高中化学《铁 铜的获取及应用》教案8 苏教版必修1

铁、铜及其化合物的应用教学目标1、了解铁的氧化物和氢氧化物的性质以及氢氧化物的制备方法。

2、了解几种铜的化合物的物理性质。

教学重点掌握Fe2+、Fe3+的性质及相互转化关系。

教学过程[提问] 在我们日常生活中，接触的较多的金属元素有哪些？有铁、铝、铜、钙等等；我们已经熟悉了其中铝的性质，这节课我们一起来学习铜和铁的性质。

按照一般的研究物质的方法，我们首先研究他们的物理性质。

[板书] 一、物理性质展示铁、铜样品，要同学自己归纳他们的部分物理性质，其余老师补充。

二、化学性质与前面研究金属性质规律一样，我们首先看一下他们作为金属是否具有金属的通性。

请大家想一下你已经见过铁和铜参与过哪些反应？[归纳]：(1)铁与盐酸的反应(2)铁与氯气的反应(3)铁与硫酸铜溶液的反应(4)铜与氯气的反应通过上面的反应我们会发现铁在反应中可以显+2、+3价，铜在反应中一般显+2价，但在反应中二者均和其他金属一样充当还原剂。

下面我们分别研究铁和铜的化学性质：（一）铁的化学性质（1）铁与氯气的反应强调该反应的产物和现象，及铁在其中的价态；（2）铁与盐酸等非氧化性酸及硫酸铜等盐溶液的反应；强调铁在这些置换反应中的价态。

（3）铁与浓硫酸、浓硝酸在常温下发生钝化归纳：当铁遇到强氧化剂时显+3价；遇弱氧化剂时显+2价。

（二）铁的重要化合物⑴铁的氧化物氧化物色态水溶性与酸反应FeO 黑色固体不溶于水FeO+2HCl=FeCl2+H2OFe2O3红棕色粉末不溶于水Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe3O4黑色晶体不溶于水Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O⑵铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3化学性质Fe(OH)2+−→−+2FeHFe(OH)23Fe(OH)22−−−→−+OOH+−→−+33)(FeOHFe H2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O制法可溶性碱与亚铁盐溶液反应Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓(防止氧化)可溶性碱与铁盐溶液反应Fe3++3OH- =Fe(OH)3↓⑶铁的化合物和亚铁的化合物之间的相互转化++←→3224224232222FeSOKISHCuFeZnKMnOOHSOHHNOBrClOFe、、、、、还原剂、（强氧化剂）、、、、、、（三）Fe2+（浅绿色）和Fe3+（棕黄色）离子的检验：⑴加KSCN，溶液呈红色的是Fe3+,加入KSCN,无明显现象,再滴入氯水,溶液变成红色的是Fe2+。

⑵加NaOH溶液，产生白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的是Fe2+，产生红褐色沉淀的是Fe3+。

小结：我们这节课讲了铁及它形成的二价、三价离子的性质，归纳如下：铁、铜及其化合物的应用复习前面所讲的铁的性质，可通过写方程式来加以巩固。

[过渡] 我们讲了铁的化学性质，开始我们已经讲了铜的物理性质，下面我们一起来研究铜的化学性质：通过初中我们对金属活动性顺序表的学习我们知道铜在活动性顺序表中的位置应为；由此可知铜应该为一种不活泼的金属，大家想一下我们已经学习了铜参与的哪些反应？[归纳] （四）、铜的化学性质(1) 铜与氯气的反应（强调该实验的现象）（2）铜与硫的反应（分析铜在其中的价态，并与上面反应中的价态作比较。

）[提问] 为何在上面俩个反应中铜的价态不同，试从氧化还原的角度来分析；（3）铜与盐溶液的反应a、与硝酸银的反应；b、与Fe3+的盐溶液反应；（4）与酸的反应；（强调不与一般的酸反应，只与硝酸、浓硫酸等特殊的酸反应）[归纳] 铜是个不活泼的金属，遇到强氧化剂时，铜便会失去电子发生反应（如：氧气、氯气、硝酸、浓硫酸、Fe3+）。

（五）铜的重要化合物(1) 氧化铜黑色、具有金属氧化物的通性，可与酸、氢气等发生反应。

（2）氢氧化铜制法：用铜盐和碱反应即可，是不溶于水的蓝色沉淀。

△Cu(OH)2 ==== CuO + H2O小结：我们已经学了铁、铜及它们的重要化合物的性质，下面我们来看看怎样用它们的性质进行解题：例题一某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的氧离子是（）A、NH4+B、Mg2+C、Fe2+D、Al3+例题二在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化。

请填写下列空白：（1）孔雀石的主要成分是，受热易分解。

下图中的F是。

（2）写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式：；（3）图中所得G和D都为固体，混合后在高温下可发生反应，写出该反应的化学方程式；（4）每生成1mol D,同时生成 mol E。

