版高中化学第3章第1节铁及其化合物教案新人教版必修第一册.docx

1、版高中化学第3章第1节铁及其化合物教案新人教版必修第一册第一节铁及其化合物学业要求核心素养对接1.能列举、描述、辨识铁及其重要化合物的重要物理性质、化学性质及实验现象。2能利用氢氧化亚铁的性质，设计其制备方案。3能说明Fe2、Fe3的检验及其之间的相互转化。4能说明铁及其化合物的应用。1.能利用氢氧化亚铁的性质，设计其制备方案，以培养学生科学探究与创新意识的素养水平。2利用Fe2、Fe3的检验及其之间的相互转化，培养学生变化观念与平衡思想的素养水平。知 识 梳 理知识点一铁的单质如右图，铁在生活中有很多的用途，为什么铁有这么多的用途，铁有什么样的性质，请完成下列问题，答案就会揭晓：1物理性质纯

2、净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点为1 535 。纯铁的抗腐蚀能力很强，具有导热性、导电性、延展性，能被磁体吸引。粉末状时为黑色2化学性质(1)与HCl的反应Fe2HCl=FeCl2H2(2)与CuSO4的反应FeCuSO4=FeSO4Cu。Fe与HCl、CuSO4的反应生成的是Fe2。(3)与水蒸气的反应现象：用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声。结论：铁可与水蒸气反应，生成的气体为H2。化学方程式：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。湿棉花的作用：提供反应所需水蒸气。生成的Fe既有2价、又有3价。3铁元素在自然界的存在人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单

3、质的形态存在，但主要是以2价和3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。知识点二铁的重要化合物氧化铁为什么能够用来调油漆的颜色，铁的氧化物及其氢氧化物究竟有什么样的性质？带着这个问题完成下列知识点：1铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4纯净物俗称铁红磁性氧化铁颜色和状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态2价3价2价、3价水溶性不溶不溶不溶与盐酸反应(离子方程式)FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O与CO的反应FexOyy COx Fey CO22.铁的氢氧化物注意实验31Fe(OH)2Fe(OH

4、)3颜色和溶解性白色固体，不溶于水红褐色固体，不溶于水稳定性在空气中易转化为Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O33H2O与盐酸反应(离子方程式)Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O制备Fe22OH=Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)3转化化学方程式4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3现象白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色3.铁盐和亚铁盐硫酸亚铁用于给植物补充铁元素，防止黄叶病，亚铁盐究竟有什么样的性质，它如何转换成三价铁离子？请完成下列知识点，答案就会揭晓：(1)Fe2和Fe3的检验：实验32(2)Fe2与Fe3的转化：实验及现象：实

5、验33溶液由棕黄色变为浅绿色溶液无明显变化溶液变成红色。反应的离子方程式：2Fe3Fe=3Fe2，2Fe2Cl2=2Fe32Cl，Fe33SCN=Fe(SCN)3。结论：Fe3Fe2。(3)铁盐的净水作用：向混有少量泥沙的浑水加入少量Fe2(SO4)3，浑水会变澄清。微判断(1)Fe3O4中铁的化合价有2和3价为混合物。()(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3。()(3)磁铁矿的主要成分为Fe3O4。()(4)FeO和Fe2O3均为碱性氧化物。()(5)Fe2可以被Cl2氧化为Fe3，说明Fe2具有氧化性。()(6)向溶液中加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中不含Fe2。()答案(1)(2

6、)(3)(4)(5)(6)微训练1下列关于Fe2和Fe3的叙述中，错误的是()AFe2的水溶液为浅绿色BFe3的水溶液为棕黄色CFe3具有氧化性，Fe2具有还原性DFe3溶液中滴入含SCN的溶液，立即出现红色沉淀解析Fe3溶液中滴入含SCN的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。答案D2回答下列问题：(1)实验室在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，常在溶液中加入少量的_。(2)亚硝酸盐会使Fe2转变成Fe3，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有_(填序号)。a酸性 b碱性c氧化性 d还原性(3)在含有1 mol FeS

