內(nèi)蒙古伊圖里河高級中學高一化學《3.2.3 鐵及銅的化合物》課件 新人教版

第三課時鐵及銅的化合物第三課時鐵及銅的化合物1鐵的氧化物的比較化學式化學式FeOFe2O3Fe3O4俗名俗名色態(tài)色態(tài) 粉末粉末 固體固體黑色晶體黑色晶體鐵的價鐵的價態(tài)態(tài) 2、3水溶性水溶性均均 穩(wěn)定性穩(wěn)定性不穩(wěn)定，在空不穩(wěn)定，在空氣里加熱迅速氣里加熱迅速被氧化：被氧化：6FeOO2 2Fe3O4穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定黑色黑色鐵紅鐵紅磁性氧化鐵磁性氧化鐵紅棕色紅棕色23難溶于水難溶于水化學式化學式 FeOFe2O3Fe3O4與非氧與非氧化性酸化性酸反應(yīng)反應(yīng)堿性氧化物堿性氧化物 氧化物氧化物Fe3O48H=Fe22Fe34H2O復雜氧復雜氧化物化物與與CO的反應(yīng)的反應(yīng)FexOyyCO xFeyCO2FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2O堿性堿性2.鐵的氫氧化物的比較疑點警示：Fe(OH)2制備時一般需注意哪些問題？一般采用什么方法來制備？因Fe(OH)2在空氣中易氧化：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，故Fe(OH)2在水中穩(wěn)定存在的壽命只有幾秒鐘，在實驗室中制取Fe(OH)2時，一定要用新制的Fe2鹽(比如用Fe粉和鹽酸新制取的FeCl2，或用Fe粉和稀硫酸新制取的FeSO4)和先加熱驅(qū)趕O2后的NaOH溶液，且膠頭滴管末端插入試管內(nèi)的液面下(其他情況不允許)，再滴加NaOH溶液，也可以在反應(yīng)液面上滴加植物油或苯等物質(zhì)進行液封，減少Fe(OH)2與O2接觸 1在含F(xiàn)eCl3、FeCl2、AlCl3、NaCl的溶液中，加入足量的Na2O固體，在空氣中充分攪拌反應(yīng)后再加入過量的稀鹽酸，溶液中離子數(shù)目變化最小的是() ANaBAl3 CFe3 DFe2答案：答案：B 2向某晶體的水溶液中加入Fe2的溶液后，無明顯變化，當?shù)渭訋椎武逅?，混合液出現(xiàn)血紅色，那么由此得出的下列結(jié)論，錯誤的是() A該晶體中一定含有SCN BFe3的氧化性比溴的氧化性強 CFe2被溴氧化為Fe3 DFe2與SCN不能形成血紅色的化合物解析：溴水可將Fe2氧化成Fe3，F(xiàn)e3遇SCN生成血紅色溶液，由于反應(yīng)2Fe2Br2=2Fe32Br，說明Br2的氧化性強于Fe3，B選項錯誤答案：B 3某合金(僅含銅、鐵)中銅和鐵的物質(zhì)的量之和為y mol，其中Cu的物質(zhì)的量分數(shù)為a，將其全部投入50 mL b molL1的硝酸溶液中，加熱使其充分反應(yīng)(假設(shè)NO是唯一的還原產(chǎn)物)下列說法正確的是() A若金屬有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金屬又開始溶解 B若金屬全部溶解，則溶液中一定含有Fe3 C若金屬全部溶解，且產(chǎn)生336 mL氣體(標準狀況)，則b0.3 D當溶液中金屬離子只有Fe3、Cu2時，則a和b的關(guān)系為：b80y 答案：答案：AD1“鐵三角”Fe、Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用2.相互轉(zhuǎn)化(1)FeFe2條件：鐵與氧化性比較弱的非金屬(如S、I2)、非氧化性酸(如鹽酸、稀H2SO4)、不活潑金屬的鹽溶液(如CuSO4溶液)反應(yīng)實驗：FeCuSO4=CuFeSO4；Fe2FeCl3=3FeCl2；Fe2H=Fe2H2. (2)FeFe3 條件：鐵與強氧化劑，如Cl2、H2O2、KMnO4(H)、HNO3、濃H2SO4在一定條件下反應(yīng)都會實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化 實例：2Fe3Cl22FeCl3 (3)Fe2Fe 條件：比較活潑的金屬(如Al、Zn)、CO、H2、C等能從亞鐵化合物中置換出鐵來 實例：COFeOFeCO2 (4)Fe2Fe3 條件：Fe2被強氧化劑氧化為Fe3，如Cl2、Br2、H2O2、濃H2SO4、酸性高錳酸鉀溶液、HNO3等 實例：2Fe2Cl2=2Fe32Cl (5)Fe3Fe 條件：可加入較強還原劑來實現(xiàn)，如Al、Zn、H2、CO等 實例：2AlFe2O32FeAl2O3 (6)Fe3Fe2 條件：Fe3與比較強的還原劑反應(yīng)，如Cu、Fe、S2(或H2S)、I(或HI)等 實例：2Fe3Fe=3Fe2，2Fe3Cu=Cu22Fe2，2Fe3H2S=2Fe2S2H，2Fe32I=2Fe2I2 (2)試劑的存放 亞鐵鹽溶液(如FeCl2溶液)：保存時加入少量鐵屑以防止Fe2被氧化，滴入少量相應(yīng)的酸溶液(如鹽酸)以防止Fe2水解 鐵鹽溶液如Fe2(SO4)3溶液：保存時加入少量相應(yīng)的酸(如H2SO4)以防止Fe3水解例題1AI分別表示中學化學中常見的物質(zhì)，它們之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(有部分反應(yīng)物、生成物沒有列出)： 已知A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中含有同一種元素，G為主族元素的固態(tài)氧化物 (1)寫出物質(zhì)的化學式： E_，F(xiàn)_，J_ (2)寫出反應(yīng)的化學方程式： _；_；_.點撥：解答框圖推斷題時，要找準“突破口”，并作為切入點，然后密切聯(lián)系元素化合物知識，依據(jù)各物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化作出分析解析：由兩條線索展開分析，一是G為主族元素的固態(tài)氧化物，既溶解于堿又可電解，可推知為Al2O3；二是E和F均是與堿反應(yīng)后的產(chǎn)物，且E可被空氣中的O2氧化成F，可推知E為Fe(OH)2，F(xiàn)為Fe(OH)3.答案：(1)Fe(OH)2Fe(OH)3NaAlO2(2)Fe3O48HCl=FeCl22FeCl34H2O4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O 已知X為FeO和CuO的混合物，取兩份等質(zhì)量的X樣品進行下列實驗： (1)寫出、和步所有反應(yīng)的方程式： _. (2)設(shè)從步所得固體D的質(zhì)量為32 g，溶液E中只含有一種金屬離子，氣體F在標準狀況下體積為5.6 L，試計算取用的每份X的質(zhì)量和X中FeO和CuO的質(zhì)量比解析：(1)A是CuCl2、FeCl2、HCl三種物質(zhì)的混合液，B能與A反應(yīng)，則應(yīng)是鐵和銅的混合物，C為CO2，F(xiàn)應(yīng)為H2，則D是銅，E為FeCl2和HCl的混合液 特別提示：Cu和Fe是過渡金屬中的典型代表，而它們與HNO3反應(yīng)的性質(zhì)，則更是長期以來被命題人所青睞，?？汲Ｐ拢瑧?yīng)高度重視.1Fe3的檢驗(1)加入NaOH等堿溶液，生成紅褐色沉淀Fe33OH=Fe(OH)3(紅褐色)(2)加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色Fe33SCN=Fe(SCN)3(紅色)2Fe2的檢驗(1)在被檢驗的溶液中加堿，產(chǎn)生白色絮狀沉淀，白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2存在Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 (2)在被檢驗的溶液中，滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再通入Cl2，若變成紅色溶液，證明有Fe2存在 2Fe2Cl2=2Fe32Cl Fe33SCN=Fe(SCN)3(紅色)例題2要證明某溶液中不含F(xiàn)e3而可能含有Fe2，進行如下實驗操作時，最佳順序為()加入足量氯水加入足量KMnO4溶液加入少量NH4SCN溶液ABC D解析：檢驗Fe3存在可以利用Fe3與SCN反應(yīng)溶液變紅色的性質(zhì)而Fe2無此性質(zhì)，但需向加入NH4SCN的Fe2溶液中加入氯水，因為氯水可以將Fe2氧化成Fe3，故溶液將變紅，但在考慮將Fe2氧化為Fe3時，不能使用KMnO4溶液，因為KMnO4溶液本身有顏色，影響實驗效果答案：C 根據(jù)下列框圖回答問題(答題時，方程式中的M、E用所對應(yīng)的元素符號表示)： (1)寫出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化學方程式：_. (2)某同學取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，變?yōu)樗{色寫出與上述變化過程相關(guān)的離子方程式： _、_. (3)寫出N轉(zhuǎn)化為Z的現(xiàn)象及化學方程式：_. (4)寫出Cl2將Z氧化為K2EO4的化學方程式：_.