2020版高中化学 第三章第2节 几种重要的金属化合物 课时3 铁的重要化合物学案 新人教版必修1

2020版高中化学 第三章第2节 几种重要的金属化合物 课时3 铁的重要化合物学案 新人教版必修1

课时3　铁的重要化合物 ‎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；了解Cu的化合物的性质及用途。(重点)‎ ‎3．掌握Fe2＋、Fe3＋的相互转化以及Fe2＋、Fe3＋的检验方法。(重难点)‎ ‎ 铁的氧化物和氢氧化物 ‎[基础·初探]‎ 教材整理1　铁的氧化物 ‎1．铁的存在 地壳中元素的含量居于前四位的是氧、硅、铝、铁，铁元素主要以＋2和＋3价化合物的形式存在。‎ ‎2．铁的氧化物组成与物理性质 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 俗名 ‎—‎ 铁红 磁性氧化铁 Fe的 化合价 ‎＋2‎ ‎＋3‎ ‎＋2、＋3‎ 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 都不溶于水 ‎3.铁氧化物的主要化学性质 ‎(1)FeO不稳定，在空气中受热易被氧化成Fe3O4。‎ ‎(2)FeO和Fe2O3属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式分别为FeO＋2H＋‎ ‎===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。‎ ‎(3)Fe2O3与CO反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，此反应为工业炼铁的反应原理。‎ ‎(4)四氧化三铁(Fe3O4)的化学式可写成FeO·Fe2O3，Fe3O4溶于盐酸的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。‎ 教材整理2　铁的氢氧化物 Fe(OH)2与Fe(OH)3的比较与转化 化学式 Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 7‎ 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应(离子方程式)‎ Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 不稳定，分解产物很复杂 不稳定，受热易分解：‎ ‎2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱反应：FeSO4＋2NaOH===‎ Fe(OH)2↓＋Na2SO4‎ 可溶性铁盐与碱反应：FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl 转 化 方程式 ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ 现象 白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 ‎[探究·升华]‎ ‎[思考探究]‎ Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备 在两支试管里分别加入少量的FeCl3和新制FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液，观察并记录现象。‎ FeCl3溶液 FeSO4溶液 实验装置 甲 乙 问题思考：‎ ‎(1)两试管中有什么现象？久置于空气中又有什么现象？‎ ‎【提示】　甲中有红褐色沉淀，久置不变色；乙中有白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色。‎ ‎(2)在制备Fe(OH)2时，为什么要用新制的FeSO4溶液并将吸有NaOH溶液的胶头滴管尖嘴插入液面以下？‎ ‎【提示】　用新制的FeSO4溶液是防止Fe2＋被氧化成Fe3＋‎ 7‎ ‎；滴管尖嘴插入液面以下是防止生成的Fe(OH)2与O2接触而被氧化。‎ ‎(3)在实验中，若想长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀，除使用新制FeSO4溶液外，还应创造一个怎样的反应环境？‎ ‎【提示】　因为Fe(OH)2易被氧化而发生颜色变化，故应尽可能创造无氧环境以防止Fe(OH)2被氧化。‎ ‎[认知升华]‎ Fe(OH)2的常用制备方法问题分析 因为Fe(OH)2易被氧化，为了能较长时间观察到Fe(OH)2的颜色，在实验时常采用以下方法：‎ ‎(1)使用新制的FeSO4，加热煮沸NaOH溶液赶尽空气，并将盛NaOH溶液的胶头滴管插入液面下挤出NaOH溶液。‎ ‎(2)采用油层覆盖法，以便隔绝空气。在上述实验方法的基础上，将2 mL苯(或汽油)加入盛FeSO4溶液的试管中，苯(或汽油)可以覆盖在FeSO4溶液表面，防止空气进入，可以较长时间地观察白色沉淀的生成。‎ ‎(3)在试管上面先充满氢气，保持“还原气氛”，可以有充足的时间观察到白色的Fe(OH)2絮状沉淀生成。如图所示。‎ ‎[题组·冲关]‎ 题组1　铁的氧化物和氢氧化物的性质与应用 ‎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，上述白色沉淀和残渣分别是(　　) ‎ A．Fe(OH)3　Fe2O3　　　　　 B．Fe(OH)2　Fe2O3‎ C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　Fe3O4‎ ‎【解析】　Fe与稀硫酸反应生成FeSO4，再加氨水生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热时被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解后生成Fe2O3。‎ ‎【答案】　B ‎2．下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2和＋3‎ B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均与盐酸反应 C．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性 D．Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定 ‎【答案】　C 题组2　Fe(OH)2的实验制备 ‎3．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)‎ 7‎ A．①② B．①③‎ C．②③ D．①②③‎ ‎【解析】　因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。