高中化学专题3从矿物到基础材料第2单元铁铜的获取及应用——铁铜及其化合物的应用省公开课一等奖新名师优.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题,3,从矿物到基础材料,化学,1,第二单元 铁、铜的获取及应用,铁、铜及其化合物的应用,1/28,铁化学性质,中等活泼金属,1,、与非金属（,O,2,、,Cl,2,、,S,等）化合反应,2,、与酸（盐酸、稀硫酸、,醋酸,等）置换出,H,2,3,、与水反应置换出,H,2,4,、与不活泼金属盐（,CuSO,4,等）溶液置换反应,3Fe+2O,2,=,Fe,3,O,4,点燃,2Fe+3Cl,2,=2FeCl,3,点燃,Fe,S,FeS,Fe,2H,+,Fe,2+,H,2,注意：,常温下，铁遇浓硝酸、浓硫酸而,钝化,，可用于储存和运输浓硫酸、浓硝酸。,3Fe,4H,2,O,(,g,),Fe,3,O,4,4H,2,高温,Fe,Cu,2+,Fe,2+,Cu Fe,2Ag,+,Fe,2+,2Ag,2/28,铁、铜化学性质,铁,铜,与,非金属,反应,与,盐酸,反应,与,水,反应,与,盐溶液,反应,Fe+Cu,2+,=Fe,2+,+Cu,Cu+2Ag,+,=Cu,2+,+2Ag,Fe+2H,+,=Fe,2+,+H,2,3Fe+2O,2,=,Fe,3,O,4,点燃,Cu+Cl,2,=CuCl,2,点燃,2Cu+O,2,=2CuO,2Fe+3Cl,2,=2FeCl,3,点燃,不反应,Fe,S,FeS,2Cu,S,Cu,2,S,不反应,3Fe,4H,2,O,(,g,),Fe,3,O,4,4H,2,高温,3/28,回想、整理生成以下,铁、铜主要化合物,化学反应,。,（氧化物、氢氧化物、盐类或其它）,FeO,Fe,3,O,4,Fe,2,O,3,FeCl,2,FeCl,3,Fe(OH),2,Fe(OH),3,FeS,3Fe,2O,2,Fe,3,O,4,；,3Fe,4H,2,O,(,g,),Fe,3,O,4,4H,2,点燃,高温,（？）,4Fe,3O,2,2Fe,2,O,3,；,2Fe(OH),3,2Fe,2,O,3,3H,2,O,生锈,Fe,2H,+,Fe,2+,H,2,；,Fe,Cu,2+,Fe,2+,Cu2Fe,3Cl,2,2FeCl,3,；,Fe(OH),3,3H,+,Fe,3+,3H,2,O,点燃,Fe,2+,2OH,-,Fe(OH),2,；,Fe,2+,2NH,3,H,2,O,Fe,3+,3OH,Fe(OH),3,；,Fe,3+,3NH,3,H,2,O,Fe,S,FeS,CuO,2Cu,O,2,2Cu,；,Cu(OH),2,CuO,H,2,O,4/28,试验方法,怎样检验,Fe,3+,?,性质,2.,Fe,3+,遇,SCN,-,离子生成,血红色,溶液,，,Fe,2+,无此性质,性质,3.,Fe,3+,遇碱性溶液生成,红褐色沉淀,，,Fe,2+,离子与此不一样。,化学原理,4Fe(OH)2,+2H,2,O+O,2,4Fe(OH),3,Fe,3+,+3SCN,-,Fe(SCN),3,血红色溶液,白色,絮状沉淀，,快速,变成,灰绿色,，最终变成,红褐色,。,性质,1.,Fe,3+,溶液呈,棕黄色,，,Fe,2+,溶液呈,浅绿色,。,Fe,3+,+3OH,-,Fe(OH),3,Fe,2+,+2OH,-,Fe(OH),2,红褐色沉淀,白色沉淀,氢氧化亚铁,Fe(OH),2,，白色难溶，易被空气中氧气氧化。,5/28,4Fe,3O,2,2Fe,2,O,3,2Fe,3Cl,2,2FeCl,3,Fe,Cu,2+,Fe,2+,Cu,Fe,2H,+,Fe,2+,H,2,生锈,点燃,Fe,S,FeS,依据以下反应事实，,分析总结,氧化剂氧化性强弱与生成物中铁所显价态关系,Fe,Fe,+2,Fe,+3,0,较弱氧化剂,较强氧化剂,H,+,、,Cu,2+,、,S,、,I,2,等,Cl,2,、,Br,2,、,O,2,等,规律总结,6/28,依据反应规律及以上研究结果提出实现,Fe,与,Fe,相互转化方案。