1、第2课时 铁、铜化合物的性质和应用 课堂互动讲练 探究整合应用 课前自主学案 知能优化训练 2第课时 铁、铜化合物的性质和应用 课前自主学案 一、Fe2的检验 1用NaOH检验 Fe22OH=Fe(OH)2(白色沉淀)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(红褐色沉淀)现象：向含有Fe2的溶液中加入NaOH溶液，立即生成_，白色沉淀迅速变为_，最终变为红褐色。自主学习 白色沉淀灰绿色2用KSCN和氯水检验 2Fe2Cl2=2Fe32Cl Fe33SCN=Fe(SCN)3(血红色)现象：向含有Fe2的溶液中加入KSCN溶液，无明显现象，加入_，溶液立即变为_。氯水血红色二、Fe3的检验
2、1用NaOH检验：Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色沉淀)现象：向含有Fe3的溶液中加入NaOH溶液，立即出现_。2用KSCN检验：Fe33SCN=Fe(SCN)3(血红色)现象：向含有Fe3的溶液中加入KSCN溶液，溶液立即变为血红色。红褐色沉淀三、Fe、Fe2、Fe3的转化 1三价铁的化合物遇到较强的还原剂时，会被还原成亚铁化合物。例如，氯化铁溶液遇到铁等还原剂，能被还原生成氯化亚铁：_；当FeCl3遇到足量的锌时,Fe3会被还原成Fe单质：2FeCl33Zn=3ZnCl22Fe。2FeCl3Fe=3FeCl22亚铁化合物在较强的氧化剂作用下，会被氧化生成三价铁化合物。例如，在氯化亚铁溶
3、液中通入氯气，溶液会由浅绿色变成黄色，氯化亚铁立即被氧化生成氯化铁：2FeCl2Cl2=2FeCl3。由以上可以说明，Fe2和Fe3在一定条件下是可以相互转化的，与铁单质在一起，它们就构成了一个“铁三角”，如图所示：四、Cu2的检验 1Cu2的检验(1)试剂：_。(2)现象：产生_。(3)离子方程式：_。2应用(1)单质铜可以作导线、水管、电器仪表等。(2)铜盐可以杀菌。(3)Cu2O可以作玻璃、搪瓷的红色颜料。NaOH蓝色沉淀Cu22OH=Cu(OH)21在FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液，会有什么现象，为什么？【提示】溶液由浅绿色变成棕黄色，因为Fe2具有较强的还原性，被KMnO4氧
4、化成Fe3，而呈棕黄色。问题探究 2配制FeSO4溶液时，为什么要往溶液中加入少量铁粉？【提示】加入少量铁粉的目的是将溶液中可能存在的Fe3还原为Fe2，反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2。1人体血红蛋白中含有Fe2,如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2转变成Fe3，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有()A酸性 B碱性 C氧化性D还原性 解析：选D。维生素C具有把Fe3转变为Fe2的能力。因此它是一种还原剂。自主体验 2下列物质跟铁反应后的生成物，一定能跟KSCN溶液作用生成血红色溶液的是()A稀H2SO4BCuS
5、O4溶液 C氯气DFeCl3溶液 解析：选C。能生成血红色溶液，说明有Fe3，应为强氧化剂。3要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，采取的方法是()A加入足量镁粉B通入Cl2 C加入足量铁粉D加入足量铜粉 解析：选C。足量镁粉不但与Fe3反应，而且置换出Fe2中的铁；通入Cl2将Fe2氧化为Fe3；加入铜粉会引入Cu2杂质。课堂互动讲练 Fe2、Fe3、Fe的相互转变铁三角 1Fe 只具有还原性，可以被氧化剂氧化(1)与弱氧化剂反应Fe 能被 S、Fe3、Cu2、H等较弱氧化剂氧化为 Fe2，如 FeS=FeS，Fe2Fe3=3Fe2。(2)与强氧化剂反应Fe 能被 Cl2、HNO3等强氧化
6、剂氧化为 Fe3，如 2Fe3Cl2=点燃 2FeCl3。2Fe2既具有氧化性又具有还原性(1)与氧化剂反应当 Fe2遇到强氧化剂(如 Cl2、HNO3、KMnO4)时，被氧化为 Fe3，如 2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(2)与还原剂反应当 Fe2遇到 C、Al、Zn、CO 等还原剂时，可以被还原为 Fe，如 Fe2Zn=Zn2 Fe，FeOCO=FeCO2。3Fe3具有较强氧化性，可被还原为 Fe2或 Fe(1)Fe3被 C、CO、Al 等还原为 Fe，如 Fe2O33CO=高温 2Fe3CO2，Fe2O32Al=高温 2FeAl2O3。(2)Fe3被 Fe、Cu、I等还原为 Fe2，如
7、 2Fe3Cu=2Fe2Cu2。特别提醒：(1)不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时，注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。(2)亚铁盐保存时，为了防止被氧化为铁盐，通常在溶液中加少量还原铁粉或铁钉。例1将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有的离子是：_；铜单质_(填“一定”或“可能”)存在。(2)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有的单质是_，Fe2_(填“一定”或“可能”)存在。【解析】解答时应首先弄清物质间可能发生的反应。凡是相互间能发生反应的物质就
8、不可能大量共存。本题涉及的反应有：Fe 2FeCl3=3FeCl2 Fe CuCl2=Cu FeCl2 Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有Fe3、Cu2，因为它们能发生上述反应。(2)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中一定没有Fe、Cu，一定有Fe2。【答案】(1)Fe3、Cu2 一定(2)Fe、Cu 一定 变式训练1 已知硝酸能将Fe2氧化为Fe3。下列物质反应后一定有3价铁生成的是()过量的Fe与Cl2反应 Fe与过量稀硫酸反应 FeCl2溶液中通入少量Cl2 Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中 A只有 B只有 C只有D全部 解析：选B。本
