浙江专版2018版高中化学专题3从矿物到基础材料第二单元铁铜的获取及应用第2课时铁铜及其化合物的应用学案苏教版必修

1、第2课时铁、铜及其化合物的应用知识内容必考要求加试要求1.铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)。2Fe2、Fe3的性质及转化。3检验Fe2、Fe3的常用方法。4不锈钢的主要组成元素及其用途。bcbbcca目标定位1.熟知铁、铜的化学性质，会分析Fe2、Fe3之间的相互转化，学会Fe3的检验方法。2了解铁、铜及其化合物的应用。一铁、铜单质的性质铁和铜是我们日常生活中经常接触到的金属材料。根据以前学习过的有关知识，填写下表：FeCu物理性质不同点纯净的铁是光亮的银白色金属，能被磁体吸引铜是具有紫红色光泽的金属相似点具有延展性、导电性、熔点和沸点高、密度较大，导电能力：CuFe与O2反应3

2、Fe2O2Fe3O4(剧烈燃烧，生成黑色固体)2CuO22CuO(红色固体变黑)，该反应常用于除去混合气体中的氧气与S反应FeSFeS2CuSCu2S与Cl2反应2Fe3Cl22FeCl3(剧烈燃烧，产生棕黄色的烟)CuCl2CuCl2(剧烈燃烧，产生棕色的烟)与盐酸反应Fe2H=Fe2H2不反应与氧化性酸反应常温时在浓硫酸和浓硝酸中被钝化与氧化性酸反应不生成氢气与浓硫酸加热时反应与硝酸常温时即反应，反应不生成氢气与盐溶液的反应FeCuSO4=FeSO4CuCu2AgNO3=2AgCu(NO3)2归纳总结铁、铜单质的性质(1)铁是比较活泼的金属，铜是不活泼金属，两者均具有还原性，且还原性FeC

3、u。(2)Fe、Cu都有变价，所以反应后的产物与氧化剂的强弱及反应条件有关。uCuu提醒(1)Fe和Cl2反应生成FeCl3、Fe和S反应生成FeS，反应产物与Fe和Cl2(或S)的用量无关。Cu和Cl2反应生成CuCl2，Cu和S反应生成Cu2S，反应产物与Cu和Cl2(或S)的用量也无关。(2)Fe与水蒸气反应：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，Cu在潮湿空气中形成“铜绿”的反应：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3。1下列物质不能利用金属与非金属直接制得的是()ACuCl2 BFeCl2CCu2S DNa2S答案B解析变价金属Fe、Cu与非金属化合时，非金属的氧化性强，则金

4、属显最高价态，如：Cl2；非金属的氧化性弱，则金属显低价，如：S、I2。二铁、铜重要化合物的性质及应用1根据价态铁的氧化物有三种，分别是FeO、Fe2O3、Fe3O4。它们都是不溶于水的碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水。从铁元素的化合价分析可知，铁的三种氧化物具有的共同性质是具有氧化性，都能被Al、H2、CO等还原为单质铁。如Fe2O3与Al反应的化学方程式是Fe2O32Al2FeAl2O3，Fe2O3与CO反应的化学方程式是Fe2O33CO2Fe3CO2。2足量的铁粉与盐酸反应的离子方程式是Fe2H=Fe2H2，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，现象是溶液无明显变化；铁丝在氯气中燃烧的化学

5、方程式是2Fe3Cl22FeCl3，若将反应生成的棕色固体加水溶解再加入KSCN溶液，现象是溶液变为血红色。3在盛有氯化铁溶液的试管中，先加入KSCN溶液，再加入铁粉，现象是溶液先变血红色后褪色，反应的离子方程式是Fe33SCN=Fe(SCN)3，2Fe3Fe=3Fe2；若再向反应后的溶液中加入新制氯水，现象是溶液又变为血红色，反应的离子方程式是2Fe2Cl2=2Fe32Cl。4在试管中加入浅绿色的氯化亚铁溶液，再加氢氧化钠溶液，观察到的现象是有白色沉淀生成，立即变为灰绿色，最后变为红褐色，反应的化学(或离子)方程式是Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3

6、。5在试管中加入棕黄色的氯化铁溶液，再加入氢氧化钠溶液，观察到的现象是产生红褐色沉淀，反应的离子方程式是Fe33OH=Fe(OH)3。6将FeCl3溶液滴到印刷电路板上，反应的离子方程式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2。7铁及其化合物应用(1)维持生命活动不可缺少的微量元素。(2)Fe2O3用作颜料，FeCl3、Fe2(SO4)3用作净水剂，Fe3O4作磁性材料。8铜及其化合物应用(1)铜可用于制作导线、水管、电器仪表等。(2)铜盐可杀菌。9不锈钢能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。主要是含铬合金钢。铬使钢铁具有较高的耐腐蚀性。铬钢中加入镍、钼、钛、锰、氮等元素可以改善耐腐蚀性和工艺性能。