,（,1,）,Fe,2+,Fe,3+,（,2,）,Fe,3+,Fe,2+,+2,+3,（加入氧化剂，）,（加入还原剂，）,氧化性,Fe,3+,还原性,Fe,2+,Fe,Fe,+2,Fe,+3,0,较弱氧化剂,较强氧化剂,H,+,、,Cu,2+,、,S,、,I,2,等,Cl,2,、,Br,2,、,O,2,等,进行详细试验研究之前，要学会一些试验方法，学会产物验证，了解能表明反应发生现象。,7/28,新制氯水,溴水,氧气,酸性,KMnO,4,强氧化剂,2Fe,2,Cl,2,2Fe,3,2Cl,2Fe,2,Br,2,2Fe,3,2Br,MnO,4,-,+5Fe,2,8H,+,=,5Fe,3,Mn,2,4H,2,O,NO,3,-,+3Fe,2,4H,+,=,3Fe,3,NO,2H,2,O,Fe,2,转化成,Fe,3,依据你所学过物质，猜测哪些物质能使,Fe,2,氧化？并设计试验证实。,Fe,2+,Fe,3+,试验研究,实现,Fe,3+,与,Fe,2+,相互转化,观察溶液改变，必要时利用适当检验方法，并统计现象。,H,2,O,2,HNO,3,8/28,Fe,3,Fe,2,三价铁离子该加何种物质变成二价铁离子？请你设计试验证实。,金属单质：,Fe,、,Cu,低价化合物：,I,、,S,2,还原剂,Fe,2Fe,3,3Fe,2,Cu,2Fe,3,2Fe,2,Cu,2,2Fe,3,2,I,-,2Fe,2,I,2,2Fe,3,S,2,2Fe,2,S,Fe,2,S,2-,FeS,Fe,3,转化成,Fe,2,9/28,Fe,Fe,+2,Fe,+3,较弱氧化剂,较强氧化剂,较强氧化剂,Cl,2,、,Br,2,、,O,2,、,H,2,O,2,、,HNO,3,、酸性,KMnO,4,溶液等,S,2,-,、,I,-,、,Cu,、,Fe,、,Zn,等,H,+,、,Cu,2+,、,S,、,I,2,等,Cl,2,、,Br,2,、,O,2,等,H,2,、,C,、,CO,、,Zn,等,H,2,、,C,、,CO,、,Al,等,铁及其化合物相互转化,铁三角,回顾铝三角,10/28,砖瓦,铁化合物,Fe,2,O,3,制得红色砖瓦,联络实际,在烧制砖时，用粘性泥土做成坯经过烘烧后，制得,红色砖瓦,。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水，封窑，再烧而得到,青色砖瓦,。,H,2,O+C,CO+H,2,气体,Fe,2,O,3,FeO,、,Fe,3,O,4,及碳颗粒,制得,青色砖瓦,11/28,联络实际,12/28,应用,2FeCl,3,+Cu=2FeCl,2,+CuCl,2,2Fe,3+,+Cu=2Fe,2+,+Cu,2+,用,FeCl,3,溶液腐蚀铜板制,印刷电路板,Fe,3+,与,S,2-,、,I,-,能否共存？,Fe,2+,与,NO,3,-,酸性条件下能否共存？,13/28,应用,1.,试验室在配制,FeSO,4,溶液时，经常加入少许铁粉，为何,?,2Fe,3+,+Fe=3Fe,2+,4Fe,2+,+O,2,4H,=4Fe,3+,2H,2,O,Fe,可将空气中,O,2,氧化形成,Fe,3+,还原为,Fe,2+,先将,Fe,2+,氧化为,Fe,3+,，再调整溶液,pH,值，使,Fe,3+,转化为,FeOH),3,沉淀析出。,2.,依据以下信息考虑怎样除去废水中,Fe,2+,?,生成氢氧化物沉淀,pH,值,注：,Fe,2+,氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为,Fe,3+,，生成,Fe(OH),3,沉淀而去除之。