例题三有一铝和铁的混合物A 克，将其分成质量相等的两份，一份中加入足量的盐酸充分反应，共收集到22、4L气体，另一份加入足量的NaOH溶液，充分反应后收集到16、8L 气体，气体体积均为标准状况时的体积，求混合物的质量A。

例题四在含有FeCl3、CuCl2的混合溶液中，加入过量的铁粉，若充分反应后固体质量没有改变，则原混合液中Fe3+和Cu2+的物质的量之比为（）A、14：5B、5：14C、7：2D、2：7[课后作业]一．选择题1．某500mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+，加入0.2 mol 铁粉，待Fe3+完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为（假设反应前后体积不变）（） A．0.4 mol·L-1 B．0.6 mol·L-1 C．0.8 mol·L-1 D．1.0 mol·L-1 2．由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其铁元素与氧元素的质量比为21∶8，则混合物中FeO 、Fe 2O 3和Fe 3O 4的物质的量之比可能是 ( )A.1∶2∶1B.2∶1∶1C.1∶1∶1D.2∶2∶5 3．某人设想利用①3FeCl 2+4H 2O −−→−︒500Fe 3O 4+6HCl+H 2②Fe 3O 4+23Cl 2+6HCl −−→−︒1003FeCl 3+3H 2O+21O 2 ③3FeCl 3−−→−︒3003FeCl 2+23 Cl 2这三个反应的联合与循环，主要用来生产能解决环境和能源问题的某种气体，该气体是（ ） A.O 2 B.Cl 2 C.HCl D.H 24．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe 3+和Fe 2+浓度相等．则已反应的Fe 3+和未反应的Fe 3+的物质的量之比是 （ ）A ．2∶3B ．3∶2C ．1∶2D ．1∶15．已知某硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁混合液100 mL 中，各阳离子浓度相等，硫酸根离子总浓度是6 mol ·L -1，此溶液中还可溶解的铁粉的质量为 （ ） A ．11.2g B.16.8g C.33.6g D.5.6g6．向一定量的Fe 、FeO 、Fe 2O 3的混合物中，加入100 mL 1 mol ·L -1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL （标准状况）的气体。

所得溶液中，加入KSCN 溶液无血红色出现，那么若用足量的CO 在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁 （ ） A.11.2g B.5.6g C.2.8g D.无法确定7．把a g 铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH 溶液。

过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g ，则原合金中铁的质量分数为 A. 52.4% B. 70% C.47.6% D.30%8．在含Fe 3＋的溶液中加入铜粉与铁粉，充分反应发现溶液中Cu 2＋存在，下列说法错误的是 （ ）A ．容器中已肯定无Fe 粉存在B ．容器中肯定无Cu 粉存在C ．溶液中Fe 2＋比Cu 2＋多D ．溶液中可能存在Fe 3＋9．在加热情况下，用足量CO 还原7 g 铁的氧化物组成的混合物，产生气体全部通入足量石灰水中得到12.5 g 沉淀，此混合物不可能为：A 、FeO 、Fe 2O 3B 、FeO 、Fe 3O 4C 、Fe 2O 3、Fe 3O 4D 、FeO 、Fe 2O 3、Fe 3O 4二．填空题 11．在化学反应4CO ＋R x O y 4CO 2＋3R 中，x ∶y ＝3∶4，若R 和CO 的质量比为3∶2时，则R 的相对原子质量是 ，R x O y 的相对分子质量是 。

12．铁是自然界分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占5%左右。

铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石（主要成分是Fe 3O 4）、赤铁矿石（主要成分是Fe 2O 3）等。

（1）写出赤铁矿炼铁的主要化学方程式 ； （2）红热的铁能跟水蒸气反应，有一种产物是可燃性气体，则其反应式为 ;在常温下，铁跟水不起反应。

但是，在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下，铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。

刷油漆是重要的防腐蚀措施之一，油漆防腐蚀的主要原理是。

（3）铁元素是人体的重要营养元素，举一例说明铁元素在人体中的重要作用。

13．孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿，它们的化学组成可表示为：x CuCO3·y Cu(OH)2（x、y为正整数且x≤2，y≤2）（1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石消耗的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4:1；石青则为3:1，请推算它们的化学组成。

孔雀石__________________________；石青__________________________；（2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量盐酸，生成CO2 3.36 L（标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO 20 g，试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比。

14．怎样用化学方法除去下列物质中混有的少量杂质，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）FeCl2溶液中混有FeCl3（4）FeCl2溶液中混有CuCl2（5）FeCl3溶液中混有FeCl2三．计算题15．某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。

称取两份质量均为1.96 g的该结晶水合物，分别制成溶液。

一份加入足量Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色；加热该混合物，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33 g。

另一份加入含0.001 mol KMnO4的酸性溶液，MnO4-恰好完全被还原为Mn2+。

请回答以下问题：(1)该结晶水合物中含有的两种阳离子是和，阴离子是。

(2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式。