金属铁及其化合物1教案设计老师Word文档格式.docx

1、Fe2H=Fe2H2（酸为非氧化性酸）Fe4HNO3（稀）=Fe（NO3）3NO2H2O（铁适量）3Fe8HNO3（稀）=3Fe（NO3）22NO4H2O（铁过量）FeCuSO4=CuFeSO42FeCl3Fe=3FeCl2二、知识讲解考点1 铁的性质1. 物理性质纯铁具有银白色金属光泽； 有良好的延展性、导电、导热性能；密度为7.86克厘米3；熔点为1535，沸点为2750；2. 结构铁的电子构型为（Ar）3d64s2，氧化态有0、+2、+3、+4、+5、+6。3. 化学性质（1） 与酸反应：Fe +2HCl = FeCl2 + H2（2） 与水蒸气反应 铁不与冷水和热水反应,但在高温条件下

2、能与水蒸气反应实验装置实验操作将脱脂棉用水浸湿后挤干，塞入试管底部，脱脂棉厚度12cm，铁粉1g,铁粉中心至棉花外沿距离为2cm。加热一段时间后，将导气管伸入盛有洗涤剂液的培养皿中吹泡，当有大量气泡时，停止吹气泡。用点燃的火柴靠近气泡。实验现象玻璃管壁上出现小水珠,蒸发皿中出现大量肥皂泡.用点燃的火柴靠近气泡，有爆鸣声。结论（3） 与氧反应：（4） 与金属盐溶液：Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu考点2铁的氧化物的比较FeOFe2O3俗称铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态+2+3+2、+3水溶性难溶于水稳定性不稳定性6FeO+O2=2Fe3O4稳定与酸的反应Fe

3、O+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=2Fe3+ Fe2+4H2O与CO的反应FexOy+yCOxFe+yCO2制取高温熔融，过量的铁与氧气反应2Fe+O22FeOFe（OH）3的分解2Fe（OH）3铁在氧气中燃烧3Fe+2O2 考点3比较铁的氢氧化物1. 性质比较Fe（OH）2Fe（OH）3颜色状态白色固体红褐色固体不溶易氧化为Fe（OH）3，空气中加热得不到FeO较稳定：Fe2O3+3H2OFe（OH）2+2H+= Fe2+ +3H2OFe（OH）3+3H+= Fe3+ +3H2O生成制法在隔绝O2的条件下Fe2+与碱反应Fe3+与碱反应反应F

4、e2+2OH-= Fe（OH）2Fe3+3OH-= Fe（OH）3现象白色絮状沉淀-灰绿色-红褐色红褐色沉淀2.转化现象：生成的白色沉淀迅速变灰绿色，最后变为红褐色。方程式：考点4 Fe2、Fe3的检验1Fe2的检验方法：含有Fe2的溶液呈浅绿色；向待检液中滴加NaOH溶液或氨水，产生白色絮状沉淀，露置在空气中一段时间后，沉淀变为灰绿色，最后变为红褐色，说明含Fe2。向待检液中先滴加KSCN溶液无变化，再滴加新制的氯水，溶液显红色说明含Fe2。有关的离子方程式为：2Fe2 + Cl2 2Fe3+2Cl，Fe3 + 3SCN Fe（SCN）3向待检测溶液中滴加K3【Fe（CN）6】溶液，有蓝色沉

5、淀生成，说明含Fe2。2Fe3的检验方法：含有Fe3的溶液呈黄色；向待检液中滴加NaOH溶液或氨水，产生红褐色沉淀，说明含Fe3；向待检液中滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，说明含Fe3；向待检液中滴加苯酚溶液，溶液呈紫色，说明含Fe3。考点5 铁三角（1）一般是指Zn .Al .CO. H2. 等还原剂。（2）是指H+. S. I2. Cu2+. Fe3+.等氧化剂。（3）（5）是指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂。（4）一般是指Fe. Cu. HI. H2S.等还原剂.（5）是指Cl2. Br2. O2. HNO3. KMnO4等氧化剂。（6）是指Zn. Al. C

