人教版高中化學(xué)必修第一冊第三章第一節(jié)第3課時鐵及其重要化合物的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用能力課課件

第3課時鐵及其重要化合物的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用(能力課)第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物素養(yǎng)目標(biāo)1．能從鐵元素價態(tài)的視角對鐵及其化合物進(jìn)行分類，依據(jù)相關(guān)原理預(yù)測鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化。2．能認(rèn)識鐵及其化合物是可以轉(zhuǎn)化的，知道它們的轉(zhuǎn)化需要在一定的條件下?？键c一利用“價—類”二維圖認(rèn)識鐵及其化合物的關(guān)系1．構(gòu)建鐵及其化合物的“價—類”二維圖(1)橫向變化體現(xiàn)了同價態(tài)不同類別(氧化物、酸、堿、鹽)之間的轉(zhuǎn)化。(2)縱向變化體現(xiàn)了不同價態(tài)的同類物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。(3)斜向變化體現(xiàn)不同價態(tài)、不同類別之間物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。2．從物質(zhì)分類的角度理解鐵及其化合物的性質(zhì)(1)Fe2O3、FeO是堿性氧化物，分別溶于稀硫酸的離子方程式為_____________________________、________________________。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3屬于堿，分別溶于稀鹽酸的離子方程式為____________________________、___________________________。Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O

FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O

Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O(3)Fe(OH)2和Fe(OH)3都是沉淀，可由可溶性鹽和可溶性堿反應(yīng)制得：如：FeCl2＋2NaOH===__________________________、Fe2(SO4)3＋6NaOH===_____________________________。Fe(OH)2↓＋2NaCl2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4

(3)Fe3+―→Fe2+：Fe3+具有一定的氧化性，不能使用還原性很強(qiáng)的物質(zhì)進(jìn)行還原。能將Fe3+還原為Fe2+的還原劑有Fe、Cu、I－等。如Fe＋2Fe3+===3Fe2+、Cu＋2Fe3+===2Fe2+＋Cu2+等。

√

2．鐵及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。回答下列問題：(1)下列不能通過化合反應(yīng)得到的是________(填字母)。A．d

B．e

C．f

D．g(2)c固體的顏色為________，能否由a在氧氣中點燃得到？________(填“能”或“否”)。A紅棕色否(3)在小燒杯中加入20mL蒸餾水，加熱至沸騰后向燒杯中加入幾滴g的飽和溶液繼續(xù)煮沸即可制得e的膠體。膠體區(qū)別于溶液的最本質(zhì)特征是_____________________________，鑒別膠體和溶液的方法是_________________。(4)實驗室檢驗g中鐵元素的試劑是___________。高溫下，a與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。分散質(zhì)粒子直徑為1～100nm丁達(dá)爾效應(yīng)KSCN溶液

(5)在溶液中生成的d置于空氣中，現(xiàn)象為____________________________________________________________________________。電子工業(yè)上可用g的溶液腐蝕電路板上的銅，該反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________。白色絮狀沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+[解析]

a為Fe，b為FeO，c為Fe2O3，d為Fe(OH)2，e為Fe(OH)3，f為FeCl2，g為FeCl3。(1)Fe(OH)2不能通過化合反應(yīng)得到，A符合題意；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，B不符合題意；2FeCl3＋Fe===3FeCl2，C不符合題意；鐵與氯氣加熱反應(yīng)生成氯化鐵，D不符合題意。

(2)c為Fe2O3，F(xiàn)e2O3固體為紅棕色；鐵在氧氣中燃燒得到的是四氧化三鐵，不能得到Fe2O3。

考點二鐵及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用

2．有關(guān)鐵及其化合物的探究題此類題涉及鐵及其化合物的以下性質(zhì)：(1)Fe2+、Fe3+的檢驗；(2)Fe2+氧化性和還原性的探究；(3)Fe3+氧化性的探究；(4)基于K2FeO4的性質(zhì)探究；(5)各物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化綜合應(yīng)用。3．含F(xiàn)e2+、Fe3+的除雜問題主要成分雜質(zhì)除雜方法FeCl3(aq)FeCl2(aq)加入氯水或H2O2FeCl2(aq)FeCl3(aq)加過量鐵粉后過濾FeCl2(aq)CuCl2(aq)加過量鐵粉后過濾

