广东省惠州市平海中学2016-2017年高三化学一轮复习铁教学案
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铁及其重要化合物一轮复习教案教学目标:1.理解铁及其重要化合物的基本性质和应用;2.掌握铁的提取方法;3.理解铁在生活中的重要性。
教学重点:1.铁的提取方法;2.铁的基本性质;3.铁的重要化合物。
教学难点:1.铁的提取方法的详细步骤;2.铁的应用及其原理。
教学步骤:一、引入课题铁是地壳中的一种常见金属元素,具有重要的应用价值。
同时,铁还可以形成多种化合物,在生活和工业中有广泛的应用。
本节课我们将重点学习铁及其重要化合物。
二、讲授铁的提取方法1.自然界中铁的存在形式:铁在自然界中以氧化铁的形式存在,最常见的是赤铁矿和磁铁矿。
2.铁的提取方法:a.赤铁矿的提取:(1)块矿中的杂质去除:块矿经碎磨后,用磁选法去除磁性杂质;(2)过热风煅烧:将去除杂质的块矿加热到800℃以上,使其分解成氧化铁和硬质焙烧渣;(3)过湿法或通气法还原:用湿法或通气法将分解后的氧化铁还原成金属铁。
b.磁铁矿的提取:经磁选法,将磁性矿物从矿石中分离出来。
三、讲授铁的基本性质1.物理性质:a.铁是一种银白色的、有延展性的金属;b.铁的熔点为1535℃;c. 铁的密度为7.86g/cm³,属于重金属;d.铁在常温下具有铁磁性,能被磁铁吸引。
2.化学性质:a.铁能与非金属反应,生成相应的氧化物;b.铁能与酸反应,生成相应的盐和氢气;c.铁能与水蒸气反应生成氢气和氧化铁。
四、讲授铁的重要化合物1.氧化铁:常见的氧化铁有三种,分别是Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO。
2.硫化铁:FeS₂,也被称为黄铁矿,是一种重要的硫化物矿石。
3.氯化铁:FeCl₂和FeCl₃,常用于净化水和制备其他铁化合物。
五、学生练习请同学们在课后完成以下练习:1.写出铁的提取方法的详细步骤。
2.列举铁的几种重要化合物及其用途。
3.分析铁的物理性质和化学性质对其应用的影响。
教学拓展:1.铁和钢的区别:铁是一种金属元素,而钢是由铁和其他元素(如碳、镍、铬等)组成的合金。
高三一轮复习教学案:铁及其铁的化合物一、考试说明:1.认识铁是一种较活泼的金属,了解铁的物理性质,掌握铁的化学性质。
2.掌握铁的有关性质实验以及对实验现象的讨论,培养学生的观察能力和思维能力。
3.了解铁的氧化物和氢氧化物的性质,掌握氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备。
4.了解Fe3+的氧化性,认识Fe2+和Fe3+之间的相互转化;学会Fe2+和Fe3+的检验方法。
二、教学设计:(一)铁1、铁的位置和结构及在自然界中的分布、存在铁是一种常见的________金属元素,位于元素周期表的第____周期第____族,原子的最外层电子数只有____,在化合物中通常有_______两种化合价,且____比_____价稳定。
铁在地壳中的含量仅次于_____、_____ 、_____居第_____位,它是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。
铁元素在自然界中的存在形式有________。
_______只有从太空中掉下的陨石中才能发现。
2、铁的物理性质铁在金属的分类中属于,纯净的铁是光亮的色金属,有较好的、、,还能被磁体吸引。
3、铁的化学性质(1)与非金属反应:[练习1] 写出铁分别与氧气、液溴、晶体碘反应的化学方程式:(2)与水反应:[思考1]设计实验证明铁高温下能与水蒸气反应生成氢气(3)与酸的反应:[思考2]若将铁粉分别置于下列酸中:①稀盐酸②冷的浓硫酸③稀硝酸④氢碘酸。
各自情况如何?[例题1]在含有a克硝酸的稀溶液中, 加入b克铁粉充分反应, 铁全部溶解, 生成NO, 已知有a/4克HNO3被还原, a∶b则不可能为 ( ) A.2∶1 B.3∶1 C.4∶1 D.9∶25.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉,得到的Fe2+的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。
请将正确答案的序号填在相应的横线上。
①Fe3+②Fe2+③Fe、Fe2+④Fe2+、Fe3+(1)AB段铁元素以__________形式存在。
高三化学一轮学案铁及其化合物学习目标1、认识铁是一种变价金属,了解铁的物理性质,掌握铁的化学性质。
