2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章金屬及其化合物2第3課時(shí)鐵的重要化合物學(xué)案新人教版必修1

PAGE9-第3課時(shí)鐵的重要化合物課程目標(biāo)1．了解鐵的氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用。2．了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學(xué)性質(zhì)。3．駕馭Fe2＋、Fe3＋間的相互轉(zhuǎn)化以及Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)方法。4．了解Cu的化合物的性質(zhì)及用途。圖說考點(diǎn)[新知預(yù)習(xí)]1．鐵的存在鐵在地殼中含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位，主要以＋2價(jià)和＋3價(jià)化合物的形式存在。2．鐵的氧化物(1)物理性質(zhì)氧化物FeOFe2O3Fe3O4顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體鐵的價(jià)態(tài)＋2＋3＋2、＋3溶解性都不溶于水(2)化學(xué)性質(zhì)①穩(wěn)定性：Fe2O3、Fe3O4較穩(wěn)定；FeO不穩(wěn)定，受熱能氧化為Fe3O4。②與酸反應(yīng)：FeO、Fe2O3都是堿性氧化物，都能與酸反應(yīng)生成鹽和水。分別寫出它們與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。3．鐵的氫氧化物的制備試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論(用方程式表示)試管中有紅褐色沉淀產(chǎn)生Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓試管中先生成白色沉淀，快速變成灰綠色，最終變成紅褐色Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)34.鐵的氫氧化物的化學(xué)性質(zhì)氫氧化鐵和氫氧化亞鐵都為不溶性堿，它們具有的性質(zhì)是(1)能與酸反應(yīng)，它們分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式是Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O，F(xiàn)e(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O。(2)不穩(wěn)定，受熱易分解，其化學(xué)方程式分別為①Fe(OH)3：2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O，②Fe(OH)2：Fe(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))FeO＋H2O(隔絕空氣)。5．鐵鹽和亞鐵鹽(1)Fe2＋和Fe3＋的檢驗(yàn)：(2)Fe2＋與Fe3＋的轉(zhuǎn)化：①試驗(yàn)及現(xiàn)象：溶液由棕黃色→淺綠色→溶液無明顯改變→溶液變成紅色。②反應(yīng)的離子方程式：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。③結(jié)論：Fe3＋eq\o(,\s\up7(鐵等強(qiáng)還原劑),\s\do5(氯氣等強(qiáng)氧化劑))Fe2＋。(3)鐵鹽的凈水作用：向混有少量泥沙的渾濁水加入少量Fe2(SO4)3，渾濁水會(huì)變eq\o(□,\s\up1(29))澄清。6．銅鹽(1)物理性質(zhì)：①銅元素的焰色反應(yīng)為綠色。②硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等銅鹽均能溶于水；銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其難溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)：①銅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，運(yùn)用銅器皿比較平安。②銅鹽屬于重金屬鹽，都有毒，緣由是銅離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性而失去生理活性。[即時(shí)性自測(cè)]1．推斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)Fe3O4中化合價(jià)有＋2和＋3價(jià)為混合物。()(2)FeO在空氣中加熱生成Fe2O3。()(3)磁鐵礦的主要成分為Fe3O4。()(4)FeO和Fe2O3均為堿性氧化物。()(5)Fe2＋可以被Cl2氧化為Fe3＋，說明Fe2＋具有氧化性。()(6)向溶液中加KSCN溶液，溶液變紅色，說明溶液中不含F(xiàn)e2＋。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×2.下列物質(zhì)的主要成分正確的是()A．赤鐵礦：Fe3O4B．銅綠：Cu2(OH)2CO3C．磁鐵礦：Fe2O3D．明礬：2KAl(SO4)2答案：B3．下列物質(zhì)的顏色按白、淡黃、紅棕、黑依次排列的是()A．FeOFe2O3Al2O3Na2O2B．Al2O3Na2O2Fe2O3CuOC．Fe(OH)3Na2OFeCl3Cu(OH)2D．Fe(OH)2Al2O3Na2O2FeO答案：B4．下列關(guān)于Fe2＋和Fe3＋的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．Fe2＋的水溶液為淺綠色B．Fe3＋的水溶液為黃色C．Fe3＋具有氧化性，F(xiàn)e2＋具有還原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，馬上出現(xiàn)紅色沉淀解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成紅色可溶性物質(zhì)，不是紅色沉淀。