(共23张PPT)
第二单元 铁、铜及其化合物的应用
列举你所熟悉的铁、铜制品,并根据它们的应用,说出它们的物理性质吗?
导热性
导电性
延展性
想一想
秦始皇统一中国之后,在陕西咸阳建造一座很大的宫殿,叫做阿房宫。据说秦始皇很担心有人会谋害他,所以阿房宫的北门门洞用磁石砌成,这样若有人带刀剑或穿盔甲走过此门,就会被发现,以此来预防刺客。
化学史话
1.铁与盐酸反应
2.铁在氯气中燃烧
3.铁与硫酸铜溶液反应
4.铜与硝酸银溶液反应
铁与硫酸铜溶液反应
Fe+CuSO4= FeSO4+Cu
铜与硝酸银溶液反应
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
问题1:如何鉴别 Fe2+和Fe3+?
实验1:
1、取两支小试管,分别加入 0.1mol·L-1FeCl3溶液、0.1mol·L-1FeSO4溶液各1mL(约1cm高度),观察溶液的颜色?
2、再分别加水至1/3试管,观察溶液颜色的区别?
问题2:如何 Fe2+和Fe3+的区别更明显?
Fe3+ + 3SCN - = Fe(SCN)3
可溶
血红色
注意: Fe3+ 遇SCN - 显血红色
Fe2+ 遇SCN –不变色
用途:用无色的KSCN溶液检验溶液中是否含有Fe3+
信息提示
实验:向原已稀释的溶液中分别滴入2-3滴的KSCN溶液。
1、 Fe2+和Fe3+的鉴别
鉴别方法 Fe2+ Fe3+
观察溶液颜色 浅绿色 黄色
与KSCN反应 无明显现象 溶液变为血红色
问题 2: Fe2+该怎么检验呢?
2、 Fe2+向Fe3+的转化
Fe2+
Fe3+
活动一
实验室提供的试剂:
0.1mol·L-1 FeCl3溶液, Fe粉,新制氯水, 0.1mol·L-1FeSO4溶液, KSCN溶液
Fe2+
Fe3+
转化类型 实验方案 实验现象
2、 Fe2+向Fe3+的转化
小试牛刀
某溶液中加入KSCN溶液无明显现象,再滴加氯水,溶液立即变为血红色,说明原溶液中一定含有( )
A. Fe3+ B. Fe2+ C. Cu2+ D. Zn2+
B
废水中的Fe2+的处理
应用:
Fe2+
Fe3+
Fe(OH)3
铁与人体健康
铁是人体必需的微量元素之一,人体内约含铁4.2-6.1g,其中有70%存在于血红蛋白和肌红蛋白,25%以铁蛋白形式分布在肝,肾,骨髓中。血红蛋白中的二价亚铁是体内氧的输送者。铁在人体内主要以二价铁形式存在,人体缺铁,会引起贫血。铁在人体生理活动中起着重要作用。
An apple a day, keeps the doctor away.
检验食物中铁元素的存在形式
感受检验师!
问题 3:
Fe3+在人体内不易被吸收而且对人体有害…如何才能将Fe3+ 转化为Fe2+
3、 Fe3+向Fe2+的转化
Fe3+
Fe2+
活动二
Fe3+
Fe2+
转化类型 实验方案 实验现象
3、 Fe3+向Fe2+的转化
实验室提供的试剂:
0.1mol·L-1 FeCl3溶液, Fe粉,新制氯水, 0.1mol·L-1FeSO4溶液, KSCN溶液
活动三
进行如下实验:观察现象并分析原因
用滴管吸取少量30%FeCl3溶液,在去氧化膜的铜片上画个美丽的笑脸 ,放置片刻后,用少量水将铜片上的溶液冲洗到小烧杯中,观察溶液的颜色和铜片表面的变化 。
2Fe 3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
印刷电路板中的反应
2Fe 3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
能与Fe3+反应且能证明Fe3+具有氧化性的物质是:( )
①KSCN②Fe③FeCl2④NaCl
A.④ B. ① C.③ D. ②
D
小试牛刀
正常人体里所含的铁,差不多有3/4以Fe2+离子的形式,结合在一种能携带氧分子的血红蛋白中,若误食亚硝酸盐(具有较强氧化性)则导致血红蛋白携氧能力降低而中毒。服用维生素C可解除亚硝酸盐中毒。
请用氧化还原反应的知识解释:
(1)误食亚硝酸盐中毒的原因。
(2)维生素C可解毒的原因
学以致用1
在配制含Fe2+的溶液时,常向溶液中加入 少量 ,使被氧气氧化形成的Fe3+转化为Fe2+,离子方程式为
铁粉
2Fe3++Fe=3Fe2+
如何保存氯化亚铁溶液?