1．分析如下框圖，下列說法不正確的是(

)A．E3+的氧化性比M2+的氧化性強(qiáng)B．在反應(yīng)①中H2SO4既表現(xiàn)了酸性，又表現(xiàn)了氧化性C．反應(yīng)④的離子方程式可表示為3SCN－＋E3+===E(SCN)3D．在反應(yīng)③中若不加稀硫酸可能看到紅褐色沉淀生成√

2．某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的氯化亞鐵、較多的氯化銅和少量的氯化鈉。為了減少污染并促進(jìn)廢物利用，該工廠計劃從廢水中回收氯化亞鐵和金屬銅。請根據(jù)以下流程圖，回答下列問題：(1)不溶性物質(zhì)的主要成分為__________，操作①的名稱為________。(2)溶液②中溶質(zhì)為______________。(3)若鑒別溶液①中含有的主要金屬陽離子，所需的試劑為_____________________________。Fe、Cu過濾FeCl2、HCl氯水或H2O2、KSCN溶液(4)回收的氯化亞鐵溶于水被氧化后得到氯化鐵溶液，氯化鐵溶液可用于腐蝕印刷電路板上的銅，向腐蝕后的溶液中加入一定量鐵粉，充分反應(yīng)。則對反應(yīng)后的溶液分析正確的是________。a．溶液中一定含有Fe2+b．若有固體剩余，固體中一定含有鐵c．若有鐵剩余，溶液中可能含有Cu2+d．溶液若有Fe3+剩余，則一定沒有固體析出ad[解析]

流程圖解讀：1．下列敘述不正確的是(

)隨堂評估·知能落實243題號1選項被提純物質(zhì)雜質(zhì)除雜試劑或方法AFeCl3溶液FeCl2通入適量Cl2BFeCl2溶液FeCl3加入過量鐵粉并過濾C銅粉鐵粉加入過量鹽酸并過濾DFe(OH)3Fe(OH)2在空氣中灼燒√243題號1D

[D項，在空氣中灼燒，F(xiàn)e(OH)3、Fe(OH)2都會發(fā)生反應(yīng)，最終固體變?yōu)镕e2O3，不能達(dá)到除雜的目的，錯誤。]

23題號14√√23題號14AD

[用Na2CO3溶液浸泡廢鐵屑，以除去廢鐵屑表面的油污；Fe和稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4溶液后，向溶液中加入適量H2O2，將部分Fe2+氧化為Fe3+，調(diào)節(jié)pH＝1～2，得到溶液A；向溶液A中加入適量NaOH溶液，通氮氣，加熱，得到Fe3O4(膠體粒子)。鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，A錯誤；Fe2+容易被氧氣氧化，因此通入N2是防止空氣中的O2氧化Fe2+，B正確；利用H2O2的氧化性把部分Fe2+氧化成Fe3+，涉及反應(yīng)為H2O2＋2Fe2+＋2H＋===2Fe3+＋2H2O，C正確；從制得Fe3O4膠體粒子可知，加入H2O2并沒有把Fe2+都氧化成Fe3+，根據(jù)Fe3O4的構(gòu)成可知溶液A中Fe2+和Fe3+的個數(shù)比應(yīng)為1∶2，D錯誤。]3．含鐵物質(zhì)與其相應(yīng)化合價的關(guān)系如圖所示。下列推斷合理的是(

)A．可用KSCN溶液鑒別d和eB．a(chǎn)與水反應(yīng)可直接生成cC．e的水溶液常用于凈水D．存在e－d－f－g的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系23題號41√23題號41A