6、O. H2. 等还原剂。考点6有关铁、铜的单质、化合物推断突破口有（1）特征颜色：如Fe2溶液浅绿色，Fe3溶液棕黄色，Fe（SCN）3溶液血红色，Fe（OH）3胶体红褐色，Fe（OH）2在空气中的颜色变化，Fe（OH）3红褐色，FeCl3固体红棕色，Fe2O3红棕色，Fe3O4、FeO、FeS黑色等。Cu2溶液蓝色、Cu2O砖红色、CuO黑色，Cu（OH）2蓝色等。（2）特征变价：铁有2、3价。（3）特征反应：铝热反应。（4）FeCl3变色种类向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液呈血红色；FeCl3溶液能使紫色石蕊试液呈红色；FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀；向FeCl3溶液中通

7、入H2S气体，生成淡黄色沉淀；向FeCl3溶液中加入几滴Na2S溶液，生成淡黄色沉淀，当加入的Na2S溶液过量时，又生成黑色沉淀；向FeCl3溶液中加入过量Fe粉，溶液变为浅绿色；向FeCl3溶液中加入过量Cu粉，溶液变为蓝绿色；将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变为蓝色；将FeCl3溶液滴入苯酚溶液，溶液变为紫色；将FeCl3溶液滴入AgNO3溶液中，生成白色沉淀；将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合，放出气体，生成红褐色沉淀；将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe（OH）3胶体。三、例题精析【例题1】【题干】下列铁的化合物不能由化合反应直接得到的是（）AFeS BFeC

8、l2 CFeCl3 DFe3O4【答案】B【解析】AFe与S点燃或加热下直接化合生成FeS，故A不选；BFe与氯气点燃直接化合生成FeCl3，故B选；CFe与氯气点燃直接化合生成FeCl3，故C不选；DFe与氧气点燃直接化合生成Fe3O4，故D不选；故选B【例题2】【题干】制印刷电路时常用氯化铁溶液作为腐蚀液，发生的反应是：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+现向盛有溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束时，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】向盛有FeCl3溶液的烧杯内加入铁粉和铜粉，铁能与氯化铁反应生成氯化亚铁，铜能与氯

9、化铁反应生成氯化亚铁和铜，铁能与生成的氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，A、加入铁和铜的混合物，铁首先与氯化铁反应，可能铁全部反应而铜有剩余，故A正确；B、加入铁和铜的混合物，还原性：FeCu，铁首先与氯化铁反应，铜后与氯化铁反应，不会出现有铁无铜的情形，故B错误；C、若氯化铁的量少，加入的铁粉反应后还有剩余，而此时铜不会发生反应，则烧杯中铁、铜都有，故C正确；D、若氯化铁的量多，加入的铁粉和铜粉全部参加反应，不会有剩余，故D正确故选B【例题3】【题干】下列依据相关实验得出的结论正确的是（ ）A、向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液B、用铂丝蘸取少量某

10、溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液C、将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯D、向某溶液中滴KSCN 溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe2【答案】D【解析】本题属于常规实验与基本实验考查范畴。A.不能排除碳酸氢盐与 SO32、HSO3形成的盐的干扰B.也可是钠的单质或其他化合物，这里焰色反应火焰呈黄色仅证明含有钠元素。C.其他还原气体或碱等都可使溴水褪色。D. Fe2检验方法过程合理。四、课堂运用【基础】1. 根据如图操作及现象推断酸X为（）A浓盐酸 B浓硫酸 C浓硝酸 D稀硝酸【解析】由图中铁未见溶解，则酸一定不是盐酸或稀硫酸、稀硝酸，则加

11、入酸可能为浓硫酸或浓硝酸，而加水溶解，则浓酸变为稀酸，最后生成白色沉淀为硫酸钡，所以推断加入酸为浓硫酸，故选B。2.下列关于铁的叙述正确的是（）。铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀在人体内的血红蛋白中含有铁元素铁位于元素周期表中第四周期第B族铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe（NO3）3不能通过化合反应制得FeCl2和Fe（OH）3A、 B、 C、 D、【解析】当铁中含有杂质时，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，而纯铁的抗腐蚀能力较强；铁位于元素周期表的第族，而不是第B族；铁与强氧化剂反应，能被氧化为Fe3，但若铁过量，则Fe3被Fe还原为Fe2，所以，Fe