学以致用2
如何除去杂质,提纯下列各物质
混合物成分 提纯所用试剂
(1)FeCl2中含少量 FeCl3
(2)FeCl3中含少量FeCl2
(3)FeSO4中含少量CuSO4
足量铁粉
足量Cl2或氯水
足量铁粉
学以致用3
某化工厂为消除所排出的废气中Cl2对环境的污染,
将含Cl2的废气通过含铁单质的FeCl2溶液中即可有效
地除去Cl2,这一处理过程可用化学方程式表示为:
。
处理过程中需要定期添加的原料是 。
①2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ② 2FeCl3+Fe=3FeCl2
Fe
学以致用4第二单元 铁、铜的获取及应用
高考资源网一、选择题:(每小题只有一个选项符合题意 )
1. Na、Mg、Al、Fe四种金属中两种组成的混合物12 g,与足量盐酸反应放出H2 0.5 g,则混合物中必定含有的金属是
A.钠 B.镁 C.铝 D.铁
2. 将5.32 g纯Fe溶于足量稀H2SO4中,在加热条件下用2.53 g KNO3去氧化溶液中的Fe2+,充分反应后余下的Fe2+还原0.009 mol Cl2才能完全氧化,则KNO3的还原产物中N的化合价是
A.–3 B.+4 C.+3 D.+2
3. 将8.4 g铁粉与3.2 g硫粉混合隔绝空气加热,使之充分反应,再将反应后的物质与足量的稀硫酸反应,可得到气体体积(标况下)是
A.1.12 L B.2.24 L C.3.36 L D.以上都不对
4. 所有氮的氧化物都能跟灼热的铁粉按下式反应:4NxOy + 3yFe yFe3O4 + 2xN2若将0.2 mol NxOy通过50 g灼热的铁粉,反应完全后恰好生成0.1 mol N2和0.1mol Fe3O4,则NxOy的分子式为
A.NO- B.NO2 C.N2O D.N2O5
5. 将适量铁粉放入溶液中,完全反应后,溶液中和浓度相等,则已反应的与未反应的的物质的量之比是
A.2:3 B.3:2 C.1:2 D.1:1
6. 有一块铝铁合金,将其溶解于足量盐酸中,再加入过量溶液,在空气中静置至红褐色沉淀不再增加时,将沉淀滤出再灼烧至恒重,得到残留物的质量与原合金质量相同,则合金中铝的质量分数是
A.22.2% B.30% C.75.5% D.80.6%
7. 向K2SO4 和FeCl3 的混合溶液中滴入Ba(OH)2溶液,当SO42-离子完全沉淀时,Fe3+离子也同时被完全沉淀,则原混合溶液中K2SO4 和FeCl3 的物质的量浓度之比为
A. 3:1 B. 3:2 C. 2:1 D. 2:3
8. 2 mol/L的盐酸和硫酸各100 mL,分别加入等质量的铁粉,反应结束后,所生成的气体质量比为2∶3,则往盐酸中加入铁粉的质量是
A.2.8 g B.5.6 g C.8.4 g D.11.2 g
9. bg某金属与足量的稀硫酸反应,生成该金属的三价正盐和ag氢气。则该金属的相对原子质量为
A.2b/a B.3b/2a C.3b/a D.a/3b
10. 有一种铁的“氧化物”样品,用5摩/升盐酸140毫升恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标况下0.56升氯气,恰好使其中Fe2+全部转化成Fe3+,该样品可能的化学式是
A. Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
二、选择题:(每小题有1-2个选项符合题意)
11. 下列物质中,不属于合金的是
A .硬铝 B.黄铜 C. 钢铁 D.水银
12. 向某晶体的水溶液中加入Fe2+的溶液后,无明显变化,当滴加几滴溴水后,混合液出现血红色。那么,由此得出下列的结论错误的是
A.该晶体中一定含有SCN- B.Fe3+的氧化性比Br2的氧化性强
C.Fe2+被Br2氧化为Fe3+ D.Fe2+ 与SCN-不能形成血红色的化合物
13. 将Na2O2投入FeCl2溶液中, 可观察到的现象是
A.生成白色沉淀 B.生成红褐色沉淀 C.有气泡产生 D.无变化
14. 由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10g与足量的盐酸反应产生的氢气在状况下为11.2L,则混合物中一定含有的金属是
A. 锌 B. 铁 C. 铝 D. 镁
15. Fe和Fe2O3的混合物,加入200mL 5mol·L-1的盐酸,恰好完全溶解,再向其中加入KSCN溶液,未见血红色,则所得溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应后溶液体积仍为200mL)
