2024-2025学年高中化学第三章金属及其化合物2第3课时铁的重要化合物学案新人教版必修1

PAGE9-第3课时铁的重要化合物课程目标1．了解铁的氧化物的性质及应用。2．了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。3．驾驭Fe2＋、Fe3＋间的相互转化以及Fe3＋、Fe2＋的检验方法。4．了解Cu的化合物的性质及用途。图说考点[新知预习]1．铁的存在铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以＋2价和＋3价化合物的形式存在。2．铁的氧化物(1)物理性质氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态＋2＋3＋2、＋3溶解性都不溶于水(2)化学性质①稳定性：Fe2O3、Fe3O4较稳定；FeO不稳定，受热能氧化为Fe3O4。②与酸反应：FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水。分别写出它们与盐酸反应的离子方程式：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。3．铁的氢氧化物的制备试验操作试验现象结论(用方程式表示)试管中有红褐色沉淀产生Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓试管中先生成白色沉淀，快速变成灰绿色，最终变成红褐色Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)34.铁的氢氧化物的化学性质氢氧化铁和氢氧化亚铁都为不溶性碱，它们具有的性质是(1)能与酸反应，它们分别与盐酸反应的离子方程式是Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O，Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O。(2)不稳定，受热易分解，其化学方程式分别为①Fe(OH)3：2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O，②Fe(OH)2：Fe(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))FeO＋H2O(隔绝空气)。5．铁盐和亚铁盐(1)Fe2＋和Fe3＋的检验：(2)Fe2＋与Fe3＋的转化：①试验及现象：溶液由棕黄色→浅绿色→溶液无明显改变→溶液变成红色。②反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。③结论：Fe3＋eq\o(,\s\up7(铁等强还原剂),\s\do5(氯气等强氧化剂))Fe2＋。(3)铁盐的净水作用：向混有少量泥沙的浑浊水加入少量Fe2(SO4)3，浑浊水会变eq\o(□,\s\up1(29))澄清。6．铜盐(1)物理性质：①铜元素的焰色反应为绿色。②硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐均能溶于水；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其难溶于水。(2)化学性质：①铜的化学性质不活泼，运用铜器皿比较平安。②铜盐属于重金属盐，都有毒，缘由是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。[即时性自测]1．推断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)Fe3O4中化合价有＋2和＋3价为混合物。()(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3。()(3)磁铁矿的主要成分为Fe3O4。()(4)FeO和Fe2O3均为碱性氧化物。()(5)Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有氧化性。()(6)向溶液中加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中不含Fe2＋。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×2.下列物质的主要成分正确的是()A．赤铁矿：Fe3O4B．铜绿：Cu2(OH)2CO3C．磁铁矿：Fe2O3D．明矾：2KAl(SO4)2答案：B3．下列物质的颜色按白、淡黄、红棕、黑依次排列的是()A．FeOFe2O3Al2O3Na2O2B．Al2O3Na2O2Fe2O3CuOC．Fe(OH)3Na2OFeCl3Cu(OH)2D．Fe(OH)2Al2O3Na2O2FeO答案：B4．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是()A．Fe2＋的水溶液为浅绿色B．Fe3＋的水溶液为黄色C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，马上出现红色沉淀解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。答案：D5．证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的试验方法是()A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B．只需滴加KSCN溶液C．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色D．滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色答案：C提升点一“铁三角”的应用[例1]已知下述三个试验均能发生化学反应：①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列推断正确的是()A．试验①中铁钉只作还原剂B．试验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性C．试验③中发生的是置换反应D．上述试验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋【解析】试验①中铁钉作还原剂，氧化性Cu2＋＞Fe2＋；试验②中Fe2＋只表现还原性，试验③中反应为：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2不是置换反应，分析可知，氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，综上可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，故A正确，B、C、D错误。【答案】A[提升1]已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试依据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式：A．________；C.________；F.________；G.________。(2)检验D中阳离子的方法为________________________________________________________________________。(3)保存C溶液时要加固体A的缘由是________________________________________________________________________。(4)写出下列转化的离子方程式：①D→C：____________________；②C→D：____________________。