2、掌握铁的有关性质实验以及对实验现象的讨论,培养学生的观察能力和思维能力。
3、掌握铁的化合物的性质及有关计算知识要点一、铁的位置和结构及在自然界中的分布、存在铁是一种常见的________金属元素,位于元素周期表的第____周期第____族,原子的最外层电子数只有____,通常有_______两种化合价,且____比_____价稳定。
铁在地壳中的含量仅次于_____、_____ 、_____居第_____位,它是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。
铁元素在自然界中的存在形式有________,_______.只有从太空中掉下的陨石中才能发现。
二、铁的物理性质铁在金属的分类中属于,纯净的铁是光亮的色金属,有较好的、、,还能被磁体吸引。
三、铁的化学性质1、铁与非金属的反应(1)铁在氧气中燃烧化学方程式__________________________现象______(2 ) 铁在氯气中燃烧化学方程式___________________________现象____________(3) 铁与硫的反应方程式(4) 铁锈的成分及形成钢铁发生电化腐蚀时,Fe 参与电极反应的产物为Fe2+,后与OH—反应生成Fe(OH)2;因其不稳定,又转变成Fe(OH)3失去部分水变成Fe2O3·n H2O。
(在常温下,铁和水不反应。
但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀。
)2、铁与水的反应常温下铁与水不反应,在高温时可发生反应,化学反应方程式__________ __________ 请同学们设计铁与水蒸汽反应的实验装置:3、铁与酸的反应A、铁在金属活动顺序表中位于氢的____能置换出酸(如稀盐酸,稀硫酸)中的____离子方程式: Fe +H+——B、铁与过量稀硝酸的反应:Fe + 4H+ + NO3- == Fe3+ + NO↑+ 5H2O(反应后溶液呈棕黄色)Fe +4HNO3 (稀) =Fe(NO3)3+NO↑+2H2O铁粉过量:3Fe +8HNO3 (稀) =3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2OC、在常温下,铁遇浓硫酸或浓硝酸发生______,而加热时剧烈反应,若酸过量可生成___价铁的化合物,若铁过量可生成____价铁的化合物.4、铁与某些盐溶液的反应铁片放入硫酸铜溶液发生反应的离子方程式________________________________铁片放入硫酸铁溶液发生反应的离子方程式_______________________________四、铁的氧化物比较五、铁的氢氧化物比较思考:通过哪些方法可避免生成Fe(OH)2中会有Fe(OH)3?提示:关键在于无孔不入的O2及Fe3+存在。
硫酸及其盐1.复习重点1.硫酸的性质及重要用途;浓硫酸的特性:强氧化性、吸水性、脱水性2.重要硫酸盐的性质及SO24的检验;2.难点聚焦1.利用硫酸的强酸性制备多种物质:(1)制气体:制氢气Zn+H 2SO 4 ZnSO 4+H 2↑;制H 2S :FeS+H 2SO 4 H 2S ↑+FeSO 4(2)制较弱的酸:制H 3PO 4;Ca 3(PO 4)2+3H 2SO 4(浓) 2H 3PO 4+2CaSO 4制CH 3COOH :2CH 3COONa+H 2SO 4 2CH 3COOH+Na 2SO 4(3)制化肥: Ca 3(PO 4)2+2H 2SO 4(浓) Ca(H 2PO 4)2+2CaSO 4 2NH 3+H 2SO 4=(NH 4)2SO 4(4)制硫酸盐:制胆矾:CuO+H 2SO 4+4H 2O CaSO 4·5H 2O(晶体)制绿矾:Fe+H 2SO 4 FeSO 4+H 2↑2.利用H 2SO 4高沸点性制取易挥发性酸。
(1)制HF :CaF 2+H 2SO 4(浓) 2HF ↑+CaSO 4(铅皿中)(2)制HCl :NaCl (固)+H 2SO 4(浓) NaHSO 4+HCl ↑NaHSO 4+NaCl Na 2SO 4+HCl ↑(3)制HNO 3:NaNO 3+H 2SO 4(浓) HNO 3↑+NaHSO 43.利用硫酸的稳定性制不稳定性酸。
Na 2SO 3+H 2SO 4 Na 2SO 4+H 2O+SO 2↑4.利用浓H 2SO 4的强氧化性制取SO 2Cu+2H 2SO 4(浓) CuSO 4+SO 2↑+2H 2O5.利用浓H 2SO 4的脱水性:(1)制C 2H 4:CH 3CH 2OH CH 2 CH 2↑+H 2O(2)制CO :↑+H 2O6.利用浓H 2SO 4的吸水性做干燥剂。
