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1、,四,Fe3+,Fe2+,课前体验,1.回答下列问题 (1) Fe位于第 周期第 族，属于过渡元素，地壳中金属元素含量居第 位，常见离子有 、 。 (2)写出下列反应方程式,2,2Fe+3Cl2 2FeCl3、3Fe+2O2 Fe3O4、 Fe+S FeS、3Fe+4H2O Fe3O4+4H2、 Fe+2HCl FeCl2+H2、2FeCl3+Fe 3FeCl2、8HNO3(稀)+3Fe(过量) 3Fe(NO3)2+2NO +4H2O、4HNO3(稀)+Fe(不足) Fe(NO3)3+NO +2H2O。,Fe分别与氯气、氧气、硫单质、水蒸气、盐酸、氯化铁溶液、稀硝酸反应：,四,Fe3+,Fe2
2、+,课前体验,1.回答下列问题 (1) Fe位于第 周期第 族，属于过渡元素，地壳中金属元素含量居第 位，常见离子有 、 。 (2)写出下列反应方程式,2,Cu分别与氯气、氧气、硫单质、浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸反应：,Cu+Cl2 CuCl2、2Cu+O2 2CuO、 2Cu+S Cu2S、Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2+2H2O、Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2 +2NO2+2H2O、3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2 +2NO+4H2O。,检测铁单质、铜单质 的重要反应，是重要 的基础知识，学生必 须牢固掌握,课前体验,2.下列物质不能通过化合反应得到的物质
3、是A.CuCl2 B.FeCl2 C.FeS D.CuS,【解析】 Cu和S化合只能生成Cu2S。,课前体验,3.将铁片投入下列溶液中，铁片溶解且可使溶液的质量增加的是 Na2SO4溶液 FeCl3溶液 Cu(NO3)2溶液 稀硫酸 A. B. C. D.,【解析】Fe与FeCl3溶液反应生成氯化亚铁溶液，没有沉淀和气体生成，所以溶液质量肯定变重；铁与稀硫酸反应也使溶液质量增加。,课前体验,4.已知某混合金属粉末，除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。 仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；
4、1 mol/L硫酸、2 mol/L硝酸、2 mol/LNaOH溶液、20% KSCN溶液。 完成以下实验探究过程： (1)提出假设： 假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有 元素； 假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有 元素； 假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素； (2)设计实验方案 基于假设3，设计出实验方案(本小题不需要作答)。 (3)实验过程,Cu,Fe,根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。,课前体验,课前体验,【解析】证明粉末中含有铁和铜，先排除干扰，加入碱将铝溶解除去；剩余粉末是铁和铜混合物，利用它们性质差异即可进一步鉴别。根据题中试剂可知必须将铁转化为
5、铁离子，再用KSCN来检验；将铜转化为铜离子，再有NaOH检验。,根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。,典例精析,【例1】某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol,其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50 mL b molL1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是 （ ）A.若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解B.若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3+C.若金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)，则b=0.3D.当溶液中金属离子只有Fe3+、Cu2+时，则a与b的关系为： b80y(1-a/3),
6、AD,【评注】熟悉铁的性质、氧化还原原理，电子守恒、元素守恒原理；定量考察化学反应。,典例精析,【解析】 A中,滴加硫酸后,溶液中的NO3在酸性条件下,能氧化剩余的金属； B中,当金属全部溶解时,铁元素可能以Fe2+的形式存在,不一定含Fe3+,B不正确。 C中,当b=0.3时,参加反应的硝酸最多为0.050.3=0.015mol,而生成的NO的物质的量为336/22.41000=0.015 mol,参加反应的硝酸的物质的量应该大于生成NO的物质的量,C不正确。 D项中硝酸和金属反应,参加反应的硝酸由两方面构成,一方面作氧化剂生成NO,另外一方面体现酸性,生成硝酸盐。n(Cu)=ay mol,