解析：分析本題應(yīng)以M為紅色金屬(Cu)和Y與KSCN溶液反應(yīng)變紅色著手從轉(zhuǎn)化圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系和現(xiàn)象可知，E、X、Y、N、Z、K2EO4中均含有鐵元素，且Y為Fe3，則Z為Fe(OH)3，N為Fe(OH)2，X為FeSO4，E為Fe.確定相關(guān)物質(zhì)后，即可完成各問題答案：(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O(2)4Fe2O24H=4Fe32H2O2Fe32I=2Fe2I2(3)白色沉淀迅速轉(zhuǎn)化為灰綠色，最后變?yōu)榧t褐色，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)10KOH3Cl22Fe(OH)3=2K2FeO46KCl8H2O1銅(1)物理性質(zhì)：銅是一種紅色金屬，質(zhì)軟，具有良好的延展性、導電性和導熱性(2)化學性質(zhì)在潮濕的空氣里易被銹蝕，其反應(yīng)的化學方程式為：2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3. 加熱或點燃條件下與非金屬反應(yīng)，如O2、Cl2、S等，其反應(yīng)的化學方程式為： 和氧化性酸(濃H2SO4、稀HNO3、濃HNO3)反應(yīng)，化學方程式分別為： Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O2氧化銅(1)物理性質(zhì)：黑色固體，難溶于水(2)化學性質(zhì)表現(xiàn)堿性氧化物的性質(zhì)，能與酸(如鹽酸)反應(yīng)，CuO2HCl=CuCl2H2O.被H2、C等還原劑還原，H2CuOCuH2O.3氧化亞銅(1)物理性質(zhì)：紅色粉末，不溶于水(2)化學性質(zhì)能在酸性條件下發(fā)生銅元素的歧化反應(yīng)：Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O能被H2、C等還原：Cu2OH22CuH2O.4氫氧化銅(1)物理性質(zhì)：藍色固體，不溶于水(2)化學性質(zhì)屬于二元弱堿，與酸發(fā)生中和反應(yīng)例如：Cu(OH)22HCl=CuCl22H2O.不穩(wěn)定，受熱易分解：Cu(OH)2CuOH2O.具有弱氧化性，新制的Cu(OH)2懸濁液能與含醛基的物質(zhì)作用而產(chǎn)生紅色的Cu2O沉淀5硫酸銅(1)物理性質(zhì)：白色粉末，易溶于水(2)化學性質(zhì)具有較強的吸水性，常作干燥劑，吸收水分生成CuSO45H2O(俗稱藍礬或膽礬)化學方程式為：CuSO45H2O=CuSO45H2O能與BaCl2溶液反應(yīng)，化學方程式為BaCl2CuSO4=CuCl2BaSO4.與NaOH溶液反應(yīng)，化學方程式為CuSO42NaOH=Na2SO4Cu(OH)2.例題3電子工業(yè)使用的印刷線路板，是在附有銅膜的塑料板上涂上涂料以保護所需的線路，然后用FeCl3溶液與未受保護的銅膜反應(yīng)去掉銅腐蝕后的廢液中含有大量的Cu2，為了回收這一部分Cu2并制成硫酸銅晶體(CuSO45H2O)，常用如下步驟： 向廢液中加過量的鐵屑，攪拌，靜置；濾出的固體物質(zhì)加到稀硫酸中攪拌；將濾出的固體物質(zhì)加熱煅燒；把煅燒物質(zhì)放在硫酸中溶解；調(diào)節(jié)溶液的pH到3.44，使Fe(OH)3沉淀完全、過濾；濃縮濾液，析出晶體；將過濾得到的晶體溶液，再結(jié)晶 請回答下列問題： (1)腐蝕線路板上發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是() ACu2Fe=CuFe2 BCu22Fe3=Cu2Fe2 CCu2Fe3=Cu22Fe2 DCu2Fe3=Cu22Fe (2)上述第步操作所得煅燒產(chǎn)物成分是() ACuOBCuO和FeO CFe2O3 DCuO和Fe2O3 (3)上述第步操作中，用濃縮濾液而不用蒸干溶液的主要原因是() A蒸干所得到的物質(zhì)不是CuSO45H2O晶體 B溫度升高CuSO4溶解度增大 C溫度升高，Cu2水解完全，得到Cu(OH)2 D溫度升高CuSO4分解解析：第步中，F(xiàn)e跟Cu2反應(yīng)，溶液中留下FeCl2，得到的固體物質(zhì)是Cu和Fe.