A、2.5mol·L-1 B、lmol·L-1 C、2mol·L-1 D、5mol·L-1
16. 用Na2FeO4消毒来自河湖的淡水是一项新技术,有关叙述正确的是
Na2FeO4具有强碱性,使细菌不能生存
Na2FeO4具有强氧化性,可杀灭细菌
Na2FeO4的还原产物Fe3+,可在水中生成胶体而载带水中悬浮物凝聚沉降
Na2FeO4的还原产物可水解生成Fe(OH)2
17. 久置于空气中的下列物质,因被氧化而呈黄色的是
A.浓硝酸 B.氯化亚铁溶液 C. 氯化铁溶液 D.溴化银
18. 下列离子方程式中正确的是
A.三氯化铁溶液中加入铁
B.氯化镁溶液中加入硝酸银溶液
C.过量氯气通入溴化亚铁溶液中
D.氢氧化铜溶于稀硫酸中
19. 含n g硝酸的稀溶液恰好和m g铁粉完全反应若有g HNO3 被还原成NO,n:m可能是
A. 1:1 B. 2:1 C. 3:1 D. 9:2
20. 现有3摩/升的盐酸和硫酸各100毫升,分别加入等质量的铁粉,反应完毕后产生氢气的质量之比为3︰4,则盐酸中加入铁粉的质量为
A. 11.2克 B. 16.8克 C. 5.6克 D . 8.4克
21. 制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”:发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2向盛有氯化铁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
22. 某溶液中有四种离子, 若向其中加入过量的氢氧化钠溶液, 微热并搅拌, 再加入过量盐酸; 溶液中大量减少的阳离子是
A. B.Mg2+ C.Fe2+ D.Al3+
23. 铜粉放入稀硫酸溶液中,加热后无明显变化,但加入某盐一段时间后,发现铜粉质量减少,溶液呈蓝色,该盐可能是
A.FeCl3 B.Na2CO3 C.KNO3 D.FeSO4
24. 现有100mL 只含MgCl2和AlCl3两种溶质的混合溶液,其中c(Cl-)=1.0 mol·L-1,c(Mg2+)=0.2mol·L-1。如果不考虑水解因素,则要使其中的Mg2+全部转化为Mg(OH)2沉淀而分离出来,至少需要4mol·L-1的NaOH溶液的体积是
A.25mL B.30mL C.5mL D.100mL
25. Fe与稀HNO3反应时,若两者消耗物质的量之比为4∶10,且生成 Fe(NO3 )2,则反应中生成的还原产物可能是
A.N2 B.N2O C.NO D.NH4NO3
三、填空题
26. 某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为1.96g的该结晶水合物,分别制成溶液。一份加入足量Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀,随即沉淀变为灰绿色,最后带有红褐色;加热该混合物,逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;用稀盐酸处理沉淀物,经洗涤和干燥,得到白色固体2.33 g。另一份加入含0.001 molKMnO4的酸性溶液,MnO4-恰好完全被还原为Mn2+。
请回答以下问题:
(1)该结晶水合物中含有的两种阳离子是 和 ,阴离子是 。
(2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式。
27. 下列各物质的转化关系如下图所示,其中A是一种高熔点固体,D是一种棕红色固体。
回答下列问题:
(1)C的化学式为 ;J的化学式为 。
(2)写出由A生成H的离子反应方程式: 。
(3写出由F生成G的离子方程式(或化学方程式): 。
28、下图中所涉及的A、B、C、D、E和F等都是中学化学教材中常见的物质。反应①②是置换反应,反应①②③均在高温下进行。A在常温下为液态,C有磁性,F既能溶于NaOH又能溶于HCl。
⑴A的电子式
⑵写出反应①的化学方程式
⑶写出E与强碱液反应的离子方程式
⑷C、E的混合物在工业上用于钢轨焊接,写出反应③的化学方程式:
29. 在由FeCl3和FeCl2组成的混合液中加入铁粉和铜粉,用玻璃棒搅拌使之充分反应.若不考虑阴离子,根据下列情况回答:
(1)若最终余下铁粉和铜粉,则溶液中没有 离子,只有 离子.