7、O4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是_。(4)Fe3O4与稀盐酸反应的化学方程式为_。答案(1)铁粉(2)d(3)Fe2O3(4)Fe3O48HCl=FeCl22FeCl34H2O3金属单质A可发生以下反应。试判断：(1)A、B、C、D、E分别是(写化学式，B写主要成分)A_、B_、C_、D_、E_。(2)写出反应和的离子方程式：_；_。解析推断题的解题思路：根据物质的物理性质(特别是色、态)和化学性质(相互转化关系、反应条件等)，找出具有特征条件的物质，再由相互转化关系逐步推断。如本题中结合B、C的颜色及与CuCl2溶液、稀盐酸反应的

8、性质可推知A为Fe。答案(1)FeFe2O3Fe3O4CuH2(2)FeCu2=Fe2CuFe2H=Fe2H2微思考1铁与Cl2反应、铁与盐酸的反应、铁与CuSO4的反应中，铁的化合价有何异同？为什么？提示Fe与Cl2，Fe3价FeFe2价因为Cl2的氧化性强，HCl、CuSO4的氧化性弱。2实验31制备Fe(OH)2时应注意什么事项？提示利用教科书中的方法制备Fe(OH)2时，为得到较为纯净的Fe(OH)2，可采取以下措施：Fe2溶液必须是新制的并放入铁粉，防止Fe2被氧化成Fe3；除去溶液中溶解的O2，方法是加热煮沸NaOH溶液；滴管末端插入试管内的液面以下；必要时可在液面上加植物油或苯进

9、行液封。学习任务1Fe、Fe2、Fe3的相互转化“铁三角”【情景素材】上图是工业印刷电路板的制作流程图，其中“蚀刻”这一步用的就是FeCl3溶液，请解释其反应机理，并回答下列问题。(1)FeCl3溶液为什么能腐蚀铜而用于制造印刷电路板呢？提示2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2(2)怎样由Fe制取FeCl2或FeCl3?提示Fe2HCl=FeCl2H2、2Fe3Cl22FeCl3(3)由FeCl2生成Fe或FeCl3，你能写出其化学方程式吗？提示FeCl2Zn=ZnCl2Fe，2FeCl2Cl2=2FeCl3Fe2、Fe3、Fe的相互转化“铁三角”1Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化为Fe

10、2、Fe3如：FeSFeS，Fe2Fe3=3Fe2，FeCu2=CuFe2；2Fe3Cl22FeCl3，3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。2Fe2既具有氧化性又具有还原性如：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，ZnFe2=Zn2FeFeOCOFeCO2。3Fe3具有较强氧化性，可被还原为Fe2或Fe如：2Fe3Cu=2Fe2Cu2，Fe2O33CO2Fe3CO2，Fe2O32Al2FeAl2O3。特别提醒：(1)金属阳离子被还原不一定得到金属单质。如：Fe3Fe2。(2)离子共存问题：Fe3与I、S2、HS、SO、HSO等因发生氧化还原反应而不能大量共存。Fe2与MnO(H)、NO(H)、Cl

11、O等因发生氧化还原反应而不能大量共存。(3)除杂问题(括号内为杂质)：FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。Fe粉(铝)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，充分反应后过滤。(4)Fe2盐溶液的配制与保存：加铁粉，防止Fe2被氧化。【例题】已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式：A_；C._；F._；G._。(2)检验D中阳离子的方法为_。(3)保存C溶液时要加固体A的原

12、因是_。(4)写出下列转化的离子方程式：DC：_。CD：_。(5)写出EF的化学方程式：_。解析根据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，X为H2。答案(1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3(3)防止Fe2被O2氧化(4)2Fe3Fe=3Fe22Fe2Cl2=2Fe32Cl(5)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3变式训练要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可行的方法是()A滴入KS

13、CN溶液 B通入氯气C加入适量铜粉并过滤 D加入适量铁粉并过滤解析KSCN溶液只能检验Fe3的存在，A错误；通入氯气将FeCl2氧化为FeCl3，B错误；加入铜粉发生Cu2Fe3=2Fe2Cu2，引入新杂质Cu2，C错误；加入铁粉发生Fe2Fe3=3Fe2，过滤除去剩余铁粉，得到纯净FeCl2溶液，D正确。答案D学习任务2(核心素养)Fe3、Fe2的检验一、知识要点1Fe3、Fe2的检验Fe2Fe3(1)观察法浅绿色棕黄色(2)加碱法(NaOH)现象：白色絮状沉淀灰绿色红褐色沉淀反应：Fe22OH=Fe(OH)2(白色)；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(红褐色)现象：红褐色沉淀