9、题涉及0价铁变为3价铁、2价铁变为3价铁及3价铁变为2价铁,应从氧化剂的强弱、反应条件及反应物间的相对量进行分析。中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2。在溶液中Fe2被Cl2氧化生成Fe3。中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。Fe3、Fe2的检验 Fe2Fe3观察法浅绿色棕黄色加碱(NaOH)法现象：白色沉淀迅速 灰绿色最终 红褐色沉淀反应：Fe22OH=Fe(OH)2(白色)4
10、Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(红褐色)现象：红褐色沉淀反应：Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色)Fe2 Fe3 加盐(SCN)法 现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成血红色溶液反应：2Fe2Cl2=2Fe32ClFe33SCN=Fe(SCN)3(血红色)现象：加入KSCN溶液，溶液变为血红色反应：Fe33SCN=Fe(SCN)3(血红色)特别提醒：含Fe3的溶液与含SCN的溶液混合后的现象不是出现红色沉淀，而是形成血红色溶液。(2011年龙岩高一测试)要证明某溶液中不含Fe3而可能含Fe2，进行如下实验操作时，最佳顺序是()加足量氯水 加足量KMnO4溶液 加少量
11、KSCN溶液 AB CD 例2【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)首先检验溶液中是否有Fe3，可用KSCN 溶液。(2)加入氧化剂，验证溶液中含有Fe2，但要注意加入的氧化剂不能对观察现象产生干扰。【解析】本题检验方法的关键是Fe3遇SCN反应显血红色，而Fe2遇SCN不显血红色，加入KSCN溶液不显血红色证明无Fe3，再加氯水，如有Fe2则可被氧化为Fe3,遇SCN反应显血红色。KMnO4溶液也能氧化Fe2，但因其本身呈紫色，使Fe3与SCN反应显血红色不易观察。【答案】C 变式训练2 检验实验室配制的FeCl2溶液是否氧化变质，应选用的最适宜的试剂是()A稀硝酸BKSCN溶液 C溴水
12、D酸性KMnO4溶液 解析：选B。FeCl2溶液氧化变质时，Fe2被氧化为Fe3，要检验FeCl2溶液中是否含有Fe3，可向其中加入少量KSCN溶液，若溶液变为血红色，表明含Fe3，若溶液不变血红色，表明不含Fe3，故正确答案为B。探究整合应用 Fe2和Fe3的检验 单纯的Fe2和Fe3的检验都较为简单，若Fe2和Fe3共存时，可利用Fe2的还原性使KMnO4溶液褪色，检验出Fe2，利用Fe3遇SCN变红，检验出Fe3,不同的题目环境可采用不同的检验方法，如分别含Fe2和Fe3的浓溶液，只需根据颜色不同区分即可。某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适
13、量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现血红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为3的结论。(1)请指出该结论是否合理并说明理由_。例(2)请完成对铁元素价态的探究：限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 molL1H2SO4、3%H2O2、6 molL1HNO3、0.01 molL1KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 molL1KI、20%KSCN、蒸馏水。提出合理假设假设1：_；假设2：_；假设3：_。设计实验方案证明你的假设 实验过程 根据的实验方案，进行实验。请写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作 预期现象与结论 步
14、骤1：步骤2：步骤3：【解析】(1)如果催化剂中铁元素的化合价为2价，当加入HNO3后,稀HNO3将Fe2氧化为Fe3，出现同样的现象，因此结论不正确。(2)催化剂中铁元素存在的价态情况有：铁元素的价态全为3价，铁元素的价态全为2价，铁元素的价态既有2价又有3价，因此有三种假设。要证明只有2价的铁元素，可以取样品，将其溶解在已赶走溶解的O2的稀H2SO4中，然后加入KSCN，若无血红色则证明催化剂中只有Fe2，若出现血红色，则催化剂中只有3价Fe或既有2价又有3价的铁元素。另取溶液，加入少量KMnO4溶液，若溶液呈紫红色，则只有3价铁元素，若溶液紫红色褪去，则有2价铁，并结合前面的实验得出结论
15、。【答案】(1)不合理。实验设计不合理，因为硝酸会氧化催化剂中可能存在的二价铁，所以从实验结果只能判断样品溶解后的溶液中存在三价铁而不能确定样品中铁元素的价态(2)催化剂中铁元素全部为3价 催化剂中铁元素全部为2价 催化剂中铁元素同时存在2价与3价 实验操作 预期现象与结论 步骤1：用滴管取一定量3 molL1H2SO4于试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中的氧 无明显现象 步骤2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入适量除氧的3 molL1H2SO4并加热，充分反应后得A溶液 固体溶解，溶液颜色有变化 实验操作 预期现象与结论 步骤3：取少许A溶液于试管中，滴加12滴20%KSCN溶液，振荡(1)若溶液不呈血红色，则假设2成立(2)若溶液呈血红色，则假设1或假设3成立 步骤4：另取少许A溶液于试管中，滴加12滴0.01 molL1KMnO4溶液，振荡 结合步骤3中的(2)：(1)若溶液呈紫红色，则假设1成立(2)若溶液紫红色褪去，则假设3成立
