2019屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第10講 鐵及其重要化合物課件.ppt

第10講鐵及其重要化合物 考綱要求 了解鐵及其重要化合物的制備方法 掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用 考點(diǎn)1鐵的單質(zhì) 氧化物及氫氧化物 知識梳理 1 鐵的存在 2 海水中提取鎂 1 工藝流程 銀白 4 2 化學(xué)性質(zhì) 寫出化學(xué)方程式或離子方程式 3 鐵的氧化物 鐵紅 紅棕色粉末 2 3 2 3 4 鐵的氫氧化物 白色固體 紅褐色固體 灰綠 紅褐 多維思考 1 判斷下列說法是否正確 正確的打 錯(cuò)誤的打 1 鐵與過量的硫粉共熱產(chǎn)物是Fe2S3 2 Fe分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同 3 用鐵制容器可以運(yùn)輸濃硝酸和濃硫酸 4 Fe與稀HNO3 稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生 說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng) 5 Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3 在少量Cl2中燃燒生成FeCl2 6 Fe2O3不可與水反應(yīng)得到Fe OH 3 所以不能通過化合反應(yīng)制取Fe OH 3 7 鐵表面自然形成的氧化層能保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化 提示 1 2 3 4 5 6 7 2 鐵 鋁遇冷的濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化 是物理變化還是化學(xué)變化 提示 化學(xué)變化 3 通過化合反應(yīng)能制取FeCl2 FeCl3 Fe OH 2 Fe OH 3嗎 能制取的用化學(xué)方程式表示 考點(diǎn)演練 考向一鐵的單質(zhì) 氧化物和氫氧化物的性質(zhì)1 下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有 3價(jià)鐵生成的是 過量的Fe與Cl2加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng) Fe與過量稀H2SO4反應(yīng)后 再向其中加KNO3 Fe與過量的S加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng) Fe NO3 2溶液中加少量鹽酸 Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中A B C D D 2 鐵屑溶于過量稀硫酸 過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水 有白色沉淀生成 過濾 在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止 得到紅棕色殘?jiān)?上述沉淀和殘?jiān)謩e是 A Fe OH 3Fe2O3B Fe OH 2Fe2O3C Fe OH 2Fe OH 3D Fe OH 2Fe3O4 B 解析 鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4 再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe OH 2 在空氣中加熱Fe OH 2 鐵元素被氧化為 3價(jià) 最后所得紅棕色殘?jiān)鼮镕e2O3 歸納總結(jié) 鐵與氧化劑反應(yīng)后的價(jià)態(tài)判斷方法1 鐵與弱氧化劑 如S I2 H Fe3 Cu2 等反應(yīng)所得產(chǎn)物為Fe2 鐵元素的價(jià)態(tài)為 2價(jià) 2 鐵與強(qiáng)氧化劑 如Cl2 Br2 濃H2SO4 硝酸等 反應(yīng)所得產(chǎn)物為Fe3 鐵元素的價(jià)態(tài)為 3價(jià) 3 鐵在純氧中燃燒以及在高溫下與H2O g 反應(yīng)得到的產(chǎn)物為Fe3O4 鐵元素的價(jià)態(tài)為 2 3價(jià) 考向二Fe OH 2的制備方法3 導(dǎo)學(xué)號96656061下列各圖示中能較長時(shí)間看到Fe OH 2白色沉淀的是 填序號 答案 4 用下列方法可制得白色的Fe OH 2沉淀 用不含F(xiàn)e3 的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備 1 用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加入 2 除去蒸餾水中溶解的O2常采用的方法 3 生成白色Fe OH 2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液 