高一化学苏教版必修一3-2-2铁、铜及其化合物的应用

自主探究精要解读实验探究共同点不同点铁具有________，密度____，熔点____，易__________纯净的单质铁为_____色，有良好的_______，质地_____的固体，可被_____铜铜具有与众不同的_____色，质地_____的固体笃学一单质的物理性质第2课时铁、铜及其化合物的应用金属光泽较大较高导电、导热银白延展性较软磁化紫红较硬自主探究精要解读实验探究铁铜与非金属反应(Cl2、O2)______________________；___________________________________________；________________________与盐酸反应_______________________不反应与盐溶液反应铁与硫酸铜溶液反应：________________________铜与硝酸银溶液反应：_____________________________笃学二单质的化学性质Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑Fe＋CuSO4===FeSO4＋CuCu＋AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl33Fe＋2O2=====点燃Fe3O4Cu＋Cl2=====点燃CuCl22Cu＋O2=====△2CuO自主探究精要解读实验探究(1)Fe、Cu在一定条件下可以与某些酸、非金属单质、某些盐溶液、某些还原剂等发生反应，在反应中充当还原剂。铜在反应中一般转化为＋2价的铜的化合物，铁在反应中可以转化为＋2和＋3价的铁离子。(2)反应后的产物的价态与氧化剂的强弱有关，铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜溶液等)反应转化为亚铁的化合物，铁与氧化性较强的氧化剂(如氯气、浓硝酸、稀硝酸等)反应转化为铁的化合物。(3)常温下，铁遇到浓硫酸、浓硝酸会钝化。自主探究精要解读实验探究设计Fe2＋与Fe3＋相互转化的实验方案，进行实验并记录实验现象。笃学三Fe3＋与Fe2＋的转化实验操作实验现象实验分析结论及有关离子方程式向FeCl3溶液中加入KSCN溶液，一段时间后，加入足量铁粉加入KSCN，溶液呈_____色，加入足量铁粉后，血红色消失，溶液为浅绿色Fe3＋遇到KSCN溶液显_____色，Fe3＋具有____性，加入铁粉后发生氧化还原反应：_________________，_____色消失，Fe2＋在水溶液中的颜色为浅绿色Fe3＋具有____性，能够被铁____成____。Fe3＋遇到KSCN溶液显____色，Fe2＋则没有此现象血红血红Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋血红氧化氧化还原Fe2＋血红自主探究精要解读实验探究向FeCl2溶液中加入KSCN溶液，再滴加氯水。加入KSCN溶液，溶液无明显变化，滴加氯水后溶液呈_____色Fe2＋具有_____性，可以被氯水_____为Fe3＋，Fe3＋遇到KSCN溶液显_____色此实验一般用来检验_____。方程式为：_________________________血红还原血红氧化Fe2＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－自主探究精要解读实验探究用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液，在铜片上画一个“＋”，放置片刻，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中铜片表面有______痕迹，小烧杯中的溶液为__色Fe3＋具有____性，铜片能够将Fe3＋____为_____，本身被____为Cu2＋此实验应用于_______________。方程式为：________________________“＋”蓝氧化还原Fe2＋氧化作印刷电路板Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋制自主探究精要解读实验探究2．铜的化合物：铜盐可杀菌，CuSO4溶液杀灭寄生虫，治疗皮肤病等。笃学四铁及铜的化合物的应用1.铁的化合物（1）Fe2O3作颜料（2）氯化铁、硫酸亚铁可作净水剂（3）作磁性材料（4）维持生命的微量元素自主探究精要解读实验探究为什么浓H2SO4、浓HNO3可用铁制容器盛装？提示常温下，铁遇到浓硫酸、浓硝酸会钝化。铁在什么情况下生成Fe2＋，什么情况下生成Fe3＋？提示铁与氧化性较弱的氧化剂反应转化为Fe2＋，铁与氧化性较强的氧化剂反应转化为Fe3＋。Fe3＋如何检验？Fe2＋如何检验？提示向盛有FeCl3溶液的试管中加入几滴KSCN溶液，溶液变为血红色，说明有Fe3＋存在。向盛有FeCl2溶液的试管中加入几滴KSCN溶液，溶液无明显现象，再滴加几滴新制的氯水后溶液变为血红色，说明有Fe2＋存在。【慎思1】【慎思2】【慎思3】自主探究精要解读实验探究制取FeCl2溶液时，为何要加入铁粉？提示防止生成的Fe2＋被氧化成Fe3＋，方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。运用铁及其化合物的知识，完成下列各题。(1)下列物质跟铁反应后的生成物，能跟KSCN溶液作用生成血红色溶液的是()。A．盐酸B．氯气C．CuSO4溶液D．稀硫酸(2)既有氧化性，又有还原性的微粒是()。A．FeB．Fe2＋C．Fe3＋【慎思4】【慎思5】自主探究精要解读实验探究(3)把过量的铁粉加入稀硝酸中，其结果是()。A．不反应B．生成硝酸铁C．生成硝酸亚铁(4)要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的办法是()。A．滴入KSCN溶液B．通入氯气C．加入铜粉D．加入铁粉答案(1)B(2)B(3)C(4)D自主探究精要解读实验探究Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化关系，可用如下铁三角关系图表示：要点一|Fe2＋和Fe3＋的转化自主探究精要解读实验探究(1)Fe→Fe2＋：需要弱的氧化剂，如Fe3＋、Cu2＋、H＋、S、I2等。(2)Fe→Fe3＋：需要强的氧化剂，如Cl2、Br2、浓H2SO4、酸性KMnO4溶液等。Fe＋S=====△FeSFe＋I2=====△FeI2Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋===3Fe2＋2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O自主探究精要解读实验探究(3)Fe2＋→Fe：可以发生在溶液中和金属的热还原中，需要加入还原剂，如Mg、Al、Zn、CO、H2等。(4)Fe3＋→Fe：常发生在金属的热还原反应中，需要加入还原剂，如高温下用CO还原铁矿石中的铁、铝热反应等。Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋FeO＋H2=====△Fe＋H2OFeO＋CO=====△Fe＋CO23FeO＋2Al=====△3Fe＋Al2O3Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2Fe2O3＋2Al=====高温Al2O3＋2Fe自主探究精要解读实验探究(5)Fe2＋→Fe3＋：常见的氧化剂有：Cl2、O2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H＋)、H2O2等。2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(6)Fe3＋→Fe2＋：需要较强的还原剂。如Fe、Zn、H2S(S2－)、KI(I－)、Na2SO3(SO32－)等，Cu虽不是强的还原剂，但因Fe3＋具有较强的氧化性，可被Cu还原成Fe2＋。Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋自主探究精要解读实验探究将Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液，混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)，试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有________________。(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有______________。(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有__________________，可能有__________________。(4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有______________。【例1】►自主探究精要解读实验探究解析该题涉及的反应有：①Fe＋2FeCl3===3FeCl2②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2(1)若Fe粉有剩余，则容器中就不可能有Fe3＋、Cu2＋，因为它们能发生上述①②反应。(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2＋、Fe3＋。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，可能有Fe2＋。(4)若FeCl3有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu。答案(1)Fe3＋、Cu2＋(2)Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fe2＋(3)Fe、CuFe2＋(4)Fe、Cu自主探究精要解读实验探究离子的氧化性：Fe3＋Cu2＋Fe2＋自主探究精要解读实验探究将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋浓度相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是()。A．2∶3B．3∶2C．1∶2D．1∶1【体验1】►解析设参加反应的Fe3＋和未参加反应的Fe3＋的物质的量分别是x、y。2FeCl3＋Fe===3FeCl223x32x32x＝y，所以x∶y＝2∶3。答案A自主探究精要解读实验探究Fe2＋和Fe3＋的检验(1)观察法：Fe3＋盐溶液呈棕黄色，Fe2＋盐溶液呈浅绿色。(2)KSCN法：滴入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液，呈血红色者是Fe3＋溶液，不变血红者是Fe2＋溶液。(3)碱液法：分别加入碱液(氨水亦可)，生成红褐色沉淀的是Fe3＋；先生成白色沉淀，又迅速转变为灰绿色，最后变成红褐色的是Fe2＋溶液。(4)KI淀粉法：能使碘化钾淀粉试纸变蓝的溶液是Fe3＋，无此现象的是Fe2＋。(5)铜片法：分别加入铜片，溶液逐渐变为蓝绿色的是Fe3＋溶液，不变色者为Fe2＋溶液。要点二|Fe2＋和Fe3＋的检验自主探究精要解读实验探究证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是()。A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显血红色B．先滴加KSCN溶液，不显血红色，再滴加氯水后显血红色C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色D．只需滴加KSCN溶液解析先加KSCN溶液若不变红，则可证明无Fe3＋；再滴加氯水立即呈血红色，则可证明原溶液中有Fe2＋。Fe2＋遇SCN－无明显变化，滴加氯水后，Fe2＋被氧化生成Fe3＋，Fe3＋与SCN－结合使溶液变为血红色，故B是正确的实验方法。答案B【例2】►自主探究精要解读实验探究证明Fe2＋溶液中含有Fe3＋，可向溶液中滴加KSCN溶液；证明Fe3＋溶液中含有Fe2＋可向溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液。若既要证明Fe2＋又要证明Fe3＋的存在，要先用KSCN溶液检验Fe3＋再检验Fe2＋。自主探究精要解读实验探究已知有以下物质相互转化：【体验2】►自主探究精要解读实验探究试完成下列问题：(1)写出B的化学式________，D的化学式________。(2)写出由E转变成F的化学方程式_____________________。(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式______________；向G溶液中加入A的有关离子反应方程式：_____________。解析因F为红褐色固体，所以F为氢氧化铁，E为氢氧化亚铁，G为氯化铁；又因D与硝酸酸化的硝酸银反应产生白色沉淀，所以D中含有氯离子，而所得溶液的焰色反应呈紫色，说明所得溶液中含有钾离子，综合上述可知B为FeCl2，A为铁，C为KCl。答案(1)FeCl2KCl(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(3)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)32Fe3＋＋Fe===3Fe2＋自主探究精要解读实验探究用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀：方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用__________________的方法。(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作可采用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出Na