值得拥有高考一轮复习精品教案课题17铁及其化合物

1 精品教案精品教案 课题课题 17 铁 铜及其化合物铁 铜及其化合物 知识体系建构 知识体系建构 1 NO3 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 注意亚铁盐及 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 注意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 知识回顾 知识回顾 知识点知识点 1 1 铁和铁和 铁三角铁三角 1 1 铁的氧化物的比较 铁的氧化物的比较 化学式 FeO Fe2O3Fe3O4 俗称 铁红磁性氧化铁 色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体 价态 2 3 1 3 正 2 价 2 3 正 3 价 水溶性不溶不溶不溶 与酸的反应 FeO 2H Fe2 H2O 遇氧化性酸生成 Fe3 盐 Fe2O3 6H 2Fe3 3 H2O Fe3O4 8H Fe2 2Fe3 4 H2O 与 CO 的反应高温 FexOy yCO xFe yCO2 2 2 FeFe2 2 和 和 FeFe3 3 的比较 的比较 Fe2 Fe3 水合离子颜色浅绿色棕黄色 氧化还原性既有氧化性 又有还原性只有氧化性 水解性Fe2 2H2O Fe OH 2 2H Fe3 3H2O Fe OH 3 3H 2 点燃 与碱的反应Fe2 2OH Fe OH 2 Fe3 3OH Fe OH 3 3 3 FeFe OHOH 2 2与与 FeFe OHOH 3 3的比较的比较 Fe OH 2Fe OH 3 颜色状态白色固体红褐色固体 水溶性不溶不溶 稳定性易氧化为 Fe OH 3 空气中加热 得不到 FeO 较稳定 Fe OH 3 Fe2O3 3H2O 与酸的反应Fe OH 2 2H Fe2 3H2O Fe OH 3 3H Fe3 3H2O 制法在隔绝 O2的条件下 Fe2 与碱反应Fe3 与碱反应 4 4 铁三角 铁三角 注 1 一般是指 Zn Al CO H2 等还原剂 2 是指 H S I2 Cu2 Fe3 等氧化剂 3 5 是指 Cl2 Br2 O2 HNO3 KMnO4等氧化剂 4 一般是指 Fe Cu HI H2S 等还原剂 6 是指 Zn Al CO H2 等还原剂 根据铁三角有关 1 6 的化学方程式如下 1 FeCl2 Zn ZnCl2 Fe 3FeCl2 2Al 2AlCl3 3Fe FeO CO Fe CO2 FeO H2 Fe H2O 2 Fe 2H Fe2 H2 Fe S FeS Fe I2 FeI2 Fe Cu2 Fe2 Cu Fe 2Fe3 3Fe2 3 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 2Fe2 Br2 2Fe3 2Br 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 3Fe2 4H NO3 3Fe3 NO 2H2O 5Fe2 MnO4 8H Mn2 5Fe3 4H2O 4 2Fe3 Cu Cu2 2Fe2 Fe3 Fe 3Fe2 2Fe3 2I 2Fe2 I2 2Fe3 H2S 2Fe2 S 2H 5 2Fe 3Cl2 2FeCl3 2Fe3 Br2 2FeBr3 Fe 4HNO3 Fe NO3 3 NO 2H2O 4Fe 3O2 纯 2Fe2O3 6 2Fe3 3Zn 足 3Zn2 2Fe Fe3 Al Al3 Fe Fe2O3 2Al Al2O3 2Fe Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 Fe2O3 3H2 2Fe 3H2O 5 5 检验检验 FeFe3 3 常用方法有 常用方法有 1 向未知溶液滴入少量 KSCN 溶液呈血红色 2 向未知溶液滴入少量苯酚溶液呈紫色 3 向未知溶液中滴入少量 NaOH 溶液呈红褐色 6 6 检验检验 FeFe 是向未知溶液滴入少量 KSCN 溶液呈无色 继续滴入少量氯水呈血红色 典例讲析 典例讲析 例 1 能正确表示下列反应的离子方程式是 3 A 将铜屑加入 3 Fe溶液中 3 2 2 2Fe Cu 2Fe Cu B 将磁性氧化铁溶于盐酸 3 342 Fe O 8H 3Fe 4H O C 