高考化学总复习 3.3铁及其化合物课件.ppt

第三节铁及其化合物 考纲要求1 了解铁的主要性质及其应用 2 了解铁的重要化合物的主要性质及其应用 3 以Fe2 Fe3 的相互转化为例理解变价金属元素的氧化还原反应 一 铁1 位置铁位于元素周期表中第周期 第族 2 铁的物理性质铁具有导电 导热和延展性 具有能被吸引的特性 3 铁的化学性质铁单质性质活泼 有较强的还原性 主要化合价为 2价和 3价 考点一铁 铁的氧化物及氢氧化物 四 磁铁 二 铁的重要化合物1 铁的氧化物 1 性质比较 2 写出离子方程式 稀HNO3 FeO 2 铁的氢氧化物 点拨Fe3O4是一种纯净物 而不是由FeO和Fe2O3组成的混合物 Fe3O4的组成可以用氧化物形式表示为FeO Fe2O3 Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为 Fe3O4 8HCl 2FeCl3 FeCl2 4H2O 1 生铁和纯铁相比 谁的熔点高 谁的硬度大 谁的抗腐蚀能力强 为什么 提示 因生铁是铁碳合金 所以生铁的熔点低 硬度大 生铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀 故纯铁的抗腐蚀能力强 答案 1 2 3 4 5 6 1 铁屑溶于过量稀硫酸 过滤后向滤液中加入过量氨水 有白色沉淀生成 过滤 在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止 得到红棕色残渣 上述沉淀和残渣分别是 A Fe OH 3Fe2O3B Fe OH 2Fe2O3C Fe OH 2Fe OH 3D Fe OH 2Fe3O4答案 B 铁及化合物的性质 解析 A项同时有BaSO4生成 A项不正确 B项Fe3 氧化S2 D项FeS溶于H 不会生成沉淀 该反应不能发生 答案 C 3 下列物质跟铁反应后的生成物与KSCN溶液作用一定会产生红色溶液的是 A 盐酸B Fe2 SO4 3溶液C 氯气D CuSO4溶液E Br2F 稀HNO3答案 CE 4 由FeO Fe2O3和Fe3O4组成的混合物 测得其中铁元素与氧元素的质量比为21 8 则这种混合物中FeO Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是 A 1 2 1B 2 1 1C 1 3 1D 1 1 3 铁及化合物的定量计算 答案 D 5 2014年宜昌模拟 有一块铁的 氧化物 样品 用140mL5 0mol L盐酸恰好将之完全溶解 所得溶液还能吸收0 025molCl2 恰好使其中的Fe2 全部转变为Fe3 则该样品可能的化学式为 A Fe2O3B Fe3O4C Fe4O5D Fe5O7解析 根据2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 可知铁的 氧化物 样品用盐酸溶解后所得溶液中n Fe2 0 025mol 2 0 05mol 根据电荷守恒得2n Fe2 3n Fe3 n Cl 则n Fe3 0 2mol 故n Fe2 n Fe3 0 05 0 2 1 4 故该氧化物可表示为FeO 2Fe2O3 即Fe5O7 答案 D 6 向质量为30g的Fe Fe2O3的混合物中加入250mL4mol L的稀HNO3恰使混合物完全溶解 放出NO 标准状况 2 24L 向所得溶液中再滴加KSCN溶液 无血红色出现 若用与上述混合物中铁元素质量相等的铁屑和足量的稀硫酸充分反应 所得到的气体在标准状况下的体积为 A 15 12LB 10 08LC 2 24LD 3 36L解析 根据题意知 固体完全溶解 铁全部转化为Fe NO3 2 而生成物中含氮物质有Fe NO3 2和NO 据N原子守恒可求出Fe NO3 2的物质的量为 0 25L 4mol L 0 1mol 2 0 45mol 若用0 45molFe与足量稀硫酸反应 生成的氢气为0 45mol 标准状况下体积为10 08L 答案 B 一 铁盐和亚铁盐的性质1 铁盐 Fe3 1 氧化性 含有Fe3 的溶液呈色 Fe3 具有氧化性 能氧化Cu Fe SO2 S2 I 等 Fe3 与Cu I 反应的离子方程式分别为 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 