2019-2020年高中化学 铁和铁的化合物知识精讲 人教版第二册.doc

2019-2020 年高中化学 铁和铁的化合物知识精讲 人教版第二册 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 铁和铁的化合物 二. 重点、难点 1. 掌握铁的化学性质，理解铁盐和亚铁盐的相互转变。 2. 了解铁的氧化物和氢氧化物。 3. 掌握铁离子的检验方法。了解过渡元素在周期表中的位置，过渡元素的结构、重要物 理性质及其主要用途。 4. 本节知识的学习重点是：铁的化学性质；Fe 3+和 Fe2+之间的转化、即 Fe3+的氧化性、 Fe2+的还原性；Fe 3+的检验。这也是高考中反复考的知识点。 5. 本节知识学习的难点是二价铁和三价铁的相互转化，为突破难点，学生应仔细观察演 示实验或学生实验的现象、先有感性认识，然后用氧化还原反应的观点理解转化的实质， 用离子方程式表示转化的过程。 三. 知识分析 （一）铁的单质 1. 物理性质： 铁与其他金属一样，具有金属的通性。纯铁为银白色，质软，重金属。 铁位于第四周期第族，是过渡金属，有 4 个电子层，最外层有 2 个电子，从它的结 构可以看出，铁容易失去最外层的 2 个电子，同时次外层的 1 个电子也经常参加反应，因 此具有还原性： 2. 化学性质： （1）与非金属反应 O 2：3Fe2O 2 =Fe3O4 Cl 2： 2Fe3Cl 22FeCl3 S： （2）铁与水的反应 3Fe4H 2OFe3O44H 2，H 2O 为氧化剂 （3）铁与酸的反应 Fe2H +=Fe2 H 2 （4）铁与盐的反应 FeCu 2 = Fe2 Cu Fe2Fe 3 = 3Fe2 （二）铁的重要化合物 1. 铁的氧化物 （1）不溶于水，不与水反应 （2）与酸反应 2. 铁的氢氧化物 （红褐色）33)(OHFee （白色）22 32)(4)(4e 3. 铁化合物和亚铁化合物的相互转换 2FeCl2 Cl2 =2FeCl3 2FeCl3 Fe =3FeCl2 （三）Fe 3 的检验 （红色）3)(SCNFeFe 【典型例题】 例 1 将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的 Fe3+和 Fe2+浓度相等。则 已反应的 Fe3+和未反应的 Fe3+的物质的量之比是（ ） A.2:3 B. 3:2 C. 1:2 D. 1:1 答案：A 解析：Fe 3+有较强的氧化性，与 Fe 反应如下：2Fe 3+Fe=3Fe2+，由题意： ，而要生成 3molFe2+需消耗 2molFe3+，显然 n（反应 Fe3+）: n（未反应 Fe3+）=2:3 例 2 将括号内的气体通入对应的溶液（或水中） ，气体只作氧化剂，反应后得一种澄清溶 液的是（ ） A. 氢氧化钠溶液（二氧化硫） B. 氢硫酸（二氧化硫） C. 水（二氧化氮） D. 硫酸亚铁溶液（氯气） 答案：D 解析：A 中 SO2 只作一般的反应物；B 中溶液会浑浊；C 中气体既作氧化剂又作还原 剂。D 中氯气只作氧化剂，且反应后溶液澄清。 例 3 在通常情况下，铁与下列物质不反应的是（ ） A. 水 B. 浓硫酸 C. 浓硝酸 D. 硫酸铜溶液 答案：A 解析：铁与水的反应条件是赤热的铁与水蒸气反应，而通常情况下不反应。 243243HOFeHe高 温 冷的浓硝酸、浓硫酸与铁反应生成致密的氧化物薄膜，可使铁表面钝化。 硫酸铜和铁发生置换反应：Fe+CuSO 4=FeSO4+Cu 例 4 A、B 、C 是中学常见的三种物质，它们之间存在如下转化关系，则 A 是（ ） A. Cu B. Fe C. Al D. Fe2O3 答案：B 解析： （1）H 2 与 Cl2 化合的产物溶于水所得的 D 应为盐酸。Cu 与盐酸不反应，Fe 2O3 与 Cl2 不反应，此两种物质可先否掉。 （2）A 既可与盐酸反应又可与氯气反应，而且与盐酸反应生成的氯化物又可被氯气氧 化成高价的氯化物，只有 Fe 符合题意。 例 5 能与 Fe3+反应，又能证明 Fe3+具有氧化性的微粒是（ ） Fe Fe 2+ Cu H 2S A. B. C. D. 答案：D 解析：此题的答案要符合两个条件：一是能与 Fe3+反应；二是要发生氧化还原反应， 微粒能失电子使 Fe3+被还原。 能与 Fe3+反应： 生成血红色溶液；Fe 与 Fe3+发生的是氧33)(SCNFeFe 化还原反应 Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe 2+与 Fe3+之间无中间价态不反应；Cu 与 Fe3+发生的是氧化 还原反应 Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+；H 2S 与 Fe3+发生的是氧化还原反应 2Fe3+H2S=2Fe2+S+2H +；与 Fe3+发生的不是氧化还原反应 。 