(2)若只剩余铜粉,则溶液中没有 离子,而有 离子,还可能有 离子.
(3)若铁粉和铜粉均全部溶解,则溶液中一定还有 离子,可能还有 离子.
四. 计算题
30. 将1.4g纯铁粉放入80ml 1 mol/L的稀HNO3 中,反应停止后,生成的硝酸盐的成分什么?其质量是多少?被还原的硝酸质量又是多少
31. 在200mLFeCl3和FeCl2混合液中加入0.56g铁粉,恰好完全反应,使溶液中无Fe3+,此时向溶液中通入适量的氯气,正好将溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+,再继续向溶液中滴加足量的硝酸银溶液得到白色沉淀43.05g。求原混合液中FeCl3和FeCl2的物质的量浓度。
32. 为测定某纯净的铁的氧化物的组成,称取14.4g该氧化物,在加热的条件下用CO气体还原该氧化物,并将反应后导出的气体通过2.35L0.100mol/L的澄清石灰水中,得到20.0g沉淀,请根据以上数据确定铁的氧化物的化学式。
33. 将54.4 g铁粉和氧化铁的混合物中加入200 mL的稀硫酸,恰好完全反应,放出氢气4.48 L(标准状况).反应后的溶液中滴加KSCN不显红色,且无固体剩余物,求:
①.混合物中铁和氧化铁各是多少克?
②.原稀硫酸的物质的量浓度是?
③.反应后得到FeSO4的物质的量是多少?
34. (12分)现有Fe、Cu组成的合金,其中Cu、Fe的总物质的量为amol,Cu的物质的量分数为x;研成粉末后,全部投入含bmol HNO3的稀溶液中,微热使其充分反应,且硝酸的还原产物只有NO,试回答下列问题:(已知:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+)
随HNO3用量的增加,溶液中的金属离子和残留固体的成分依次有六种情况,请用粒子符号填写下列空白:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
溶液中的金属离子 Fe2+ Fe2+、Cu2+ Cu2+、Fe3+
残留固体成分 Fe、Cu Cu —— —— ——
当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时,求b的取值范围。
当x=0.5时,溶液中Fe3+与Fe2+的物质的量相等时,在标准状况共产生672mL气体。求a、b的值。
35. (10分)将一定量混合均匀的铁粉和硫粉隔绝空气
加热,充分反应后冷却至室温得到固体A。将质量为a
的固体A加入到300mL2mol·L-1盐酸中使之完全溶解。
收集到气体的体积V(标准状况下测定)与加入固体A
的质量a之间的关系如图所示。(假设所得氢硫酸溶液
饱和前无硫化氢气体逸出)。已知加入固体A的质量a≤3.2g时,收集到的气体为氢气;
当a>3.2g,收集到的气体为H2和H2S的混合气。试分析与计算:
(1)3.2g固体A中所含的物质有_________________________________
(2)3.2g固体A中各物质的物质的量分别为________________,溶于上述盐酸充分反应后,所得溶液中氢硫酸的物质的量浓度为(忽略溶液体积的变化) ;
(3)当固体A全部溶于上述盐酸,且A的质量a>3.2g时,收集到的气体体积(标准状
况下)V=___________________________________mL(用含a的代数式表示)。
36. 为测定一种复合氧化物开支的磁性粉末材料的组成,称取12.52克样品,将其全部溶于过量稀硝酸后,配成100毫升溶液。取其一半,加入过量K2SO4溶液,生成白色沉淀,经过滤、洗涤、烘干后得4.66克固体。在余下的50毫升溶液中加入少许KSCN溶液,显红色;如果加入过量NaOH溶液,则生成红褐色沉淀,将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20克固体。(1)计算磁性粉末材料中氧元素的质量百分含量。(2)确定该材料的化学式
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D D C B A B B C C D
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
D B BC C A BC B BD CD A
21 22 23 24 25
B AC AC B BD
26. (8分)
(1)NH4+、Fe2+,SO42-)
(2)据题意:n(SO42-)= =0.01mol
5Fe2+ + Mn04—+ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5 1
n(Fe2+) O.001 mo1
n(Fe2+)=O.001 mol×5=0.005mol
根据离子化合物中阴、阳离子电荷平衡的原理,n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42—)
n(NH4+)=O.01 mol
n(H2O)=
=O.03 mol