将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合 2 3 32 Fe 4H NO Fe 2H O NO D 将铁粉加入稀硫酸中 3 2 2Fe 6H 2Fe3H 解析 A 正确 符合 3 个守恒 B 错误 电荷不守恒 Fe3O4中 Fe 有两种价态 正确应该为 Fe3O4 8H 2Fe3 Fe2 4H2O C 错误 得失电子不守恒 电荷不守恒 正确的应为 3Fe2 NO3 4H 3Fe3 NO 2H2O D 错误 不符合客观实际 反应后铁只能产生 Fe2 和 H2 答案 A 例 2 由 5mol Fe2O3 4mol Fe3O4和 3mol FeO 组成的混合物 加入纯铁 1mol 并在高温下和 Fe2O3反应 若纯铁完全反应 则反应后混合物中 FeO 与 Fe2O3的物质的量之比可能是 A 4 3 B 3 2 C 3 1 D 2 l 答案 BC 解析 此题考查了化学计算知识 分析题给混合物和高温下发生的反应 可知当 Fe2O3 Fe 3FeO 时 反应后混合物中含有 6molFeO 4molFe2O3 则 FeO 与 Fe2O3的物质的量之比为 3 2 当发生反应 Fe2O3 Fe FeO Fe3O4时 反应后混合物中含有 2molFeO 4molFe2O3 则 FeO 与 Fe2O3的物质的量之比为 1 2 当两反应均存在时 FeO 与 Fe2O3的物质的量之比处于两着之间 故 BC 可能 例 3 工业上常用铁质容器盛装冷浓酸 为研究铁质材料与热浓硫酸的反应 某学习小组进行 了以下探究活动 探究一 1 将已去除表面氧化物的铁钉 碳素钢 放入冷浓硫酸中 10 分钟后移人硫酸铜溶液中 片 刻后取出观察 铁钉表面无明显变化 其原因是 2 另称取铁钉 6 0g 放入 15 0ml 浓硫酸中 加热 充分应后得到溶液 X 并收集到气体 Y 甲同学认为 X 中除 3 Fe 外还可能含有 2 Fe 若要确认其中的 2 Fe 应先用 选填序号 a KSCN 溶液和氯水 b 铁粉和 KSCN 溶液 c 浓氨水 d 酸性 4 KMnO溶液 乙同学取 336ml 标准状况 气体 Y 通入足量溴水中 发生反应 22224 22SOBrH OHBrH SO 4 然后加入足量 2 BaCl溶液 经适当操作后得干燥固体 2 33g 由于此推知气体 Y 中 2 SO的体 积分数为 探究二 分析上述实验中 2 SO体积分数的结果 丙同学认为气体 Y 中还可能含量有 2 H和 Q 气体 为此设 计了下列探究实验状置 图中夹持仪器省略 3 装置 B 中试剂的作用是 4 认为气体 Y 中还含有 Q 的理由是 用化学方程式表示 5 为确认 Q 的存在 需在装置中添加 M 于 选填序号 a A 之前 b A B 间 c B C 间 d C D 间 6 如果气体 Y 中含有 2 H 预计实验现象应是 7 若要测定限定体积气体 Y 中 2 H的含量 标准状况下约有 28ml 2 H 除可用测量 2 H体积 的方法外 可否选用质量称量的方法 做出判断并说明理由 解析 1 铁钉 碳素钢 放入冷浓硫酸中 浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一 步进行 2 2 价亚铁离子能使算话的高锰酸钾褪色 溶液中已经有 3 价铁离子 选择 a 会造成干扰 选 c 会造成两种沉淀 受氢氧化铁颜色的影响无法辨别 3 A 除去 2 SO B 可以检验 A 中是否完全除去 2 SO 4 24222 2 22CH SOCOSOH O 浓 5 Q 为 2 CO 他与二氧化硫一样都能使澄清石灰水便浑浊 选择 a 或 b 受二氧化硫的影响无法 判断 Q 的存在 选择 d Q 被碱石灰吸收 6 氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝 7 中学阶段的质量称量选择托盘天平 分度值 0 1g 无法精确称量出差量 答案 5 1 铁钉表面被钝化 或其他合理答案 2 d 66 7 或其他合理答案 3 检验 2 SO是否除尽 4 24222 2 22CH SOCOSOH O 浓 5 c 6 D 中固体由黑变红和 E 中固体由白变蓝 7 否 用托盘天平无法称量 D 或 E 的差量 可 用分析天平称量 D 或 E 的差量 例例 4 4 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 答案答案 