12、与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe（NO3）2；FeCl2、Fe（OH）3可分别通过化合反应Fe2FeCl3=3FeCl2、4Fe（OH）2O22H2O=4Fe（OH）3制得。故选项B正确。【巩固】1. 过量铁跟一定量硝酸反应最终生成硝酸亚铁，下列图象是表示铁和反应过程中生成的硝酸铁之间的物质的量（mol）的关系，其中正确的是（）A B C D【解析】铁不足，发生Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO+2H2O，过量铁跟一定量硝酸反应最终生成硝酸亚铁，则Fe与硝酸的物质的量比大于1：4时发生2Fe（NO3）3+Fe=3Fe（NO3）2，即生成3molFe（NO3）2，消耗2molFe

13、反应生成Fe（NO3）3，共消耗3molFe，只有图象B符合，故选B2.常温下在下列溶液中加入足量的铁，充分反应后，生成气体最多的是（）A、20 mL 12 mol/L的盐酸 B、10 mL 18 mol/L的硫酸C、80 mL 2 mol/L的硫酸 D、40 mL 14 mol/L的硝酸【答案】C【解析】18 mol/L的H2SO4为浓H2SO4,14 mol/L的HNO3为浓HNO3，均有强氧化性，常温下Fe在浓H2SO4和浓HNO3中均发生钝化，没有气体产生。B、D两项不是正确答案。A、C两项需比较在铁的量充足的情况下，哪种酸中H数目多则哪种酸产生的H2多。A项中，12 mol/L0.0

14、2 L10.24 mol；C项中，2 mol/L.08 L20.32 mol。故C项产生H2最多。【拔高】1. 下列有关铁元素的叙述中正确的是（）AFe（OH）2易被氧化生成Fe（OH）3，说明稳定性：Fe（OH）2Fe（OH）3B铁是较活泼的金属，它与卤素（X2）反应的生成物均为FeX3C氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe（OH）3+3HIFeI3+3H2OD铁元素位于周期表的第五周期第VIII族【答案】A【解析】AFe（OH）2具有还原性，易被氧化生成稳定的Fe（OH）3，符合化学反应的特点，故A正确；B碘的氧化性较弱，铁与碘反应生成FeI2，故B错误；CFe3+具有较强的氧化性，可与I-发生氧化

15、还原反应，生成亚铁离子和碘，故C错误；D铁的原子序数为26，位于周期表的第4周期，故D错误故选A2.将28g铁粉放入100 mL 0.1 mol/L的CuSO4溶液中，充分反应后析出的铜的质量为（）A、32 g B、6.4 g C、0.64 g D、3.2 g【解析】n（Fe）0.5 mol，n（CuSO4）0.100 L0.1 mol/L0.01 mol，由CuSO4Fe=FeSO4Cu可知Fe过量，所以应按CuSO4的量计算：n（Cu）n（CuSO4）0.01 mol。m（Cu）0.01 mol64 gmol10.64 g。课程小结 1Fe、Cu在一定条件下可以与某些酸、非金属单质、某些盐

16、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。课后作业1. 铁片投入下列溶液，铁片溶解，溶液质量增加，但无气体产生的是（）AAgNO3 BCuSO4 C稀硫酸 DFe（NO3）3【解析】AFe置换出Ag，溶液质量减小，故A不选；BFe置换出Cu，溶液质量减小，故B不选；C反应生成硫酸亚铁和氢气，溶液质量增加，但生成气体，故C不

17、选；D反应生成硝酸亚铁，无固体析出，溶液质量增加，且没有气体生成，故D选；故选D。2. 金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不全部是通过一步反应完成的是（ ）ANaNaOHNa2CO3NaCl BAlAl2O3Al（OH）3AlCl3CMgMgCl2Mg（OH）2MgSO4 DFeFeCl2Fe（OH）2Fe（OH）3【解析】A、全部可以一步完成，错误；B、Al2O3Al（OH）3不可一步完成，正确；C、全部可以一步完成，错误；D、全部可以一步完成，错误，答案选B。3.在四千五百多年以前，人类就会利用陨铁。我国春秋时代晚期已炼出可供烧铸的液态生铁，隋唐年间开

18、始用煤炼铁，明代已能用焦炭冶炼生铁。将铁片分别放入下列溶液中充分反应，反应后溶液的质量比反应前减轻的是（） A、CuSO4B、H2SO4 C、HCl D、FeSO4【解析】铁与FeSO4不能发生反应，D项应首先排除。根据化学方程式分析：Fe2HCl=FeCl2H2，FeH2SO4=FeSO4H2可以看出，每当有2 g H2逸出，必有56 g 铁与酸反应而进入溶液，即溶液的质量增加了54 g，B、C项不合题意。根据化学方程式FeCuSO4=FeSO4Cu可以看出，每析出64 g铜必溶解56 g铁，而相应溶液的质量则减小了（64 g56 g）8 g。1.生物炼铜实际上是微生物帮助我们从矿石中提取铜

