资源描述
第二单元探究铁及其化合物的转化,专,题,9,金属与人类文明,1.,了解铁及其化合物的主要化学性质,从物质分类和氧化还原反应角度理解物质的性质,逐渐形成宏观辨识与微观探析的学科核心素养。,2.,掌握,Fe,、,Fe,2+,、,Fe,3+,之间的相互转化,;,掌握,Fe,2+,、,Fe,3+,的检验方法,逐渐形成科学探究与创新意识的学科核心素养。,素养目标,【,知,识铺,垫,】,1,.,单质铁具有较强的还原性,可被不同的氧化剂氧化,如,Fe,在,Cl,2,中燃烧的化学方程式为,2Fe+3Cl,2,2FeCl,3,Fe,与,CuSO,4,溶液反应的离子方程式为,Fe+Cu,2+,=,Cu+Fe,2+,Fe,与稀硫酸反应的离子方程式为,Fe+2H,+,=,Fe,2+,+H,2,常温下,Fe,在浓硝酸或浓硫酸中表面形成致密的氧化膜而,钝化,所以可以用铁质容器盛放浓硝酸或浓硫酸。,2,.,以赤铁矿,(,主要成分为,Fe,2,O,3,),为例,写出高炉炼铁的反应和铝热反应,:,3CO+Fe,2,O,3,2Fe+3CO,2,2Al+Fe,2,O,3,2Fe+Al,2,O,3,。,素养初探,【,自,主梳,理,】,一、反应的合理选择,1,.,氯化铁的制备,(1),铁元素的化合价,铁元素的常见价态有,+2,、,+3,价,在相同价态铁元素化合物之间进行转化,通过非氧化还原反应即可实现,;,在不同价态铁元素化合物之间进行转化,则需通过,氧化还原,反应才能实现。,平衡/mol 0.75 1.5 0.25,2.正误判断，正确的打“”，错误的打“”,铁、氢氧化铝的沉淀,所以“废渣”的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3;(3)当溶液,2Mn2+10 CO2+8H2O可知剩余n()=0.02L0.250 0molL-1=,A恒温时，气体压强不再改变,=0.004mol,根据方程式2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,理可写出其价电子排布图为 ；,4，即晶胞中含Fe和P的数目均为4，根据化学式为LiFePO4，并且一个晶胞中含有,抑制有害的化学反应，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生。,提示：所用的Cu(OH)2悬浊液必须是新制的，而且制备时，NaOH溶液必须明显过量。,(2),氯化铁的制备路径,以铁屑为原料制取,有多条反应路径。,Fe,FeCl,3,Fe,FeCl,2,FeCl,3,Fe,Fe,2,O,3,FeCl,3,上述反应过程的化学方程式,:,2Fe+3Cl,2,2FeCl,3,;,Fe+2HCl,=,FeCl,2,+H,2,2FeCl,2,+Cl,2,=,2FeCl,3,;,4Fe+3O,2,=,2Fe,2,O,3,Fe,2,O,3,+6HCl,=,2FeCl,3,+3H,2,O,。,2,.,物质制备反应路线的选择,实际制备物质时,必须根据反应原料、反应条件、反应步骤、产物要求、反应装置、环境保护、生产成本等因素进行综合判断,选择合适、可控的反应路径。,3,.Fe,3+,的,检验,4,.Fe,2+,与,Fe,3+,的相互转化,(1)Fe,2+,Fe,3+,:,需加氧化剂,如,Cl,2,、,O,2,、,H,2,O,2,、,HNO,3,等。反应的离子方程式,:,2Fe,2+,+Cl,2,=,2Fe,3+,+2Cl,-,4Fe,2+,+4H,+,+O,2,=,4Fe,3+,+2H,2,O,2Fe,2+,+H,2,O,2,+2H,+,=,2Fe,3+,+2H,2,O,3Fe,2+,+4H,+,+,N,=,3Fe,3+,+NO+2H,2,O,。,(2)Fe,3+,Fe,2+,:,需加还原剂,如,Fe,、,Cu,等,反应的离子方程式,:,2Fe,3+,+Fe,=,3Fe,2+,2Fe,3+,+Cu,=,2Fe,2+,+Cu,2+,。,(2)结论：新型的有机溶剂应该是一种结构单元中有_。