干燥:O 2、H 2、Cl 2、N 2、CO 、CO 2、SO 2不干燥:碱性:NH 3 还原性:H 2S 、HI 、HBr7.用H 2SO 4作催化剂:(1)乙烯水化:CH 2—CH 2+H 2O CH 3CH 2OH3.知识要点(一) 浓硫酸(1)物理性质:无色油状液体,常见的浓硫酸质量分数为98.3%,沸点为338℃,高沸点难挥发性。
重要有机物的实验室制法教学目标知识技能:掌握重要有机物的实验室制法和工业制法。
能力培养:培养学生认真审题、析题、快速解题的能力;培养学生自学能力、思维能力,以及概括总结和语言表述能力。
科学思想:通过复习培养学生运用辩证唯物主义观点对化学现象和化学本质辩证认识。
科学品质:激发学生学习兴趣,培养学生严谨求实、独立思考的科学态度。
科学方法:培养学生科学抽象、概括整理、归纳总结、准确系统地掌握知识规律的方法。
重点、难点重点:掌握重要有机物的实验室制法。
难点:激发学生的学习兴趣,培养学生严谨求实的优良品质,使学生感悟到科学的魅力。
教学过程设计教师活动【引入】这节课我们复习有机实验,这部分内容需要大家掌握重要有机物的实验室制法。
【板书】重要有机物的实验室制法【投影】例1 .1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度2.18g·cm-3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。
在实验室中可以用图4-3所示装置制备1,2-二溴乙烷。
其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有液溴(表面覆盖少量水)。
填写下列空白:(1)写出本题中制备1,2-二溴乙烷的两个化学反应方程式______。
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞,请写出发生堵塞时瓶b中的现象______。
(3)容器c中NaOH溶液的作用是______。
学生活动回忆有机实验的有关内容,明确任务,做好知识准备,并记录笔记。
阅读、思考、讨论。
学生进行分析:制1,2-二溴乙烷需用乙烯和溴的加成。
通过观察实验装置,可知a是制乙烯装置,b是安全瓶防止液体倒吸。
锥形瓶的水中插有一直玻璃管,主要作用是检查试管d是否堵塞。
当d 堵塞时,气体不畅通,则在b中气体产生的压强将水压入直玻璃管中,甚至溢出玻璃管。
c中盛氢氧化钠液,其作用是洗涤乙烯;除去其中含有的杂质(CO2、SO2等)。
原子结构元素周期律和周期表教学目标知识技能:掌握原子结构的知识,元素周期律的内容以及周期表的结构;理解原子结构与元素周期律和周期表(即位—构—性)之间的内在联系。
能力培养:通过例题培养学生运用位一构一性三者之间的联系规律解决实际问题的能力。
通过原子结构和元素在周期表中的位置的推断,培养学生发散思维和收敛思维的能力。
科学思想:通过习题训练,使学生领悟事物是普遍联系的和量变引起质变的辩证法思想;学习用科学的方法和逻辑推理去挖掘物质之间的内在联系。
科学品质:通过例题中信息的学习,激励学生形成严谨求实的科学态度和勇于创新,追求真理的科学精神。
科学方法:通过推断题的分析与解答,学会运用位—构—性三者之间的规律解决实际问题的推理方法。
重点、难点位—构—性三者之间的规律及其应用。
教学过程设计教师活动【板书】一、原子结构1.原子的组成【提问】请说明原子的组成。
学生活动回答原子结构的知识要点:(2)原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
(3)质量数A=Z+N,是原子量的近似值。
在学生回忆的基础上予以补充【板书】2.原子核(1)所含质子数______;中子数______;电子数______;质量数______。
(2)该微粒的结构示意图思考并回答问题:(1)所含质子数17;中子数18;电子数18;质量数35。
(2)该微粒的结构示意图(5)已知Cl元素的原子量为35.5,可知这两种原子在自然界的原子百分组成之比是Cl-35∶Cl-37=3∶1。
这里应明确同位素与核外电子数无关;并非所有原子核内都有中子。
非金属元素:其阴离子半径>原子半径金属元素:其阳离子半径<原子半径请认真思考后做出回答。
【提问】比较三种“原子量”之间的差别,并判断下列各式分别表示哪种“原子量”?①M=m/mc/12;回答:三种原子量的概念及计算:(略)①为同位素的原子量;②为元素的(平均)原子量;③为元素的近似平均原子量(A为质量数)。
【投影】例2某元素构成的双原子分子有三种,其式量分别为158、160、162。