该结晶水合物的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O [或(NH4)2SO4 FeSO4 6H2O]
27. (1) Al Fe2(SO4)3
(2) Al2O3+OH-== 2AlO2-+H2O
(3) Fe2+ +2 NH3.H2O== Fe (OH)2↓+2 NH+4、4Fe (OH)2+O2+2H2O==4 Fe (OH)3
28. ⑴ H O H
⑵ 3Fe+4H2O====Fe3O4+4H22
⑶ 2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2↑
⑷ 3Fe3O4+8Al====4Al2O3+9Fe
29. (1)Fe3+、Cu2+;Fe2+ (2)Fe3+;Fe2+;Cu2+ (3)Fe2+、Cu2+;Fe3+
30. 巧解 守恒法
①
由
由题可知:
介于1:4和3:8之间,因此生成物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2
②设Fe(NO3)3的物质的量为x,Fe(NO3)2的物质的量为y, 由Fe 元素守恒和NO3― 守恒可得:
解得
∴ Fe(NO3)3质量为:0.01mol×242g/mol = 2.42g
Fe(NO3)3质量为:0.015mol×180g/mol = 2.7g
③被还原的HNO3 为:
31. 解析:三个反应2 FeCl3 + Fe = 3 FeCl2
2 FeCl2 + Cl2 = 2 FeCl3
Cl-+Ag+=AgCl↓
∵恰好反应无Fe3+ ∴n(FeCl3)=2 n(Fe)=2×0.01mol=0.02mol
n(AgCl)==0.3mol
总Cl-=FeCl3中+FeCl2中+Cl2中
0.3mol=0.02mol×3+2n(FeCl2)+2n(Cl2)
又Cl2~Cl-=Fe2+~Fe3+
2n(Cl2)=(0.02mol+n(FeCl2)+n(Fe))×1
n(FeCl2)=0.07mol
32. n[Ca(OH)2]=0.100mol/L×2.35L=0.235mol
n(CaCO3)=20.0g÷100g/mol=0.200mol
生成的CO2的物质的量可能为:0.200mol或0.270mol (各1分)
氧化物中n(O)=n(CO2),故有两种可能:
一:n(O)=0.200mol,n(Fe)=0.200mol,所以该氧化物为FeO (2分)
二:n(O)=0.270mol,n(Fe)=0.180mol,所以该氧化物为Fe2O3 (2分)
33. 分析:Fe2O3 + 3 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3 H2O
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
Fe2(SO4)3 + Fe = 3 FeSO4
因为无Fe剩余、无Fe3+,所以恰好完全反应;则Fe2O3 ~2 Fe3+ ~ Fe
设Fe2O3 x
① Fe = H2↑耗 + Fe3+耗
54.4-x =
x = 32 g 所以m(Fe2O3)=32 g;m(Fe)=22.4 g
② H+ = Fe耗 + Fe2O3耗
∴c(H2SO4)= 4 mol/L
③ Fe元素最终→FeSO4
∴n(FeSO4)=
34. (12分)(1)(每空1分,共4分)
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
溶液中的金属离子 Fe2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Cu2+、Fe3+
残留固体成分 Cu —— —— ——
(2)(4分)3Cu + 8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
ax
3Fe + 8HNO3 = 3Fe(NO3)3 + 2NO↑ + 4H2O
a(1-x)
总耗用硝酸量: n(HNO3)2=+=
所以:(3)(各2分,共4分)0.5a×2十0.25a×2+0.25a×3=0.672L÷22.4L·mol—1×3
a=0.04mol
b=0.5a×2+0.25a×2+0.25a×3+0.672L÷22.4L·mol—1=2.25a+0.03mo1
=2.25×0.04mol+0.03mol=0.12mol
35. (1)Fe,FeS(写出名称也可)(各1分) (2)n(Fe)=0.01mol n(FeS)=0.03mol(各1分) c(H2S)=0.1mol·L-1(2分)(3)280a—672(24≥m>3.2)
解析:由图可知在固体A的质量a=3.2g时,H2S在水中的溶解达到饱和,此时收集到的气体仍只有H2。
则
则
(液) 当时,
∴由质量守恒,固体A—气体
产生的气体的总物质的量
余下气体的总体积
(4分)
36. (1)钡的质量为5.48克,铁4.48克,氧为20.45%
(2)原子个数比为Ba:Fe:O=1:2:4,化学式为BaFe2O4(或BaO·Fe2O3)
www.