答案：D5．證明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的試驗(yàn)方法是()A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后顯紅色B．只需滴加KSCN溶液C．先滴加KSCN溶液，不顯紅色，再滴加氯水后顯紅色D．滴加酸性高錳酸鉀溶液后溶液褪色答案：C提升點(diǎn)一“鐵三角”的應(yīng)用[例1]已知下述三個(gè)試驗(yàn)均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：①②③將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水將銅絲放入氯化鐵溶液中下列推斷正確的是()A．試驗(yàn)①中鐵釘只作還原劑B．試驗(yàn)②中Fe2＋既顯氧化性又顯還原性C．試驗(yàn)③中發(fā)生的是置換反應(yīng)D．上述試驗(yàn)證明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋【解析】試驗(yàn)①中鐵釘作還原劑，氧化性Cu2＋＞Fe2＋；試驗(yàn)②中Fe2＋只表現(xiàn)還原性，試驗(yàn)③中反應(yīng)為：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2不是置換反應(yīng)，分析可知，氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，綜上可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼[提升1]已知A是一種常見金屬，F(xiàn)是一種紅褐色沉淀。試依據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列問題。(1)寫出A、C、F、G的化學(xué)式：A．________；C.________；F.________；G.________。(2)檢驗(yàn)D中陽離子的方法為________________________________________________________________________。(3)保存C溶液時(shí)要加固體A的緣由是________________________________________________________________________。(4)寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式：①D→C：____________________；②C→D：____________________。(5)寫出E→F的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。解析：依據(jù)F是紅褐色沉淀知F是Fe(OH)3，從而推知A為Fe，B為Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E為Fe(OH)2，F(xiàn)為Fe(OH)3，G為Fe2O3，X為H2。答案：(1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)取D溶液少許于試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含F(xiàn)e3＋(3)防止Fe2＋被O2氧化(4)①2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋②2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3與Fe3＋、Fe2＋有關(guān)的離子共存問題：①Fe3＋與I－、S2－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)等因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。②Fe2＋與MnOeq\o\al(－,4)(H＋)、NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－等因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。[關(guān)鍵實(shí)力]三種價(jià)態(tài)鐵元素之間的轉(zhuǎn)化1．Fe只有還原性，可以被氧化成＋2價(jià)或＋3價(jià)的鐵：如Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl33Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))Fe3O4＋4H22．Fe2＋既有氧化性又有還原性：如2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Zn＋Fe2＋=Fe＋Zn2＋3．Fe3＋具有較強(qiáng)的氧化性，可被還原為＋2價(jià)或0價(jià)的鐵：如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2提升點(diǎn)二Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)[例2]要證明某溶液中不含有Fe3＋而可能含有Fe2＋，進(jìn)行如下試驗(yàn)操作時(shí)最佳依次為()①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③B．③②C．③①D．①②③【解析】加入NH4SCN無紅色物質(zhì)產(chǎn)生證明無Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，則Fe2＋可被氧化為Fe3＋，使溶液變紅色；KMnO4酸性溶液也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身為紫紅色，加入足量酸性KMnO4后，使Fe3＋與NH4SCN反應(yīng)后溶液的顏色不易被視察?！