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1Word格式.docx

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根据以前学习过的有关知识，填写下表：

Fe

Cu

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：

Cu＞Fe

与O2反应

3Fe＋2O2

Fe3O4（剧烈燃烧，生成黑色固体）

2Cu＋O2

2CuO（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

Fe＋S

FeS

2Cu＋S

Cu2S

与Cl2反应

2Fe＋3Cl2

2FeCl3（剧烈燃烧，产生棕黄色的烟）

Cu＋Cl2

CuCl2（剧烈燃烧，产生棕色的烟）

与盐酸反应

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

不反应

与氧化性酸反应

①常温时在浓硫酸和浓硝酸中被钝化

②与氧化性酸反应不生成氢气

①与浓硫酸加热时反应

②与硝酸常温时即反应，反应不生成氢气

与盐溶液的反应

Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu（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Fe＞Cu。

（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。

①

②

u

[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：

3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2↑，Cu在潮湿空气中形成“铜绿”的反应：

2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2（OH）2CO3。

1．下列物质不能利用金属与非金属直接制得的是（　　）

A．CuCl2B．FeCl2

C．Cu2SD．Na2S

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Fe2O3＋2Al

2Fe＋Al2O3，Fe2O3与CO反应的化学方程式是Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2。

2．足量的铁粉与盐酸反应的离子方程式是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，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方程式是2Fe＋3Cl2

2FeCl3，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Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3，2Fe3＋＋Fe===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2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

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Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3。

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Fe3＋＋3OH－===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2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

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。

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。

1.

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。

2．Fe2＋、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，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

3．（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（　　）

①加入足量氯水　②加入足量酸性KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液

A．①③B．③②

C．③①D．①②③

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、Cu　Fe2＋

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

①Fe＋2FeCl3===3FeCl2

②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2

③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2

（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①②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（　　）

A．Fe（OH）3　Fe2O3B．Fe（OH）2　Fe2O3

C．Fe（OH）2　Fe（OH）3D．Fe（OH）2　Fe3O4

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，铁片质量增加的是（　　）

A．稀硫酸B．硫酸锌溶液

C．硫酸铜溶液D．乙醇溶液

3．（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（　　）

A．FeCl3B．FeCl2

C．Fe（OH）3D．Fe3O4

解析　Fe3O4与HCl反应，既有FeCl3生成，又有FeCl2生成。

4．某500mL溶液中含0.1molFe2＋、0.2molFe3＋，加入0.2mol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）（　　）

A．0.4mol·

L－1B．0.6mol·

L－1

C．0.8mol·

L－1D．1.0mol·

解析　由反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知铁粉过量，0.2molFe3＋与过量铁粉反应生成0.3molFe2＋，故反应后Fe2＋共为0.4mol，c（Fe2＋）＝

＝0.8mol·

L－1。

5．制印刷电路时常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。

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

解析　根据2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2、2FeCl3＋Fe===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，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__________