化学计算常用方法和技巧班级 姓名 学号【专题目标】1. 掌握化学计算中的常用方法和技巧。
2. 强化基本计算技能,提高速算巧解能力和数学计算方法的运用能力。
【经典题型】题型一:差量法的应用【例1】10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后,恢复到原来状况(1.01×105Pa , 270C )时,测得气体体积为70毫升,求此烃的分子式。
【点拨】原混和气体总体积为90毫升,反应后为70毫升,体积减少了20毫升。
剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气,下面可以利用差量法进行有关计算。
C x H y + (x+4y )O 2 xCO 2 + 2y H 2O 体积减少 1 1+4y 10 20计算可得y=4 ,烃的分子式为C 3H 4或C 2H 4或CH 4【规律总结】差量法是根据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式,找出所谓“理论差量”,这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差,也可以是物质的量之差、反应过程中的热量差等。
该法适用于解答混合物间的反应,且反应前后存在上述差量的反应体系。
【巩固】1、现有KCl 、KBr 的混合物3.87g ,将混合物全部溶解于水,并加入过量的AgNO 3溶液,充分反应后产生6.63g 沉淀物,则原混合物中钾元素的质量分数为A.0.241B.0.259C.0.403D.0.487题型二:守恒法的应用【例2】Cu 、Cu 2O 和CuO 组成的混合物,加入100Ml0.6mol/LHNO 3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到224mLNO 气体(标准状况)。
求:(1) 写出Cu 2O 跟稀硝酸反应的离子方程式。
(2) 产物中硝酸铜的物质的量。
(3) 如混合物中含0.01moLCu ,则其中Cu 2O 、CuO 的物质的量分别为多少?(4) 如混合物中Cu 的物质的量为X ,求其中Cu 2O 、CuO 的物质的量及X 的取值范围。
【点拨】本题为混合物的计算,若建立方程组求解,则解题过程较为繁琐。
广东省惠州市惠阳市第一中学高三化学一轮复习铁【学习目标】1、记住铁的物理性质、化学性质、制备、用途。
2、记住铁在与不同氧化剂反应时生成物的价态。
【重点难点】重点:铁的化学性质难点:铁在与不同氧化剂反应时生成物的价态【使用说明及学法指导】1、完成预习案,形成铁完整的知识体系。
2、用金属共性思想记住铁的化学性质。
3、重点理解铁的特性:铁在与不同氧化剂反应时生成物的价态预习案知识梳理1、周期表中的位置位于第周期第族,是过渡元素的代表。
它是一种变价元素,通常显示+2 价、+3 价,其化合物和其水溶液往往带有颜色。
铁在自然界中主要以存在,在地壳中的含量占第位。
2、化学性质(写出下列化学方程式)①与非金属单质(O2、Cl2、Br2 、S 、I2 等)反应。
写出化学方程式。
② 跟水反应:写出化学方程式③ 跟非氧化性酸的反应:举例并写出方程式④跟氧化性酸的反应:举例并写出方程式(常温下,在浓H2SO4、浓HNO3 中)⑤跟盐溶液反应:举例并写出方程式3、铁的制备(工业冶炼):铝制备的化学方程式。
4、铁的用途:5、铁锈的成分及形成钢铁发生电化腐蚀时,Fe 参与电极反应的产物为Fe2+,后与OH—反应生成Fe(OH)2;因其不稳定,又转变成Fe(OH)3 失去部分水变成Fe2O3·nH2O。
(在常温下,铁和水不反应。
但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀。
基础自测:1.常温下可盛放浓硫酸的容器是A. NaB. FeC. AlD. Mg2、下列物质能通过化合反应直接制得的是();能通过单质化合直接制得的是()○1FeCl2○2H2SO4○3NH4NO3○4HCl⑤FeCl3A.只有○1○2○3B.只有○4⑤C.只有○1○3○4D.全部- 1 -3、某运输用铁船,在水中行驶,最易生锈的部位是A.水面上的船头部分B.水面附近的船体部分C.水面下的船底部分D.各部分都一样速度生锈探究案合作探究:1、A、B 是中学化学里常用的物质,其中B 是单质,A 是化合物;它们之间相互反应以及生成BA 的浓溶液AA 的稀溶液DNaOH 溶液EFDJIKJ+D已知E 溶液遇KSCN 溶液时,溶液变血红色.