14、反应：Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色)(3)显色法(SCN)现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液反应：2Fe2Cl2=2Fe32Cl；Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色)现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色反应：Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色)2.检验Fe2的注意事项(1)只含Fe2的溶液：检验Fe2加入试剂的顺序待测液不变色红色(含Fe2、不含Fe3)。加KSCN溶液前，防止加氧化性物质，使Fe2被氧化。如H2O2、NO(H)等氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，原因：酸性KMnO4 溶液本身显紫红色，对Fe(SCN)3红色有干扰；酸性KMnO4溶液能氧化

15、KSCN，溶液不变红色，不能证明不含Fe2。(2)同时含有Fe2和Fe3的溶液Fe2对检验Fe3无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3；Fe3对检验Fe2有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪色说明含有Fe2。(3)检验铁的氧化物中是否有2价铁时，正确的思路为少量固体溶液紫色褪去。步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。步骤a中，不能选用稀HNO3，原因是稀HNO3可以将Fe2氧化为Fe3。二、核心素养Fe2、Fe3的检验提升学生的实验探究意识与证据推理素养Fe2、Fe3的干扰培养学生的严谨科学态度与科学精神【素养解题

16、】典例示范下列离子的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3 D向某溶液中加入NaOH溶液，得到白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2，不含有Mg2离子检验解题思维模型明确基本检验方案明晰是否有干扰易错防范Fe2：先加KSCN，再加氧化剂Fe3：NaOH溶液B项，由于先通入Cl2，引入Fe3的干扰D项，Fe2的存在对Mg2检验有干扰无干扰检验方案Fe3KSCN溶液呈红色Fe2K3Fe(CN)6蓝

17、色沉淀答案C三、对点训练1下列离子方程式正确的是()A将氨水滴入到FeCl3溶液中Fe33OH=Fe(OH)3B氧化铁与盐酸反应Fe2O36H=2Fe33H2OC向FeCl3溶液中加入铁粉FeFe3=2Fe2D向氯化亚铁溶液中通入Cl2Fe2Cl2=Fe32Cl解析A项在书写离子方程式时，弱电解质NH3H2O不能拆写成离子的形式；C项离子方程式中除遵循元素守恒外，电荷也必须守恒，正确的离子方程式应为Fe2Fe3=3Fe2；D项只符合元素守恒，不符合电荷守恒，正确的离子方程式应为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。答案B2把铁粉、铜粉置于FeCl3溶液中，充分反应后加入KSCN不显红色，下列情况不能

18、成立的是()A铁不剩余，Cu剩余 B铁、铜均剩余C铁剩余，含Cu2 D铜剩余，含Fe2解析因还原性：FeCu，FeCl3溶液中加入铁粉、铜粉时，依次发生反应：Fe2FeCl3=3FeCl2，Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2有以下情况：Fe、Cu均剩余，溶液中只有Fe2；只有Cu剩余，溶液中只有Fe2或含Fe2、Cu2；Fe、Cu均不剩余，Fe3恰好反应，溶液中有Fe2、Cu2；Fe、Cu均不剩余，Fe3剩余，溶液中有Fe3、Fe2、Cu2。C项Fe剩余，则溶液中不可能含有Cu2。答案C3向某溶液中加入含Fe2的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误

19、的是()A该溶液中一定含有SCNB氧化性：Fe3Cl2CFe2与SCN不能形成红色物质DFe2被氧化为Fe3解析溶液中的Fe2与加入的新制氯水发生反应：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，故氧化性：Fe3Cl2；能使含Fe3的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN；因原溶液中加入含Fe2的溶液后，无明显变化，说明Fe2与SCN不能形成红色物质。答案B4(1)合成氨工业生产中所用的Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。某FeO、Fe2O3混合物中，铁原子、氧原子的物质的量之比为45，其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为_。当催化剂中2价铁与3价铁的物质的量之比为12时，其催化活性最高，此时铁