例 6 把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中，充分反应后，溶液中大量存在的金属阳 离子是（ ） A. 只有 Fe2+ B. 只有 Fe3+ C. 有 Fe2+和 Cu2+ D. 有 Fe3+和 Cu2+ 答案：A 解析：在热的浓 HNO3 中加铁、铜分别生成 Fe3+、Cu 2+，过量的铁与 Fe3+、Cu 2+反应 生成 Fe2+和 Cu。 OHNOFeHNFe 2233 3)()(6浓 CuCu4浓 Fe+2Fe3+=3Fe2+ Fe+Cu 2+=Fe2+Cu 所以充分反应后溶液中大量存在的金属阳离子是 Fe2+ 例 7 根据图中现象和转化推断 A、B、C 、D、E、F、G 各是什么物质？写出反应的 离子方程式，反应的化学方程式。 答案：A：FeS B：H 2S C：FeSO 4 D：CuS E：Na 2SO4 F： G：S 反应的化学方程式： FeS+2H +=Fe2+H2S H 2S+Cu2+=CuS+2H + 3)(4)(4OHFeOFe 42342 S 解析：此题通过框图表示实验的过程和现象，我们首先要抓变化中的特殊现象去分析 推断。关键突破口是白色沉淀在空气中放置发生的变化，可知白色沉淀是，因此 F 是。而 C 生成，则 C 溶液含 Fe2+，可知 A 是 Fe 或铁的化合物。若 A 是铁则 B 是 H2，但 H2 不能 与 CuSO4 溶液生成黑色沉淀，所以 A 不是铁，确定 A 是铁的化合物；而 D 只能是 CuS， 则 A 是 FeS。进一步证实 A 是 FeS 的反应是： B 与溶液反应有黄色沉淀生成 ，根据 E 与 BaCl2 溶液反应生成不溶于 HCl 的白色42432)( SOHFeSOe 沉淀和溶液焰色反应为黄色，则 E 为 Na2SO4 溶液。 例 840g 铁粉投入到 500g 稀 HNO3 中，若两物质恰好完全反应（HNO 3 的还原产物为 NO） ， 求此稀 HNO3 的溶质质量分数和生成的气体在标准状况下的体积？ 答案：见解析 解析：有三种不同情况：（1）若生成物全部为 Fe3+；（2）若生成物全部为 Fe2+；（ 3）若生成物为 Fe3+与 Fe2+共存的混合物。 解：（1）若生成物全部为 Fe3+时情况：设用去 HNO3 的质量为 x。OHNOFeHNe 233)(4 x V1 解得：硝酸溶液的溶质的质量分数： 生成 NO 体积；V 1=16L （2）全部是 Fe2+时情况：设用去 HNO3 的质量为 Y。OHNOFeHNFe 2233 4)(8 y V2 解得：硝酸溶液的溶质的质量分数： 生成 NO 体积 V2=10.67L （3）若 Fe3+与 Fe2+共存：则放出的气体体积为 10.67LV16L。硝酸溶液溶质的质 量分数在 2436之间。 【模拟试题】 （答题时间：60 分钟） 1. 下列关于铁的叙述正确的是（ ） A. 铁是第主族元素 B. 铁的原子序数是 28 C. 铁是过渡元素 D. 铁位于第四周期第族 2. 下列关于铁的性质的叙述正确的是（ ） A. 铁在氯气中燃烧生成 FeCl2 B. 23442)(3HSOFeHe C. 铁粉和硫粉混合加热生成硫化亚铁 D. 铁与水在高温下生成氢气 3. 下列物质中，既可作氧化剂，又可作还原剂的是（ ） A. FeSO4 B. Fe C. F2 D. HCl 4. 不能由单质直接化合而得到的化合物是（ ） A. FeCl2 B. Al2S3 C. CuCl2 D. Mg3N2 5. 已知： 2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl； 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 判断下列物质的氧化能 力由大到小的顺序是（ ） A. Fe3+Cl 2 I2 B. Cl2Fe 3+I 2 C. I2Cl 2Fe 3+ D. Cl2I 2Fe 3+ 6. 为了除去 FeSO4 溶液中的和 CuSO4 最好选用（ ） A. 烧碱溶液 B. 浓氨水 C. 镁粉 D. 铁粉 7. 实验室制取 FeSO4 溶液应采用的方法是（ ） A. Fe 粉溶解在过量的稀硫酸中 B. FeO 溶解在过量的稀硫酸中 C. 在浓硫酸中投入过量的铁屑 D. 在稀硫酸中投入过量的铁粉 8. 500mL 1mol/LFeCl3 溶液，加入铁粉至还原完全，除去多余铁粉后加足量 NaOH 溶液， 所得沉淀物的物质的量为（ ） A. 0.5mol B. 1mol C. 0.75mol D. 不能确定 9. 某溶液由相同物质的量的 CuCl2、FeCl 2、AlCl 3 混合而成，向该溶液中加入铁粉，充 分搅拌后振荡，铁粉仍有剩余，则溶液中存在较多的阳离子是（ ） A. Fe3+、Cu 2+ B. Fe2+ 、Fe 3+ C. Fe3+、Al 3+ D. Fe2+、Al 3+ 10. 