请回答:过量的BG ANaOH 溶液HL(1)B 和A 的浓溶液反应的条件是D,而常温下难反应.(2)写出F 和G 相互转化的化学方程式:F→G .G→F .(3)L 转化成I 的现象是;有关的化学方程式是二、总结整理:训练案一、课中训练与检测:1、把铁、铜、FeCl3、FeCl2 和CuCl2 溶液混在一起,铁有剩余,则溶液中所含最多的阳离子是A.H+ B. Cu2+C.Fe3+D. Fe2+2、下列物质不能通过化合反应得到的物质是A. CuCl2B. FeCl2C. FeSD. CuS3、将铁片投入下列溶液中,铁片溶解且可使溶液的质量增加的是A. Na2SO4 溶液B. FeCl3 溶液C. Cu(NO3)2 溶液D. 稀硫酸二、课后巩固促提升:完成《步步高》P65-P66 页中的2、4 题。
化学反应中的能量变化学习目标1. 了解反应热、热化学方程式等概念,了解吸热反应和放热反应的原理;2. 掌握热化学方程式的书写及其注意事项。
一、自学探究1.请回忆学过的化学反应中,哪些是放热反应,哪些是吸热反应?2.从微观(化学键的断裂和形成)的角度讨论:为什么有些反应是放热的,而有些反应是吸热的?3.叫反应热;反应热用符号表示,单位一般采用。
在化学中,一般研究的是在下,在中发生的反应所放出或吸收的热量。
4.对放热反应,△H为数,即△H 0;对吸热反应,△H为数,即△H 0 。
5.什么叫热化学方程式?为什么书写热化学方程式时要注明反应物和生成物的聚集状态?6.举例说明热化学方程式与一般的化学方程式有什么区别?我们在书写热化学方程式时要注意什么问题?二、总结与评价【总结】在化学反应中放出或吸收的热量,通常叫做反应热。
反应热用符号△H表示,单位一般为kJ/mol。
当△H<0 时,为放热反应;当△H>0 时,为吸热反应。
表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
书写热化学方程式时,应注意:(1)注意△H的“+”与“-”,放热反应为“-”,吸热反应为“+”;(2)要注明反应物和生成物的聚集状态。
(3)方程式要配平,热化学方程式各物质前的化学计量数可以是整数,也可以是分数,通常以燃烧1mol 物质或生成1mol H2O(l)为标准。
(4)注明反应的温度和压强(无注明通常指101kPa和25℃)【评价】1.如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,反应物转化为生成物时热量,△H 0;反之,如果反应物所具有的总能量生成物所具有的总能量,反应物转化为生成物时热量,△H 0。
1.4克硫粉完全燃烧时放出37kJ热量,该反应的热化学方程式是:3.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,△H2>△H1的是( ).A.2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g);△H12H2(g) + O2(g) = 2H2O(l);△H2B.S(g) + O2(g) =SO2(g);△H1S(s) + O2(g) = SO2(g);△H2C.CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g);△H12CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);△H2D.H2(g) +Cl2(g)=2HCl(g);△H11/2 H2(g) + 1/2 Cl2(g) = HCl(g);△H24.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为:2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);△H =-566kJCH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l);△H =-890kJ由1molCO和3molCH4组成的混和气在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为( )。