,2H2O+2e-=H2+2OH-,当电路中通过1 mol 电子时,阳极生成1 mol H+,H+通,=c(Co2+)c2(OH-)=1.5810-15,c(Co2+)=1.5810-7molL-1;(4)根据质量守恒,开始工作到停止放电,溶液中Cu2+浓度变为1.5 molL-1,正极析出Cu:,=0.004mol,根据方程式2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,对于容器体积固定且反应物和生成物都是气体的反应来说，密度是一个常数，不能作为判断平衡的依据。,(3)炉(灶)膛材料的选择,混合气体的压强不再改变的状态,(1)常温常压下，11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA(),molL-1=2.310-2 molL-1,即剩余c(F-)=2.310-2 molL-1,而体积,Na2Fe6(SO4)4(OH)12,反应的离子方程式为2Na+3ClO-+6Fe2+4 +9H2O=,强氧化剂(如高锰酸钾、重铬酸钾、溴水等)、弱氧化剂(如银氨溶液、新制氢氧化铜等)都能把醛基氧化成羧基。生成物分别写成COOH、COONH4、COONa形式。,(2)同周期元素从左至右，电负性依次增强，则C、N、O三种元素中电负性最大,2.正误判断，正确的打“”，错误的打“”,【微思考,1,】,Fe,元素的常见价态有单质中,0,价,化合物中,+2,和,+3,价,试从铁元素的化合价特点分析,Fe,、,Fe,2+,、,Fe,3+,的氧化性和还原性,并举例说明。,提示,(1),单质铁,0,价,为铁的最低价态,在化学反应中化合价升高,只具有还原性,可被氧化剂氧化,强氧化剂可把铁直接氧化为,+3,价,如,2Fe+3Cl,2,2FeCl,3,弱氧化剂可把,Fe,氧化为,+2,价,如,Fe+Cu,2+,=,Cu+Fe,2+,。,(2)Fe,2+,处于中间价态,既可以升高到,+3,价,表现还原性,也可以降低到,0,价,表现氧化性。表现还原性可被强氧化剂氧化,如,2Fe,2+,+Cl,2,=,2Fe,3+,+2Cl,-,;,表现氧化性可被还原剂还原,如,Fe,2+,+Zn,=,Zn,2+,+Fe,。,(3)Fe,3+,处于最高价态,只具有氧化性,可被还原剂还原,如,2Fe,3+,+Fe,=,3Fe,2+,若加入过量的强还原剂可能会还原生成,Fe,如,2Fe,3+,+3Zn,=,2Fe+3Zn,2+,。,二、反应条件影响的探究,向,FeSO,4,溶液中加入,NaOH,溶液,现象,:,产生,白,色絮状沉淀并迅速变成,灰绿,色,最后变成,红褐,色。,反应,:,FeSO,4,+2NaOH,=,Na,2,SO,4,+Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+O,2,+2H,2,O,=,4Fe(OH),3,。,结论,:Fe,2+,与,OH,-,反应生成白色的氢氧化亚铁。氢氧化亚铁极易被空气中的氧气氧化,最后生成红褐色的氢氧化铁。,根据该实验现象可推断,Fe,2+,的,存在,【微思考,2,】,根据,Fe,2+,与碱液的反应现象可以检验溶液中的,Fe,2+,。若某溶液中同时含有,Fe,2+,和,Fe,3+,能否通过加入碱液的方法检验其中的,Fe,2+,?,提示,不能。,Fe,3+,与碱液反应生成红褐色的,Fe(OH),3,沉淀,会掩盖,Fe(OH),2,沉淀的颜色,难以确定,Fe,2+,是否存在。,【,自,我检,测,】,1,.,判断正误,(,正确的打,“,”,错误的打,“”),。,(1)Fe,2+,只有还原性,没有氧化性,(,),(2)Fe,3+,被某些还原剂还原可得到铁单质,(,),(3)Fe,2+,、,Fe,3+,共存时,也可用,KSCN,溶液和氯水检验,Fe,2+,的存在,(,),(4),铁与稀硫酸反应的离子方程式为,2Fe+6H,+,=,2Fe,3+,+3H,2,(,),(5)Fe,3+,遇到,KSCN,溶液会生成血红色沉淀,(,),2,.,下列氢氧化物既有碱性又有还原性的是,(,),A.Mg(OH),2,B.Fe(OH),2,C.Fe(OH),3,D.Al(OH),3,B,3,.,已知有以下物质相互转化,A,是中学化学中常见的金属单质,。