,9.6,7.6,Fe(OH),2,3.7,2.7,Fe(OH),3,完全沉淀,开始沉淀,物质,14/28,Fe,3,O,4,FeS,FeCl,2,FeCl,3,Fe(OH),3,Fe(OH),2,铁丝在纯氧中燃烧,铁粉和硫粉加热,溶液中,2FeCl,3,Fe,3FeCl,2,铁在氯气中燃烧,4Fe(OH),2,+2H,2,O+O,2,4Fe(OH),3,以下化合物能由化合反应生成是,。,15/28,【,设计,】,怎样从,FeCl,3,和,Cu,粉混合物中分离得到纯净,FeCl,3,和,Cu,？,（,1,）加水溶解。,若有固体残留，过滤，保留滤渣。,（,2,）在溶液（或滤液）中加过量,Fe,粉，充分反应后过滤。,（,3,）,在（,2,）过滤所得滤渣中加足量盐酸，充分反应后过滤，滤渣与（,1,）合并，经洗涤、烘干，得纯净,Cu,；将滤液与（,2,）合并；,（,4,）滤液中通足量,Cl,2,。,（,5,）在一定条件下，蒸发溶液得纯净,FeCl,3,。,2FeCl,3,Cu,2FeCl,2,CuCl,2,Fe,CuCl,2,FeCl,2,Cu,Fe,2HCl,FeCl,2,H,2,2FeCl,2,Cl,2,2FeCl,3,详细步骤以框图形式表示愈加直观有效！,16/28,HCl,过滤,足量,Fe,粉,过滤,FeCl,3,Cu,H,2,O,FeCl,2,CuCl,2,FeCl,3,滤渣,Fe Cu,滤液,FeCl,2,滤渣,Cu,滤液,FeCl,2,Cl,2,FeCl,3,溶液,HCl,气体,蒸干,无水,FeCl,3,详细步骤以框图形式表示以下：,溶液,若有固体，过滤,【,设计,】,怎样从,FeCl,3,和,Cu,粉混合物中分离得到纯净,FeCl,3,和,Cu,？,17/28,【,例题,】,“,卤块”主要成份为,MgCl,2,（含,Fe,2+,、,Fe,3+,、,Mn,2+,等杂质离子），若以它为原料，按以下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。假如要求产品尽可能不含杂质离子，而且成本较低，流程中所用试剂或,pH,值控制可参考以下附表确定。,轻质氧化镁工艺流程图,表,1,生成氢氧化物沉淀值,注：,Fe,2+,氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为,Fe,3+,，生成,Fe(OH),3,沉淀而去除之。,请填写以下空白：,（,1,）在步骤加入试剂,X,，最正确选择应是,，其作用是,。,（,2,）在步骤加入试剂,Y,应是,，之所以要控制,pH=9.8,，其目标是,。,（,3,）在步骤时发生化学反应方程式是：,。,漂液（,NaClO,使,Fe,2+,氧化成为,Fe,3+,NaOH,使各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀方便除去,MgCO,3,+H,2,O=Mg(OH),2,+CO,2,18/28,1.,除去以下物质中混有少许杂质应用怎样化学方法，写出相关反应离子方程式。,（,1,）铜粉中混有铁粉,:,、,。,（,2,）铁粉中混有铝粉,:,、,。,（,3,）,FeCl,3,溶液中混有,FeCl,2,:,、,。,（,4,）,FeCl,2,溶液中混有,CuCl,2,、,。,加入过量盐酸，过滤,Fe,2H,Fe,2,H,2,过量,NaOH,溶液，过滤,2Al,2OH,2H,2,O,2AlO,2,-,3H,2,通入足量,Cl,2,2Fe,2,Cl,2,2Fe,3,2Cl,加入过量,Fe,，过滤,Cu,2,Fe,Fe,2,Cu,【,课堂巩固练习,】,19/28,2.,将,Fe.Cu,与,FeCl,3,.FeCl,2,.CuCl,2,溶液一起放入烧杯内，充分反应后：,(1),若铁有剩下，则容器内不可能存在物质是,。