2Fe3 2I 2Fe2 I2 考点二铁盐和亚铁盐的性质 棕黄 2 水解 实验室制Fe OH 3胶体的离子方程式为 FeCl3净水的离子方程式为 3 特性 含有Fe3 的盐溶液遇到KSCN溶液时变成血红色 2 亚铁盐 Fe2 含有Fe2 的溶液呈浅绿色 既有氧化性 又有还原性 1 氧化性 Fe2 与Zn反应的离子方程式 2 还原性 Fe2 与Cl2反应的离子方程式 Fe2 Zn Fe Zn2 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 二 Fe2 Fe3 的检验1 Fe3 的检验方法分别取出少量待检溶液 1 含有Fe3 的溶液呈黄色 2 向待检液中滴加NaOH溶液或氨水 产生色沉淀 说明含Fe3 3 向待检液中滴加KSCN溶液 溶液呈血红色 说明含Fe3 4 向待检液中滴加苯酚溶液 溶液呈紫色 说明含Fe3 红褐 2 Fe2 的检验方法分别取出少量待检溶液 1 含有Fe2 的溶液呈浅绿色 三 铁三角 转化关系及应用1 铁三角 的转化关系 3 盐溶液的配制与保存 4 物质制备 特别提示Fe2 具有较强的还原性 Fe3 水解能力强 实际上pH 3 7时 Fe3 几乎完全水解生成Fe OH 3沉淀 欲除去某溶液中含有的Fe2 杂质时 一般先向溶液中加入氧化剂 如H2O2 使Fe2 氧化为Fe3 然后加碱或盐调节pH 使Fe3 转化为Fe OH 3沉淀除去 1 检验Fe2 时能不能先加氯水再加KSCN溶液 提示 不能 2 判断正误 正确的画 错误的画 1 向FeCl3溶液中加入Mg OH 2 3Mg OH 2 2Fe3 2Fe OH 3 3Mg2 2 向某溶液中滴加KSCN溶液 溶液不变色 滴加氯水后溶液显血红色 该溶液中一定含Fe2 3 在氢氧化铁胶体中能大量共存 H K S2 Br 4 因为Fe3 具有氧化性 所以用KSCN溶液可以鉴别Fe3 5 Fe2 Al3 ClO Cl 能够大量共存 6 在pH 7的溶液中Cl SO Na Fe3 可大量共存 答案 1 2 3 4 5 6 1 2014年淮北模拟 某溶液中可能存在Mg2 Fe2 Fe3 加入NaOH溶液 开始时有白色絮状沉淀生成 白色沉淀迅速变成灰绿色 最后变成红褐色 下列结论正确的是 A 一定有Fe2 一定没有Fe3 Mg2 B 一定有Fe3 一定没有Fe2 Mg2 C 一定有Fe3 可能有Fe2 一定没有Mg2 D 一定有Fe2 可能有Mg2 一定没有Fe3 Fe2 Fe3 的检验 解析 加入NaOH溶液 开始时有白色絮状沉淀生成 白色沉淀迅速变成灰绿色 最后变成红褐色的 现象是溶液中含有亚铁离子的特性 若有Fe3 则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖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 下列实验操作和现象 结论或目的均正确的是 答案 A 3 工业上由黄铜矿 主要成分CuFeS2 冶炼铜的主要流程如下 1 气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的 吸收 a 浓硫酸B 稀HNO3c NaOH溶液D 氨水 2 用稀H2SO4浸泡熔渣B 取少量所得溶液 滴加KSCN溶液后呈红色 说明溶液中存在 填离子符号 检验溶液中还存在Fe2 的方法是 注明试剂 现象 解析 1 冰铜 mCu2S nFeS 加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜 Cu2O Cu 熔渣和SO2气体 A SO2是一种酸性氧化物 可用NaOH溶液或氨水吸收 2 溶液中滴加KSCN溶液呈红色 说明含有Fe3 可利用Fe2 的还原性来检验溶液中其是否存在 加入酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液褪色 说明还存在Fe2 答案 1 cd 2 Fe3 取少量溶液 滴加KMnO4溶液 KMnO4溶液褪色 离子检验 1 固体 取少许固体于试管中加水或某酸液溶解形成溶液 加 试剂 有 现象 说明含有 离子 2 溶液 取少许待测液于试管中 加 试剂 有 现象 说明含有 离子 4 