A 解析解析 反应中消耗 O2的量相等 两个反应也仅有 O2作为氧化剂 故转移电子数是相等 的 A 项正确 中 H2O 的 H O 两元素的化合价没有变 故不作氧化剂 B 项错 铜和钢构成 原电池 腐蚀速度加快 C 项错 钢铁是铁和碳的混合物 在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀 属于电化学腐蚀 故 D 项错 知识点知识点 2 2 铜及其化合物 铜及其化合物 有关 1 17 的化学方程式 如下 1 2Cu S Cu2S 6 2 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 H2O 3 CuSO4 Zn ZnSO4 Cu CuSO4 Fe FeSO4 Cu 4 CuCl2 Fe FeCl2 Cu CuCl2 Cu Cl2 5 Cu Cl2 CuCl2 6 2Cu O2 H2O CO2 Cu2 OH 2CO3 7 Cu2 OH 2CO3 2CuO CO2 H2O 8 2Cu O2 2CuO 9 CuO CO Cu CO2 CuO H2 Cu H2O 10 Cu NO3 2 Zn Zn NO3 2 Cu 11 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 12 CuO 2HNO3 Cu NO3 2 H2O 13 2Cu NO3 2 CuO 4NO2 O2 14 Cu NO3 2 2NaOH Cu OH 2 2NaNO3 15 Cu OH 2 2HNO3 Cu NO3 2 2H2O 16 2 Cu OH 2 R CHO R COOH Cu2O 2H2O 17 Cu OH 2 CuO H2O 典例讲析 典例讲析 例例 1 1 出土的锡青铜 铜锡合金 文物常有 Cu2 OH 3Cl 覆盖在其表面 下列说法正确的是 A 锡青铜的熔点比纯铜高 B 在自然环境中 锡青铜中的锡对铜起保护作用 C 锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D 生成 Cu2 OH 3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程 但不是化学反应过程 答案答案 BC 解析解析 锡青铜属于合金 根据合金的特性 熔点比任何一种纯金属的低判断 A 错 由于锡比 铜活泼 故在发生电化学腐蚀时 锡失电子保护铜 B 正确 潮湿的环境将会加快金属的腐蚀 速率 C 正确 电化学腐蚀过程实质是有电子的转移 属于化学反应过程 D 错 考点分析 考点分析 考点一 变价金属考点一 变价金属 铁的性质铁的性质 1 纯铁具有金属的共性 如具有 色金属光泽和良好的延展性 是电和热的良导体 具有 能被 吸引的特性 纯铁有很强的抗腐蚀能力 2 用化学方程式或离子方程式表示下列变化 电解 点燃 7 特别提醒 常温下铁在浓硫酸 浓硝酸中钝化的实质是强氧化性的酸使铁的表面生成一层致 密的氧化膜 阻止了内部金属与酸继续反应 故在常温时可用铁制容器贮存或运输浓硫酸 浓硝酸 深度思考 深度思考 1 铁元素是典型的变价金属元素 它在化合物中主要表现为 2 价和 3 价 请归纳总结 1 Fe 单质通常与哪些氧化剂反应生成 2 价 写出有关反应的化学方程式或离子方程式 2 Fe 单质通常与哪些氧化剂反应生成 3 价 写出有关反 应的化学方程式 2 在一定量的稀 HNO3中慢慢加入铁粉 得到的 Fe2 的物质 的量 纵坐标 与所加铁粉的物质的量 横坐标 的关系如图 所示 请将正确答案的序号填在相应的横线上 Fe3 Fe2 Fe Fe2 Fe2 Fe3 1 AB 段铁元素以 形式存在 2 BC 段铁元素以 形式存在 3 CD 段铁元素以 形式存在 3 铁与水蒸气反应 通常有以下两种装置 请思考以下问题 装置一装置二 实验装置 1 方法一中 装置 A 的作用 方法二中 装湿棉花的作用 2 实验完毕后 取出装置一的少量固体 溶于足量稀盐酸 再滴加 KSCN 溶液 溶液颜色无明显 变化 试解释原因 归纳总结 归纳总结 分析铁与稀 HNO3反应的关键 一是明确哪种物质过量 二是根据两种物质的量分析讨论判断 根据反应方程式 8 HNOHNO3 3过量 过量 Fe 4HNO3 Fe NO3 3 NO 2H2O FeFe 过量时 过量时 Fe 2Fe NO3 3 3Fe NO3 2 两者相加得总方程式 3Fe 8HNO3 3Fe NO