2018-2019学年高中化学 第三章 金属及其化合物 第二节 第3课时《铁的重要化合物》知识点归纳及例题解析 新人教版必修1.doc

第3课时铁的重要化合物学习目标定位1.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。2.掌握Fe2、Fe3的检验方法及其相互转化。3.了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备方法。 一铁的氧化物1.铁的存在铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以2价和3价化合物的形式存在。2.铁的氧化物(1)物理性质氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态232、3溶解性都不溶于水(2)化学性质稳定性： Fe2O3、Fe3O4较稳定；FeO不稳定，受热能氧化为Fe3O4。与酸反应：FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水。分别写出它们与盐酸反应的离子方程式：FeO2H=Fe2H2O、Fe2O36H=2Fe33H2O。1.金属单质A可发生以下反应。试推断：(1)A、B、C、D、E分别是(写化学式，B写主要成分)：A_、B_、C_、D_、E_。(2)写出反应和的离子方程式：_；_。答案(1)FeFe2O3Fe3O4CuH2(2)FeCu2=Fe2CuFe2H=Fe2H2解析推断题的解题思路：根据物质的物理性质(特别是色、态)和化学性质(相互转化关系、反应条件等)，找出具有特征条件的物质，再由相互转化关系逐步推断。如本题中结合B、C的颜色及与CuCl2、稀盐酸反应的性质可推知A为Fe。二铁的氢氧化物1.铁的氢氧化物的制备实验操作实验现象结论(用化学方程式表示)试管中有红褐色沉淀产生Fe33OH=Fe(OH)3试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe22OH= Fe(OH)2(白色)、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32.氢氧化铁和氢氧化亚铁都为不溶性碱，由此可推测它们具有的性质是(1)都能与酸反应生成相应的盐和水，它们分别与盐酸反应的离子方程式是Fe(OH)33H=Fe33H2O，Fe(OH)22H=Fe22H2O。(2)不稳定，受热易分解，其化学方程式分别为Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O33H2O，Fe(OH)2：Fe(OH)2FeOH2O。归纳总结铁的氢氧化物的性质及制取(1)氢氧化铁和氢氧化亚铁的物质类别是不溶性碱，其主要化学性质为都能与酸反应生成盐和水，不稳定，受热易分解。(2)铁的氢氧化物的制取方法是相应盐和碱反应，制取氢氧化亚铁时，常得到红褐色沉淀是因为Fe(OH)2极易被空气中的O2氧化成Fe(OH)3，所以为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液。2.化合物A、B组成元素相同，且B为白色。C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的NaOH溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题：(1)写出各物质的化学式：A_、B_、C_、D_。(2)写出B转化为A的化学方程式：_。写出A受热分解的化学方程式：_。答案(1)Fe(OH)3Fe(OH)2FeSO4Fe2O3(2)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O33H2O解析解答本题的关键是抓住C与NaOH溶液反应的特征现象，确定A是Fe(OH)3，C是FeSO4，B为Fe(OH)2，D为Fe2O3。3.根据下列实验装置和操作，回答有关问题。按图中所示装置，用两种不同的操作分别进行实验，观察B容器中的现象。(1)先夹紧止水夹a，再使A容器中开始反应。实验中B容器中观察到的现象是_；B容器中发生反应的离子方程式是_。(2)打开止水夹a，使A容器开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中观察到的现象是_。B容器中发生反应的离子方程式是_。答案(1)容器A中的溶液进入B容器中，有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色2OHFe2=Fe(OH)2；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)a打开时，观察到B容器中管口有气泡产生，再夹紧a时，溶液进入B容器中产生白色沉淀，且长时间不变2OHFe2=Fe(OH)2解析此题是一道关于制备Fe(OH)2的创新实验题。制备Fe(OH)2可有多种不同的方法，但有一共同的特点就是在操作时防止与空气接触，这样才能得到白色的Fe(OH)2沉淀。本题中当NaOH中空气未排尽时，NaOH与FeSO4反应的产物Fe(OH)2只能短暂存在，但当通入H2一段时间后，即认为空气已排净，生成的Fe(OH)2能较长时间存在。三铁盐和亚铁盐1.Fe2和Fe3的检验向5 mL FeCl2溶液中加入KSCN溶液，现象是溶液无明显变化；向5 mL FeCl3溶液中加入KSCN溶液，现象是溶液变为红色。2.Fe3的氧化性在盛有氯化铁溶液的试管中，先加入KSCN溶液，再加入铁粉，现象是溶液先变红后褪色，反应的离子方程式是Fe33SCN=Fe(SCN)3,2Fe3Fe=3Fe2；若再向反应后的溶液中加入新制氯水，现象是溶液又变为红色，反应的离子方程式是2Fe2Cl2=2Fe32Cl。归纳总结1.Fe2、Fe3的检验方法(1)观察法：浅绿色溶液中含有Fe2；棕黄色溶液中含有Fe3。(2)加碱法：若产生的白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的为Fe2；若直接产生红褐色沉淀的为Fe3。(3)加KSCN：无明显现象，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2；若溶液变红色的为Fe3。2.Fe2、Fe3、Fe之间的相互转化关系(1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H、S、Fe3等)氧化成Fe2，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3。