,(1),写出下列物质的化学式,:A,;,B,。,(2),由,E,转变成,F,的化学方程式,:,。,(3),用,KSCN,溶液鉴别,G,溶液的现象为,;,向,G,溶液加入,A,的有关反应的离子方,程,。,(4),将金属,A,浸入,G,的溶液中,当转移,0.1 mol,电子时,金属,A,减轻的质量,为,g,。,4.8,2Fe,3,+,+Fe,=,3Fe,2,+,溶,液变为血红,色,4Fe(OH),2,+O,2,+2H,2,O,=,4Fe(OH),3,Fe,FeCl,2,Ag的电极为阳极、连接Pt的电极为阴极,制取氢气装置溶液中阳离子向阴极移,答案：向试管中加入2 mL NaOH溶液，然后向其中滴加CuSO4溶液46滴，产生Cu(OH)2蓝色絮状沉淀，取少量反应后的溶液，加入新制Cu(OH)2悬浊液中，加热煮沸，观察有无砖红色沉淀产生，若有证明含有甲酸或甲酸盐，否则不含有甲酸或甲酸盐(其他答案合理也可),C.汽车尾气中含有的氮氧化物是汽油不完全燃烧造成的,B.NaClO通过氧化灭活病毒,+11H2O;(2)加入氢氧化钠溶液并通入空气氧化亚铁离子为铁离子,并形成氢氧化,(2)合成氨反应中所有物质均为气体，是气体总物质的量减小的放热反应。容器体积为2 L，气体的总质量不变，所以气体密度始终保持不变，A项错误；2v正(H2)3v逆(NH3)，正、逆反应速率之比符合化学计量数之比，说明反应达到化学平衡状态，B项正确；容器体积不变，通入氩气不影响反应混合物的浓度，不影响化学平衡，C项错误；该反应是放热反应，由题图可知T2T1，则KaKbKc，D项正确。v(H2)32v(NH3)321 mol15 min2 L,A.将工业废液排入海洋以减少河道污染,1在甲、乙两个恒容密闭容器中分别进行下列两个可逆反应，甲：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)；乙：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)。其中能表明甲、乙两个容器中反应都达到平衡状态的是(),适当过量的空气有利于煤的充分燃烧。过多的空气会带走大量的热量，降低反应温度，甚至会使燃烧停止(当温度达不到煤的着火点时)；少量的空气则会使煤燃烧不充分，造成能源浪费。,a.BeH中氢原子带负电，HO中氢原子带正电，符合双氢键定义；b.OH和,双极性膜可将水解离为H+和OH-,其中OH-进入阳极,所以溶液中的n(OH-)基本不变,=0.02 mol,MxNi(SO4)y(M为+1价阳离子,Ni为+2价,x、y均为正整,为V2O5xH2O,随滤液可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、Mn2+,以及部分的Fe3+、,提示：实验后的银镜可先用硝酸浸泡，再用水洗而除去。,新知一,Fe,2,+,与,Fe,3+,的检验,【,问,题探,究,】,1,.,向含,Fe,2+,的溶液中加入,NaOH,溶液时有何现象,?,提示,先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。,2,.,检验,Fe,2+,时,能否先加氯水再加,KSCN,溶液,?,提示,不能。先加氯水可把,Fe,2+,氧化成,Fe,3+,如果原溶液中不含,Fe,2+,只含,Fe,3+,则加,KSCN,溶液后,溶液变为血红色,不能证明原溶液中含有,Fe,2+,。,3,.Fe,2+,和,Fe,3+,共存时,如何检验溶液中的,Fe,3+,?,提示,加入,KSCN,溶液,若溶液变为血红色,则证明有,Fe,3+,。,素养提升,【,深,化拓,展,】,Fe,2+,和,Fe,3+,的,检验,主要有两种方法,:,加碱法和加,KSCN,溶液法。一般用加,KSCN,溶液,法,物质,Fe,2+,Fe,3+,溶液,颜色,浅绿色,黄色,沉淀,颜色,(NaOH,溶液,),现象,:,白色沉淀,灰,绿色,沉淀,红褐色,沉淀,;,反应,:Fe,2+,+2OH,-,=,Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+O,2,+2H,2,O
展开阅读全文