7、铬钢一般含铬不低于12%，种类很多。比较常用的有铬不锈钢(含铬12%或更多)和铬镍不锈钢(通常含铬18%和镍8%)两类。后者耐腐蚀性更好，机械和工艺性能也较优良。在制造化工设备中用途极广。一种不锈钢不能抵抗各种介质的腐蚀，因而必须根据具体要求加以选择。在酸性介质中耐蚀性能特高的不锈钢称为耐酸不锈钢。归纳总结1.e、e、e之间的相互转化关系(1)e只具有还原性。可被弱氧化剂(H、S、I、Cu2、Fe3等)氧化成e，被强氧化剂(Cl2、Br2、O2、HNO3等)氧化成e。(2)e既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂Cl2、O2、Br2、H2O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H)等氧化为e；可

8、被还原剂(Al、Zn、CO、C等还原为Fe。(3)e只具有氧化性，可被还原剂(Fe、Cu等)还原为e，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。2Fe2、Fe3的检验方法(加试要求)(1)Fe3检验：取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液变成血红色。(2)Fe2检验：取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液不变成血红色，再滴加氯水或双氧水，溶液变成血红色。(3)含Fe2和Fe3的溶液中检验Fe2，取少量溶液于试管中，滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，证明溶液中含有Fe2。提醒Fe(SCN)3不是沉淀，溶液中Fe3遇SCN的现象是溶液变成血红色而不是血红色沉淀。2将铁屑溶于过量盐酸后

9、，再加入下列物质，会有三价铁生成的是()A硫酸 B氯水C氯化锌 D氯化铜答案B3(加试要求)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()加入足量氯水加入足量酸性KMnO4溶液加入少量NH4SCN溶液A BC D答案C解析加入少量NH4SCN溶液，若溶液不变成血红色，则说明溶液中不含Fe3。溶液中若含有Fe2，再加入氯水，溶液会变成血红色。若用足量酸性KMnO4溶液，则酸性KMnO4溶液本身显紫色，难以观察到现象。4将铁粉、铜粉、FeCl3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

10、有剩余，则容器中不可能有_。(2)若氯化铜有剩余，则容器中可能有_。(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有_，可能有_。答案(1)Fe3、Cu2(2)Fe2、Fe3或Fe2、Cu(3)Fe、CuFe2解析本题属于物质共存问题。解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有Fe2FeCl3=3FeCl2FeCuCl2=CuFeCl2Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3、Cu2，因为它们能发生上述反应。(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2、Fe3或Fe2、Cu。(3)若

11、FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，可能有Fe2。1铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是()AFe(OH)3Fe2O3 BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2Fe3O4答案B解析铁屑溶于过量的稀硫酸，反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁与足量氨水反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，在空气中氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，氢氧化铁为红褐色沉淀，受热分解生成红棕色三氧化二铁。2将铁片投入下列溶液中，一段时间后取出，干燥、称量，铁片质量增

12、加的是()A稀硫酸 B硫酸锌溶液C硫酸铜溶液 D乙醇溶液答案C3(加试要求)某物质溶于盐酸后，再向溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液颜色无变化，然后加入新制氯水，溶液呈血红色，则这种物质是()AFeCl3 BFeCl2CFe(OH)3 DFe3O4答案B解析Fe3O4与HCl反应，既有FeCl3生成，又有FeCl2生成。4某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2、0.2 mol Fe3，加入0.2 mol铁粉，待Fe3完全被还原后，溶液中Fe2的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)()A0.4 molL1 B0.6 molL1C0.8 molL1 D1.0 molL1答案C解析由反应2

13、Fe3Fe=3Fe2可知铁粉过量，0.2 mol Fe3与过量铁粉反应生成0.3 mol Fe2，故反应后Fe2共为0.4 mol，c(Fe2)0.8 molL1。5制印刷电路时常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是()A烧杯中有铜无铁 B烧杯中有铁无铜C烧杯中铁、铜都有 D烧杯中铁、铜都无答案B解析根据2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2、2FeCl3Fe=3FeCl2可知，铁、铜都可以和氯化铁反应，但是，由于铁的活动性比铜的活动性强，所以只有铁完全反应后，