铁及其重要化合物高温解性 Fe 2+ +2H O ←→Fe (OH ) +2H + 2 2 Fe 3+ +3H O ←→Fe (OH ) +3H +2 3的反应 Fe 2+ +2OH —=== Fe (OH ) ↓ 2 Fe 3+ +3OH —=== Fe (OH ) ↓ 3 3.Fe (OH )2 与 Fe (OH )3 的比较Fe (OH )2 Fe (OH )3 状态白色固体 红褐色固体 溶性 不溶 不溶 定性 易氧化为 Fe (OH )3,空气中加热得 不到 FeO 较稳定: ∆ Fe (OH )3= = Fe 2O 3+3H 2O的反应 + 2+ Fe (OH )2+2H === Fe +3H 2O+ 3+Fe (OH )3+3H === Fe +3H 2O法2+ 在隔绝 O 2 的条件下 Fe 与碱反应 Fe 3+与碱反应4.铁三角:注:(1)一般是指 Zn .Al .CO. H 2. 等还原剂。
(2)是指 H +. S. I . Cu 2+.Fe 3+.等氧化剂.2(3)(5)是指 Cl 2. Br 2. O 2. HNO 3. KMnO 4 等氧化剂.(4)一般是指 Fe. Cu. HI. H 2S.等还原剂. (6)是指 Zn. Al. CO. H 2. 等还原剂。
根据铁三角有关(1)---(6)的化学方程式如下。
(1)FeCl 2+Zn=ZnCl 2+Fe3FeCl 2+2Al=2AlCl 3+3Fe△△FeO+CO===Fe+CO 2 FeO+H 2===Fe+H 2O△ △ (2)Fe+2H +=Fe 2++H ↑ Fe+S===Fe S Fe+I ===FeI 2 2 2Fe+Cu 2+=Fe 2++CuFe+2Fe 3+=3Fe2+(3)2Fe 2++Cl =2Fe 3++2Cl -2Fe 2++Br =2Fe 3++2Br -4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) 222 2 2 33Fe 2++4H ++NO -=3Fe 3++NO ↑+2H O 5Fe 2++MnO -+8H +=Mn 2++5Fe 3++4H O 3 2 4 2(4) 2Fe 3++Cu=Cu 2++2Fe 2+Fe 3++Fe=3Fe2+2Fe 3++2I -=2Fe 2++I ↓ 2Fe 3++H S=2Fe 2++S ↓+2H +22点燃3+(5)2Fe+3Cl 2===2FeCl 32Fe +Br 2==2FeBr 3。
铁一、考纲要求1.掌握铁和铁的一些重要化合物的性质。
2.学会检验Fe3+的方法。
3.了解铁的合金(生铁、钢)的种类、成分、性能。
4.从原理、设备、生产过程、原料及氧化——还原反应的角度比较并掌握工业炼铁和炼钢。
三、知识结构1.铁的重要氧化物的比较铁的氧化物FeO Fe2O3 Fe3O4色态/ 铁红磁性氧化铁铁的价态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体水溶性+2 +3 +2、+3铁的氧化物与盐酸反应不溶不溶不溶铁的氧化物与Co反应FeO+2HCl=FeCl+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O铁的氧化物与Co反应FexOy+yCO 高 温xFe+yCO22.生铁与钢的比较铁的合金生铁钢含碳量2%~4。
3% 0.03~2%其它杂质含硅、锰、硫、磷较多含硅、锰少量,硫和磷几乎没有机械性能硬而脆、无韧性硬而韧、有弹性机械加工可铸不可锻可铸、可锻、可延压炼铁炼钢原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气生铁、空气(或纯氧、氧化铁)、生石灰、脱氧剂化学原理在高温下用还原剂从铁矿石里还原出来在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和其它氧化为气体或炉清除去主要反应①还原剂的生成C+O2CO2+QCO2+C高 温2CO-Q②铁的还原Fe2O3+3CO高 温2Fe+3CO2③炉渣的生成CaCO3高 温CaO+CO2CaO+SiO2高 温CaSiO3①氧化:2Fe+O2高 温2FeOFeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。
如C+FeO高 温Fe+CO②造渣:生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。
③脱氧,并调整Mn、Si含量2Fe+Si高 温2Fe+SiO2主要设备高炉转炉三、能力点、知识点提示1.铁在周期表中的位置及结构铁位于第四周期第Ⅶ族,原子结构示意图为2.铁的性质(1)物理性质银白色光泽、密度大,熔沸点高,延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。
(2)化学性质铁是较活泼的金属,常显+2、+3价,且Fe3+比Fe2+稳定。