插入FeSO4溶液液面下 再擠出NaOH溶液 這樣操作的理由是 解析 1 Fe2 易水解 要加入稀硫酸防止其水解 Fe2 易被空氣中的O2氧化 要加Fe粉防止Fe2 被氧化 2 氣體的溶解度隨溫度升高而降低 所以煮沸后的水中溶解的O2較少 答案 1 稀硫酸 鐵屑 2 煮沸 3 避免生成的Fe OH 2沉淀接觸O2 歸納總結(jié) 防止Fe OH 2氧化的方法1 將配制溶液的蒸餾水煮沸 驅(qū)除溶液中的氧氣 2 將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管的亞鐵鹽溶液底部 并慢慢擠出NaOH溶液 3 在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣 如H2 N2 稀有氣體等 4 在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層 如苯 植物油等 5 用Fe作陽極 石墨作陰極 電解NaOH溶液 利用新產(chǎn)生的Fe2 與OH 反應(yīng)制取 考點(diǎn)2Fe2 Fe3 的性質(zhì)及檢驗(yàn) 知識梳理 1 亞鐵鹽 1 Fe2 的氧化性和還原性 淺綠 還原性 還原性 Fe2 的酸性溶液與H2O2反應(yīng)的離子方程式 2 可水解Fe OH 2是弱堿 含F(xiàn)e2 的鹽 如硫酸亞鐵 溶液呈性 配制硫酸亞鐵溶液時(shí)常加少量抑制Fe2 的水解 加少量防止Fe2 被氧化 Fe3 可腐蝕印刷電路板上的銅箔 反應(yīng)的離子方程式為 酸 鐵屑 硫酸 棕黃 氧化性 還原 2 易水解 Fe OH 3是很弱的堿 且溶度積很小 因而Fe3 極易水解 只能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中 利用Fe3 易水解的性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)室可將FeCl3飽和溶液滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體 反應(yīng)的化學(xué)方程式 FeCl3 3H2OFe OH 3 膠體 3HCl 利用Fe3 易水解的性質(zhì) 工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH方法除去溶液中的Fe3 利用Fe3 易水解的性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)室配制氯化鐵溶液 通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中 然后再稀釋至所需濃度 因Fe3 易水解 故制備無水的FeCl3應(yīng)在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液 堿 3 Fe2 Fe3 的檢驗(yàn)方法 1 用KSCN溶液和氯水 2 用NaOH溶液 藍(lán)色沉淀 4 含F(xiàn)e2 Fe3 的除雜問題 提示 1 2 3 4 2 填寫除去括號中的雜質(zhì)的方法 并寫出反應(yīng)的離子方程式 1 FeCl2 Fe3 除去方法 離子方程式 2 FeCl3 FeCl2 除去方法 離子方程式 3 Fe2 SO4 3 FeSO4 除去方法 離子方程式 4 FeCl2 Cu2 除去方法 離子方程式 考點(diǎn)演練 考向一含鐵物質(zhì)的除雜問題1 Fe2 Fe3 Zn2 較完全地形成氫氧化物沉淀的pH分別為6 7 3 7 4 6 某硫酸鋅酸性溶液中含有少量Fe2 Fe3 雜質(zhì)離子 為除去這些離子制得純凈的ZnSO4 應(yīng)加入的試劑是 A NaOH溶液B 氨水C KMnO4 ZnCO3D H2O2 ZnO D 解析 由于Fe2 沉淀所需pH比Zn2 大 應(yīng)首先將Fe2 氧化為Fe3 然后調(diào)節(jié)溶液的pH使Zn2 還不沉淀時(shí)Fe3 已沉淀完全 氧化劑H2O2將Fe2 氧化為Fe3 ZnO能消耗溶液中的H 且不引入新的雜質(zhì)離子 故D項(xiàng)符合要求 2 下列除雜的操作不正確的是 A MgCl2溶液中混有少量FeCl3 加入足量鎂充分反應(yīng)后過濾B FeCl2溶液中混有少量FeCl3 加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾C CuCl2溶液中混有少量FeCl3 加入NaOH溶液充分反應(yīng)后過濾D CuCl2溶液中混有少量FeCl2 先加入H2O2將Fe2 氧化成Fe3 再加入CuO充分反應(yīng)后過濾 C 解析 C項(xiàng)中加入NaOH溶液 Cu2 Fe3 均轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀 不符合除雜要求 歸納總結(jié) 混合溶液中Fe3 Fe2 的除去方法1 Fe3 的除去方法 調(diào)節(jié)溶液的pH約為4 使Fe3 水解生成Fe OH 3沉淀而除去 如除去MgCl2溶液中的Fe3 