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![[推荐学习]2018_2019版高中化学专题3从矿物到基础材料第二单元铁铜的获取及应用第2课时学案苏](https://img.taocdn.com/s1/m/f5096bd7770bf78a6529545c.png)
第2课时铁、铜及其化合物的应用[学习目标定位] 1.熟知铁、铜的化学性质，会分析Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化，学会Fe3＋的检验方法。
2.了解铁、铜及其化合物的应用。
一、铁、铜单质的性质铁和铜是我们日常生活中经常接触到的金属材料。
根据以前学习过的有关知识，填写下表：铁、铜单质的性质1．铁是比较活泼的金属，铜是不活泼金属，两者均具有还原性，且还原性Fe ＞Cu 。
2．Fe 、Cu 都有变价，所以反应后的产物与氧化剂的强弱及反应条件有关。
(1)(2)C ＋1u ――→S Cu ――→Ag ＋、Fe 3＋、HNO 3、浓H 2SO 4C ＋2u提醒 (1)Fe 和Cl 2反应生成FeCl 3、Fe 和S 反应生成FeS ，反应产物与Fe 和Cl 2(或S)的用量无关。
Cu 和Cl 2反应生成CuCl 2，Cu 和S 反应生成Cu 2S ，反应产物与Cu 和Cl 2(或S)的用量也无关。
(2)Fe 与水蒸气反应：3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2，Cu 在潮湿空气中形成“铜绿”的反应：2Cu ＋O 2＋CO 2＋H 2O===Cu 2(OH)2CO 3。
【例1】 下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是( ) A ．过量的Fe 与Cl 2反应 B ．Fe 与过量稀硫酸反应 C ．CuCl 2溶液中加入过量FeD ．足量Fe 和Fe 2O 3的混合物溶于盐酸中 答案 A解析 A 项，Cl 2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；B 项，Fe 与稀硫酸反应只能生成Fe 2＋；C 项，在溶液中Fe 3＋被Cu 2＋氧化为Fe 2＋；D 项，首先Fe 与盐酸反应生成FeCl 2、Fe 2O 3与盐酸反应生成FeCl 3，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FeCl 3全部还原为FeCl 2。
二、铁、铜重要化合物的性质及应用1．根据价态铁的氧化物有三种，分别是FeO 、Fe 2O 3、Fe 3O 4。
第三单元含硅矿物与信息材料[基础巩固]1.石灰石是许多工业生产的原料，下列化工生产过程中，一定不需要石灰石的是()A．漂白粉B．水泥C．烧碱D．陶瓷解析：选D。
氯气与石灰乳制漂白粉，石灰乳可用氧化钙和水反应制得，石灰石锻烧生成氧化钙；制水泥需要石灰石和黏土为原料；制陶瓷需要黏土为原料；制烧碱用碳酸钠溶液与石灰乳反应。
2.下列关于碳酸和硅酸的说法中不正确的是()A．均为弱酸B．均可使紫色石蕊试液变红色C．CO2气体通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸D．受热时均可以分解解析：选B。
硅酸不能够使紫色石蕊试液变红。
3.下列关于碳和硅的比较，正确的是()A．它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸B．碳和硅的最高正价都是＋4价C．硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位D．碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态解析：选B。
SiO2不溶于水也不与水反应；地壳中含量最多的元素是氧，其次是硅；自然界中有游离态的碳(金刚石)，没有游离态的硅，因为硅是一种亲氧元素。
4.和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐，某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列叙述不正确的是()A．和田玉可与某些酸反应B．和田玉是一种无机非金属材料C．Mg元素的质量分数是Ca元素质量分数的0.9倍D．其中铁的化合价为＋3解析：选D。
根据化合物中各元素化合价代数和等于零可判断出铁元素为＋2价。
5.在下列操作中，原溶液一直保持澄清的是()A．向CaCl2溶液中加入Na2CO3溶液B．向硅酸钠溶液中通入CO2至过量C．向BaCl2溶液中通入CO2D．向澄清石灰水中通入过量CO2解析：选C。
CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl，溶液变浑浊；Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，CO2过量时，Na2CO3转化为NaHCO3，但H2SiO3不溶解；BaCl2溶液中通入CO2不发生反应，溶液一直保持澄清；Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CO2过量时，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，溶液先变浑浊后变澄清。
从矿物到基础材料专项训练题组一 硅及其化合物的性质与应用1．由石英制取纯硅，通常要发生3个化学反应，对这3个反应的叙述中不正确的是( ) A ．有2个置换反应B ．3个反应均为氧化还原反应C ．有1个化合反应D ．在3个反应中硅元素均被还原 答案 D解析 SiO 2――→C Si ，置换反应；Si ――→Cl 2SiCl 4，化合反应；SiCl 4――→H 2Si ，置换反应。