(5)写出E→F的化学方程式：________________________________________________________________________。解析：依据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，X为H2。答案：(1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3＋(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与Fe3＋、Fe2＋有关的离子共存问题：①Fe3＋与I－、S2－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)等因发生氧化还原反应而不能大量共存。②Fe2＋与MnOeq\o\al(－,4)(H＋)、NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。[关键实力]三种价态铁元素之间的转化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＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl33Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))Fe3O4＋4H22．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＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2提升点二Fe2＋、Fe3＋的检验[例2]要证明某溶液中不含有Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下试验操作时最佳依次为()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【解析】加入NH4SCN无红色物质产生证明无Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，则Fe2＋可被氧化为Fe3＋，使溶液变红色；KMnO4酸性溶液也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫红色，加入足量酸性KMnO4后，使Fe3＋与NH4SCN反应后溶液的颜色不易被视察。【答案】C,切记：特定离子的特征性质和特征现象。[提升2]某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，起先时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色，下列结论正确的是()A．肯定有Fe2＋，肯定没有Fe3＋、Mg2＋B．肯定有Fe3＋，可能有Fe2＋，肯定没有Mg2＋C．肯定有Fe3＋，肯定没有Fe2＋、Mg2＋D．肯定有Fe2＋，可能有Mg2＋，肯定没有Fe3＋答案：D[关键实力]Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)干脆视察颜色(2)利用氢氧化物沉淀的颜色(3)利用显色反应(4)利用Fe2＋的还原性(5)利用Fe3＋的氧化性除杂问题(括号内为杂质)：①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。④Fe粉(铝)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，充分反应后过滤。1．下列物质反应后肯定有＋3价铁生成的是()A．过量的Fe与Cl2反应B．Fe与过量稀硫酸反应C．FeCl3溶液中加入过量FeD．足量Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中解析：A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；B中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋；C在溶液中Fe3＋被Fe还原为Fe2＋；D中首先发生Fe与盐酸反应生成FeCl2、Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3的反应，但题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。答案：A2．把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为()A．Fe3＋和Cu2＋B．Fe2＋和Cu2＋C．Fe2＋和Fe3＋D．Fe2＋解析：本题涉及的物质的性质有：CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，Fe3＋与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2＋的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe3＋和Cu2＋较少，分别被Fe还原为Fe2＋和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2＋。答案：D3．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显改变。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是()A．该溶液中肯定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋>Cl2C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质D．Fe2＋被氧化为Fe3＋解析：溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋<Cl2；能使含Fe3＋的溶液变为红色，说明原溶液中肯定含有SCN－；因原溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显改变，说明Fe2＋与SCN－不能形成红色物质。答案：B4．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，只用一种试剂就可以把它们鉴别开来，这种试剂是()A．盐酸B．烧碱溶液C．氨水D．KSCN溶液解析：NaOH与上述五种溶液混合时，其中NaCl无明显现象，在FeCl2中先出现白色絮状沉淀，快速变为灰绿色，最终变为红褐色；而FeCl3中只出现红褐色沉淀现象；在MgCl2中只出现白色沉淀现象，而AlCl3中先出现白色沉淀，后沉淀消逝。答案：B5．化合物A、B组成元素相同，且B为白色。C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的NaOH溶液，可视察到生成的沉淀快速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题：(1)写出各物质的化学式：A________、B________、C________、D________。(2)写出B转化为A的化学方程式：________________________________________________________________________。写出A受热分解的化学方程式：________________________________________________________________________。解析：解答本题的关键是抓住C与NaOH溶液反应的特征现象，确定A是Fe(OH)3，C是FeSO4，B为Fe(OH)2，D为Fe2O3。答案：(1)Fe(OH)3Fe(OH)2FeSO4Fe2