B
①
A
②
D
E
F
B
C
③
A
高温
高温第2单元 课时2铁、铜及其化合物的应用
一、学习目标
(1)复习巩固已学的铁、铜的物理及化学性质;学习铁、铜的新的化学性质;学会用图示方法自主构建铁的不同价态相互转化的关系。
(2)采用实验探究的方法,掌握Fe3+、Fe2+的性质及相互转化条件,体验自主实验探究过程,培养学生分析问题和解决问题的能力。
(3)认识化学与人类生产、生活的密切关系。体会铁、铜及其化合物的使用对人类生产、生活及人类身体健康的重要作用。
二、教学重点与难点
教学重点:铁、铜及其化合物的性质,Fe3+与Fe2+的相互转化。
教学难点:Fe3+与Fe2+的相互转化。
三、设计思路
主要采用师生共同讨论、归纳知识与学生实验探究相结合的教学模式,通过回顾前面学习的知识来比较铜与铁性质上的异同,找出铁、铜反应后产物的不同与氧化剂强弱的规律,并通过实验探究Fe2+、Fe3+的性质以及Fe2+、Fe3+的相互转化关系,从而帮助学生构建“铁三角”关系。
四、教学过程
【播放】古代的铁和铜制品。(ppt2、3)
【设问】古代的时候,人们已经知道利用铁和铜制作各种物品了。提起“铁”,大家对它的第一感觉是什么?
【引导】虽然铁外表看起来是黑色的,其实,纯铁是银白色的,质软的。
【展示】一块铜片、一块铁片(用砂纸打磨过)、一小瓶铁粉。
【提问】根据实物和我们生活中铁、铜的应用,归纳下铁铜的物理性质。
【讨论投影】一.单质的物理性质:(ppt4)
共同点 不同点
铁 具有金属光泽,密度较大,熔点较高,易导电、导热 纯净的单质铁为银白色,有良好的延展性,质地较软的固体,可被磁化
铜 铜具有与众不同的紫红色,质地较硬的固体
【提问】在前面的学习中,我们已经了解了铁、铜与其他物质发生的一些反应,请你归纳一下这些反应。
【投影】(ppt5)
二.单质的化学性质:
铁 铜
与非金属反应 2Fe+3Cl22FeCl33Fe+2O2Fe3O4 Cu+Cl2CuCl2Cu+O2 2CuO
与盐酸反应 Fe+2HCl====FeCl2+H2↑ 不反应
与盐溶液反应 Fe+CuSO4====CuSO4+Fe Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag
【设问】分析铁和铜分别与盐酸、氯气等反应的实验现象和产物,你有何发现 【引导】请同学们从氧化还原反应的角度去思考:铁反应产物的化合价与什么因素有关?
【小结】(ppt6)
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、稀硝酸溶液等)反应转化为铁的化合物。
【讲述】铁元素是维持生命活动不可缺少的微量元素,虽然人体中通常只含有3~5g铁元素,但铁元素在人体中却发挥着重要作用。目前缺铁性贫血的发生率很高,患者吃什么药呢?
