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金属铁及其化合物 教案老师

教学过程一、复习预习复习初中阶段所学过的铁的性质 ①3Fe +2O 2=====点燃Fe 3O 4 ②Fe +S=====△FeS ③2Fe +3Cl 2=====点燃2FeCl 3 ④3Fe +4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4+4H 2⑤Fe +2H +===Fe 2++H 2↑(酸为非氧化性酸) ⑥Fe +4HNO 3(稀)===Fe(NO 3)3+NO ↑+2H 2O(铁适量) ⑦3Fe +8HNO 3(稀)===3Fe(NO 3)2+2NO ↑+4H 2O(铁过量) ⑧Fe +CuSO 4===Cu +FeSO 4 ⑨2FeCl 3+Fe===3FeCl 2二、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,但在高温条件下能与水蒸气反应(4)与金属盐溶液:Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu考点2铁的氧化物的比较考点3比较铁的氢氧化物1.性质比较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1.Fe2+的检验方法:①含有Fe2+的溶液呈浅绿色;②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+。

③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)3④向待检测溶液中滴加K3【Fe(CN)6】溶液,有蓝色沉淀生成,说明含Fe2+。

2.Fe3+的检验方法:①含有Fe3+的溶液呈黄色;②向待检液中滴加NaOH溶液或氨水,产生红褐色沉淀,说明含Fe3+;③向待检液中滴加KSCN溶液,溶液呈血红色,说明含Fe3+;④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. CO. 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①向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液呈血红色;②FeCl3溶液能使紫色石蕊试液呈红色;③FeCl3与NaOH溶液反应,生成红褐色沉淀;④向FeCl3溶液中通入H2S气体,生成淡黄色沉淀;⑤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;⑥向FeCl3溶液中加入过量Fe粉,溶液变为浅绿色;⑦向FeCl3溶液中加入过量Cu粉,溶液变为蓝绿色;⑧将FeCl3溶液滴入到淀粉­碘化钾溶液中,溶液变为蓝色;⑨将FeCl3溶液滴入苯酚溶液,溶液变为紫色;⑩将FeCl3溶液滴入AgNO3溶液中,生成白色沉淀;⑪将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合,放出气体,生成红褐色沉淀;⑫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()A.FeS B.FeCl2 C.FeCl3 D.Fe3O4【答案】B【解析】A.Fe与S点燃或加热下直接化合生成FeS,故A不选;B.Fe与氯气点燃直接化合生成FeCl3,故B选;C.Fe与氯气点燃直接化合生成FeCl3,故C不选;D.Fe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【答案】B【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:Fe>Cu,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【答案】B【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( )。

①铁能被磁铁吸引,但纯铁易被腐蚀②在人体内的血红蛋白中含有铁元素③铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族④铁能在氧气中剧烈燃烧,但不能在水蒸气中燃烧⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3 ⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3A、①③B、②④C、②⑤D、④⑥【答案】B【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Ⅷ族,而不是第ⅧB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Fe+2FeCl3===3FeCl2、4Fe(OH)2+O2+2H2O===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.【答案】B【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反应生成Fe(NO3)3,共消耗3molFe,只有图象B符合,故选B.2.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H2S O4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/L×0.02 L×1=0.24 mol;C项中,2 mol/L×0.08 L×2=0.32 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()A.Fe(OH)2易被氧化生成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2<Fe(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+3HI→FeI3+3H2OD.铁元素位于周期表的第五周期第VIII族【答案】A【解析】A.Fe(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;C.Fe3+具有较强的氧化性,可与I-发生氧化还原反应,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A.2. 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 gB、6.4 gC、0.64 gD、3.2 g【答案】C【解析】n(Fe)=0.5 mol,n(CuSO4)=0.100 L×0.1 mol/L=0.01 mol,由CuSO4+Fe===FeSO4+Cu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 mol×64 g·mol-1=0.64 g。

课程小结1.Fe、Cu在一定条件下可以与某些酸、非金属单质、某些盐溶液、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。

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