第步中，F(xiàn)e跟硫酸反應(yīng)，剩余固體是單質(zhì)Cu(可能含有少量Fe)第步中，Cu煅燒轉(zhuǎn)化成CuO(含有少量氧化鐵等)第步中，CuO跟硫酸反應(yīng)生成CuSO4溶液含有少量Fe2(SO4)3第步中，調(diào)節(jié)溶液的pH到3.44，溶液中的雜質(zhì)Fe3轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀，過濾后除去，剩余溶液是CuSO4溶液第步中，濃縮濾液，析出CuSO4晶體這一步操作中不能將溶液蒸干，否則一些可溶性雜質(zhì)也會混入CuSO4晶體中第步中，將過濾得到的晶體溶解，再結(jié)晶，以得到純度較高的硫酸銅晶體答案：(1)C(2)D(3)A 下面是制備Fe(OH)2白色沉淀的幾種方案請回答下列各問題： (1)用不含F(xiàn)e3的FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備 用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需要加入_ 除去蒸餾水中溶解的O2常采用_的方法 生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液這樣操作的理由是_ (2)在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備 在試管里加入的試劑是_ 在試管里加入的試劑是_為了制得Fe(OH)2白色沉淀，在試管和中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是_這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，理由是_ (3)利用電解實驗可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵 a電極的材料應(yīng)為_，電極反應(yīng)式為_ 電解液c可以是_(填編號) A純水BNaCl溶液 CNaOH溶液 DCuCl2溶液 d為苯，其作用是_，在加入苯之前對電解液c應(yīng)作何簡單處理？_. 為了在較短時間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是_(填編號) A改用稀H2SO4作電解液 B適當增大電源的電壓 C適當減小兩極間的距離 D適當降低電解液的溫度若c用Na2SO4溶液，當電解一段時間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為_點撥：因Fe(OH)2具有較強的還原性，易被空氣中的氧氣氧化，所以制取Fe(OH)2的各方案中最關(guān)鍵之處便是隔絕空氣，避免接觸O2，防止被氧化，才能得到白色的Fe(OH)2沉淀解析：(1)Fe2易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2易被空氣中的O2氧化，要加鐵粉，將被氧化成的Fe3還原成Fe2.氣體的溶解度隨著溫度升高而降低，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2變少(2)兩支試管，試管是開口式，無法用產(chǎn)生的氣體將試液壓入試管中，所以制取FeSO4應(yīng)放在試管中，而在試管中盛不含O2的NaOH溶液當Fe與稀H2SO4放入試管后，產(chǎn)生的H2可以從試管內(nèi)短管處排出，從而排盡試管內(nèi)空氣再經(jīng)過止水夾通入試管中，排盡試管內(nèi)空氣然后關(guān)閉止水夾，試管內(nèi)產(chǎn)生的H2無法逸出，造成管內(nèi)壓強增大，將試管內(nèi)FeSO4溶液通過長導管壓入試管內(nèi)，在此過程中，液體都處于H2環(huán)境，從而避免了被空氣中O2的氧化，使得Fe(OH)2能保存更長時間(3)電解時陽極反應(yīng)Fe2e=Fe2，陰極反應(yīng)2H2O2e=H22OH，或電解質(zhì)溶液能直接提供OH，F(xiàn)e2與OH發(fā)生反應(yīng)Fe22OH=Fe(OH)2，當電解液選用NaOH溶液時，在陽極處立即產(chǎn)生白色沉淀，選其他溶液時，只有遷移后兩者相遇時才能產(chǎn)生沉淀(大約在電解池中部)；當反接電源后，陽極反應(yīng)4OH4e=2H2OO2，產(chǎn)生的O2立即把Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3.