《2017-2018学年高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第2单元 铁、铜的获取及应用——铁铜及其化合物的应用 苏教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第2单元 铁、铜的获取及应用——铁铜及其化合物的应用 苏教版必修1（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题3从矿物到基础材料,化学1,第二单元 铁、铜的获取及应用,铁、铜及其化合物的应用,铁的化学性质,中等活泼的金属,1、与非金属（O2、Cl2、S等）化合反应 2、与酸（盐酸、稀硫酸、醋酸等）置换出H2 3 、与水反应置换出H2 4、与不活泼金属的盐（CuSO4等）溶液置换反应,Fe2H+Fe2+H2,注意：常温下，铁遇浓硝酸、浓硫酸而钝化，可用于储存和运输浓硫酸、浓硝酸。,FeCu2+Fe2+Cu Fe2Ag+Fe2+2Ag,铁、铜的化学性质,Fe+Cu2+=Fe2+Cu,Cu+2Ag+=Cu2+2Ag,Fe+2H+=Fe2+H2,不反应,不反应,3Fe4H2O(g)Fe3O44H2,高温,
2、回忆、整理生成下列铁、铜的重要化合物的化学反应。（氧化物、氢氧化物、盐类或其它）,FeO Fe3O4 Fe2O3 FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 FeS,（ ？）,Fe2H+Fe2+H2；FeCu2+Fe2+Cu,Fe2+2OH-Fe(OH)2；Fe2+2NH3H2O,Fe3+3OHFe(OH)3；Fe3+3NH3H2O ,CuO,如何检验Fe3+?,性质2. Fe3+遇SCN-离子生成血红色溶液， Fe2+无此性质,性质3. Fe3+遇碱性溶液生成红褐色沉淀， Fe2+离子与此不同。,4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3,Fe3+ 3SCN- Fe(SCN
3、)3 血红色溶液,白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。,性质1. Fe3+溶液呈棕黄色， Fe2+溶液呈浅绿色。,氢氧化亚铁Fe(OH)2，白色难溶，易被空气中的氧气氧化。,4Fe3O22Fe2O3 2Fe3Cl22FeCl3 FeCu2+Fe2+Cu Fe2H+Fe2+H2,生锈,点燃, FeSFeS,根据下列反应事实，分析总结氧化剂的氧化性强弱与生成物中铁所显价态的关系,较弱氧化剂,较强氧化剂,H+、Cu2+、S、I2等,Cl2、Br2、O2等,根据反应规律及以上研究成果提出实现Fe与Fe 相互转化的方案。 （1） Fe2+ Fe3+ （2） Fe3+ Fe2+,+2,+3,（加
4、入氧化剂， ）,（加入还原剂， ）,氧化性Fe3+,还原性Fe2+,进行具体的实验研究之前，要学会一些实验方法，学会产物的验证，了解能表明反应发生的现象。,新制氯水,溴水,氧气,酸性KMnO4,强氧化剂,2Fe2Cl22Fe32Cl 2Fe2Br22Fe32Br MnO4-+5Fe28H+=5Fe3Mn24H2O NO3-+3Fe24H+=3Fe3NO2H2O,Fe2转化成Fe3,实现Fe3+与Fe2+的相互转化,观察溶液变化，必要时运用合适的检验方法，并记录现象。,H2O2,HNO3,Fe3 Fe2,三价铁离子该加何种物质变成二价铁离子？请你设计实验证明。,金属单质：Fe、Cu 低价化合物：
5、I、S2,还原剂,Fe2Fe33Fe2 Cu2Fe32Fe2 Cu2 2Fe32I- 2Fe2I2 2Fe3S22Fe2S Fe2S2- FeS,Fe3转化成Fe2,Cl2、Br2、O2、H2O2、HNO3、酸性KMnO4溶液等,S2-、I- 、Cu、Fe、Zn等,H+、Cu2+、S、I2等,Cl2、Br2、O2等,H2、C、CO、Zn等,H2、C、CO、Al等,铁及其化合物的相互转化,铁三角,回顾铝三角,砖瓦,铁的化合物Fe2O3 制得红色砖瓦,在烧制砖时，用粘性泥土做成的坯经过烘烧后，制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水，封窑，再烧而得到青色砖瓦。,H2O+CCO+H2 气体,Fe2
6、O3FeO、Fe3O4 及碳颗粒 制得青色砖瓦,2FeCl3 +Cu=2FeCl2+CuCl2,2Fe3+ +Cu=2Fe2+Cu2+,用FeCl3溶液腐蚀铜板制印刷电路板,Fe3+与S2-、I-能否共存？ Fe2+与NO3-酸性条件下能否共存？,1.实验室在配制FeSO4溶液时，常常加入少量铁粉，为什么?,2Fe3+ +Fe=3Fe2+,4Fe2+ +O24H=4Fe3+2H2O,Fe可将空气中的O2氧化形成的Fe3+还原为Fe2+,先将Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液pH值，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀析出。,Fe3O4 FeS FeCl2 FeCl3 Fe(OH)3 Fe(OH)
7、2,铁丝在纯氧中燃烧,铁粉和硫粉加热,溶液中2FeCl3Fe3FeCl2,铁在氯气中燃烧,4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3,下列化合物能由化合反应生成的是 。,【设计】如何从FeCl3和Cu粉的混合物中分离得到纯净的FeCl3和Cu？,（1）加水溶解。若有固体残留，过滤，保留滤渣。,（2）在溶液（或滤液）中加过量Fe粉，充分反应后过滤。,（3）在（2）过滤所得滤渣中加足量盐酸，充分反应后过滤，滤渣与（1）合并，经洗涤、烘干，得纯净的Cu；将滤液与（2）合并；,（4）滤液中通足量Cl2。, （5）在一定条件下，蒸发溶液得纯净FeCl3。,2FeCl3Cu 2FeCl2CuCl2,
8、FeCuCl2 FeCl2Cu,Fe2HClFeCl2H2,2FeCl2Cl2 2FeCl3,具体步骤以框图形式表示更加直观有效！,HCl 过滤,足量Fe粉 过滤,FeCl3 Cu,H2O,FeCl2 CuCl2 FeCl3,滤渣 Fe Cu,滤液FeCl2,滤渣Cu,滤液FeCl2,Cl2,FeCl3 溶液,HCl气体 蒸干,无水FeCl3,具体步骤以框图形式表示如下：,溶液,若有固体，过滤,【设计】如何从FeCl3和Cu粉的混合物中分离得到纯净的FeCl3和Cu？,【例题】 “卤块”的主要成分为MgCl2（含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得