3个反应均为氧化还原反应，化合反应中硅元素被氧化。
2．下列反应中能说明二氧化硅是酸性氧化物的是( ) A ．SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑ B ．SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O C ．SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O D ．SiO 2＋CaCO 3=====高温CaSiO 3＋CO 2↑ 答案 C3．在炼钢、制玻璃、制水泥三种工业生产中，都需要的原料是( ) A ．纯碱 B ．石灰石 C ．石英 D ．黏土答案 B解析 炼钢用铁矿石、焦炭、空气、石灰石；制玻璃用纯碱、石灰石、石英；制水泥用石灰石、黏土。
4．下列有关说法中正确的是( ) A ．硅是非金属单质，与任何酸都不发生反应 B ．SiO 2溶于水生成硅酸，其水溶液显酸性 C ．硅的性质很稳定，但在自然界中不存在游离态D ．二氧化硅是酸性氧化物，可以与碱反应，但是不能与酸反应 答案 C解析 硅在常温下可以与氢氟酸反应，A 项错误；SiO 2不溶于水，也不能与水反应，B 项错误；自然界中没有游离态的硅，化合态的硅几乎全部是二氧化硅和硅酸盐，C 项正确；SiO 2是酸性氧化物，但是可以与氢氟酸反应，D 项错误。
题组二铝及其化合物的性质与应用5．下列有关从铝土矿中提炼铝的说法不正确的是( )A．铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝，再进行冶炼铝C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来D．冶炼铝的方法与工业冶炼钠、镁相似，可用电解法答案 C解析铝在地壳中只能以化合态存在，将铝元素由化合态变为游离态，必须采用化学方法，A项正确；冶炼铝时先将铝土矿经化学方法转化为纯净的氧化铝，B项正确；铝化学性质较活泼，常见的还原剂很难将氧化铝还原为铝，可采用电解法冶炼，故C项错误、D项正确。
专题质量检测（三）从矿物到基础材料时间：60分钟满分：100分一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1．活泼金属在空气中易与氧气反应，表面生成一层致密的氧化膜，可以保护内层金属不被继续氧化的是( )①铁②钠③铝④镁A．①②B．②③C．③④ D．①④解析：选C 镁、铝这两种金属在空气中与氧气反应，会在表面生成一层致密的氧化膜，可以保护内层金属不被继续氧化。
2．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )解析：选A 233．将过量CO2通入下列溶液中，最终不会出现浑浊的是( )A．CaCl2溶液 B．NaAlO2溶液C．饱和Na2CO3溶液 D．水玻璃解析：选A CaCl2溶液与CO2不反应，无沉淀产生；NaAlO2溶液与过量CO2反应：CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3；饱和Na2CO3溶液与CO2反应：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，因NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，故有NaHCO3固体析出，溶液变浑浊；水玻璃与CO2反应：Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3，A项正确。
4．下列有关普通玻璃的说法不正确的是( )A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起解析：选B 普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A正确。
玻璃是混合物，没有固定的熔点，B错误。
普通玻璃的大致组成为Na2O·CaO·6SiO2，C正确。
二氧化硅易与碱液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不得用玻璃塞。
5．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，只用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是( )A．盐酸 B．烧碱溶液C．氨水 D．KSCN溶液解析：选B NaOH滴入上述五种溶液时，其中NaCl无明显现象，FeCl2中出现白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的Fe(OH)3；而FeCl3中只出现红褐色的Fe(OH)3沉淀；MgCl2中只出现白色沉淀现象，而AlCl3中先出现白色沉淀，后沉淀消失。
生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 专题3 从矿物到基础材料 本专题重难点突破 一 金属的重要反应规律及其应用 1．金属与非金属的反应规律 O2、Cl2、S等活泼非金属均可把金属氧化，得到金属氧化物、氯化物、硫化物等。其中对于变价元素Fe、Cu，当氧化剂为Cl2时，生成相应的高价化合物；当氧化剂为S时，生成相应