[由題圖中鐵元素的化合價及所屬類別，可確定a為Fe、b為FeO、c為Fe2O3、d為含F(xiàn)e3+的鹽、e為含F(xiàn)e2+的鹽、f為Fe(OH)3、g為Fe(OH)2。d為含F(xiàn)e3+的鹽、e為含F(xiàn)e2+的鹽，F(xiàn)e3+能與KSCN溶液反應(yīng)生成紅色物質(zhì)，F(xiàn)e2+不能，可用KSCN溶液鑒別二者，A正確；a為Fe、c為Fe2O3，F(xiàn)e與水在常溫下不反應(yīng)，在高溫下反應(yīng)生成Fe3O4和H2，不可直接生成Fe2O3，B錯誤；Fe3+的水溶液常用于凈水，e為含F(xiàn)e2+的鹽，F(xiàn)e2+氧化后才能用于凈水，C錯誤；Fe2+能一步轉(zhuǎn)化為Fe3+，F(xiàn)e3+能一步轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，但Fe(OH)3不能一步轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2，D錯誤。]243題號14．A、B、C為中學(xué)常見單質(zhì)，其中一種為金屬；通常情況下A為固體、B為黃綠色氣體、C為無色氣體。D、E、F、G、H、X均為化合物，其中X常溫下是無色氣體，其水溶液是一種無氧強(qiáng)酸溶液，E為黑色固體，H在常溫下為液體。它們之間的轉(zhuǎn)化如圖所示(某些反應(yīng)條件和部分反應(yīng)產(chǎn)物已略去)。243題號1(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：D________、X________。(2)在反應(yīng)①～⑦中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是________(填序號)。(3)反應(yīng)⑥的離子方程式為______________________________。(4)反應(yīng)⑦的化學(xué)方程式為________________________________；該反應(yīng)中每消耗0.3mol的A，可轉(zhuǎn)移電子________mol。FeCl3HCl③⑥

0.8243題號1(5)除去D溶液中混有的少量G的方法是______________________________________________________________________________。(6)檢驗G溶液中陽離子的方法是____________________________________________________________________________________。向混合液中通入足量氯氣(或氯水)(或加入足量H2O2溶液)取少量G溶液于試管中，滴2滴KSCN溶液，溶液不變色，再加新制氯水，溶液變?yōu)榧t色243題號1[解析]

(1)D是氯化鐵，化學(xué)式是FeCl3，X是氯化氫，化學(xué)式是HCl。(2)反應(yīng)①是鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，元素化合價改變，屬于氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)②是鐵與氧氣反應(yīng)生成Fe3O4，元素化合價改變，屬于氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)③是Fe3O4與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3、FeCl2和水，元素化合價不變，不屬于氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)④是FeCl3與鐵反應(yīng)生成FeCl2，元素化合價改變，屬于氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)⑤是FeCl2與氯氣反應(yīng)生成FeCl3，元素化合價改變，屬于氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)⑥是Fe3+與SCN－反應(yīng)生成Fe(SCN)3，元素化合價不變，不屬于氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)⑦是鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和氫氣，元素化合價改變，屬于氧化還原反應(yīng)；在反應(yīng)①～⑦中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是③⑥。243題號1

課時分層作業(yè)(二十)鐵及其重要化合物的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用題號13524687一、選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題目要求)1．鐵是生產(chǎn)生活中用量最大，應(yīng)用最廣的金屬。關(guān)于鐵及其化合物，下列說法不正確的是(

)A．自然界中既存有游離態(tài)鐵也存在化合態(tài)的鐵

B．向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，立即出現(xiàn)紅色沉淀C．向FeBr2溶液中通入少量Cl2，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－D．將Fe(OH)3投入足量氫碘酸中，反應(yīng)的離子方程式為2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2+＋6H2O＋I(xiàn)2√題號13524687B