可向溶液中加入MgO Mg OH 2 MgCO3之一 與Fe3 水解產(chǎn)生的H 反應(yīng) 促進(jìn)Fe3 的水解 將Fe3 轉(zhuǎn)化為Fe OH 3而除去 2 Fe2 的除去方法 首先向溶液中加入氧化劑如H2O2 氯水等 將Fe2 氧化為Fe3 再調(diào)節(jié)溶液的pH約為4 使Fe3 轉(zhuǎn)化為Fe OH 3而除去 如除去CuCl2溶液中的Fe2 可向溶液中先加入H2O2 再加入CuO Cu OH 2 Cu2 OH 2CO3之一而將Fe2 除去 考向二Fe2 Fe3 的檢驗(yàn)3 導(dǎo)學(xué)號96656062下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是 A 向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色 說明不含F(xiàn)e2 B 向某溶液中通入Cl2 然后再加入KSCN溶液變紅色 說明原溶液中含有Fe2 C 向某溶液中加入NaOH溶液 得紅褐色沉淀 說明溶液中含有Fe3 D 向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀 又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色 說明該溶液中只含有Fe2 不含有Mg2 C 解析 A項(xiàng)中只能說明含有Fe3 不能說明不含F(xiàn)e2 不合理 B項(xiàng)原溶液中也可能只有Fe3 而沒有Fe2 D項(xiàng)中氧化后生成的紅褐色沉淀Fe OH 3也可能掩蓋了生成的白色沉淀Mg OH 2 4 以下實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明某溶液中不含F(xiàn)e3 而可能含有Fe2 的是 A 滴入KSCN溶液 不顯紅色B 滴加足量氯水 再加KSCN溶液 顯紅色C 滴入KSCN溶液 不顯紅色 再加氯水 溶液變紅D 滴入KSCN溶液 不顯紅色 再加足量高錳酸鉀溶液 溶液變紅 C 解析 A項(xiàng) 只滴加KSCN溶液 根據(jù)溶液是否顯紅色 能檢驗(yàn)出溶液中是否含有Fe3 無法驗(yàn)證Fe2 是否存在 錯(cuò)誤 B項(xiàng) 若原溶液中含F(xiàn)e3 滴加氯水后再滴加KSCN溶液后也顯紅色 無法證明原溶液中含有的是Fe3 還是Fe2 錯(cuò)誤 C項(xiàng) 先滴加KSCN溶液 不顯紅色 說明原溶液不含F(xiàn)e3 再滴加氯水后顯紅色 說明滴加氯水后溶液中有Fe3 證明原溶液中含有Fe2 正確 D項(xiàng) 滴入KSCN溶液 不顯紅色 證明不含F(xiàn)e3 再加足量高錳酸鉀溶液 高錳酸鉀溶液是紫紅色 溶液變紅無法證明原溶液中含有Fe2 錯(cuò)誤 5 請你書寫出以下反應(yīng)的離子方程式 1 用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe3 存在的離子方程式 2 用鐵氰化鉀檢驗(yàn)Fe2 存在的離子方程式 3 酸性高錳酸鉀與草酸溶液反應(yīng)的離子方程式 易錯(cuò)易混 檢驗(yàn)Fe2 和Fe3 時(shí)的注意事項(xiàng)1 檢驗(yàn)Fe2 時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液 也不能將加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中 新制氯水能氧化SCN 2 Fe3 Fe2 Cl 同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2 Cl 能還原酸性KMnO4 有干擾 考點(diǎn)3 鐵三角 知識梳理 鐵三角 的轉(zhuǎn)化關(guān)系 完成下列變化的離子方程式 1 將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀 2 將FeCl3溶液滴入KI 淀粉溶液 溶液變藍(lán) 3 用FeCl3溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔 4 將H2O2溶液滴入酸性FeCl2溶液中 5 將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中 有無色氣體放出 6 向FeSO4溶液中滴加KMnO4 H 提示 1 2 3 4 提示 1 2 3 2 在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉 得到的Fe2 的物質(zhì)的量 縱坐標(biāo) 與所加鐵粉的物質(zhì)的量 橫坐標(biāo) 的關(guān)系如圖所示 請將正確答案的序號填在相應(yīng)的橫線上 Fe3 Fe2 Fe Fe2 Fe2 Fe3 1 AB段鐵元素以形式存在 2 BC段鐵元素以形式存在 3 CD段鐵元素以形式存在 考點(diǎn)演練 考向一 鐵三角 