的低价化合物。如2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3，Cu＋Cl2=====点燃CuCl2，Fe＋S=====△FeS,2Cu＋S=====△Cu2S。 2．金属与氧气反应的多样性 活泼金属(如Na)在常温下即可反应，加热或点燃所得的产物一般更复杂。如4Na＋
O2===2Na2O(常温)，2Na＋O2=====△Na2O2。 3．金属的置换反应规律 (1)金属与水反应 在金属活动性顺序表中，钠及钠之前的金属能与冷水剧烈反应，生成强碱和氢气；镁、铝能与沸水反应；而铝之后、氢之前的金属在高温下能与水蒸气反应，生成不溶性氧化物和氢气。 (2)金属与酸的反应 在金属活动性顺序表中，排在H之前的金属能够与酸反应置换出H2，排在H之后的金属与酸不反应。金属的位置越靠前，其活动性越强，与酸反应越容易，反应越剧烈。如与等浓度的盐酸反应且金属颗粒大小相同时，剧烈程度Mg＞Al＞Fe。 (3)金属与盐的反应 在金属活动性顺序表中，位于前面的金属能够把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 但是能与水发生反应的金属(如Na)在与盐溶液反应时，不能置换出相应的金属单质，应先考虑与水的反应，再考虑生成的NaOH能否与盐发生反应。 4．金属的化学性质及其应用 生活的色彩就是学习
K12的学习需要努力专业专心坚持 【典例1】 根据你对金属钠性质的了解，回答下列问题： (1)由于金属钠很容易跟空气中的________、________等物质反应，通常将它保存在________里。 (2)将金属钠加入Fe2(SO4)3溶液中会产生红褐色沉淀。你能解释这一现象吗？ 解析 (1)由于金属钠很活泼，很容易跟空气中的氧气、水蒸气等物质反应，因此保存时应隔绝空气，通常保存在煤油中。这是因为钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应，钠在煤油中沉在底部而避免了与空气的接触。 (2)金属钠与盐溶液的反应，不可能置换出金属单质，这是因为钠首先要和溶液中的水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH能和Fe2(SO4)3反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3。 答案 (1)氧气 水蒸气 煤油 (2)钠投入Fe2(SO4)3溶液中，首先发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的NaOH能与Fe2(SO4)3反应：6NaOH＋Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4，所以会观察到有红褐色沉淀生成。该反应的总化学方程式为6Na＋6H2O＋Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4＋3H2↑。 【典例2】 A、B、C是单质，其中A是常见金属，各种物质间的转化关系如下所示：
根据图示转化关系回答： (1)写出下列物质的化学式： A____________________，B____________________， 乙____________________，丁____________________。 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 (2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式： ①A与NaOH溶液反应的化学方程式：______________________________________ ________________________________________________________________________。 ②甲与NaOH溶液反应的离子方程式：______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)将一定量的A加入NaOH溶液中，产生的C在标准状况下的体积为3.36 L，则消耗A的物质的量为____________，转移电子的物质的量为________。 解析 常见金属单质中能与NaOH溶液反应的只有Al，所以A是Al，乙是NaAlO2，C是H2，甲是Al的化合物，可与NaOH溶液反应产生NaAlO2，甲是Al2O3，则丙是H2O，B即是O2。根据NaAlO2＋CO2＋2H2O===NaHCO3＋Al(OH)3↓得丁是Al(OH)3。由2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2
＋3H2↑知，n(Al)＝23n(H2)＝23×3.36 L22.4 L·mol－1＝0.1 mol,1 mol Al在反应过程中转移3 mol电子，则0.1 mol Al在反应过程中转移0.3 mol电子。 答案 (1)Al O2 NaAlO2 Al(OH)3 (2)①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ ②Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O (3)0.1 mol 0.3 mol 二 金属与酸反应的计算规律和方法 1．金属与酸反应的定量规律(只考虑生成氢气的情况) (1)金属与酸反应，金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。
