高考化學總復習 3.3鐵及其化合物課件.ppt

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第三節(jié) 鐵及其化合物,考綱要求 1.了解鐵的主要性質及其應用。2.了解鐵的重要化合物的主要性質及其應用。3.以Fe2、Fe3的相互轉化為例理解變價金屬元素的氧化還原反應。,一、鐵 1位置 鐵位于元素周期表中第 周期，第 族。 2鐵的物理性質 鐵具有導電、導熱和延展性，具有能被 吸引的特性。 3鐵的化學性質 鐵單質性質活潑，有較強的還原性，主要化合價為2價和3價。,考點一 鐵、鐵的氧化物及氫氧化物,四,磁鐵,二、鐵的重要化合物 1鐵的氧化物 (1)性質比較：,(2)寫出離子方程式： 稀HNO3FeO：,2鐵的氫氧化物,點撥 Fe3O4是一種純凈物，而不是由FeO和Fe2O3組成的混合物。Fe3O4的組成可以用氧化物形式表示為FeOFe2O3，F(xiàn)e3O4與鹽酸反應的化學方程式為： Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O。,1生鐵和純鐵相比，誰的熔點高？誰的硬度大？誰的抗腐蝕能力強？為什么？ 提示：因生鐵是鐵碳合金，所以生鐵的熔點低，硬度大。生鐵在潮濕的環(huán)境中易發(fā)生電化學腐蝕，故純鐵的抗腐蝕能力強。,答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6),1鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是( ) AFe(OH)3 Fe2O3 BFe(OH)2 Fe2O3 CFe(OH)2 Fe(OH)3 DFe(OH)2 Fe3O4 答案：B,鐵及化合物的性質,解析：A項同時有BaSO4生成，A項不正確；B項Fe3氧化S2；D項FeS溶于H，不會生成沉淀，該反應不能發(fā)生。 答案：C,3下列物質跟鐵反應后的生成物與KSCN溶液作用一定會產生紅色溶液的是_。 A鹽酸 BFe2(SO4)3溶液 C氯氣 DCuSO4溶液 EBr2 F稀HNO3 答案：CE,4由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成的混合物，測得其中鐵元素與氧元素的質量比為218，則這種混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物質的量之比是( ) A121 B211 C131 D113,鐵及化合物的定量計算,答案：D,5(2014年宜昌模擬)有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 mol/L鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2全部轉變?yōu)镕e3，則該樣品可能的化學式為( ) AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7 解析：根據2Fe2Cl2=2Fe32Cl，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2)0.025 mol20.05 mol，根據電荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，則n(Fe3)0.2 mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.214，故該氧化物可表示為FeO2Fe2O3，即Fe5O7。 答案：D,6向質量為30 g的Fe、Fe2O3的混合物中加入250 mL 4 mol/L的稀HNO3恰使混合物完全溶解，放出NO(標準狀況)2.24 L，向所得溶液中再滴加KSCN溶液，無血紅色出現(xiàn)。若用與上述混合物中鐵元素質量相等的鐵屑和足量的稀硫酸充分反應，所得到的氣體在標準狀況下的體積為( ) A15.12 L B10.08 L C2.24 L D3.36 L 解析：根據題意知，固體完全溶解，鐵全部轉化為Fe(NO3)2，而生成物中含氮物質有Fe(NO3)2和NO，據N原子守恒可求出Fe(NO3)2的物質的量為(0.25 L4 mol/L0.1 mol)/20.45 mol。若用0.45 mol Fe與足量稀硫酸反應，生成的氫氣為0.45 mol，標準狀況下體積為10.08 L。 答案：B,一、鐵鹽和亞鐵鹽的性質 1鐵鹽(Fe3) (1)氧化性： 含有Fe3的溶液呈 色，F(xiàn)e3具有氧化性，能氧化Cu、Fe、SO2、S2、I等。Fe3與Cu、I反應的離子方程式分別為： 2Fe3Cu=2Fe2Cu2、 2Fe32I=2Fe2I2。,考點二 鐵鹽和亞鐵鹽的性質,棕黃,(2)水解： 實驗室制Fe(OH)3膠體的離子方程式為： _。 FeCl3凈水的離子方程式為： _。 (3)特性： 含有Fe3的鹽溶液遇到KSCN溶液時變成血紅色。,2亞鐵鹽(Fe2) 含有Fe2的溶液呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。 (1)氧化性：Fe2與Zn反應的離子方程式： _。 (2)還原性：Fe2與Cl2反應的離子方程式： _。,Fe2Zn=FeZn2,2Fe2Cl2=2Fe32Cl,二、Fe2、Fe3的檢驗 1Fe3的檢驗方法 分別取出少量待檢溶液： (1)含有Fe3的溶液呈黃色。 (2)向待檢液中滴加NaOH溶液或氨水，產生 色沉淀，說明含F(xiàn)e3。 (3)向待檢液中滴加KSCN溶液，溶液呈血紅色，說明含F(xiàn)e3。 (4)向待檢液中滴加苯酚溶液，溶液呈紫色，說明含F(xiàn)e3。,紅褐,2Fe2的檢驗方法 分別取出少量待檢溶液： (1)含有Fe2的溶液呈淺綠色。,三、“鐵三角”轉化關系及應用 1“鐵三角”的轉化關系,(3)鹽溶液的配制與保存： (4)物質制備：,特別提示 Fe2具有較強的還原性，F(xiàn)e3水解能力強，實際上pH3.7時，F(xiàn)e3幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2雜質時，一般先向溶液中加入氧化劑(如H2O2)，使Fe2氧化為Fe3，然后加堿或鹽調節(jié)pH，使Fe3轉化為Fe(OH)3沉淀除去。,1檢驗Fe2時能不能先加氯水再加KSCN溶液？ 提示：不能。,2判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“” (1)向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)22Fe3=2Fe(OH)33Mg2。( ) (2)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯血紅色，該溶液中一定含F(xiàn)e2。( ) (3)在氫氧化鐵膠體中能大量共存：H、K、S2、Br。( ) (4)因為Fe3具有氧化性，所以用KSCN溶液可以鑒別Fe3。( ) (5)Fe2、Al3、ClO、Cl能夠大量共存。( ) (6)在pH7的溶液中Cl、SO、Na、Fe3可大量共存。