敬鸢浮緾,切記：特定離子的特征性質(zhì)和特征現(xiàn)象。[提升2]某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，起先時(shí)有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀快速變成灰綠色，最終變成紅褐色，下列結(jié)論正確的是()A．肯定有Fe2＋，肯定沒有Fe3＋、Mg2＋B．肯定有Fe3＋，可能有Fe2＋，肯定沒有Mg2＋C．肯定有Fe3＋，肯定沒有Fe2＋、Mg2＋D．肯定有Fe2＋，可能有Mg2＋，肯定沒有Fe3＋答案：D[關(guān)鍵實(shí)力]Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法(1)干脆視察顏色(2)利用氫氧化物沉淀的顏色(3)利用顯色反應(yīng)(4)利用Fe2＋的還原性(5)利用Fe3＋的氧化性除雜問題(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))：①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量鐵粉，充分反應(yīng)后過濾。③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量鐵粉，充分反應(yīng)后過濾。④Fe粉(鋁)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾。1．下列物質(zhì)反應(yīng)后肯定有＋3價(jià)鐵生成的是()A．過量的Fe與Cl2反應(yīng)B．Fe與過量稀硫酸反應(yīng)C．FeCl3溶液中加入過量FeD．足量Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中解析：A中的Cl2氧化性強(qiáng)，它能將鐵氧化為＋3價(jià)，由于不是在溶液中反應(yīng)，因此過量的鐵不會(huì)將氯化鐵還原；B中Fe與稀硫酸反應(yīng)只能生成Fe2＋；C在溶液中Fe3＋被Fe還原為Fe2＋；D中首先發(fā)生Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2、Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3的反應(yīng)，但題中未給出反應(yīng)物間相對(duì)量的關(guān)系，若鐵是足量的，則能將生成的FeCl3全部還原為FeCl2。答案：A2．把表面有氧化物的相同大小的銅片和鐵片一起放入鹽酸中，充分反應(yīng)后，所得溶液中的金屬離子為()A．Fe3＋和Cu2＋B．Fe2＋和Cu2＋C．Fe2＋和Fe3＋D．Fe2＋解析：本題涉及的物質(zhì)的性質(zhì)有：CuO與鹽酸的反應(yīng)，F(xiàn)e、Fe2O3與鹽酸的反應(yīng)，F(xiàn)e3＋與Fe、Cu的反應(yīng)，F(xiàn)e與Cu2＋的反應(yīng)等。表面氧化物較少，溶于鹽酸后，生成的Fe3＋和Cu2＋較少，分別被Fe還原為Fe2＋和Cu，Cu與鹽酸不反應(yīng)，F(xiàn)e與鹽酸反應(yīng)生成Fe2＋。答案：D3．向某溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無明顯改變。當(dāng)再滴入幾滴新制氯水后，混合溶液變成紅色，則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A．該溶液中肯定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋>Cl2C．Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質(zhì)D．Fe2＋被氧化為Fe3＋解析：溶液中的Fe2＋與加入的新制氯水發(fā)生反應(yīng)：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋<Cl2；能使含F(xiàn)e3＋的溶液變?yōu)榧t色，說明原溶液中肯定含有SCN－；因原溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無明顯改變，說明Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質(zhì)。答案：B4．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五種溶液，只用一種試劑就可以把它們鑒別開來，這種試劑是()A．鹽酸B．燒堿溶液C．氨水D．KSCN溶液解析：NaOH與上述五種溶液混合時(shí)，其中NaCl無明顯現(xiàn)象，在FeCl2中先出現(xiàn)白色絮狀沉淀，快速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；而FeCl3中只出現(xiàn)紅褐色沉淀現(xiàn)象；在MgCl2中只出現(xiàn)白色沉淀現(xiàn)象，而AlCl3中先出現(xiàn)白色沉淀，后沉淀消逝。答案：B5．化合物A、B組成元素相同，且B為白色。C是一種與B含有相同價(jià)態(tài)該金屬元素的硫酸鹽，向C中加入適量的NaOH溶液，可視察到生成的沉淀快速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色沉淀A，加熱A可得紅棕色粉末D?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出各物質(zhì)的化學(xué)式：A________、B________、C________、D________。(2)寫出B轉(zhuǎn)化為A的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。寫出A受熱分解的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。解析：解答本題的關(guān)鍵是抓住C與NaOH溶液反應(yīng)的特征現(xiàn)象，確定A是Fe(OH)3，C是FeSO4，B為Fe(OH)2，D為Fe2O3。答案：(1)Fe(OH)3Fe(OH)2FeSO4Fe2