①铁三角②铁及其重要化合物的转化关系③ Fe2+与Fe3+离子的检验;(1)溶液是浅绿色;Fe2+ (2)与KSCN溶液作用不显红色,再滴氯水则变红;(3)加NaOH溶液现象:白色沉淀——灰绿色——红褐色(1)与无色KSCN溶液作用显红色;Fe3+ (2)溶液显黄色或棕黄色;(3)加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀。
3.铁的合金一般地说,含碳量在2%~4.3%的铁的合金叫做生铁。
生铁里除含碳外,还含有硅、锰以及少量的硫、磷等,它可铸不可煅。
根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。
一般地说,含碳量在0.03%~2%的铁的合金叫做钢。
钢坚硬有韧性、弹性,可以锻打、压延,也可以铸造。
钢的分类方法很多,如果按化学成分分类、钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。
碳素钢就是普通的钢,合金钢也叫特种钢,是在碳素钢是适当地加入一种或几种,如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的。
合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能。
4.炼铁(1)反应原理:利用氧化——还原反应,在高温下,用还原剂(主要是Co)把铁从铁矿石里还原出来。
(2)原料、铁矿石、焦炭、石灰石和空气(3)设备:高炉(4)生产过程①还原剂的生成C+O2点 燃CO2+热 CO2+C2CO②铁矿石还原成铁Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑③除脉石、炉渣的形成CaCO3高 温CaO+CO2↑SiO2+CaO 高 温CaSiO35.炼钢(1)设备:氧气顶吹转炉(2)主要原料:炼钢生铁、生石灰、氧气。
(3)反应原理:利用氧化还原反应,在高温下,用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质氧化为气体或炉渣除去。
(4)炼钢时的主要反应:①氧化剂的生成,热能的来源 2Fe+O2高 温2FeO+Q②降低碳的含量 C+FeO 高 温CO+Fe-Q③除去S、P等杂质④加硅铁、锰铁、铝除剩余FeO——脱氧2FeO+Si 高 温2Fe+SiO2四、能力训练(一)选择题:1.下列物质发生反应时其离子方程式正确的是( )A.铁与三氯化铁溶液反应Fe+2Fe3+3Fe2+B.足量的氯气通入溴化亚铁溶液中2Fe2++4Br-+3Cl 2 2Fe3++2Br2+6Cl-C.Fe(OH)3跟盐酸反应Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2OD.FeS跟稀硝酸反应FeS+2H+=Fe2++H2S↑知识点:离子方程式的书写规则及Fe的一些重要反应能力点:再现能力、推理能力2.测知由Fe2(SO4)3和FeSO4组成的混合物中含硫a%,则其含铁量应为( )A.(100-4a)%B.(100-2a)%C.(100-a)%D.(100-3a)%知识点:考查化合物中各元素的质量百分比能力点:推理计算能力3.下列试剂能用来分离Fe3+与Al3+的是( )A.NH3·H2OB.NaOHC.(NH4)2CO3D.HCl知识点:Fe3+与OH-反应与Al3+不同。
能力点:再现能力、推理能力。
4.往100mL FeBr2溶液中缓慢通入2.24L(标况)氯气,结果溶液中有1/3溴离子被氧化成溴单质,原FeBr2溶液的物质的量浓度为( )A.1.4mol/LB.2.8 mol/LC.1.2 mol/LD.无法计算知识点:当Fe2+、Br-遇到强氧化剂Cl2时均表现为还原性。
能力点:计算推断能力,再现能力。
5.下列各组离子在溶液中能大量共存的是( )A.Fe3+、S2-、HCO-3、K+B.Fe2+、H+、NO-3、SO2-4C.Fe3+、Mg2+、NO-3、Cl-D.Fe2+、Cu2+、Cl-、NO-3知识点:离子共存的条件能力点:再现能力、发散思维能力6.有100毫升0.1 mol/L 的FeCl3溶液与50mol 0.1mol/L的AgNO3溶液混合后,混合液各离子浓度由大到小的顺序是( )A.Cl-]>Fe3+]>Ag+]>NO-3]B.Cl-]>Fe3+]>NO-3]>Ag+]C.Fe3+]>NO-3]>Cl-]>Ag+]D.NO-3]>Fe3+]>Cl-]>Ag+]知识点:离子浓度的计算能力点:推理能力、发散思维能力7.下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是( )A.粗铜作阳极B.电解时,阳极发生氧化反应,而阴极发生的反应为Cu2++2e=CuC.粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质,电解后以单质形成沉积槽底,形成阳极泥D.电解铜的纯度可达99.95%~99.98%知识点:电解法炼粗铜的原理。