的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用1 A B C三種物質(zhì)中均含有同一種元素M 它們之間有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系 A為一種金屬單質(zhì) 其產(chǎn)量直接關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)命脈 反應(yīng) 均為化合反應(yīng) 反應(yīng) 為置換反應(yīng) 下列有關(guān)說法不正確的是 A 中所加試劑可能是氯氣B 中需要加具有氧化性的試劑C A與稀硝酸反應(yīng)一定能實(shí)現(xiàn)元素M在 中發(fā)生的價(jià)態(tài)變化D 元素M在 中發(fā)生的價(jià)態(tài)變化也能通過加碘化鉀溶液實(shí)現(xiàn) C 解析 根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可確定A為變價(jià)金屬 應(yīng)為Fe 反應(yīng) 加入氯氣能實(shí)現(xiàn) B為FeCl3 C為FeCl2 A項(xiàng)正確 反應(yīng) 是鐵元素由 2價(jià)升高到 3價(jià) 需要加具有氧化性的試劑 B項(xiàng)正確 過量的鐵與稀硝酸反應(yīng)時(shí) 生成硝酸亞鐵 C項(xiàng)不正確 Fe3 能將I 氧化成I2 自身被還原成Fe2 D項(xiàng)正確 2 導(dǎo)學(xué)號96656063向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉至過量 溶液中金屬陽離子a b與所加鐵粉的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示 已知稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO 下列有關(guān)判斷不正確的是 A a表示Fe3 的關(guān)系曲線B n1 0 75C P點(diǎn)時(shí) n Fe2 0 5625molD 向P點(diǎn)溶液中加入銅粉 最多可溶解14 4g C 歸納總結(jié) 鐵與硫酸 硝酸的混酸反應(yīng)順序總結(jié) 考向二守恒思想在鐵及其化合物計(jì)算中的應(yīng)用3 現(xiàn)有CuO和Fe2O3組成的混合物ag 向其中加入2mol L 1的硫酸溶液50mL 恰好完全反應(yīng) 若將ag該混合物在足量H2中加熱 使其充分反應(yīng) 冷卻后剩余固體的質(zhì)量為 A 1 6agB a 1 6 gC a 3 2 gD 1 6g B 解析 金屬氧化物與硫酸恰好完全反應(yīng) 生成硫酸鹽和水 n H2SO4 50 10 3L 2mol L 1 0 1mol 由氫 氧原子守恒知 H2SO4 H2O 生成n H2O 0 1mol n O 0 1mol m O 1 6g ag金屬氧化物中金屬的質(zhì)量為 a 1 6 g 4 2017 江西樟樹模擬 鐵的常見化合價(jià)有 2價(jià)和 3價(jià) 據(jù)研究 鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時(shí) 可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物 它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物 該化合物可以表示為 A FeO 3Fe2O3B 2FeO 3Fe2O3C FeO 2Fe2O3D 2FeO Fe2O3 B 5 導(dǎo)學(xué)號96656064有一塊鐵的 氧化物 樣品 用140mL5 0mol L 1鹽酸恰好將之完全溶解 所得溶液還能吸收0 025molCl2 恰好使其中的Fe2 全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3 則該樣品可能的化學(xué)式為 A Fe2O3B Fe3O4C Fe4O5D Fe5O7 D 歸納總結(jié)確定鐵的氧化物組成的基本方法 真題體驗(yàn)感悟考法 明確考向 考向一鐵及其重要化合物的性質(zhì) C 2 下列敘述正確的是 A 2015 全國 卷 將稀硝酸加入過量鐵粉中 充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液 有氣體生成 溶液呈血紅色 稀硝酸將Fe氧化為Fe3 B 2015 天津卷 在溶液中加KSCN 溶液顯紅色 證明原溶液中有Fe3 C 2015 廣東卷 向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液 再滴加H2O2溶液 加入H2O2后溶液變成紅色 Fe2 既有氧化性又有還原性D 2015 江蘇卷 Fe2O3FeCl3 aq 無水FeCl3 B 解析 A項(xiàng) 忽視了Fe3 的氧化性 過量的Fe只能生成硝酸亞鐵和NO氣體 錯(cuò)誤 