容器内还有,。,(2),若,CuCl,2,有剩下，则容器内不可能存在 物质是,，一定存在物质是,，可能存在物质是,。,(3),若,FeCl,3,.CuCl,2,都有,剩下，则容器内不可能存在物质是,。,FeCl,3,.CuCl,2,FeCl,2,.Cu,Fe,FeCl,2,FeCl,3,或,Cu,Fe.Cu,20/28,3.,一些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐。依据以下化学反应框图填空：,(1)A,是,，,B,是,，单质,F,是,_,。,(2,）写出由,E,生成,G,离子反应方程式（或化学方程式）,_,。,(3,）溶液,I,中所含金属离于是,_,。,(4),写出,DH,化学方程式,。,H,2,Al,3+,和,Na,+,Fe,2+,+2NH,3,H,2,O=Fe(OH),2,+2NH,4,+,4Fe(OH),2,+O,2,+2H,2,O=4Fe(OH),3,Fe,2,O,3,Al,Al,2,O,3,+2NaOH=2NaAlO,2,+H,2,O,21/28,4.,氯化铜,(CuCl,2,2H,2,O),中含有,FeCl,2,杂质，为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按以下图示操作步骤进行提纯：,溶液,溶液,Cu,2+,Cl,-,Fe,2+,Cu,2+,Cl,-,Fe,3+,加入,氧化剂,X,加入物质,Y,过滤,沉淀,Z,溶液,蒸发,结晶,纯,CuCl,2,2H,2,O,(1),依据下表数据回答：为何要加入氧化剂？,(2),以下物质都可作氧化剂，其中最适合是,(),A.KMnO,4,B.NaClO C.K,2,Cr,2,O,7,D.H,2,O,2,(3),物质,Y,是,，沉淀,Z,是,。,将,Fe,2+,氧化为,Fe,3+,，不然调,pH,除,Fe,2+,时，,Fe,2+,和,Cu,2+,共同沉淀而不能到达除杂之目标。,D,CuO,或,Cu(OH),2,或,CuCO,3,或,Cu,2,(OH),2,CO,3,Fe(OH),3,生成氢氧化物沉淀,pH,值,9.6,7.6,Fe(OH),2,3.7,2.7,Fe(OH),3,完全沉淀,开始沉淀,物质,Cu(OH),2,4.4,6.4,22/28,5,硫酸亚铁（,FeSO,4,7H,2,O,）是一个主要食品和饲料添加剂。试验室经过以下试验由废铁屑制备,FeSO,4,7H,2,O,晶体：将,5%Na,2,CO,3,溶液加入到盛有一定量废铁屑烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去,Na,2,CO,3,溶液，然后将废铁屑用水洗涤,2,3,遍向洗涤过废铁屑加入过量稀硫酸，控制温度,50,80,之间 至铁屑耗尽；趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；待结晶完成后，滤出晶体，用少许冰水,2,3,次，再用滤纸将晶 体吸干；将制得,FeSO,4,7H,2,O,晶体放在一个小广口瓶中，密闭保留。请回答以下问题：,（,1,）试验步骤目标是,_,，加热作用是,。,（,2,）试验步骤显著不合理，理由是,_,。,（,3,）试验步骤中用少许冰水洗涤晶体，其目标是,。,除油污,升高温度，溶液碱性增强，去油污能力增强,应该铁屑过量（或反应后溶液中必须有铁剩下），不然溶液中可能有,Fe,3,存在。