20、的氧化物的混合物中铁的质量分数为_(用小数表示，保留2位小数)。(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。用FeO、Fe2O3和稀盐酸、氯气制取FeCl3溶液的离子方程式为_、_、_，检验溶液中Fe3存在的试剂是_。写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式_，当转移电子数为6.021024时，被氧化的铜的物质的质量为_。解析(1)设FeO的物质的量为x，根据正、负电荷总数相等有：2x(4 molx)35 mol2，x2 mol，故Fe2O3的物质的量为1 mol。故FeO与Fe2O3的物质的量之比为21。设催化剂中含1 mol FeO则Fe2O3也是

21、1 mol，催化剂中氧原子的物质的量为：(1 mol11 mol3)4 mol。催化剂中铁的质量分数为：0.72。或二者的混合物组成相当于Fe3O4，故铁元素的质量分数为：0.72。(2)FeO、Fe2O3与盐酸反应，生成FeCl2、FeCl3，通入氯气氧化FeCl2制取FeCl3。FeCl3溶液与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，转移电子数为6.021024时，被氧化的铜的物质的量为5 mol，质量为320 g。答案(1)210.72(2)FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2O2Fe2Cl2=2Fe32ClKSCN溶液2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2320 g 合

22、 格 练1下列物质反应后一定有3价铁生成的是()过量的Fe与Cl2反应Fe与过量稀硫酸反应FeCl2溶液中通入少量Cl2Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A只有 BC D全部解析中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原；中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2。在溶液中Fe2被Cl2氧化生成Fe3。中依次发生：)Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3的反应，)Fe与FeCl3生成FeCl2的反应，)Fe与盐酸反应生成FeCl2，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。答案B2已知下述三个实验均能发生化学反

23、应：将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是()A实验中铁钉只作还原剂B实验中Fe2既显氧化性又显还原性C实验中发生的是置换反应D上述实验证明氧化性：Fe3Fe2Cu2解析实验中铁钉作还原剂，氧化性Cu2Fe2；实验中Fe2只表现还原性；实验中反应为：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，不是置换反应，分析可知：氧化性：Fe3Cu2，综上可知氧化性Fe3Cu2Fe2，故A正确，B、C、D错误。答案A3要证明某溶液中不含Fe3，而可能含有Fe2，进行如下实验操作的最佳顺序为()加入足量氯水加入足量KMnO4(H)溶液加入少量KSCN溶液A BC

24、 D解析先加入少量KSCN溶液，若无红色，证明无Fe3，然后加氯水，若出现红色，说明有Fe2存在。答案C4下列关于铁矿石的说法正确的是 ()A赤铁矿的主要成分是Fe3O4B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，溶液变红色DFeO俗称铁红解析磁铁矿的主要成分是Fe3O4，能溶于盐酸生成Fe2和Fe3，所得溶液加入KSCN溶液变红色。答案C5将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中三价铁离子和二价铁离子浓度相等。则已反应的三价铁离子和未反应的三价铁离子的物质的量之比是()A23 B32C12 D11解析设溶液中未反应的Fe3的物质的量为a mol，则

25、溶液中n(Fe2)a mol。2Fe3Fe=3Fe2a mol a mol所以反应的Fe3与未反应的Fe3物质的量之比为a mola mol23。答案A6在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且ac，则下列说法正确的是()A残余固体是铜和铁B最后得到的溶液中一定含有Cu2C将残余固体加入到稀H2SO4中，有气泡产生D最后得到的溶液中可能含有Fe3解析Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，发生反应：2Fe3Cu=2Fe2Cu2(Fe3可能剩余)，再加铁，发生反应：Cu2Fe=Fe2Cu(可能发生2Fe3Fe=3Fe2)。显然铁没有将溶液中Cu2全部还原。残余固体是铜，如果为铁和铜，则ca，A错误；残余固体为Cu，加入到稀H2SO4中无气泡产生，C错误；最后得到的溶液中一定没有Fe3，D错误。答案B7将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 molL1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 ()A铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl基本不变B向溶液中滴入无色KSCN溶液，仍无色C溶液中Fe2与Fe3物质的量之比为61D氧化产物与还原产物的物质的量之比为25解析n(Fe)0.02 mol，n(