(SO4)3，底部会出现，浑水会变清澈透明。□09絮状不溶物2．铜盐(1)物理性质硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐溶于水呈色；铜绿的主要成分是，难溶于水。(2)化学性质①Cu2＋――→OH－Cu(OH)2↓②Cu2＋――→Fe等活泼金属Cu③铜属于重金属，铜盐溶液都有毒(配制农药)，能使蛋白质变性。□10蓝□11Cu2(OH)2CO31．如果Fe2O3粉末中混有少量的Al2O3，可以选用什么试剂除去？写出反应的离子方程式。提示：NaOH溶液Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O提示2．Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，在制备Fe(OH)2时应如何防止Fe(OH)2被氧化？提示：①隔绝空气；②排除溶液中溶解的O2。提示3．除了上述检验Fe2＋、Fe3＋的方法外，你还知道其他区别二者的方法吗？提示：①观察法②强氧化剂法提示4．如何证明含有Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋？提示：由于溶液中含有Fe3＋，利用NaOH溶液或KSCN溶液都无法证明溶液中是否含有Fe2＋，可以利用Fe2＋的还原性，向溶液中加入酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去证明溶液中含有Fe2＋。提示23课堂互动探究一、铁的氧化物和氢氧化物1．工业炼铁的反应原理：Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2。2．制备Fe(OH)2的注意事项(1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。(2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。(4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。[即时练]1．由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能为()A．1∶2∶1B．1∶2∶3C．1∶3∶1D．1∶1∶3答案D答案解析由铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，求得物质的量之比为3∶4，所以Fe3O4物质的量的多少不影响混合物中铁元素与氧元素的质量比。Fe3O4可拆为FeO·Fe2O3，故只要FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1即可。解析2．用足量的CO还原32.0g某种氧化物，将生成的气体通入足量的澄清石灰水中，得到60g沉淀，则该氧化物是()A．FeOB．Fe2O3C．CuOD．Fe3O4答案B答案解析由生成CaCO360g可得生成的气体CO2及反应掉的CO为0.6mol，即32g金属氧化物中含氧原子为0.6mol，若该氧化物含有铁原子：32.0g－0.6mol×16g·mol－156g·mol－1＝0.4mol，则N(Fe)∶N(O)＝0.4∶0.6＝2∶3，即该氧化物为Fe2O3。解析方法规律(1)Fe3O4有固定的组成，属于纯净物，不是混合物，由于其与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故不属于碱性氧化物。(2)Fe3O4可看成FeO·Fe2O3，所以在书写其与盐酸的反应方程式时可看成等物质的量的FeO、Fe2O3分别与盐酸反应，然后把两个反应相加。二、铁盐和亚铁盐1．Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)Fe3＋的检验方法(2)Fe2＋的检验方法2．Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化关系铁元素有三种价态：0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为“铁三角”：(1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁如Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl33Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋(3)Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2[即时练]3．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，有如下实验操作：①加足量新制氯水②加足量酸性KMnO4溶液③加少量KSCN溶液，则最佳顺序是()A．①③B．③②C．③①D．①②③答案C答案解析检验的原理是Fe3＋遇SCN－显红色，而Fe2＋遇SCN－不显红色。加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3＋，再加新制氯水，如有Fe2＋则可被氧化为Fe3＋，遇SCN－显红色。酸性KMnO4溶液也能氧化Fe2＋，但因其本身呈紫色，使Fe3＋与SCN－的反应现象不明显，因此不选用酸性KMnO4溶液。解析4．向Fe2O3、CuO、Fe、Cu的混合粉末中加入过量的稀硫酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于所得溶液中阳离子的判断正确的是()A．只有Fe2＋和Cu2＋B．一定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋C．一定有Fe2＋，可能有Cu2＋D．只有Fe2＋答案C答案解析当铜完全析出时，即Fe对于Cu2＋来说是过量时，溶液中无Cu2＋，A错误；由于红色粉末是Cu，所以溶液中一定没有Fe3＋，B错误；由于氧化性：Fe3＋Cu2＋，Fe2O3与H2SO4反应生成的Fe3＋无论是和Fe反应，还是和Cu反应，溶液中一定存在Fe2＋，当Fe相对过量时，不存在Cu2＋，当Fe不足时，有Cu2＋，故C正确，D错误。解析方法规律(1)Fe3＋呈黄色，Fe2＋呈浅绿色，可作为推断题的突破口，但一般不用于离子的检验。