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学案15铁、铜及其重要化合物[考纲要求]1.了解铁、铜及其化合物的主要性质及应用。2.以Fe2＋、Fe3＋为例理解变价金属元素的氧化还原反应。知识点一铁的化学性质用化学方程式或离子方程式表示下列变化问题思考1．铁在有关的反应中，其产物价态为什么不同？有什么规律？知识点二铁的重要化合物1．铁的氧化物铁元素的主要化合价为＋2价和＋3价，通常可以形成三种氧化物[氧化铁(Fe2O3)、氧化亚铁(FeO)、四氧化三铁(Fe3O4)]。三种氧化物性质的比较如下表：2.铁的氢氧化物和盐类(1)用化学方程式或离子方程式表示下列变化①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________⑥________________________________________________________________________⑦________________________________________________________________________(2)以上反应属于氧化还原反应的是______，说明＋2价Fe与＋3价Fe之间在氧化剂、还原剂的作用下可以________，Fe3＋具有________性，Fe2＋具有________性。Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的_________________________________________________________。(3)反应②、④说明Fe(OH)2、Fe(OH)3具有____性，能与____反应生成盐和水。(4)反应③、⑤说明了Fe(OH)3、Fe(OH)2的_________________________________。(5)FeCl2、FeCl3的水溶液显____性，说明了Fe2＋、Fe3＋具有________性。(6)检验溶液中是否会有Fe3＋的方法是：向溶液中加入________溶液，现象是________________________________________________________________________。(7)Fe(OH)2、Fe(OH)3的颜色分别是________、_______________________________，Fe2＋、Fe3＋在水溶液中的颜色分别是__________、_____________________________。问题思考2．怎样保存铁盐和亚铁盐？3．教材中有关Fe(OH)2的制备方法，实际上只能瞬间观察到的白色Fe(OH)2沉淀(几乎分辨不出来)。为什么不能容易观察到白色的Fe(OH)2沉淀呢？可采取哪些措施使Fe(OH)2沉淀能够维持较长时间不被氧化呢？知识点三铜及其化合物1．单质铜(1)物理性质：________色固体，具有良好的延展性、导____性和导____性。(2)化学性质①与非金属反应：在加热条件下，与______反应生成____色的______，与Cl2反应生成________。②与盐溶液的反应：与AgNO3、Hg(NO3)2发生置换反应；与FeCl3反应生成________和________。③与稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸反应生成Cu2＋和NO、NO2、SO2等。2．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与H2反应3.氢氧化铜(1)物理性质：____色____溶于水的固体。(2)化学性质：Cu(OH)2属于________性，能与____反应生成盐和水。一、Fe3＋的检验1．如何证明一瓶FeSO4溶液是否变质？2．用NaOH溶液和苯酚溶液是否能证明FeSO4溶液是否复原？3．有两瓶显黄色的溶液，它们是溴水和FeCl3溶液。(1)如何鉴别它们？(至少说出两种方案)(2)用铁片(或铁粉)能否鉴别？典例导悟1要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行如下实验操作时，最佳顺序为()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听课记录：二、Fe(OH)2的制备原理和方法制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。典例导悟2用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。方法一用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是_______________________________________________________________________________________________________。方法二在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是_____________________________________________。(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是_______________________________________________。(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_________________________________________________________________。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是_____________________________________________________________________________________________。方法三利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。(1)a电极的材料应为__________，电极反应式为______________________________。(2)电解液c可以是__________(填编号)。A．纯水B．NaCl溶液C．NaOH溶液D．CuCl2溶液(3)d为苯，其作用是________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？________________________________________________________________________。(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是________(填编号)。A．改用稀H2SO4作电解液B．适当增大电源的电压C．适当减小两极间的距离D．适当降低电解液的温度(5)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为__________________________________________________________________________________________________________________。题组一Fe及其化合物1．判断正误(1)向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时间后过滤，目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3()(2010·江苏－10B)(2)相同条件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次减弱()(2010·江苏－8D)(3)铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO－3===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O()(2010·北京理综－10C)(4)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋()(2010·天津理综－5A)(5)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O()(2010·四川理综－9B)2．(2010·安徽理综，12)上图是三种稀酸对Fe－Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是()A．稀硝酸对Fe－Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是：Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2OC．Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe－Cr合金的腐蚀性最强D．随着Cr含量增加，稀硝酸对Fe－Cr合金的腐蚀性减弱3．(2010·全国理综Ⅰ，8)能正确表示下列反应的离子方程式的是()A．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2OC．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋2H2O＋NO↑D．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋题组二Fe2＋、Fe3＋的检验及相互转化4．(2010·福建理综，25改编)工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。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：(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，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，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。甲同学认为X中除含Fe3＋外还可能含有Fe2＋。若要确认其中的Fe2＋，应选用________(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KMnO4溶液题组三铜及其化合物5．(2010·北京理综，11)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是()A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应6．(2010·课标全国卷，26)物质A～G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为红色沉淀。请回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：B________、E__________、G________；(2)利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是________，阴极物质是________，电解质溶液是_______________________________________________________________；(3)反应②的化学方程式是________________________________________________。题组一铁及其化合物1．在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及