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2019-2020年高中化學(xué)《鐵 銅的獲取及應(yīng)用》教案8 蘇教版必修1 教學(xué)目標(biāo) 1、 了解鐵的氧化物和氫氧化物的性質(zhì)以及氫氧化物的制備方法。 2、 了解幾種銅的化合物的物理性質(zhì)。 教學(xué)重點(diǎn) 掌握Fe2+、Fe3+的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。 教學(xué)過(guò)程 [提問(wèn)] 在我們?nèi)粘Ｉ钪校佑|的較多的金屬元素有哪些？ 有鐵、鋁、銅、鈣等等；我們已經(jīng)熟悉了其中鋁的性質(zhì)，這節(jié)課我們一起來(lái)學(xué)習(xí)銅和鐵的性質(zhì)。 按照一般的研究物質(zhì)的方法，我們首先研究他們的物理性質(zhì)。 [板書(shū)] 一、物理性質(zhì) 展示鐵、銅樣品，要同學(xué)自己歸納他們的部分物理性質(zhì)，其余老師補(bǔ)充。 金屬 應(yīng)用 物理性質(zhì) 鐵 銅 二、化學(xué)性質(zhì) 與前面研究金屬性質(zhì)規(guī)律一樣，我們首先看一下他們作為金屬是否具有金屬的通性。請(qǐng)大家想一下你已經(jīng)見(jiàn)過(guò)鐵和銅參與過(guò)哪些反應(yīng)？ [歸納]： (1) 鐵與鹽酸的反應(yīng) (2) 鐵與氯氣的反應(yīng) (3) 鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng) (4) 銅與氯氣的反應(yīng) 通過(guò)上面的反應(yīng)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵在反應(yīng)中可以顯+2、+3價(jià)，銅在反應(yīng)中一般顯+2價(jià)，但在反應(yīng)中二者均和其他金屬一樣充當(dāng)還原劑。下面我們分別研究鐵和銅的化學(xué)性質(zhì)： （一） 鐵的化學(xué)性質(zhì) （1） 鐵與氯氣的反應(yīng) 強(qiáng)調(diào)該反應(yīng)的產(chǎn)物和現(xiàn)象，及鐵在其中的價(jià)態(tài)； （2） 鐵與鹽酸等非氧化性酸及硫酸銅等鹽溶液的反應(yīng)； 強(qiáng)調(diào)鐵在這些置換反應(yīng)中的價(jià)態(tài)。 （3） 鐵與濃硫酸、濃硝酸在常溫下發(fā)生鈍化 歸納：當(dāng)鐵遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)顯+3價(jià)；遇弱氧化劑時(shí)顯+2價(jià)。 （二）鐵的重要化合物 ⑴鐵的氧化物 氧化物 色 態(tài) 水溶性 與酸反應(yīng) FeO 黑色固體 不溶于水 FeO+2HCl=FeCl2+H2O Fe2O3 紅棕色粉末 不溶于水 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe3O4 黑色晶體 不溶于水 Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O ⑵鐵的氫氧化物 化學(xué)式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 化學(xué) 性質(zhì) Fe(OH)2 Fe(OH)2 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性堿與亞鐵鹽溶液反應(yīng)Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓(防止氧化) 可溶性堿與鐵鹽溶液反應(yīng) Fe3++3OH- =Fe(OH)3 ⑶鐵的化合物和亞鐵的化合物之間的相互轉(zhuǎn)化 （三）Fe2+（淺綠色）和Fe3+（棕黃色）離子的檢驗(yàn)： ⑴加KSCN，溶液呈紅色的是Fe3+,加入KSCN,無(wú)明顯現(xiàn)象,再滴入氯水,溶液變成紅色的是Fe2+。 ⑵加NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的是Fe2+，產(chǎn)生紅褐色沉淀的是Fe3+。 小結(jié)：我們這節(jié)課講了鐵及它形成的二價(jià)、三價(jià)離子的性質(zhì)，歸納如下： 鐵、銅及其化合物的應(yīng)用 復(fù)習(xí)前面所講的鐵的性質(zhì)，可通過(guò)寫(xiě)方程式來(lái)加以鞏固。 [過(guò)渡] 我們講了鐵的化學(xué)性質(zhì)，開(kāi)始我們已經(jīng)講了銅的物理性質(zhì)，下面我們一起來(lái)研究銅的化學(xué)性質(zhì)： 通過(guò)初中我們對(duì)金屬活動(dòng)性順序表的學(xué)習(xí)我們知道銅在活動(dòng)性順序表中的位置應(yīng)為 ；由此可知銅應(yīng)該為一種不活潑的金屬，大家想一下我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了銅參與的哪些反應(yīng)？ [歸納] （四）、銅的化學(xué)性質(zhì) (1) 銅與氯氣的反應(yīng) （強(qiáng)調(diào)該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象） （2）銅與硫的反應(yīng) （分析銅在其中的價(jià)態(tài)，并與上面反應(yīng)中的價(jià)態(tài)作比較。） [提問(wèn)] 為何在上面?zhèn)z個(gè)反應(yīng)中銅的價(jià)態(tài)不同，試從氧化還原的角度來(lái)分析； （3）銅與鹽溶液的反應(yīng) a、與硝酸銀的反應(yīng) ； b、與Fe3+的鹽溶液反應(yīng) ； （4）與酸的反應(yīng) ；（強(qiáng)調(diào)不與一般的酸反應(yīng)，只與硝酸、濃硫酸等特殊的酸反應(yīng)） [歸納] 銅是個(gè)不活潑的金屬，遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)，銅便會(huì)失去電子發(fā)生反應(yīng)（如：氧氣、氯氣、硝酸、濃硫酸、Fe3+）。 （五）銅的重要化合物 (1) 氧化銅 黑色、具有金屬氧化物的通性，可與酸、氫氣等發(fā)生反應(yīng)。 （2）氫氧化銅 △ 制法：用銅鹽和堿反應(yīng)即可，是不溶于水的藍(lán)色沉淀。 Cu(OH)2 ==== CuO + H2O 小結(jié)： 我們已經(jīng)學(xué)了鐵、銅及它們的重要化合物的性質(zhì)，下面我們來(lái)看看怎樣用它們的性質(zhì)進(jìn)行解題： 例題一 某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和 Al3+四種離子，若向其中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，微熱并攪拌，再加入過(guò)量鹽酸，溶液中大量減少的氧離子是 （ ） A、NH4+ B、Mg2+ C、Fe2+ D、 Al3+ 例題二 在一定條件下可實(shí)現(xiàn)下圖所示物質(zhì)之間的變化。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白： （1）孔雀石的主要成分是 ，受熱易分解。下圖中的F是 。G 明礬 A F （過(guò)量） NaOH溶液 沉淀 溶液 △ H2O B 電解 孔雀石 △ H2O E D （2）寫(xiě)出明礬溶液與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式： ； （3）圖中所得G和D都為固體，混合后在高溫下可發(fā)生反應(yīng)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 ； （4）每生成1mol D,同時(shí)生成 mol E。 例題三 有一鋁和鐵的混合物A 克，將其分成質(zhì)量相等的兩份，一份中加入足量的鹽酸充分反應(yīng)，共收集到22、4L氣體，另一份加入足量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后收集到16、8L氣體，氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)的體積，求混合物的質(zhì)量A。 例題四 在含有FeCl3、CuCl2的混合溶液中，加入過(guò)量的鐵粉，若充分反應(yīng)后固體質(zhì)量沒(méi)有改變，則原混合液中Fe3+和Cu2+的物質(zhì)的量之比為 （ ） A、14：5 B、5：14 C、7：2 D、2：7 [課后作業(yè)] 一．選擇題 1．某500mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+，加入0.2 mol 鐵粉，待Fe3+完全還原后，溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度為（假設(shè)反應(yīng)前后體積不變） （ ） A．0.4 molL-1 B．0.6 molL-1 C．0.8 molL-1 D．1.0 molL-1 2．由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成的混合物，測(cè)得其鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為21∶8，則混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物質(zhì)的量之比可能是 ( ) A.1∶2∶1 B.2∶1∶1 C.1∶1∶1 D.2∶2∶5 3．某人設(shè)想利用①3FeCl2+4H2OFe3O4+6HCl+H2 ②Fe3O4+Cl2+6HCl3FeCl3+3H2O+O2 ③3FeCl33FeCl2+ Cl2這三個(gè)反應(yīng)的聯(lián)合與循環(huán)，主要用來(lái)生產(chǎn)能解決環(huán)境和能源問(wèn)題的某種氣體，該氣體是 （ ） A.O2 B.Cl2 C.HCl D.H2 4．將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，溶液中的Fe3+和Fe2+濃度相等．則已反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比是 （ ） A．2∶3 B．3∶2 C．1∶2 D．1∶1 5．已知某硫酸、硫酸亞鐵、硫酸鐵混合液100 mL中，各陽(yáng)離子濃度相等，硫酸根離子總濃度是6 molL-1，此溶液中還可溶解的鐵粉的質(zhì)量為 （ ） A．