【图片展示】市售补血剂。(ppt7)
【提问】补血剂补充的是Fe2+还是Fe3+呢?怎么来检验呢?要回答这个问题,我们要先要解决这个问题:Fe2+和Fe3+之间互相可以转化,怎样设计实验来证实? (ppt8)
【讲述】提供下列试剂:铁粉、0.1mol·L-1 FeCl3溶液、0.1mol·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、其它试剂和仪器
【信息提示】Fe3+的检验:在含有Fe3+的溶液中加入硫氰化钾(KSCN)溶液,溶液变成血红色,而在含有Fe2+的溶液中加入硫氰化钾溶液,溶液不变色。化学上常用硫氰化钾溶液检验溶液中是否存在Fe3+ 。 反应方程式:Fe3+ + 3SCN-=Fe(SCN)3
【要求】请大家自己设计探究步骤并进行实验探究。
【学生活动】 (ppt 9、10)
探究步骤 具体方案
1.提出Fe2+和Fe3+转化条件的猜想 Fe2+→Fe3+:加入氧化剂
Fe3+→Fe2+:加入还原剂
2.设计实验方案验证自己的猜想 Fe2+→Fe3+:加入新制的氯水
Fe3+→Fe2+:加入铁粉
3.由学生完成自己设计的实验,观察并记录实验现象 实验 现象
Fe2+→Fe3+:取2支试管,各加入1 mL 0.1 mol·L-1的FeCl2溶液,向其中一支试管中加入3滴KSCN溶液,向另一支试管中,先加入几滴新制的氯水,振荡试管,再向试管中加入3滴KSCN溶液。
Fe3+→Fe2+:取2支试管,各加入1 mL 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液,向其中一支试管中加入3滴KSCN溶液,向另一支试管中先加入少量铁粉,振荡试管,放置,再向试管中加入3滴KSCN溶液。
4.形成结论
【板书】三、Fe2+和Fe3+的相互转化:(ppt11)
Fe2+→Fe3+:化合价升高,加入氧化剂, 例如:Cl2、Br2、HNO3、O2等
Fe3+→Fe2+:化合价降低,加入还原剂,例如:Zn、Fe、Cu等
【过渡】学习了铁的不同价态的相互转化, 现在我们来解决刚才提出的问题,补铁性药品中含什么离子 先来看下药品介绍。怎么检验?(ppt12)
【演示实验】把药品碾碎,加水溶解,滴加一滴KSCN溶液,再加入氯水。
【追问】 1.为什么与维生素C同服,会增加本品的吸收?
2.补铁性药品为什么要密封?
【提问】实验室在配制Fe2+溶液时,为防止Fe2+被氧化,可加入什么?
【讲述】在工业上用FeCl3溶液与铜反应可制作印刷电路板。
【演示实验】用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液,在铜片上画一个“+”,放置片刻后,用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中。
【引导】 为什么会出现这样的结果?请写出发生的反应方程式。
【设问】在Fe2+和Fe3+的转化关系中,如果再加入铁这种物质,形成一个“铁三角”。请设计这个三角转化关系。
【师生活动】整理与归纳“铁三角”的转化关系。
【小结】“铁三角”(ppt13)
【过渡】铁与铜的化合物不仅在生产中的应用十分广泛,而且,铁与铜的化合物与人体的健康也有着密不可分的关系。下面,请大家来阅读教材P76的“铁及铜的化合物的应用”。归纳铁和铜的化合物有哪些用途呢?
【板书】四.铁及铜的化合物的应用(ppt14)
Fe2O3作颜料
②氯化铁、硫酸亚铁可作净水剂
1.铁的化合物 ③作磁性材料
④维持生命的微量元素
2.铜的化合物:铜盐可杀菌,CuSO4溶液杀灭寄生虫,治疗皮肤病
【设问】既然铜与人体健康的关系如此密切,那么,在民用建筑上,铺设水管时,最好应采用怎样的金属材料做水管呢?