( ) 答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6),1(2014年淮北模擬)某溶液中可能存在Mg2、Fe2、Fe3，加入NaOH溶液，開始時有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。下列結論正確的是( ) A一定有Fe2，一定沒有Fe3、Mg2 B一定有Fe3，一定沒有Fe2、Mg2 C一定有Fe3，可能有Fe2，一定沒有Mg2 D一定有Fe2，可能有Mg2，一定沒有Fe3,Fe2、Fe3的檢驗,解析：“加入NaOH溶液，開始時有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的”現(xiàn)象是溶液中含有亞鐵離子的特性，若有Fe3，則產生氫氧化鐵的紅褐色沉淀會掩蓋Fe(OH)2的白色，所以不可能存在Fe3，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。 答案：D,2下列實驗操作和現(xiàn)象、結論或目的均正確的是( ),答案：A,3工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下： (1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的_吸收。 a濃硫酸 B稀HNO3 cNaOH溶液 D氨水 (2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在_(填離子符號)，檢驗溶液中還存在Fe2的方法是_ _(注明試劑、現(xiàn)象)。,解析：(1)冰銅(mCu2SnFeS)加入石英砂并通入空氣焙燒生成泡銅(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2氣體(A)。SO2是一種酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈紅色，說明含有Fe3。可利用Fe2的還原性來檢驗溶液中其是否存在，加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，說明還存在Fe2。 答案：(1)cd (2)Fe3 取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色,離子檢驗 (1)固體：取少許固體于試管中加水或某酸液溶解形成溶液，加試劑，有現(xiàn)象，說明含有離子。 (2)溶液：取少許待測液于試管中，加試劑，有現(xiàn)象，說明含有離子。,4在淺綠色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀鹽酸時，溶液顏色變化應是( ) A顏色變淺 B逐漸變深綠 C沒有改變 D變棕黃色 答案：D,Fe2與Fe3的相互轉化及應用,5(2014年欽州模擬)現(xiàn)有濃度分別為1 mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的鐵粉，按下列情況填空。 (1)充分反應后，如果溶液中還有一定量的Cu2，則溶液中一定含有的金屬離子還有_，該離子在溶液中的物質的量范圍為_，可能含有的金屬或金屬離子為_。 (2)反應完畢后，鐵粉有剩余，溶液中一定含有的金屬離子為_，為_mol，一定沒有的金屬離子為_。,涉及Fe2、Fe3的離子共存問題,答案：A,答案：A,制備Fe(OH)2常用的三種方法 由于Fe(OH)2具有很強的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，在實驗室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長時間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質制備實驗探究的熱點。 1制備原理：Fe22OH=Fe(OH)2。 2成功關鍵：(1)溶液中不含F(xiàn)e3和O2等氧化性物質。(2)制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。,3常用方法： 方法一：有機覆蓋層法。 將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應，如圖1所示。 方法二：還原性氣體保護法。 用H2將裝置內的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長時間觀察到白色沉淀。如圖2所示。,方法三：電解法。 用鐵作陽極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯或煤油，如圖3所示。,典例 如圖所示，此裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑和6 molL1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白：,(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應預先加入的藥品是_。A中反應的離子方程式是_ _。 (2)實驗開始時先將活塞a_(填“打開”或“關閉”)。 (3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程_ _。 (4)實驗完畢，打開b處活塞，放入一部分空氣，此時B瓶中發(fā)生的反應為_。,(5)下列各圖示中_能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀。,解析 Fe2H=Fe2H2，產生的H2將Fe2壓入B中，F(xiàn)e22OH=Fe(OH)2；因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因此，要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。、原理相同，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；的原理為鐵作陽極產生Fe2，與電解水產生的OH結合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；中液面加苯阻止了空氣進入；由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。 答案 (1)鐵屑 Fe2H=Fe2H2 (2)打開 (3)關閉活塞a，使FeSO4溶液壓入B中進行反應 (4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 (5),即時訓練 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溶液反應制備。 (1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入_。 (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,