能力点:分析综合能力。
8.在炼钢结束时,常在钢水中加一些硅铁、锰铁,其目的是( )A.除氧化B.还原氧化铁C.除硫磷D.除去过量的氧化亚铁知识点:炼钢过程中加入一些原料的作用能力点:再现能力、辨认能力9.下列生产工业①制生石灰②制水泥③制普通玻璃④炼铁⑤炼钢⑥制漂白粉⑦ 硬水软化,其生产原料中直接使用石灰石的是( )A.只有①③⑦B.只有②④⑤C.只有①④⑥D.只有①②③④知识点:一些工业生产中的原料及用途能力点:再现能力、推断能力10.下列有关炼铁和炼钢的说法中,错误的是( )A.炼铁是铁矿石被还原的过程B.炼钢是生铁被氧化的过程C.炼铁高炉中加入石灰石的目的是除去脉石D.炼钢转炉中加入的生石灰是造渣剂.知识点:炼钢和炼铁的原理和目的能力点:再现能力、推断能力11.将10g铁碳合金放入氧气中高温灼烧,反应后的气体通入过量石灰水中得沉淀1.4g。
此铁碳合金是( )A.生铁B.高碳钢C.中碳钢D.低碳钢知识点:合金钢的定义及含碳范围能力点:计算能力,辨析能力12.一定量的Fe和Fe2O3组成的混合物,投入到250 mL 2mol/L的HNO3溶液中,反应完成后,生成1.12 L NO(标况);再向溶液中加入1 mol/L的NaOH溶液,要使溶液中的铁元素完全沉淀下来,所加入的NaOH溶液体积最少要( )A.450 mLB.500 mLC.400 mLD.无法确定知识点:铁及铁的氧化物与酸、碱反应的一些性质。
能力点:综合计算能力。
(二)非选择题13.将10.416g纯铁丝溶于过量盐酸,在加热下用5.050g KNO3去氧化溶液中的Fe2+,待反应完全后,剩余的Fe2+还需要24 mL 0.3 mol/L的KMnO4溶液才能完全氧化,其反应方程式为:KMnO4+5FeCl2+8HCl=KCl+MnCl2+5FeCl3+4H2O,试通过计算确定KNO3的还原产物,并写出KNO3与FeCl2反应的化学方程式。
知识点:Fe2+的还原性能力点:发散思维能力14.混有铝的铁屑与盐酸反应,离子方程式为;加入适量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式为、;再加入过量的NaOH溶液,反应的离子方程式为 ;生成的沉淀在空气中放置,发生反应的方程式为 。
知识点:Fe 3+与碱的反应,Al 3+与碱的反应。
能力点:归纳能力、再现能力15.关于高炉炼铁,回答:(1)冶铁的原料有 .(2)焦炭的作用有二:a 是 ,化学方程式为 ;b 是 ,化学方程式为 、 .(3)铁矿石的作用是 ,化学方程式(以赤铁矿 为例)为 .(4)生石灰的作用是 ,化学方程式为 . 知识点:炼铁的过程能力点:再现能力16.关于氧气顶吹转炉炼钢,回答:(1)原料是 ;(2)生石灰的作用是 ,吹炼完毕时,加入硅铁 、锰铁或金属铝的目的是 .知识点:炼钢的原料及作用能力点:再现能力17.如下图所示,A 为两种元素组成的化合物,B 为能使品红溶液褪色的气体,G 为红褐色沉淀 ,试写出A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 各物质的分子式A −−→−燃烧B+C HClE DNaOHF −−−→−+O H O 22G知识点:Fe 的化合物之间的变化关系能力点:再现能力、归纳能力18.在铁和氧化铁的混合物15g 中加入150mL 稀H 2SO 4放出氢气1.68L(标准状况)。
当反应停止后,铁和氧化铁均无剩余,且溶液中无Fe 3+存在。
为了中和过量H 2SO 4,并 使Fe 2+完全转化为Fe(OH)2沉淀,共耗用3 mol/L NaOH ,溶液200mL 。
求:① 混合物中铁和氧化铁各多少克?② 稀H 2SO 4的物质的量浓度为多少?知识点:Fe 与Fe 3+的反应,以及Fe 2+与碱的反应能力点:计算能力、发散思维能力19.某铁碳合金中已有部分铁被氧化生锈(假设铁锈成分为Fe 2O 3)取样品19.4g ,加足量的稀盐酸使它溶解,放出氢气3.36L(标况),所得溶液中滴入硫氰化钾溶液不变色。
若将溶液中的金属离子全部氧化成高价离子,需通入标况下氯气3.36L(不考虑氯气与水的反应)。
求该合金未被氧化时铁的质量分数。
知识点:Fe 与HCl 的反应,Fe 2+的反应特点。