[人類最早使用的鐵是隕鐵，自然界中有少量單質(zhì)鐵，大部分是以化合態(tài)的形式存在，A正確；溶液變成紅色，而不是出現(xiàn)紅色沉淀，B錯誤；還原性：Fe2+＞Br－，少量Cl2只氧化Fe2+，離子方程式為2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，C正確；氫氧化鐵是堿，氫碘酸是酸，二者可發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2+＋6H2O＋I(xiàn)2，D正確。]題號135246872．硫酸亞鐵是一種重要的工業(yè)原料，同時也可以用于制造補(bǔ)鐵藥物，但其具有毒性，故嚴(yán)禁在食品中濫用硫酸亞鐵，

下列說法中正確的是(

)A．FeSO4溶液為棕黃色B．大量服用FeSO4導(dǎo)致人體中毒可能與其還原性有關(guān)C．向FeSO4溶液中加入銅粉可析出鐵單質(zhì)D．向FeSO4溶液中加入少許鐵粉，其目的是防止Fe2+被還原√題號13524687B

[FeSO4溶液為淺綠色，A錯誤；硫酸亞鐵可以用于制造補(bǔ)鐵藥物，但其具有毒性，大量服用FeSO4導(dǎo)致人體中毒可能與其還原性有關(guān)，B正確；金屬活動性：Fe＞Cu，所以向FeSO4溶液中加入銅粉，不能發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生鐵單質(zhì)，C錯誤；向FeSO4溶液中加入少許鐵粉，其目的是使被氧化生成的Fe3+與加入的Fe反應(yīng)再轉(zhuǎn)化為Fe2+，防止Fe2+被氧化導(dǎo)致變質(zhì)，D錯誤。]3．如圖是鐵與其他物質(zhì)之間的性質(zhì)關(guān)系(“－”表示相連物質(zhì)間能發(fā)生反應(yīng)，“→”表示兩種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，部分物質(zhì)和反應(yīng)條件已略去)，下列有關(guān)說法正確的是(

)A．變化①的過程中，固體的質(zhì)量逐漸減少B．變化②中有銀白色固體析出C．變化③可通過細(xì)鐵絲在空氣中燃燒實現(xiàn)D．變化④可能是2Fe＋6HCl===2FeCl3＋3H2↑題號13524687√題號13524687B

[反應(yīng)①Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu中，固體由Fe(相對原子質(zhì)量為56)變?yōu)镃u(相對原子質(zhì)量為64)，固體質(zhì)量增大，A錯誤；反應(yīng)②為Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，Ag為銀白色固體，B正確；鐵絲在空氣中不能燃燒，需在氧氣中燃燒，C錯誤；Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2和H2，D錯誤。]題號135246874．物質(zhì)A～D的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分生成物未標(biāo)出)，下列判斷不合理的是(

)

A．①和②是置換反應(yīng)，③④是化合反應(yīng)B．反應(yīng)②生成氣體B的同時還生成一種具有磁性的黑色晶體C．紅棕色粉末常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料D．溶液D中含有C雜質(zhì)可以加入適量H2O2除雜√題號13524687

題號135246875．向100mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉，充分反應(yīng)后容器中固體剩余物的質(zhì)量與加入鐵粉的質(zhì)量如圖所示。忽略溶液體積的變化，下列說法正確的是(

)A．a(chǎn)點時溶液中陽離子為Fe3+、Cu2+、Fe2+B．b點時溶液中發(fā)生的反應(yīng)為Fe＋Cu2+===Cu＋Fe2+C．c點時加入的鐵粉與Cu2+反應(yīng)D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物質(zhì)的量濃度之比為2∶1√√題號13524687AB

[由于氧化性：Fe3+>Cu2+，故加入鐵粉時，鐵先與氧化性強(qiáng)的Fe3+發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)Fe3+完全反應(yīng)后，再與溶液中的Cu2+發(fā)生反應(yīng)。a點時容器中固體的質(zhì)量仍為0，則此時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2Fe3+===3Fe2+，由于該反應(yīng)仍未結(jié)束，故a點時溶液中存在的陽離子有Fe3+、Cu2+、Fe2+，A正確。b點時容器中固體的質(zhì)量增加，此時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe＋Cu2+===Cu＋Fe2+，B正確。當(dāng)加入鐵粉的質(zhì)量大于1.68g后，圖中曲線出現(xiàn)了拐點，由點(2.24，1.84)和(1.68，1.28)可知，此過程鐵粉增加的質(zhì)量與固體剩余物增加題號13524687