19、。这些“吃岩石的细菌”能利用空气中的氧气将不溶性的CuS转化成可溶性铜的化合物，该化合物是（） A、碳酸铜 B、硝酸铜 C、硫酸铜 D、氢氧化铜【解析】从元素守恒与氧化还原的角度来分析，CuS和氧气反应，硫元素被氧化，且转化为可溶性的铜盐，所以该化合物为硫酸铜。2.搜狐网报道：中国每年要进口5亿吨左右的铁矿石，占世界海上铁矿石贸易量的一半以上，随着全球铁矿石价格的上涨，中钢协与澳大利亚必和必拓公司谈判陷入困境。关于铁矿石的说法正确的是（） A、赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B、铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同 C、磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变血红色 D、FeO俗称铁红【解

20、析】A项：赤铁矿的主要成分是Fe2O3；B项：铁锈的主要成分为Fe2O3，而铁矿石成分则不固定，可能是Fe2O3，也可能是Fe3O4等；C项：磁铁矿的主要成分是Fe3O4，与盐酸反应产生Fe3；D项：Fe2O3俗称铁红。1. 将1.12g铁粉加入25mL2mol/L的FeCl3溶液中，充分反应后，其结果是（） A铁恰好将Fe3+全部还原 B往反应后溶液中滴入KSCN溶液，不显红色 C溶液变为浅绿色 DFe2+和Fe3+物质的量之比为6：1【解析】将1.12g铁粉加入到25mL 2molL-1的氯化铁溶液中，铁粉的物质的量n=0.02mol，氯化铁的物质的量n=CV=2molL-10.025L=

21、0.05mol，铁粉与氯化铁的离子反应方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，根据反应的物质的量之比等于计量数之比知，0.02mol铁粉完全反应需要0.04mol氯化铁，所以氯化铁剩余0.01mol，生成的Fe2+的物质的量为0.06mol，A由于氯化铁剩余了0.01mol，铁完全反应，故A错误；B由于氯化铁剩余，向溶液中滴入无色KSCN溶液，显血红色，故B错误；C氯化铁溶液为棕黄色，由于氯化铁剩余了0.01mol，溶液不能变为浅绿色，故C错误；DFe2+的物质的量为0.06mol，氯化铁的物质的量为0.01mol，所以Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6：1，故D正确；故选D2. 某化学兴趣

22、小组用只含有铝、铁、铜的工业废料制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO47H2O）和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如下：（1）写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式：。（2）由滤液A制AlCl3溶液的途径有和两种，你认为较合理的途径及理由是：。（3）滤液E若放置在空气中一段时间后，溶液中的阳离子除了和外，还可能存在 （用符号表示）。（4）用滤渣F通过两种途径制取胆矾，与途径相比，途径明显具有的两个优点是：、 。（5）途径发生反应的化学方程式为：。（6）实验室从CuSO4溶液制取胆矾，操作步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、自然干燥。 .【答案】（1）2Al + 2OH + 2H2O = 2A

23、lO2+ 3H2 （2分）（2）合理，途径制得AlCl3溶液纯度高，制取的AlCl3溶液中混有NaCl杂质（2分）（3）Fe3+（2分）（4）成本低；不产生有毒气体（合理给分）（各1分）（5）2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O（2分）（6）过滤洗涤（2分）【解析】（1）由题可知，与烧碱反应的物质应在滤液中，滤液通过反应最终生成的产物是AlCl3,所以合金中与烧碱反应的物质应为铝。（2）途径中生成的NaCl很难出去，途径通过沉淀再溶解的方式可得到纯度较高的AlCl3。（3）由题滤液E中含有，Fe2+在空气中暴露一段时间易被氧化为Fe3+（4）首先途径使用浓硫酸发生氧化还原反应Cu+2H2SO4（浓）=CuSO4+SO2+2H2O;其次，浓硫酸的价格高于稀硫酸，会提高成本（5）由题是Cu在稀硫酸的环境下与氧气发生氧化还原反应，其反应实质是碱性金属氧化物与酸的反应（6）从溶液中提取溶质，操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、自然干燥。