(2)1 mol a价金属与足量酸反应，可生成 a2 mol氢气。 (3)当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时，则反应后两溶液增加的质量相等。 (4)相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。 (5)特别注意，在钠等极活泼金属与酸反应时，金属过量时还会跟水反应产生氢气。 2．铝分别与酸、碱反应产生氢气量的比较(加试要求) (1)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，消耗盐酸和NaOH的物质的量之比为3∶1，生成氢气的量相等。 (2)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和NaOH溶液反应，生成氢气的物质的量之比为1∶3。
(3)一定量的铝分别和一定量的H＋、OH－反应时，若产生氢气的体积比为13＜VH＋H2VOH－H2＜1，则必定是与酸反应时铝过量，与碱反应时铝不足，即酸中铝过量，碱中碱过量。 【典例3】 (加试要求)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为V甲∶V乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为( ) A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 答案 A 解析 Al和盐酸的反应式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；Al与NaOH溶液的反应式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。若Al均完全反应，则产生的H2体积比为1∶1，实际产生H2
的体积比为1∶2，即NaOH溶液中产生的H2多，说明消耗的Al多，即甲中Al过量。由n(HCl)
＝0.3 mol，可知甲中产生0.15 mol H2，那么乙中产生0.3 mol H2，消耗0.2 mol OH－，OH－还剩余0.1 mol，则Al没有剩余，则投入的Al为0.2 mol，其质量为5.4 g。
三 重要金属化合物的性质及其应用 1．重要的金属化合物
2．Al(OH)3和Fe(OH)2的制备方法(加试要求) (1)实验室制Al(OH)3是用铝盐[如AlCl3、KAl(SO4)2]与氨水反应： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。 (2)实验室制备Fe(OH)2的关键 需要创造的条件——无Fe3＋的环境，无O2的环境；可以采取的措施——排除溶液中的Fe3＋→加铁粉；排除有O2的环境：驱逐溶液中的溶解氧→加热煮沸；避免与空气接触→可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液。 【典例4】 M、E是人类使用最早、应用最广泛的两种常见金属。 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 请回答下列问题： (1)写出图中M―→MSO4的化学方程式______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)将酸化的X溶液滴加到盛有H2O2溶液的试管中，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 一段时间后，某同学发现试管中有气泡出现，管壁发热，随后还有沉淀生成。则沉淀的化学式为____________。 解析 根据MSO4为蓝色溶液，可以推断M为Cu，MSO4为CuSO4，E为Fe，X为FeSO4，Y为Fe2(SO4)3。
(2)一段时间后，因为2H2O2=====Fe3＋2H2O＋O2↑，所以气泡为O2，沉淀为Fe(OH)3。 答案 (1)2Cu＋2H2SO4＋O2=====△2CuSO4＋2H2O (2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe(OH)3 【典例5】 (加试要求)下列转化关系图中，反应条件及部分反应物和产物未全部注明，已知A、D为金属单质，其他为化合物。其中A、C均可以与强酸、强碱反应，试推断：
(1)写出下列物质的化学式： A：____________，C：______________，I：____________。 (2)写出下列反应的离子方程式： C→F________________________________________________________________________。 H→I________________________________________________________________________。 解析 A、C均可以与强酸、强碱反应，可推知A为Al，C为Al2O3，F为NaAlO2。I应为氢氧化物，加热生成红色粉末B，且A和B在高温下能发生置换反应，说明B为Fe2O3，I为Fe(OH)3，D为Fe，G为FeCl2，H为FeCl3。 答案 (1)Al Al2O3 Fe(OH)3 (2)Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 四 Al3＋、Al(OH)3、AlO－2的转化及其图像(加试要求) 1．Al3＋、Al(OH)3、AlO－2间的相互转化——“铝三角” (1)Al3＋―→Al(OH)3 ①可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3＋＋3OH－(少量)===Al(OH)3↓ ②可溶性铝盐与氨水反应：