【巩固练习】(ppt15、16)
1.能与Fe3+反应且能证明Fe3+具有氧化性的物质是: ( D )
A. NaOH B. KSCN C. FeCl2 D. Fe
2.某溶液中加入KSCN溶液无明显现象,再滴加氯水,溶液立即变为红色,说明原溶液中一定含有( B )
A.Fe3+ B. Fe2+ C. Cu2+ D. Zn2+
3.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( C )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4 ③加入少量KSCN溶液
A. ①③ B. ③② C. ③① D. ①②③
【结束语】铁和铜是两种古老的材料,通过两节课的学习,我们对它们的性质有了基本的认识,它们在我们的生活和生产中仍将起着举足轻重的作用。
【作业】完成“练习与实践”:第2、3、5、6、7、8、9题第二单元 铁、铜的获取及应用
学习目标:1、了解自然界中铁、铜的存在形式及常见的冶炼方法。
2、掌握高炉炼铁、湿法炼铜的化学原理。体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。
教学过程:
§1 从自然界获取铁和铜
一、炼铁
常见铁矿石: ,
反应原理: 在高温下,用 (主要是CO)把铁从铁矿石里还原出来。? 原料: 铁矿石、
设备:
生产过程
①还原剂的生成 C+O2 ===== CO2 CO2+C =====2CO
②铁矿石还原成铁 Fe2O3+3CO ===== 2Fe+3CO2↑
③除脉石、炉渣的形成 CaCO3 ===== CaO+CO2↑
SiO2+CaO ===== CaSiO3
高炉煤气的主要成分:
生铁和钢:含碳量分别为 ,
二、铜的冶炼
常见铜矿石: ,
炼铜: 高温冶炼黄铜矿(CuFeS2),得粗铜(99.5%~99.7%);
电解精炼:得纯度较高的铜(99.95%~99.98%)。
生物炼铜:
湿法炼铜:化学方程式:
[同步练习]
一.选择题
1.下列铁的化合物中,铁的质量分数最高的是
A FeS2 B FeO C Fe2O3 D Fe3O4
2.下列物质中,不属于合金的是 ( )
A.硬铝 B.黄铜 C.钢铁 D.水银
3.在Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子中,具有相同的 ( )
A. 质子数 B. 最外层电子数 C. 核外电子数 D. 电荷数
4.由FeSO4和Fe2(SO4)3组成的混合物中,含硫为a%,则所含铁的质量百分含量为 ( )
A.3a% B.(100-2a)% C. 20% D. 1-3a%
5.在加热情况下,用足量CO还原7 g铁的氧化物组成的混合物,产生气体全部通入足量石灰水中得到12.5 g沉淀,此混合物不可能为: ( )
A、FeO、Fe2O3 B、FeO、Fe3O4
C、Fe2O3、Fe3O4 D、FeO、Fe2O3、Fe3O4
6.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物,测得其铁元素与氧元素的质量比为21∶8,则混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比可能是 ( )
A.1∶2∶1 B.2∶1∶1 C.1∶1∶1 D.2∶2∶5
7.下列物质混合时,铁能溶解但无气体产生的是
A 铁粉与盐酸 B 铁屑与稀硫酸
C 铁粉与硫酸铜溶液 D 铁钉浸入水中
8.质量相同的下列金属, 分别跟足量盐酸完全反应产生氢气体积最多的是
A.钠 B.铝 C.镁 D.锌
二.填空题
1.Fe是地壳中含量很丰富的元素,也是生物体所必需的元素。
自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿,金属铁是在高炉中冶炼的,高炉炼铁除了加入铁矿石外,还需加入焦炭和石灰石。请填空:
①写出磁铁矿主要成分的化学式: 。
②写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式: 。
③写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式: 。
④写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式: 。
2.在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化
请填写以下空白:
(1)孔雀石的主要成份是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜)受热易分解。上图中的F是
(2)写出明矾溶液与过量的NaOH溶液反应的离子方程式
(3)图中所得G和D都为固体混合后在高温下可发生反应写出该反应化学方程式
(4)每生成1mol D同时生成 mol E
3.在化学反应中,铜元素可表现为0、+1、+2价。
⑴在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜【即:曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜】。试写出该反应的化学方程 。
⑵铜器表面有时会生成铜绿Cu2(OH)2CO3,这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程 。
4.在化学反应4CO+RxOy4CO2+3R中,x∶y=3∶4,若R和CO的质量比为3∶2时,则R的相对原子质量是 ,RxOy的相对分子质量是 。
高温
点燃
高温
高温
高温