10-11高中化学课时讲练通课件:2.3.3 氧化剂和还原剂(鲁科版必修1)

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名称 10-11高中化学课时讲练通课件:2.3.3 氧化剂和还原剂(鲁科版必修1)
格式 rar
文件大小 5.7MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2011-11-04 08:12:09

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(共61张PPT)
【典例1】如图所示装置,用NaOH溶液、
铁屑、稀H2SO4等试剂制备白色的
Fe(OH)2沉淀。试回答下列问题:
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是_______。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是_______。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ
和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,
塞紧塞子后的实验步骤是___________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是________________________________。
【思路点拨】要完成此实验,主要应考虑两点:
(1)如何使FeSO4和NaOH溶液混合。
(2)怎样使生成的Fe(OH)2不被空气中的氧气所氧化。
【自主解答】两支试管,试管Ⅱ是开口式,无法用产生的气体将试液压入试管Ⅰ中,所以制取FeSO4应放在试管Ⅰ中,而在试管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后,产生H2可从试管Ⅰ内短管处排出试管Ⅰ内空气,经过止水夹通入试管Ⅱ中,再排尽试管Ⅱ内空气。然后关闭止水夹,试管Ⅰ内产生的H2无法逸出,产生的H2气压将试管Ⅰ内FeSO4等液体通过长导管压入试管Ⅱ内,在此压液过程中,液体都处于H2环境,从而避免了与空气中的氧气接触,使得Fe(OH)2能保存较长时间。
答案:(1)稀硫酸、铁屑 (2)NaOH溶液
(3)检验试管Ⅱ出口处排出氢气的纯度,当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入
【典例2】电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。对腐蚀废液的处理某工程师采用了下列实验方案:
(1)加入的过量物质①的化学式是________,写出主要反应的化学方程式:_____________________。
(2)滤渣③的成分是______,操作Ⅱ的名称是______,加过量④反应的离子方程式为__________________。
(3)将②、⑤合并通入⑥后溶液颜色的变化为______,该反应的离子方程式为____________________。
(4)该实验方案的目的是_________________。
【思路点拨】FeCl3腐蚀铜箔的反应原理为Cu+2FeCl3
====CuCl2+2FeCl2,所以废液的成分为FeCl3、FeCl2、CuCl2。
【自主解答】该实验方案的目的是重新获得三氯化铁溶液,并回收金属铜。因腐蚀废液的成分为FeCl3、FeCl2和CuCl2,要想回收金属铜,需用铁粉将之置换出来,发生的主要反应为:2FeCl3+Fe====3FeCl2,Fe+
CuCl2====Cu+FeCl2。操作Ⅰ为过滤操作,得到的滤渣为铜和过量的铁。要想除去其中的铁,可用盐酸溶解并过滤。要将FeCl2溶液变为FeCl3溶液,可用氯水将之氧化,溶液颜色则由浅绿色变为棕黄色。
答案:(1)Fe 2FeCl3+Fe====3FeCl2,
CuCl2+Fe====FeCl2+Cu
(2)Fe、Cu 过滤 Fe+2H+====H2↑+Fe2+
(3)由浅绿色变为棕黄色 2Fe2++Cl2====2Cl-+2Fe3+
(4)重新获得三氯化铁溶液,并回收金属铜
知识点一:铁元素的存在
1.下列氧化物的颜色与其他三种不同的是( )
A.CuO B.FeO C.Fe3O4 D.Fe2O3
【解析】选D。CuO、FeO、Fe3O4均为黑色固体,而Fe2O3为红棕色粉末。
2.将铁片插入下列溶液中,放置片刻后,铁片质量与加入前相同的是( )
A.FeCl2溶液 B.AgNO3溶液
C.FeCl3溶液 D.盐酸
【解析】选A。A项:Fe与FeCl2溶液不反应,Fe不溶解;B项:Fe+2AgNO3====2Ag+Fe(NO3)2,铁片质量增加;C项:Fe+2FeCl3====3FeCl2,铁片溶解,质量减轻;D项:Fe+2HCl====FeCl2+H2↑,铁片溶解,质量减轻,故选A项。
知识点二:铁及其化合物的氧化性或还原性
3.下列物质与铁反应后的生成物,能与KSCN溶液作用生成红色溶液的是( )