下列关于 Fe2+和 Fe3+的叙述中，错误的是（ ） A. 的水溶液为黄色 B. Fe3+的水溶液为黄色 C. Fe2+既有氧化性，又有还原性 D. Fe3+溶液中滴入含的溶液，立即出现血红色沉淀 11. 下列试剂不可能将 Fe3+转化成 Fe2+的是（ ） A. Fe 粉 B. NH3H2O C. H2S D. Cu 12. 下列离子方程式错误的是（ ） A. 溴化亚铁溶液中通 Cl2 B. 溴化亚铁溶液中通足量的 Cl2 ClBrFeClBrFe6432432 C. 铜片放入 FeCl3 溶液中 2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+ D. 氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应 33)(OHee 13. 现有化学方程式为：aFeCl 2+bKNO3+cHCl=dFeCl3+eKCl+fx+yH2O，若 b=1，d=3 ，则 x 的化学式为（ ） A. N2 B. NO C. NO2 D. NH4Cl 14. 下列各组离子在溶液中不能同时大量共存的（ ） A. 、Cu 2+、Al 3+、 B. Fe2+、 、H +、 C. Mg2+、 、H +、 D. 、 、K +、 15. 2.8g CO 在高温下与 5.8g 某种铁的氧化物完全反应，这种氧化物是（ ） A. Fe3O4 B. Fe2O3 C. FeO D. Fe3O4 和 Fe2O3 的混合物 16. 纯净的铁是光亮的_金属，抗腐蚀能力_。但通常用的铁因含其它元素， 使其熔点_，抗腐蚀能力_。铁有延展性、导热性，还有_性，在磁场的作 用下，铁也可以产生_性，铁在一定条件下与_、_、_、_和 _发生反应。 17. 下列物质中含有少量杂质，请在横线上填上适宜的试剂（或加热）将杂质除去。 物质 杂质 应加入试剂（或加热） （1）FeCl 3 溶液 （FeCl 2） _ （2）FeCl 2 溶液 （FeCl 3、 CuCl2） _ （3）FeSO 4 溶液 （CuSO 4） _ （4）Fe 2O3 （Al 2O3） _ （5）Fe 2O3 （） _ （6） （） _ 18. 已知某三价金属氧化物与某二价金属氧化物，当两者的物质的量相等时，质量比为 4:1。今取两种氧化物共 60g，与适量盐酸反应生成水 22.5g，其中二价金属氧化物生成的水 是 9g，则二价金属元素、三价金属的相对原子质量分别是_。 19. 两种铁的氧化物 A 和 B，分别重 0.4g 和 0.435g，在加热情况下，均用足量的 CO 还 原，把生成的 CO2 分别通到足量澄清石灰水中，均得到 0.75g 沉淀，试确定两种铁的氧化 物的化学式 A_B_。 20. A、B、C 均为单质。B 为黄绿色气体，B 与 C 反应后的产物溶于水得无色溶液 E。 呈酸性；E 能作还原剂但其浓溶液不能被浓硫酸氧化；A、B、C 之间的其它反应如下图所 示，试写出下列物质的化学式。 A_ D_ B_ E_ C_ F_ 21. 有一含 Fe2O3 的铁样品 0.776g 溶于过量盐酸，反应后无 Fe3+存在，将该溶液加水稀 释至 100mL。取 10mL 通入 14.56mL（标准状况） ，则溶液中恰好无 Fe2+存在。求样品中铁 的质量分数。 22. 用足量的稀 H2SO4 溶解 FeS 和的混合物共 28.3g，得 1.6g 黄色固体，计算原混合物 中 FeS 的质量。 【试题答案】 1. CD 2. CD 3. AD 4. A 5. B 6. D 7. D 8. C 9. D 10. AD 11. B 12. AB 13. B 14. BD 15. A 16. 银白色；强；降低；减弱；导电；磁；氧、非金属、水、酸、盐 17. （1）Cl 2 （ 2）Fe 粉 （3）Fe 粉 （4）NaOH 溶液 （5）加热 （6）NaOH 溶液 18. 24；56 19. Fe2O3； Fe3O4 20. A：Fe B：Cl 2 C：H 2 D：FeCl 3 E：HCl F：FeCl 2 21. 解：设 100ml 溶液中含 xmolFe2+；Fe 2O3 为 ymol；Fe 为 zmol。 2 1 x Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O 2y 解得 质量分数为 %4.791076.5 22. FeS、分别与 H2SO4 反应，产物 H2S 具还原性，与具较强氧化性的 Fe3+发生氧化还原 反应。生成黄色固体的量取决于 FeS 或的物质的量。 FeS+H2SO4=FeSO4+H2S OFeOFe 2343 6)()( 4SS 若过量，黄色固体的量由 FeS 的量决定，设 FeS 含 xg 88g 32g x 1.6g 解得：x=4.4g 若 FeS 过量，黄色固体的量由的量决定，设含 yg S 32g y 1.6g 解得：y=10.7g FeS 的质量 答：略