9、“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低，流程中所用试剂或pH值控制可参考下列附表确定。,轻质氧化镁工艺流程图,表1 生成氢氧化物沉淀的值,注：Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀而去除之。,请填写以下空白： （1）在步骤加入试剂X，最佳选择应是 ，其作用是 。 （2）在步骤加入的试剂Y应是 ，之所以要控制pH=9.8，其目的是 。 （3）在步骤时发生的化学反应方程式是： 。,漂液（NaClO）,使Fe2+氧化成为Fe3+,NaOH,使各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀以便除去,MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2
10、 ,1.除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法，写出有关反应的离子方程式。 （1）铜粉中混有铁粉: 、 。 （2）铁粉中混有铝粉: 、 。 （3）FeCl3溶液中混有FeCl2 : 、 。 （4）FeCl2溶液中混有CuCl2 、 。,加入过量盐酸，过滤 Fe2HFe 2H2,过量NaOH溶液，过滤 2Al2OH2H2O2AlO2-3H2,通入足量Cl2 2Fe2Cl22Fe32Cl,加入过量Fe，过滤 Cu2FeFe2Cu,【课堂巩固练习】,2.将Fe.Cu与FeCl3.FeCl2.CuCl2溶液一起放入烧杯内，充分反应后： (1)若铁有剩余，则容器内不可能存在的物质是 。容器内还有
11、。 (2)若CuCl2有剩余，则容器内不可能存在的 物质是 ，一定存在的物质是 ，可能存在的物质是 。 (3)若FeCl3.CuCl2均有剩余，则容器内不可能存在的物质是 。,FeCl3. CuCl2,FeCl2.Cu,Fe,FeCl2,FeCl3或Cu,Fe. Cu,3.某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐。根据以下化学反应框图填空：,(1) A是，B是，单质F是_。(2）写出由E生成G的离子反应方程式（或化学方程式） _ 。(3）溶液I中所含金属离于是_。(4)写出DH的化学方程式 。,H2,Al3+和Na+,Fe2+2NH3H2O=Fe(OH)2+2NH4+ 4Fe(OH)2+O2+2H
12、2O=4Fe(OH)3,Fe2O3,Al,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,4.氯化铜(CuCl22H2O)中含有FeCl2杂质，为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下列图示的操作步骤进行提纯：,溶液,溶液,(1)根据下表数据回答：为什么要加入氧化剂？,(2)下列物质都可作氧化剂，其中最适合的是( ),A.KMnO4 B.NaClO C.K2Cr2O7 D.H2O2,(3)物质Y是 ，沉淀Z是 。,将Fe2+氧化为Fe3+，否则调pH 除Fe2+时，Fe2+ 和Cu2+共同沉淀而不能达到除杂之目的。,D,CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3,Fe
13、(OH)3,5硫酸亚铁（FeSO47H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过下列实验由废铁屑制备FeSO47H2O晶体：将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤23遍向洗涤过的废铁屑加入过量的稀硫酸，控制温度5080之间 至铁屑耗尽；趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水23次，再用滤纸将晶 体吸干； 将制得的FeSO47H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。请回答下列问题： （1）实验步骤的目的是_，加热的作用是。 （2）实验步骤明显不合理，理由是_。 （3）实
14、验步骤中用少量冰水洗涤晶体，其目的是。,除油污,升高温度，溶液碱性增强，去油污能力增强,应该铁屑过量（或反应后溶液中必须有铁剩余），否则溶液中可能有Fe3存在。,洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质；用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO47H2O的损耗,（4）经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO47H2O、FeSO44H2O和FeSO4H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示（仅在56.7、64温度下可同时析出两种晶体）。,请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线。 （5）若从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO44H2O晶体，应控制的结晶温度（t）的范围
15、为_ _ _。,56.7t64,6.向48.8克铁粉和氧化铁的混合物中加入700ml稀硫酸，恰好完全反应，生成H22.24L (标准状况)。此时向反应后的溶液中加入KSCN溶液，未见红色出现。求： (1)原混合物中铁粉和氧化铁的质量。 (2)原稀硫酸的物质的量浓度。,解：设混合物中含Fe:xmol ,Fe2O3:ymol,Fe H2SO4 FeSO4 H2 0.10.12.24/22.4=0.1,Fe2O3 3H2SO4 Fe2(SO4)33 H2O y 3yy,Fe Fe2(SO4)3 3FeSO4 y y,7.（22分）用下面两种方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀。 方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 （1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。 （2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。 （3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出Na