(2)Fe2既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂Cl2、KMnO4(H)等氧化为Fe3；可被还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。(3)Fe3只具有氧化性，可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。4.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有_；(2)若氯化铜有剩余，则容器中可能有_；(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有_，可能有_。答案(1)Fe3、Cu2(2)Fe2、Fe3或Fe2、Cu(3)Fe、CuFe2解析本题属于物质共存问题。解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有Fe2FeCl3=3FeCl2FeCuCl2=CuFeCl2Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3、Cu2，因为它们能发生上述反应。(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2、Fe3或Fe2、Cu。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，可能有Fe2。四铜盐1.物理性质硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐溶于水；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其难溶于水。2.化学性质(1)铜的化学性质不活泼，使用铜器皿比较安全。(2)铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。5.下列说法正确的是()A.铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食品的器皿B.铜的导电能力不如铝C.由于Cu2有氧化性，所以用CuSO4来配制农药D.因为Cu2能使蛋白质变性，所以铜盐溶液有毒答案D解析金属铜的化学性质比较稳定，所以使用铜器皿比较安全；铜属于重金属，铜盐有毒，因Cu2会与蛋白质作用，使蛋白质变性。1.下列关于铁矿石的说法正确的是()A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同C.磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色D.Fe3O4俗称铁红答案C2.证明某溶液中只含有Fe2而不含有Fe3的实验方法是()A.先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B.只需滴加KSCN溶液C.先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色D.滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色答案C3.向200 mL 0.1 molL1的Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为()A.1.44 g B.1.6 g C.2.82 g D.4.36 g答案B解析在实验过程中发生如下反应：Fe22OH=Fe(OH)2，加热、灼烧时又会发生下列变化：Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3，根据反应前后铁原子守恒从而可得所得固体的质量为1.6 g。4.向含有K、Mg2、Fe2和Al3的溶液中加入足量Na2O2微热并搅拌后，再加入过量稀盐酸，则溶液中离子的物质的量浓度发生变化的是()A.Mg2 B.K C.Fe2 D.Al3答案C解析加入Na2O2发生反应：2H2O2Na2O2=4NaOHO2，FeCl22NaOH=Fe(OH)22NaCl,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，再加入盐酸：Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O，故原溶液中Fe2转化为Fe3，Fe2的浓度减小，Fe3的浓度增大；Mg2和Al3与氢氧化钠分别生成氢氧化镁、氢氧化铝，但再加入盐酸时又发生中和反应而溶解，因此最终是不变化的。5.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A. B.C. D.答案B解析因为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)2O22H2O=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。、原理一样，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；中液面加苯阻止了空气进入；由于空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。6.完成下列各题：(1)实验室保存FeCl2溶液时，常向其中加入少量铁粉原因是_(用离子方程式表示)；某同学为检验某未知溶液中是否为FeCl2溶液，采取如下实验方案加以验证：稍取未知试液于试管中溶液溶液呈血红色(证明含有FeCl2)，你认为此方案_(填“合理”或“不合理”)，若不合理，如何改进_。(2)A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。其中D是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：根据如图所示变化，按要求回答下列问题：写出A、E的化学式：A_，E_；写出其中几步反应的化学方程式：CB：_；BD：_；EA：_。B中加入NaOH溶液，看到的现象是_。答案(1)2Fe3Fe=3Fe2不合理先加KSCN溶液，无现象，再加入氯水，溶液变成红色，则证明原溶液有Fe2(2)FeFe2O32FeCl2Cl2=2FeCl3(合理即可)FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl(合理即可)Fe2O33CO2Fe3CO2(或Fe2O32Al2FeAl2O3)出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色解析(2)解答该题的关键是D，因为D为红褐色沉淀，可知D是Fe(OH)3，则E是Fe2O3，A是Fe，B是FeCl3，C是FeCl2。