答案：(1)稀H2SO4、鐵屑煮沸避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化(2)稀H2SO4和鐵屑NaOH溶液檢驗試管出口處排出的H2的純度，當排出的H2已經(jīng)純凈時再夾緊止水夾試管中反應(yīng)生成的H2充滿了試管和試管，且外界O2不易進入(3)FeFe2e=Fe2BC隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化加熱煮沸，排出溶解的O2BC白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色1(2009濰坊高三質(zhì)檢)下列試劑應(yīng)該保存在棕色試劑瓶中的是()A碳酸氫銨B氯化亞鐵溶液C濃硝酸 D漂白粉解析：本題考查化學試劑的保存濃硝酸見光容易分解，應(yīng)保存在棕色試劑瓶中，其他三種試劑只要密封保存即可答案：C2(2009廣東單科高考)出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面下列說法正確的是()A錫青銅的熔點比純銅高B在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫可對銅起保護作用C錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學腐蝕過程，但不是化學反應(yīng)過程解析：A項，合金的熔點低于各成分金屬的熔點B項，活潑金屬作負極，活潑金屬易腐蝕D項，電化學腐蝕過程一定是化學反應(yīng)過程答案：BC3(2009廣東四校聯(lián)考)向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(標準狀況)，往所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)若用足量的氫氣在加熱下還原相同質(zhì)量的混合物，能得到鐵的物質(zhì)的量為()A0.24 mol B0.21 molC0.16 mol D0.14 mol答案：答案：B 4下列有關(guān)實驗的說法正確的是() A除去鐵粉中混有的少量鋁粉，可加入過量的氫氧化鈉溶液，完全反應(yīng)后過濾 B為測定熔融氫氧化鈉的導電性，可在瓷坩堝中熔化氫氧化鈉固體后進行測量 C制備Fe(OH)3膠體，通常是將Fe(OH)3固體溶于熱水中 D某溶液中加入鹽酸能產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，則該溶液中一定含有答案：答案：A 5某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3、Cu2、Au3等離子有人設(shè)計了下圖所示的工藝流程，利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅 (1)圖中標號處需加入的相應(yīng)物質(zhì)分別是_、_、_、_、_； (2)寫出處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_；寫出處發(fā)生反應(yīng)的化學方程式_； (3)鐵紅的化學式為_；分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途：鐵紅_；氧化銅_解析：本題主要考查了元素與化合物的有關(guān)知識通過對工業(yè)廢水的處理，題目設(shè)計了高中重要的元素Fe、Cu的有關(guān)性質(zhì)內(nèi)容，涉及內(nèi)容主要有物質(zhì)推斷、化學用語、物質(zhì)用途等在解此題時宜采用逆向推斷法從題中給出信息可知，首先分離的應(yīng)是鐵元素，所加最佳試劑應(yīng)是鐵粉，E溶液中含F(xiàn)e2，鐵紅成分為Fe2O3，可聯(lián)想到高中重要反應(yīng)2Fe(OH)3Fe2O33H2O，試劑應(yīng)為可溶性堿(NaOH或氨水)；當加入過量鐵粉后，所得A應(yīng)為固體Fe、Cu、Au的混合物，此時，只需加入稀硫酸(試劑)后過濾可得Cu、Au混合物B，再加入稀硝酸試劑可使Cu、Au得到分離，Cu(NO3)2加可溶性堿后所得Cu(OH)2沉淀加熱得到CuO.答案：(1)鐵屑稀硫酸稀硝酸氫氧化鈉氫氧化鈉(2)Fe2H=Fe2H22Fe3Fe=3Fe2、Cu2Fe=CuFe2、2Au33Fe2Au3Fe23Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)Fe2O3用作紅色涂料用作制造銅鹽的原料