A.盐酸 B.氯气 C.CuSO4溶液 D.稀硫酸
【解析】选B。与KSCN溶液作用生成红色溶液的是Fe3+,而能将Fe氧化为Fe3+的必须为强氧化剂,如Cl2、HNO3、Br2等,而盐酸、稀硫酸、CuSO4溶液只能将Fe氧化为Fe2+。
4.只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN和H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开,这种试剂是( )
A.BaCl2溶液 B.FeCl2溶液
C.FeCl3溶液 D.Fe(NO3)3溶液
【解析】选C。AgNO3溶液的鉴别需用Cl-,KSCN溶液可用Fe3+生成红色溶液,所以可选择FeCl3。FeCl3与AgNO3反应能生成白色AgCl沉淀,与KSCN溶液反应生成红色溶液,与H2SO4溶液不反应,与NaOH反应生成红褐色沉淀,四种现象各不相同,所以可用FeCl3溶液鉴别。
5.除去FeCl2溶液中的少量FeCl3,可加入_________,反应的离子方程式为__________________________;
除去FeCl3溶液中的少量FeCl2,可加入________,反应的离子方程式为______________;除去FeCl2溶液中的少量CuCl2,可加入_______,反应的离子方程式为__________________________。
解题提示除去原杂质的同时不能引入新的杂质。
【解析】借助+3价铁的氧化性和铁的还原性,用铁还原FeCl3,+2价铁具有还原性,用氯水将其氧化为+3价铁。
答案:足量铁粉 Fe+2Fe3+====3Fe2+ 氯水2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-
足量铁粉 Fe+Cu2+====Fe2++Cu
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.将适量铁粉投入三氯化铁溶液中,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∶3 B.3∶2
C.1∶2 D.1∶1
【解析】选A。铁粉与三氯化铁溶液的反应为:2FeCl3
+Fe====3FeCl2,设反应后溶液中Fe2+的物质的量为3 mol,则反应掉的Fe3+为2 mol,剩余Fe3+为3 mol,由此可得答案。
2.把足量的铁粉投入到H2SO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后,剩余金属粉末的质量与原加入的铁粉的质量相等,则原溶液中H+与SO42-的物质的量浓度之比为
( )
A.1∶4 B.2∶7
C.1∶2 D.3∶8
【解析】选A。设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为a和b
Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑
1 1
a a
Fe+CuSO4====Cu+FeSO4
1 1 1
b b b
由题意知56(a+b)=64b
则H+与SO42-的物质的量浓度之比为2∶(7+1)=1∶4
3.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
【解析】选B。因为Fe粉较铜粉还原性强,则FeCl3优先与铁粉反应,与铁反应完后,再与铜粉反应。
4.下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.Na+ Fe3+ Cl- SCN-
B.Ba2+ NO3- K+ OH-
C.H+ Fe2+ Cl- NO3-
D.Fe3+ Na+ I- Cl-
【解析】选B。A中Fe3+可与SCN-结合生成难电离的Fe(SCN)3,C中Fe2+不能与H+和NO3-(相当于HNO3)共存,HNO3有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+。D中Fe3+不能与I-共存,Fe3+能将I-氧化。
5.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L的FeCl3溶液中,充分反应后,其结果是( )
A.铁有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-浓度基本不变
B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,呈红色
C.Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
【解析】选B。n(Fe)= 原FeCl3溶
液中n(Fe3+)=0.05 mol,由反应Fe+2Fe3+====3Fe2+可
知Fe3+过量,加入KSCN溶液显红色。溶液中n(Fe2+)=
3n(Fe)=0.06 mol,n(Fe3+)=0.05 mol-2n(Fe)=0.01 mol,
比值为6∶1。氧化产物与还原产物的物质的量之比为