11.2g B.16.8g C.33.6g D.5.6g 6．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入100 mL 1 molL-1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氣體。所得溶液中，加入KSCN溶液無(wú)血紅色出現(xiàn)，那么若用足量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物，能得到鐵 （ ） A.11.2g B.5.6g C.2.8g D.無(wú)法確定 7．把a(bǔ) g鐵鋁合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過(guò)量NaOH溶液。過(guò)濾出沉淀，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到紅棕色粉末的質(zhì)量仍為a g，則原合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 A. 52.4% B. 70% C.47.6% D.30% 8．在含F(xiàn)e3＋的溶液中加入銅粉與鐵粉，充分反應(yīng)發(fā)現(xiàn)溶液中Cu2＋存在，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 （ ） A．容器中已肯定無(wú)Fe粉存在 B．容器中肯定無(wú)Cu粉存在 C．溶液中Fe2＋比Cu2＋多 D．溶液中可能存在Fe3＋ 9．在加熱情況下，用足量CO還原7 g鐵的氧化物組成的混合物，產(chǎn)生氣體全部通入足量石灰水中得到12.5 g沉淀，此混合物不可能為： 　A、FeO、Fe2O3　　　　 B、FeO、Fe3O4　　　　 C、Fe2O3、Fe3O4　　　　 D、FeO、Fe2O3、Fe3O4 二．填空題 11．在化學(xué)反應(yīng)4CO＋RxOy4CO2＋3R中，x∶y＝3∶4，若R和CO的質(zhì)量比為3∶2時(shí)，則R的相對(duì)原子質(zhì)量是 ，RxOy的相對(duì)分子質(zhì)量是 。 12．鐵是自然界分布最廣的金屬元素之一，在地殼中的質(zhì)量約占5%左右。鐵礦石的種類很多，重要的有磁鐵礦石（主要成分是Fe3O4）、赤鐵礦石（主要成分是Fe2O3）等。 （1）寫(xiě)出赤鐵礦煉鐵的主要化學(xué)方程式 ； （2）紅熱的鐵能跟水蒸氣反應(yīng)，有一種產(chǎn)物是可燃性氣體，則其反應(yīng)式為 ; 在常溫下，鐵跟水不起反應(yīng)。但是，在水和空氣里的氧氣及二氧化碳等的共同作用下，鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。刷油漆是重要的防腐蝕措施之一，油漆防腐蝕的主要原理是 。 （3）鐵元素是人體的重要營(yíng)養(yǎng)元素，舉一例說(shuō)明鐵元素在人體中的重要作用。 。 13．孔雀石和石青是自然界存在的兩種碳酸鹽類銅礦，它們的化學(xué)組成可表示為：xCuCO3yCu(OH)2（x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2） （1）孔雀石和石青分別與過(guò)量鹽酸反應(yīng)時(shí)，孔雀石消耗的鹽酸的物質(zhì)的量與生成的CO2的物質(zhì)的量之比為4:1；石青則為3:1，請(qǐng)推算它們的化學(xué)組成。 孔雀石__________________________；石青__________________________； （2）現(xiàn)有孔雀石和石青混合樣品，取兩份等質(zhì)量的樣品，在一份中加入過(guò)量鹽酸，生成CO2 3.36 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；加熱另一份樣品使其完全分解，得到CuO 20 g，試通過(guò)計(jì)算確定該混合物中孔雀石和石青的物質(zhì)的量之比。 14．怎樣用化學(xué)方法除去下列物質(zhì)中混有的少量雜質(zhì)，寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。 （1）銅粉中混有鐵粉 （2）鐵粉中混有鋁粉 （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．計(jì)算題 15．某結(jié)晶水合物含有兩種陽(yáng)離子和一種陰離子。稱取兩份質(zhì)量均為1.96 g的該結(jié)晶水合物，分別制成溶液。一份加入足量Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀，隨即沉淀變?yōu)榛揖G色，最后帶有紅褐色；加熱該混合物，逸出能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體；用稀鹽酸處理沉淀物，經(jīng)洗滌和干燥，得到白色固體2.33 g。另一份加入含0.001 mol KMnO4的酸性溶液，MnO4-恰好完全被還原為Mn2+。 請(qǐng)回答以下問(wèn)題： (1)該結(jié)晶水合物中含有的兩種陽(yáng)離子是 和 ，陰離子是 。 (2)試通過(guò)計(jì)算確定該結(jié)晶水合物的化學(xué)式。