在浅绿色的Fe NO3 2溶液中逐滴加入稀盐酸时 溶液颜色变化应是 A 颜色变浅B 逐渐变深绿C 没有改变D 变棕黄色答案 D Fe2 与Fe3 的相互转化及应用 5 2014年钦州模拟 现有浓度分别为1mol L的FeCl3 FeCl2 CuCl2混合溶液100mL 加入一定量的铁粉 按下列情况填空 1 充分反应后 如果溶液中还有一定量的Cu2 则溶液中一定含有的金属离子还有 该离子在溶液中的物质的量范围为 可能含有的金属或金属离子为 2 反应完毕后 铁粉有剩余 溶液中一定含有的金属离子为 为 mol 一定没有的金属离子为 涉及Fe2 Fe3 的离子共存问题 答案 A 答案 A 制备Fe OH 2常用的三种方法由于Fe OH 2具有很强的还原性 易被氧化为Fe OH 3 在实验室中制备Fe OH 2 并使Fe OH 2长时间保持白色沉淀状态 成为物质制备实验探究的热点 1 制备原理 Fe2 2OH Fe OH 2 2 成功关键 1 溶液中不含Fe3 和O2等氧化性物质 2 制备过程中 保证生成的Fe OH 2在密闭的隔绝空气的体系中 3 常用方法 方法一 有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下 并在液面上覆盖一层苯或煤油 不能用CCl4 以防止空气与Fe OH 2接触发生反应 如图1所示 方法二 还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后 再将亚铁盐与NaOH溶液混合 这样可长时间观察到白色沉淀 如图2所示 方法三 电解法 用铁作阳极 电解NaCl 或NaOH 溶液 并在液面上覆盖苯或煤油 如图3所示 典例如图所示 此装置可用来制取和观察Fe OH 2在空气中被氧化的颜色变化 实验时必须使用铁屑和6mol L 1的硫酸 其他试剂任选 填写下列空白 1 B中盛有一定量的NaOH溶液 A中应预先加入的药品是 A中反应的离子方程式是 2 实验开始时先将活塞a 填 打开 或 关闭 3 简述生成Fe OH 2的操作过程 4 实验完毕 打开b处活塞 放入一部分空气 此时B瓶中发生的反应为 5 下列各图示中 能较长时间看到Fe OH 2白色沉淀 解析Fe 2H Fe2 H2 产生的H2将Fe2 压入B中 Fe2 2OH Fe OH 2 因为Fe OH 2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe OH 3 即发生4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 因此 要较长时间看到Fe OH 2白色沉淀 就要排除装置中的氧气或空气 原理相同 都是先用氢气将装置中的空气排尽 并使生成的Fe OH 2处在氢气的保护中 的原理为铁作阳极产生Fe2 与电解水产生的OH 结合生成Fe OH 2 且液面用汽油保护 能防止空气进入 中液面加苯阻止了空气进入 由于带入空气中的氧气 能迅速将Fe OH 2氧化 因而不能较长时间看到白色沉淀 答案 1 铁屑Fe 2H Fe2 H2 2 打开 3 关闭活塞a 使FeSO4溶液压入B中进行反应 4 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 5 即时训练用下列方法可制得白色的Fe OH 2沉淀 用不含Fe3 的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 1 用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 2 除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法 3 生成白色Fe OH 2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液 插入FeSO4溶液液面下 再挤出NaOH溶液 这样操作的理由是 解析 1 Fe2 易水解 要加入稀硫酸防止其水解 Fe2 易被空气中的O2氧化 要加Fe粉防止Fe2 被氧化 2 气体的溶解度随温度升高而降低 所以煮沸后的水中溶解的O2较少 答案 1 稀硫酸 铁屑 2 煮沸 3 避免生成的Fe OH 2沉淀接触O2