14、剩余的氯化铁才能与铜反应。因此，不可能出现有铁无铜的现象。6完成下列各题：(1)实验室保存FeCl2溶液时，常向其中加入少量铁粉原因是_(用离子方程式表示)；某同学为检验某未知溶液中是否为FeCl2溶液，采取如下实验方案加以验证：稍取未知溶液于试管中溶液溶液呈血红色(证明含有FeCl2)，你认为此方案_(填“合理”或“不合理”)，若不合理，如何改进_。(2)A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。其中D是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：根据如图所示变化，按要求回答下列问题：写出A、E的化学式：A_，E_。写出其中几步反应的化学方程式：CB：_；BD：_；EA：_。C中加入NaOH溶液，

15、看到的现象是_。答案(1)2Fe3Fe=3Fe2不合理先加KSCN溶液，无现象，再加入氯水，溶液变成血红色，则证明原溶液有Fe2(2)FeFe2O32FeCl2Cl2=2FeCl3(合理即可)FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl(合理即可)Fe2O33CO2Fe3CO2(或Fe2O32Al2FeAl2O3)出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色解析(2)解答该题的关键是D，因为D为红褐色沉淀，可知D是Fe(OH)3，则E是Fe2O3，A是Fe，B是FeCl3，C是FeCl2。课时作业经典基础题1下列有关叙述正确的是()AFe与S混合加热生成FeS2BFe3有氧化性，因此FeCl

16、3溶液可用于回收废旧电路板中的铜CFe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3DFe2、Al3、ClO、Cl在水溶液中一定能大量共存答案B解析Fe与S混合加热生成FeS，A项错误；2Fe3Cu=2Fe2Cu2，FeCu2=Fe2Cu，B项正确；Fe在足量Cl2中燃烧只能生成FeCl3，C项错误；Fe2具有还原性，ClO具有氧化性，二者可发生氧化还原反应，D项错误。2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D解析除杂质的原则是除去杂质而不引入新的杂质。若滴入KSCN溶液，不但不能除去Fe3反而引入了新杂质K、SCN，A选

17、项不正确；通入氯气，发生反应：2FeCl2Cl2=2FeCl3，B选项不正确；加入铜粉，发生反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2，溶液中引入了新杂质Cu2，C选项错误；加入铁粉，发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，该方法可行，D选项正确。3下列反应的离子方程式正确的是()A将铜屑加入Fe3溶液中：2Fe3Cu=2Fe2Cu2B将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O48H=3Fe34H2OCFeCl2酸性溶液放在空气中变质：2Fe24HO2=2Fe32H2OD将铁粉加入稀硫酸中：2Fe6H=2Fe33H2答案A解析A项符合3个守恒，正确；B项电荷不守恒，Fe3O4中Fe元素有两种价态：2、3，所以产物中有F

18、e2、Fe3，错误；C项得失电子不守恒、电荷不守恒，错误；D项不符合客观实际，反应后只能产生Fe2和H2，错误。4(加试要求)将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现血红色的是()AFeO BFe2O3CFe3O4 DFe2(SO4)3答案A解析Fe3O4与HCl反应，既有FeCl3生成，又有FeCl2生成。5向某晶体的水溶液中加入含有Fe2的溶液后，无明显变化，当滴入几滴新制的氯水后，溶液显血红色，由此得出的下列结论错误的是()A该晶体中一定含有SCNBFe3的氧化性比Cl2的氧化性强CFe2被Cl2氧化为Fe3DFe2与SCN不能形成血红色物质答案B解析F

19、e2与氯水中的Cl2发生如下反应：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，氧化性：Cl2Fe3。因SCN与Fe3反应生成血红色物质，故原溶液中一定含有SCN。6把铁粉、铜粉置于FeCl3溶液中，充分反应后加入KSCN不显血红色，下列情况不能成立的是()A铁不剩余，Cu剩余 B铁、铜均剩余C铁剩余，含Cu2 D铜剩余，含Fe2答案C解析因还原性：FeCu，FeCl3溶液中加入铁粉、铜粉时，依次发生反应：Fe2FeCl3=3FeCl2，Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2。有以下情况：Fe、Cu均剩余，溶液中只有Fe2；只有Cu剩余，溶液中只有Fe2或含Fe2、Cu2；Fe、Cu均不剩余，Fe3恰好反