1∶2。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.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_________。
【解析】该题考查物质共存问题,答题时要弄清物质间可能发生的反应,相互间能发生反应的物质不可能共存,而本题涉及的反应有:①Fe+2FeCl3====3FeCl2 ②Fe+
CuCl2====Cu+FeCl2 ③Cu+2FeCl3====2FeCl2+CuCl2
答案:(1)Fe3+、Cu2+ (2)Fe2+、Fe3+或Cu、Fe2+ (3)Fe、Cu Fe2+ (4)Fe、Cu
1.(6分)铁和氧化铁的混合物共A mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到B mol H2,且溶液中加入KSCN溶液不显红色,则原混合物中铁的物质的量为( )
A.B mol B.(A-B) mol
C. (A-B)mol D. (A+B)mol
【解析】选D。设混合物中含Fe的物质的量为x,则Fe2O3的物质的量为(A-x)。由题意知,Fe和Fe2O3的混合物与盐酸反应,再加入KSCN溶液不显红色,说明反应后所得溶液中无Fe3+,由于产生了B mol H2,所发生的化学方程式为:
Fe+2HCl====FeCl2+H2↑
B mol B mol
Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O
(A-x) mol 2(A-x) mol
2FeCl3 + Fe ====3FeCl2
2(x-B) mol (x-B) mol
则x-B=A-x,解得: ,故选D项。
2.(14分)常见的治疗缺铁性贫血的方法是服用补铁药物,市场上一种常见的补铁药物的商品名称是:速力菲,正式名称是:琥珀酸亚铁薄膜片,为棕黄色薄膜衣片,除去薄膜衣后显暗黄色,药片中Fe2+的含量约为34.0%~36.0%。该药片在水和乙醇中的溶解度不大。
某学校化学实验小组为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计了如下几组实验:
理论设计方案:
甲组:药片 白色沉淀 灰绿色沉
淀 红褐色沉淀
甲组同学按照设计的方案完成实验,但遗憾的是他们没
有得到预期的实验结果。
(1)分析甲组实验失败的可能原因:______________。
NaOH溶液
溶于水
乙组同学认真思考了甲组实验失败的原因,模拟药片服用
后在人体中溶解的变化过程,重新设计并完成下列实验:
乙组:药片 淡黄色浑浊液 淡红色溶液
红色加深,有气体产生,后又退色
(2)试剂1为________,试剂2为_______,加入试剂2
后,溶液为什么显淡红色?______________________
加入双氧水后,为什么红色加深?_________________,
产生的气体可能是________,写出产生气体的化学方程式_______________________________。
试剂1
试剂2
双氧水
【解析】(1)甲组设计的方案可分解为:药片溶于水的目的是得到含有Fe2+的溶液,加入NaOH溶液时,Fe2+与OH-反应生成白色的Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2由白色变为灰绿色最后被空气中的O2氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀。该方案的关键是得到含有Fe2+的溶液,这样才能进一步实现后续反应,再根据实验现象来判断Fe2+的存在。甲组同学没有得到预期的实验结果可能是因为溶液中Fe2+的含量太小,因该药片在水中的溶解度不大,从而得到溶液中Fe2+的含量很小,得不到预期的实验结果。本问属于开放性问题,只要合理即可。
(2)乙组设计的方案可分解为:琥珀酸亚铁是盐,可加入盐酸使琥珀酸亚铁与盐酸反应生成琥珀酸和FeCl2,加入试剂2后出现了淡红色,可推知是由于少量的Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成红色的[Fe(SCN)]2+。因此时[Fe(SCN)]2+浓度很小,故溶液颜色为淡红色,加入氧化剂H2O2后,H2O2把Fe2+氧化为Fe3+,使
[Fe(SCN)]2+浓度增大,红色加深,同时放出O2:2Fe2++3H2O2+2H+====2Fe3++4H2O+O2↑,过量的H2O2又能与[Fe(SCN)]2+反应,使其退色。
答案:(1)该药片在水中的溶解度不大,少量药片溶解后的溶液中几乎不存在Fe2+,所以得不到预期的实验结果(其他答案合理也可)
(2)盐酸 KSCN溶液 有少量Fe2+已经被氧化为Fe3+,与SCN-结合成浓度较小的红色[Fe(SCN)]2+
加入的H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,导致溶液中Fe3+浓度增大,[Fe(SCN)]2+浓度也随之增大,所以红色加深氧气2Fe2++3H2O2+2H+====2Fe3++4H2O+O2↑