7、n(Fe)=(1a)y mol。作酸性的硝酸为2ay mol+3(1a)y mol=(3ay)mol。由电子守恒可得,生成的NO的物质的量,即被还原的硝酸的量,n(NO)=2aymol+(3ay)mol/3=(3ay)/3mol。参加反应的硝酸n(HNO3)=(44ay/3)mol,所以有b0.05(44ay/3)mol,得b80y(1a/3)。,典例精析,变式1,在铁和铜的混合物中，加入一定量的稀硝酸，充分反应后剩余金属m1g,再向其中加入一定量的稀硫酸充分振荡后，剩余金属m2g，则m1与m2之间的关系是( ) A.m1一定大于m2 B.m1可能等于m2 C.m1一定等于m2 D.m1可能大
8、于m2,【解析】第一次反应后，溶液中必定生成了硝酸盐，当再加入稀硫酸后，相当于溶液中又有硝酸存在，无论是铁还是铜均能继续溶解。,A,NO(开始时为冷的稀HNO3),典例精析,【例2】铁在热的稀HNO3中反应，其主要还原产物为N2O，而在冷HNO3中反应，其主要还原产物为NO，当溶液更稀时，其主要还原产物是NH4+。请分析下图，回答有关问题。,(1)假设在任一曲线段内只有一种还原产物，试配平由b点到c点时反应的化学方程式：,(2)判断从O点到a点时的还原产物，应为 。,8 30 8 3 NH4NO3 9,典例精析,(3)a点到b点产生还原产物为，其原因是。 (4)已知到达d点时反应完全结束，此时
9、溶液中的主要阳离子为。分析投入金属铁的物质的量之比nc(Fe)/nd(Fe)=。,N2O；反应为放热反应，当温度升高后，则生成N2O,Fe2+ (及NH4+),23,【例2】铁在热的稀HNO3中反应，其主要还原产物为N2O，而在冷HNO3中反应，其主要还原产物为NO，当溶液更稀时，其主要还原产物是NH4+。请分析下图，回答有关问题。,典例精析,【解析】图中有两条曲线，一条是溶液中H+浓度曲线，当反应进行到c点后，硝酸已经反应完全，cd段发生的反应是：Fe+2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2；另一条曲线是表示产生气体的示意图，反应进行到b点后气体不再增加，bc段还原产物是NH4+。反应开始时
10、，溶液温度较低，还原产物是NO，随着反应进行，放出热量使溶液温度升高，还原产物变为N2O，最后溶液变稀，还原产物是NH4NO3。,【评注】正确理解题意和看懂图中曲线表示的意义是解题基础；氧化还原方程式的配平方法也必须牢固掌握；本题的关键是cd段的反应要判断正确。,典例精析,向含有0.8 mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4 g的铁粉，假设反应分为两个阶段。第一阶段为 Fe+HNO3 Fe(NO3)3+NO+H2O,变式2,(1)写出这两个阶段反应的离子方程式。 (2)求这两个阶段反应中，加入铁粉的物质的量和溶液中铁元素存在的形式。 (3)在图中画出溶液中Fe2+、NO3的物质的量随加入铁粉的物
11、质的量变化的关系图像(纵坐标是溶液中离子的物质的量)。,典例精析,答：(1) Fe+4H+NO3 Fe3+NO+2H2O2Fe3+Fe 3Fe2+。(2)加入Fe粉为00.2 mol时，存在形式为Fe3+；加入Fe粉为0.20.3 mol时，存在形式为Fe2+和Fe3+；加Fe粉为n(Fe)0.3mol时，存在形式为Fe2+。(3)如下图。,典例精析,【解析】铁与稀硝酸反应规律 Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+NO+2H2O 2Fe(NO3)3+Fe 3Fe(NO3)2 实际反应过程中先发生后发生反应。根据反应可知硝酸耗尽时参加反应的铁粉为0.2 mol,生成硝酸铁0.2 mol,反应最终
12、消耗铁粉0.1 mol。,典例精析,【备选题】在100 mL某混合酸中，c(HNO3)=0.4 mol/L,c(H2SO4)=0.1 mol/L,向其中加入1.92 g铜粉微热，待充分反应后，溶液中Cu2+的浓度为 （ ）A. 0.15 mol/L B. 0.30 mol/LC. 0.225 mol/L D. 无法计算,C,【解析】铜与稀硝酸反应后生成的硝酸铜在稀硫酸存在时，相当于还有硝酸，会继续反应，因此要依据离子方程式进行计算。反应前溶液中含有氢离子0.06 mol,硝酸根离子0.04 mol,铜物质的量为0.03 mol,据此可以判断氢离子不足，以氢离子物质的量计算溶解铜的物质的量和铜离
13、子浓度。,方法指导,一、几种金属与酸反应规律,1.铁与稀硝酸反应规律 Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+NO+2H2O 3Fe+8HNO3 3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,当n(Fe)/n(HNO3)1/4时，按反应进行。 当n(Fe)/n(HNO3)3/8时，按反应进行。 当1/4n(Fe)/n(HNO3)3/8时，则两反应都发生，且Fe、HNO3均反应完全。 (1)上述反应可以认为先发生反应，若Fe有剩余则发生:Fe+2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2。 (2)通过上述分析可以得出，无论反应按照还是进行，被还原的硝酸都是参加反应的硝酸的1/4。,方法指导,一、几种金属与酸反应规律,2.Cu与浓硝酸反应当一定量的浓硝酸与足量金属铜反应时，随着反应进行，硝酸浓度下降，硝酸还原产物也发生改变。 3.铜与硫酸的反应铜与浓硫酸在加热时才能发生反应生成硫酸铜、二氧化硫、水。当过量铜与一定量的浓硫酸反应时，随着硫酸浓度的减小，反应将停止，溶液中还有硫酸剩余。,方法指导,二、金属的冶炼,1.金属冶炼的实质 用还原的方法,使金属化合物中的金属阳离子得电子变成金属原子.Mn+ne M。,方法指导,二、金属的冶炼,2.金属冶炼方法 金属依据其活泼性不同，采用不同的冶炼方法。,2NaCl 2Na+Cl2 MgCl2 Mg+Cl2 2Al2O3 4Al+3O2,