,洗涤除去晶体表面附着硫酸等杂质；用冰水洗涤可降低洗涤过程中,FeSO,4,7H,2,O,损耗,23/28,（,4,）经查阅资料后发觉，硫酸亚铁在不一样温度下结晶可分别得到,FeSO,4,7H,2,O,、,FeSO,4,4H,2,O,和,FeSO,4,H,2,O,。硫酸亚铁在不一样温度下溶解度和该温度下析出晶体组成以下表所表示（仅在,56.7,、,64,温度下可同时析出两种晶体）。,请依据表中数据作出硫酸亚铁溶解度曲线。,（,5,）若从硫酸亚铁溶液中结晶出,FeSO,4,4H,2,O,晶体，应控制结晶温度（,t,）范围为,_ _ _,。,56.7,t,64,温度,/0 10 30 50 56.7 60 64 70 80 90,溶解度,/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.2 35.3 35.6 33.0 30.5 27.0,析出晶体,FeSO,4,7H,2,O FeSO,4,4H,2,O FeSO,4,H,2,O,24/28,6.,向,48.8,克铁粉和氧化铁混合物中加入,700ml,稀硫酸，恰好完全反应，生成,H,2,2.24L(,标准情况,),。此时向反应后溶液中加入,KSCN,溶液，未见红色出现。求：,(1),原混合物中铁粉和氧化铁质量。,(2),原稀硫酸物质量浓度。,解：,设混合物中含,Fe:xmol,Fe,2,O,3,:ymol,Fe,H,2,SO,4,FeSO,4,H,2,0.1,0.1,2.24/224=0.1,Fe,2,O,3,3H,2,SO,4,Fe,2,(SO,4,),3,3 H,2,O,y,3y,y,Fe,Fe,2,(SO,4,),3,3FeSO,4,y,y,56x+160y,48.8,0.1,y,x,x,0.3,y,0.2,25/28,7,.,（,22,分）用下面两种方法可制得白色,Fe(OH),2,沉淀。,方法一：,用不含,Fe,3,FeSO,4,溶液与用不含,O,2,蒸馏水配制,NaOH,溶液反应制备。,（,1,）用硫酸亚铁晶体配制上述,FeSO,4,溶液时还需加入,。,（,2,）除去蒸馏水中溶解,O,2,常采取,方法。,（,3,）生成白色,Fe(OH),2,沉淀操作是用长滴管吸收不含,O,2,NaOH,溶液，插入,FeSO,4,溶液液面下，再挤出,NaOH,溶液。这么操作理由是,。,稀硫酸、铁屑,加热煮沸,防止生成,Fe(OH),2,沉淀接触空气被,O,2,氧化,26/28,方法二：,在如图装置中，用,NaOH,溶液、铁屑、稀,H,2,SO,4,等试剂制备。,（,1,）在试管,I,里加入试剂是,。,（,2,）在试管,II,里加入试剂是,。,（,3,）为了制得白色,Fe(OH),2,沉淀，在试管,I,和,II,中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后试验步骤是,。,（,4,）这么生成,Fe(OH),2,沉淀能较长时间保持白色，其理由是,。,稀硫酸、铁屑,NaOH,溶液检验试管,出口处排出,H,2,纯度，当排出,H,2,纯净时，再夹紧止水夹。,试管,中生成,H,2,充满了试管,和试管,，且外界空气不易进入装置内。,27/28,分子式,Fe(OH),3,Fe(OH),2,属类,色态,水溶性,热稳定性,与酸反应,工业或试验室制法,铁氢氧化物,弱碱,弱碱,红褐色沉淀,白色沉淀,难溶,难溶,不稳定，加热分解生成氧化物和水。,极不稳定，在空气中易转化为,Fe(OH),3,（现象？）,Fe(OH),3,+3HCl=FeCl,3,+3H,2,O,Fe(OH),3,+HI=?,Fe(OH),2,+2HCl=FeCl,2,+2H,2,O,Fe(OH),2,+HNO,3,=?,Fe,3+,+3OH,-,=Fe(OH),3,Fe,2+,+2OH,-,=Fe(OH),2,（怎样制备？,）,28/28,