化学同步苏教版必修1学案：专题3第二单元第二课时铁、铜及其化合物的应用Word版含解析

第二课时 铁、铜及其化合物的应用————————————————————————————————————— [课标要求]1．认识铁、铜的物理性质和化学性质。

2．掌握铁、铜化合物的重要性质。

3．掌握Fe 2＋、Fe 3＋的检验方法及Fe 2＋与Fe 3＋的相互转化。

1．Fe 的物理特性：能被磁铁吸引；Cu 的物理特性：颜色为紫红色。

2．铁在一定条件下可与某些非金属单质(O 2、Cl 2等)、酸、盐溶液等发生反应， 是一种还原性较强的金属。

3．Fe 3＋的溶液遇KSCN 溶液变成血红色，Fe 2＋遇KSCN 不显红色，加入氯水后显血红色。

4．Fe 2＋和Fe 3＋相互转化：Fe 2＋氧化剂Cl 2、Br 2、H 2O 2、KMnO 4等还原剂Fe 、Cu 、I 等Fe 3＋。

5．在溶液中，Fe 3＋呈棕黄色、Fe 2＋呈浅绿色、Fe(SCN)3呈血红色、Cu 2＋呈蓝色。

铁、铜的性质 Fe 3＋、Fe ＋2的检验1．铁的性质 (1)物理性质①与非金属的反应：与O 2反应 3Fe ＋2O 2=====点燃Fe 3O 4(火星四射，生成黑色固体)； 与Cl 2反应2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3(剧烈燃烧，生成红棕色烟)。

②与酸反应，与盐酸反应的离子方程式为Fe ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2↑；常温下，Fe 遇浓H 2SO 4、浓HNO 3发生钝化。

③与盐溶液反应，与CuSO 4溶液反应的离子方程式为Fe ＋Cu 2＋===Cu ＋Fe 2＋。

2．铜的性质(1)物理性质颜色：紫红色；导电性、导热性和延展性：良好。

(2)化学性质①与非金属反应：与O2反应：2Cu＋O2高温,2CuO；与Cl2反应：Cu＋Cl2点燃,CuCl2。

(剧烈燃烧，生成棕黄色烟)②与盐溶液反应：与AgNO3溶液反应的离子方程式为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。

3．Fe3＋、Fe2＋的检验(1)检验方法(2)Fe3＋与KSCN反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。

[特别提醒](1)Fe3＋与SCN－反应时，生成红色溶液，而不是红色沉淀。

(2)当溶液中Fe2＋和Fe3＋共存时，Fe3＋的存在对Fe2＋的检验造成干扰。

1．向未知溶液中加入氯水，再加入KSCN溶液，溶液变红色，能否证明溶液中含有Fe2＋？提示：不能；若溶液中含有Fe3＋，即使不含Fe2＋，加入KSCN溶液，溶液也会变红色。

利用KSCN溶液检验Fe2＋时，必须首先证明原溶液中不含Fe3＋。

2．如何证明含有Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋？提示：由于溶液中含有Fe3＋，利用NaOH溶液或KSCN溶液都无法证明溶液中是否含有Fe2＋；可以利用Fe2＋的还原性，向溶液中加入酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去证明溶液中含有Fe2＋。

1．Fe3＋的检验方法2．Fe2＋的检验方法[特别提醒]Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，其中Fe(OH)2为白色，Fe(OH)3为红褐色，转化过程中出现灰绿色。

1．将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是()A．FeO B．Fe2O3C．FeCl3D．Fe2(SO4)3解析：选A根据题意可知溶液中含有Fe2＋，只有FeO溶于稀盐酸产生Fe2＋，A项符合题意。

2．欲证明某溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋，进行如下实验操作时最佳顺序为()①加入少量氯水②加入少量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．①③B．③②C．③①D．①②③解析：选C Fe3＋与KSCN溶液反应变红色，Fe2＋与KSCN溶液不反应，但加入氧化剂后Fe2＋被氧化成Fe3＋，遇KSCN变红色。

所以，应先加入KSCN溶液，如果溶液不变色，再加入氯水，溶液变成红色，则可证明溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋。

Fe2＋和Fe3＋的转化铜盐1．Fe2＋和Fe3＋的转化(1)Fe2＋和Fe3＋的转化①Fe2＋―→Fe3＋向FeCl2溶液中加入氯水，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－②Fe3＋―→Fe2＋向FeCl3溶液中加入铁粉，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋Fe3＋③结论：Fe2＋较强氧化剂较强还原剂(2)转化的应用①在配制含Fe2＋的溶液时，向溶液中加入少量铁粉，目的是使被氧气氧化形成的Fe3＋还原为Fe2＋。

②为除去废水中的Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液的pH使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀析出。

③在制作印刷电路板中发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。

2．铜盐(1)物理性质硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐可溶于水；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其难溶于水。