(2)Fe3＋与SCN－作用后的“溶液”显红色，注意并不生成沉淀。(3)在检验时一定要考虑Fe2＋、Fe3＋的相互干扰，如检验Fe3＋中是否混有Fe2＋，不能用Cl2和KSCN溶液、NaOH溶液等。(4)Fe3＋能被Fe、Cu、I－等还原为Fe2＋，Fe2＋能被Cl2、H2O2、MnO－4等氧化为Fe3＋。利用此类转化可以去除Fe3＋中混有的Fe2＋，Fe2＋中混有的Fe3＋，但注意不要引入新的杂质。(5)氧化性强弱顺序：Fe3＋Cu2＋Fe2＋。本课归纳总结1.FeO、Fe2O3、Fe3O4均能与酸反应生成盐和水。其中Fe2O3溶于酸反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。2．在含Fe2＋的溶液中加入碱溶液时，生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。化学方程式为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。3．Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性碱，Fe(OH)3受热分解生成红棕色的Fe2O3。4．Fe3＋遇到SCN－时溶液变成红色，利用这一反应可检验Fe3＋的存在。5．Fe2＋与Fe3＋在一定条件下可以相互转化，Fe3＋遇到Fe、Cu等可被还原为Fe2＋，Fe2＋遇到氯水、溴水、双氧水、酸性KMnO4溶液等可被氧化为Fe3＋。离子方程式如下：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。23学习效果检测1．随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期，防止食品氧化变质，在包装袋中可以放入的化学物质是()A．无水硫酸铜B．硫酸亚铁C．食盐D．生石灰解析防止食品氧化变质，可在包装袋中放入还原剂，题述四种物质，只有硫酸亚铁是常见的还原剂。解析答案B答案2．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是()①过量的Fe与Cl2反应②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加入KNO3③Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A．①B．①③C．①②D．全部答案C答案解析①中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原；②中Fe与稀H2SO4反应只能生成Fe2＋，但要注意，由于稀H2SO4过量，加入KNO3后，NO－3在H＋的作用下能将Fe2＋氧化成Fe3＋；③中首先Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3，反应的离子方程式是Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；Fe又与FeCl3反应生成FeCl2，离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后Fe与盐酸生成FeCl2，反应的离子方程式是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。题目中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2，若铁是不足的，则溶液中可能存在Fe3＋。解析3．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”：发生的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是()A．烧杯中有铜无铁B．烧杯中有铁无铜C．烧杯中铁、铜都有D．烧杯中铁、铜都无答案B答案解析向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，由于Fe的还原性比Cu强，Fe3＋首先应与Fe反应，如果Fe3＋有剩余，剩余的Fe3＋再与Cu反应。铁粉未反应完时铜粉就不会被氧化，所以不可能出现烧杯中有铁无铜的现象，故应选B。解析4．下列能大量共存于溶液中的一组离子是()A．Fe3＋、K＋、SCN－、SO2－4B．Fe3＋、Fe2＋、H＋、S2－C．Mg2＋、Fe2＋、OH－、NO－3D．Na＋、Fe3＋、NO－3、Cl－解析A中Fe3＋不能和SCN－大量共存；B中Fe3＋、Fe2＋都不能与S2－大量共存；C中Mg2＋、Fe2＋与OH－都不能大量共存。解析答案D答案5．(双选)在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448mL气体(标准状况)，此时溶液中无Fe3＋，则下列判断正确的是()A．混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量浓度之比为1∶1∶3B．反应后所得溶液中的Fe2＋与Cl－的物质的量浓度之比为1∶2C．混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多D．混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多答案BC答案解析根据题意，n(HCl)＝0.2mol，生成n(H2)＝0.448L22.4L·mol－1＝0.02mol。因氧化性：Fe3＋H＋，所以Fe先与Fe3＋反应后再还原H＋，由Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(1molFe还原1molFe2O3)，和Fe与H＋反应放出H2，可知n(Fe)n(Fe2O3)；由反应后溶液中溶质全为FeCl2知，n(Fe2＋)∶n(Cl－)＝1∶2；至于混合物中Fe与FeO之间量的关系，无从知道。解析6．试样X由氧化亚铁和氧化铜组成，取质量相等的两份试样按下图所示进行实验：(1)请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式：_______________________________________________________________________________________________