題號13524687二、非選擇題6．鐵是人類較早使用的金屬之一，運用鐵及其化合物的知識，完成下列問題。印刷電路板(PCB)是用腐蝕液(FeCl3溶液)將覆銅板上的部分銅腐蝕掉而制得。一種制作PCB并將腐蝕后廢液(其中金屬陽離子主要含F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+)回收再生的流程如圖。題號13524687(1)腐蝕池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________。(2)上述各池中，沒有發(fā)生化學(xué)變化的是________池。(3)由置換池中得到固體的操作名稱是________。(4)向再生池中通入Cl2也可以使廢液再生，請寫出通入氯氣后再生池中發(fā)生的離子方程式：________________________________。相比Cl2，用雙氧水的優(yōu)點是__________________________。2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2沉降過濾2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－避免毒氣污染環(huán)境題號13524687(5)若取少量循環(huán)使用的氯化鐵溶液于燒杯中，同時加入鐵粉和銅粉。反應(yīng)結(jié)束后，下列結(jié)果不可能出現(xiàn)的是________(填寫編號)。A．有銅無鐵 B．有鐵無銅C．鐵、銅都有 D．鐵、銅都無B題號13524687[解析]

由流程圖可知覆銅板加入FeCl3溶液，發(fā)生反應(yīng)Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，經(jīng)沉降后在置換池中加入鐵粉，可置換銅，同時生成FeCl2，發(fā)生反應(yīng)CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu，過濾后得到固體Cu和過量的Fe，氯化亞鐵在再生池中被雙氧水氧化為氯化鐵。(1)腐蝕池中Cu和氯化鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅。(2)由分析可知，上述各池中，沒有發(fā)生化學(xué)變化的是沉淀池。(3)分離難溶性固體和溶液采用過濾方法，所以由置換池中得到固體的操作名稱是過濾。題號13524687(4)Cl2能夠?qū)e2+氧化為Fe3+，該反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，Cl2有毒，污染環(huán)境，為防止過量的氯氣污染環(huán)境需要尾氣處理，加雙氧水氧化后生成水，避免有毒氣體污染環(huán)境，所以向再生池中通入Cl2也可以使廢液再生，相比Cl2，用雙氧水的優(yōu)點是避免有毒氣體污染環(huán)境。(5)因為Fe的還原性大于Cu，則Fe能還原銅離子，所以可能Fe完全反應(yīng)而Cu剩余，A不符合題意、B符合題意；如果加入的Fe過量而Cu沒有反應(yīng)，所以鐵、銅都有，C不符合題意；如果氯化鐵過量，則鐵、銅都無，D不符合題意。題號135246877．元素的“價—類”二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具，它指的是以元素的化合價為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。下圖為鐵元素的“價—類”二維圖，圖中甲～己均含鐵元素?；卮鹣铝袉栴}：題號13524687(1)下列說法正確的是________(填字母)。A．鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實現(xiàn)上述甲到乙的轉(zhuǎn)化B．FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱時迅速轉(zhuǎn)化為紅棕色粉末C．向戊的水溶液中滴加KSCN溶液后溶液會變成紅色D．在空氣中加熱丙會生成紅棕色固體D題號13524687

題號13524687(3)在戊的溶液中滴加燒堿溶液并放置一段時間的現(xiàn)象是________________________________________________________，在放置過程時的反應(yīng)化學(xué)方程式為____________________________________________。開始產(chǎn)生白色沉淀后迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3題號13524687(4)已知甲與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為甲＋HNO3→戊＋己＋NO↑＋H2O(未配平)。若產(chǎn)物中戊和己的物質(zhì)的量之比為3∶1，還原劑與氧化劑分別為__