20、应，溶液中有Fe2、Cu2；Fe、Cu均不剩余，Fe3剩余，溶液中有Fe3、Fe2、Cu2，C项Fe剩余，则溶液中不可能含有Cu2。7(加试要求)FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，下列判断不正确的是()A加入KSCN溶液一定不变血红色B溶液中一定含Fe2C溶液中一定含Cu2D剩余固体中一定含铜答案C解析Fe3的氧化性比Cu2的氧化性强，Fe先与Fe3反应生成Fe2，再与Cu2反应生成单质Cu。分析题意可知，该固体至少含有Cu，可能含有Fe。由以上分析知，溶液中一定不含Fe3，故加入KSCN溶液，溶液不会变成血红色；由于固体中含有Cu，所以溶液中一定含有Fe2；

21、Cu是否全部被置换出来不能确定，故溶液中不一定含有Cu2。8向含下列离子的溶液中加足量氢氧化钠溶液，经充分搅拌反应并静置、过滤，取沉淀洗涤后加足量盐酸，得到的溶液所含金属阳离子与原溶液相同的是()ANa、Mg2 BFe2、Cu2CAl3、Cu2 DMg2、Fe3答案D解析A项：B项：C项：D项：9向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 molL1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况)的气体，在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是()A11.2 g B5.6 gC2.8 g D无法计算

22、答案C解析依题意，加入盐酸反应后溶液中只存在FeCl2，根据原子守恒，可建立关系n(Fe)n(Fe2)n(Cl)n(HCl)0.1 L1 molL10.05 mol，m(Fe)2.8 g。10在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的铁屑，反应停止后，称得固体与加入的铁屑质量相等。原混合液中FeCl3和CuCl2的物质的量之比是()A11 B34C27 D72答案C解析设原混合液中FeCl3和CuCl2的物质的量分别为x、y。则：2FeCl3Fe=3FeCl2CuCl2Fe=CuFeCl2 x 0.5x y y y由题意得：56 gmol1(0.5xy)64 gmol1y解得xy27。能力

23、提升题11(加试要求)铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：Fe2Fe3FeO回答下列有关问题：(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述、的转化，要求产物纯净，可选用_(填字母)。aCl2 bFecCu dKMnO4(2)如下化学方程式中：Fe2O33NaClO4KOH2K2FeO4(高铁酸钾)3NaCl2H2O还原剂是_。(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂，在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_、_。(4)某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2能被酸性高

24、锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在试管中滴入酸性高锰酸钾溶液，在试管中滴入KSCN溶液。请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：实验现象结论试管试管a褪色不变血红b不褪色变血红c褪色变血红能不能将KMnO4和KSCN滴入到同一试管中进行验证，为什么？试进行解释：_。答案(1)ab(2)Fe2O3(3)净水消毒(4)a.没有变质b完全变质c部分变质不能，原因是KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2的检验解析(1)Fe2Fe3，Fe3Fe2，选KMnO4则引入杂质

25、，选Cu则引入杂质Cu2。(2)2O3K2O4，故Fe2O3作还原剂，Fe2O3具有还原性。(3)K2FeO4具有强氧化性，故能杀菌消毒，K2FeO4被还原为Fe3，生成Fe(OH)3胶体，能吸附杂质和色素形成沉淀，起到净水作用。(4)加KMnO4溶液只要褪色就说明含有Fe2，而加入KSCN溶液变血红则说明含有Fe3，所以前三问的答案很容易得出，而第问中的原因可归结为两条，一是KMnO4溶液呈紫红色，影响观察Fe(SCN)3的血红色，二是KSCN具有较强的还原性，可以被KMnO4氧化，影响Fe2的检验。12某化学兴趣小组利用下列试剂，铁粉、锌粉、0.1 molL1 FeCl3溶液、0.1 mo

26、lL1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2、Fe3的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。(1)用所给试剂写出体现Fe2具有还原性的反应的化学方程式：_。(2)设计实验方案，完成下列表格。探究内容实验方案实验现象探究Fe3具有氧化性取少量0.1 molL1 FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液加入铁粉后，溶液颜色变为_。加入KSCN溶液后，溶液_(3)该兴趣小组为说明“Fe2具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉来观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为_。答案(1)2FeCl2Cl2=2FeCl3(2)浅绿色不变色(3)Fe2Zn=Zn2

27、Fe解析(1)在反应中Fe2作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，反应为2FeCl2Cl2=2FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3Fe=3Fe2，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变血红。(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为ZnFe2=FeZn2。13AI分别表示中学化学中常见的物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应物、生成物没有列出)：已知：A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同一种元素；G为主族元素的固态化合物。(1)写出下列物质的化学式：E_，F_，J_。(2)写出下列反应的化学方程式：_；_；_。(3)写出“CD