C項(xiàng) FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液 溶液變成紅色 說明H2O2把Fe2 氧化為Fe3 體現(xiàn)了Fe2 的還原性 沒有體現(xiàn)氧化性 錯(cuò)誤 D項(xiàng) FeCl3是強(qiáng)酸弱堿鹽 直接加熱蒸發(fā)最終得到的是氧化鐵 錯(cuò)誤 考向二Fe2 Fe3 的檢驗(yàn)與轉(zhuǎn)化3 2017 全國 卷 26 在試管中加入少量綠礬樣品 加水溶解 滴加KSCN溶液 溶液顏色無明顯變化 再向試管中通入空氣 溶液逐漸變紅 由此可知 解析 綠礬溶于水 滴加KSCN溶液無明顯變化 說明樣品中沒有Fe3 再通入空氣 溶液逐漸變紅 說明空氣中的O2能把Fe2 氧化成Fe3 答案 樣品中沒有三價(jià)鐵二價(jià)鐵易被氧氣氧化為三價(jià)鐵 4 2016 全國 卷 28 某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2 Fe3 的性質(zhì) 回答下列問題 1 分別取一定量氯化鐵 氯化亞鐵固體 均配制成0 1mol L 1的溶液 在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑 其目的是 解析 1 為探究Fe2 Fe3 的性質(zhì) 需在FeCl2溶液中加入少量鐵屑 目的是防止Fe2 被氧化 以防影響實(shí)驗(yàn) 答案 1 防止Fe2 被氧化 2 甲組同學(xué)取2mLFeCl2溶液 加入幾滴氯水 再加入1滴KSCN溶液 溶液變紅 說明Cl2可將Fe2 氧化 FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為 解析 2 氯水中的Cl2能將Fe2 氧化為Fe3 而本身被還原為Cl 其反應(yīng)的離子方程式為2Fe2 Cl22Fe3 2Cl 答案 2 2Fe2 Cl22Fe3 2Cl 3 乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn) 該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0 5mL煤油 再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液 溶液變紅 煤油的作用是 解析 3 乙組同學(xué)在FeCl2溶液中先加入煤油 再加入氯水和KSCN溶液 這樣做是因?yàn)槊河涂筛艚^空氣 防止空氣中的氧氣將Fe2 氧化 干擾實(shí)驗(yàn) 答案 3 隔絕空氣 排除氧氣對實(shí)驗(yàn)的影響 4 丙組同學(xué)取10mL0 1mol L 1KI溶液 加入6mL0 1mol L 1FeCl3溶液混合 分別取2mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) 第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩 靜置 CCl4層顯紫色 第二支試管中加入1滴K3 Fe CN 6 溶液 生成藍(lán)色沉淀 第三支試管中加入1滴KSCN溶液 溶液變紅 實(shí)驗(yàn) 檢驗(yàn)的離子是 填離子符號 實(shí)驗(yàn) 和 說明 在I 過量的情況下 溶液中仍含有 填離子符號 由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為 解析 4 丙組同學(xué)的三組實(shí)驗(yàn)中 加入K3 Fe CN 6 是為了檢驗(yàn)Fe2 的存在 有藍(lán)色沉淀生成 說明有Fe2 實(shí)驗(yàn)說明有I2存在 實(shí)驗(yàn)說明溶液中有Fe3 存在 在I 過量的情況下 溶液中仍含有Fe3 由此可證明FeCl3溶液與KI溶液發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是可逆反應(yīng) 答案 4 Fe2 Fe3 可逆反應(yīng) 5 丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液 溶液變成棕黃色 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 一段時(shí)間后 溶液中有氣泡出現(xiàn) 并放熱 隨后有紅褐色沉淀生成 產(chǎn)生氣泡的原因是 生成沉淀的原因是 用平衡移動(dòng)原理解釋 解析 5 H2O2具有氧化性 酸性條件下 可將Fe2 氧化成Fe3 其反應(yīng)的離子方程式為H2O2 2Fe2 2H 2Fe3 2H2O 產(chǎn)生的Fe3 會催化H2O2分解放出O2 并放出熱量 進(jìn)一步促進(jìn)Fe3 水解生成Fe OH 3紅褐色沉淀 答案 5 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2OFe3 催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解放熱 促進(jìn)Fe3 的水解平衡正向移動(dòng)