‎ ‎【答案】　B ‎ 铁盐、亚铁盐和铜盐 ‎[基础·初探]‎ 教材整理1　铁盐、亚铁盐 ‎1．Fe3＋的检验 ‎2．Fe2＋和Fe3＋的转化 写出下列反应的离子方程式：‎ ‎(1)FeCl3溶液与铁粉：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；‎ ‎(2)FeCl2溶液与氯水：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎3．铁盐的净水作用 铁盐在天然水中可生成Fe(OH)3胶体，和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来。‎ 教材整理2　铜盐 ‎1．物理性质 硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐易溶于水；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其难溶于水。‎ ‎2．化学性质 7‎ ‎(1)铜的化学性质不活泼，使用铜器皿比较安全。‎ ‎(2)铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。‎ ‎[探究·升华]‎ ‎[思考探究]‎ 探究1　Fe3＋和Fe2＋的检验：‎ ‎(1)铁粉和稀硫酸反应的实验，如何证明产物不是Fe3＋？‎ ‎【提示】　向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，若溶液不变红，说明产物中不含Fe3＋。‎ ‎(2)检验某未知溶液中是否含Fe2＋时，能否先滴加氯水，后滴加KSCN溶液？‎ ‎【提示】　不能。若未知溶液中含有Fe3＋，滴加KSCN溶液时，溶液变成红色，会干扰Fe2＋的检验。‎ ‎(3)如何检验Fe2(SO4)3溶液中是否有Fe2＋？‎ ‎【提示】　取待测溶液，加入酸性KMnO4溶液，若紫色褪去，说明含Fe2＋。‎ 探究2　Fe2＋与Fe3＋的转化 实验 操作 实验现象 加适量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液不变红，再滴加氯水后，溶液变成红色。‎ 离子 方程式 ‎2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，‎ ‎2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ 结论 Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋；Fe2＋在较强的氧化剂的作用下会被氧化成Fe3＋。‎ ‎[认知升华]‎ 升华1　Fe3＋、Fe2＋的检验方法归类 ‎(1)Fe3＋的检验方法 ‎(2)Fe2＋的检验方法 7‎ 升华2　“铁三角”的转化关系——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化 ‎(1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁。‎ ‎ ‎ ‎(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性。‎ ‎ ‎ ‎(3)Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁。‎ ‎ ‎ ‎[题组·冲关]‎ 题组1　“铁三角”的转化关系及其应用 ‎1．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是(　　)‎ ‎①有Fe2＋　②Fe2＋和Fe3＋　③Fe2＋和Cu2＋　④Cu2＋和Fe3＋‎ A．①③　　　　　　　 B．②④‎ C．①④ D．②③‎ ‎【解析】　题中“滤出固体”说明是单质Cu或Cu、Fe的混合物，因为氧化性顺序为Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，则溶液一定没有Fe3＋，一定有Fe2＋，可能有Cu2＋。‎ ‎【答案】　A ‎2．欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质，应选用的试剂是(　　)‎ A．氨水 B．铝粉 C．铁粉 D．NaOH溶液 ‎【解析】　加入铁粉后，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋‎ 7‎ ‎，然后将过量的铁粉及Cu过滤即可。‎ ‎【答案】　C ‎3．要除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质，采用的方法是(　　) ‎ A．加入足量的镁粉 B．通入Cl2‎ C．加入足量的溴水 D．加入足量的KMnO4溶液 ‎【解析】　FeCl2被氯气氧化为FeCl3，不引入杂质。‎ ‎【答案】　B 题组2　Fe2＋、Fe3＋的检验 ‎4．下列离子的检验方法合理的是(　　)‎ A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋‎ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋‎ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋‎ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋‎ ‎【解析】　Fe3＋与SCN－生成红色Fe(SCN)3，该现象可以证明存在Fe3＋，但无法确定Fe2＋的存在，A项错误；通入Cl2后存在Fe3＋，原溶液可能存在Fe2＋或Fe3＋或Fe2＋、Fe3＋，B项错误；Fe(OH)3是中学应掌握的唯一红褐色沉淀，C项正确；Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会掩盖其他白色沉淀的观察，所以当含Fe2＋的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时，也同样出现上述现象，D项错误。‎ ‎【答案】　C ‎5．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序是(　　) ‎ ‎①加足量氯水　②加足量KMnO4溶液　③加少量KSCN溶液 A．①② B．③②‎ C．③① D．①②③‎ ‎【解析】　本题检验方法的关键是Fe3＋遇SCN－反应显红色，而Fe2＋遇SCN－不显红色。加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3＋，再加氯水，如有Fe2＋可被氧化为Fe3＋，遇SCN－反应显红色。KMnO4溶液本身呈紫色，使Fe3＋与SCN－反应显红色的实验现象不易观察，故C正确。‎ ‎【答案】　C 7‎