(2)化学性质铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。

(3)铜的化合物的颜色①CuO：黑色②Cu(OH)2：蓝色③CuSO4：白色④CuSO4·5H2O：蓝色3．铁、铜化合物的应用(1)铁是维持生命活动不可缺少的微量元素。

(2)氧化铁用作颜料，FeCl3、FeSO4用作净水剂，Fe3O4作磁性材料。

(3)铜盐可杀菌、消毒。

[特别提醒]铁的不同价态之间的转化，要通过氧化还原反应来实现，氧化剂或还原剂的强弱不同，则转化产物可能不同。

取少量FeCl3溶液于试管中，进行下列操作，观察实验现象。

[问题思考]1．如何除去FeCl 2中的Fe 3＋？提示：向溶液中加入足量铁粉，充分反应后过滤，反应的离子方程式为2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋。

2．如何除去FeCl 3溶液中的Fe 2＋？提示：向溶液中通入适量Cl 2，反应的离子方程式为2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －。

3．FeCl 3溶液为什么能用于从废旧印刷电路板(主要含铜)中回收铜？提示：FeCl 3能与印刷电路板中的铜反应：Cu ＋2FeCl 3===2FeCl 2＋CuCl 2，再用Fe 置换出铜：Fe ＋Cu 2＋===Cu ＋Fe 2＋。

铁及其化合物的相互转化1．Fe 只有还原性，可以被氧化成Fe 2＋或Fe 3＋。

(1)Fe ――→－2e－(弱氧化剂)Fe 2＋⎩⎪⎨⎪⎧Fe ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2↑(盐酸或稀硫酸)Fe ＋Cu 2＋===Fe 2＋＋Cu Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋2．Fe 2＋既具有还原性又具有氧化性，可以被氧化为Fe 3＋，也可以被还原为Fe 。

3．Fe 3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe 或Fe 2＋。

4．“铁三角”转化关系(1)0价铁、＋2价铁、＋3价铁在一定条件下可相互转化，被称之为“铁三角”转化关系。

(2)“铁三角”转化关系的应用①判断离子共存a．Fe3＋与I－、S2－、HS－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。

b．Fe2＋与S2－、ClO－、MnO－4、NO－3(H＋)等离子因发生复分解反应或氧化还原反应而不能大量共存。

②分离与提纯1．向盐酸中加入铁粉，待铁粉全部溶解后，再加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色褪去的原因是()A．Fe有还原性B．FeCl2中Fe2＋具有还原性C．KMnO4具有还原性D．盐酸有还原性解析：选B溶液褪色是因为Fe2＋具有还原性，KMnO4具有氧化性，KMnO4被Fe2＋还原生成无色的Mn2＋。

2．将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内，根据下述不同情况，填写金属或金属离子。

(1)充分反应后，如果Fe有剩余，则容器内不可能有________。

(2)充分反应后，如果容器内还有大量Fe3＋，则还含有________，一定没有________。

(3)充分反应后，如果容器内有较多Cu2＋和相当量的Cu，则容器内不可能有________。

解析：根据Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，若Fe有剩余，则容器中只能有Fe2＋，不可能有Fe3＋、Cu2＋；如果容器内还有大量Fe3＋，则还含有Cu2＋和Fe2＋，一定没有Fe和Cu；如果容器内有较多Cu2＋和相当量的Cu，则容器内不可能有Fe3＋和Fe。

答案：(1)Fe3＋、Cu2＋(2)Cu2＋、Fe2＋Fe、Cu(3)Fe3＋、Fe[三级训练·节节过关]1．为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入()A．NaOH溶液B．铁片C．KSCN溶液D．石蕊溶液解析：选C FeCl2变质产生Fe3＋，检验Fe3＋可选用KSCN溶液。

2．在含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋的溶液中加入铁粉充分反应后，固体残渣用盐酸处理，有气体放出，则与Fe粉反应后的溶液中离子最多的是()A．Fe3＋B．Fe2＋C．Cu2＋D．OH－解析：选B固体残渣用盐酸处理，有气体放出，说明有Fe粉剩余，则反应后的溶液中不可能有Fe3＋、Cu2＋存在，数目较多的离子应是Fe2＋。

3．制印刷电路时常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，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、铜都无解析：选B根据2FeCl3＋Fe===3FeCl2、2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2可知，铁、铜都和氯化铁反应，由于铁的活动性比铜强，所以，反应有先后，只有铁完全反应后，剩余的氯化铁才能与铜反应。

因此，不可能出现有铁无铜的现象。

4．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：Fe2＋①④Fe3＋②③FeO2－4回答下列有关问题：(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。

若用反应所得的酸性溶液，实现上述①、④的转化，要求产物纯净，可选用________(选填字母)。

a．Cl2b．Fe c．Cu d．KMnO4(2)某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe 2＋能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在试管Ⅰ中滴入酸性高锰酸钾溶液，在试管Ⅱ中滴入KSCN 溶液。

①请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：②能不能将KMnO 4和KSCN 滴入到同一试管中进行验证，为什么？试进行解释：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。