高考化学总复习《铁和铁的化合物》.ppt

铁和铁的化合物 一 铁的单质 1 位置和结构 2 物理性质 纯净的铁是光亮的银白色金属 密度7 86g cm3 熔沸点较高 抗腐蚀力强 有较好的导电 传热性 有较好的延展性 铁能被磁体吸引 3 化学性质 Fe3 H I2 S 铁后的金属阳离子 Cl2 Br2 HNO3 浓H2SO4 MnO4 H 2 与酸的反应 铁与非氧化性酸反应 产生H2 铁在常温下易被浓硝酸 浓硫酸 钝化 在加热条件能继续反应 但不会产生H2 1 Fe S 2 Fe O2 3 Fe Cl2 1 与非金属的反应 3 与水反应 4 与盐的反应 Fe Cu2 Fe Fe3 Cu Fe3 二 铁的重要化合物 1 铁的氧化物 FeO Fe3O4 Fe2O3 黑色粉末 黑色晶体 红棕粉末 与酸反应 FeO 2H Fe2 H2O Fe3O4 8H 2Fe3 Fe2 4H2O Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O 特例 遇还原性强的酸 如HI Fe3 会还原为Fe2 遇氧化性强的酸 如HNO3 Fe2 会氧化为Fe3 2 铁的氢氧化物 氢氧化铁 Fe OH 3 红褐色固体 不溶于水 化学性质 1 易溶于酸 Fe OH 3 3H Fe3 3H2O 注意还原性强的酸 制备 Fe3 3OH Fe OH 3 氢氧化亚铁 Fe OH 2 白色固体 不溶于水 化学性质 1 易溶于酸 Fe OH 2 2H Fe2 2H2O 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 2 易氧化 白色絮状 灰绿色 红褐色沉淀 注意氧化性强的酸 制备 3 铁盐 1 盐溶液的保存和配制 Fe2 盐 因Fe2 易被氧化 其晶体应密封保存 配制溶液时应加铁粉和少量相应的酸 Fe3 盐 FeCl3易潮解 需密闭保存 Fe3 易水解 配制溶液时应将Fe3 盐溶于相应酸中 再加水稀释 以抑制其水解 2 共存问题 三 Fe3 和Fe2 的检验 如何检验Fe3 1 滴加KSCN溶液 2 滴加NaOH溶液 产生红褐色沉淀 Fe3 3OH Fe OH 3 3 滴加苯酚溶液 紫色溶液 血红色溶液 Fe2 的检验 2 滴加碱溶液 生成白色絮状沉淀 立刻变成灰绿色 最后变成红褐色沉淀 1 滴加硫氰化钾溶液 无明显现象 再滴加氯水 或通氯气 等强氧化剂 立刻出现红色 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl Fe Fe Fe 铁三角 O2Cl2Br2HNO3H2O2Na2O2MnO4 H Fe3 H Cu2 Ag I2S Cl2Br2HNO3浓H2SO4 CCOSiAlMn AlZnH2CCO FeCuS2 H2SSO32 SO2I HI 铁与较弱的氧化剂反应 例如 S I2 Cu2 Fe3 非氧化性酸 H Fe Cu2 Fe 2H Fe S Fe2 与具有还原性的物质反应时 可还原成铁 在炼钢中显得尤为突出 如 C CO Si Al Mn等 2Fe SiO2 Fe CO2 Fe Fe 3FeO 2Al 高温 3Fe Al2O3 铁与强氧化剂反应时 如 Cl2 Br2 HNO3 热浓H2SO4等反应时 均可生成 3价铁的化合物 FeFe 2Fe 3CO2 Fe Fe Fe2 具有还原性 当遇到强氧化剂时 如 O2 Cl2 Br2 KMnO4 HNO3 浓H2SO4 HClO K2Cr2O7等均可生成 3价铁 Fe Fe 2FeCl3 2Br2 2FeBr3 4FeCl3 4Fe3 2H2O 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O 2FeBr2 3Cl2 足量 6FeCl2 3Br2 4Fe2 O2 4H 6FeBr2 3Cl2 少量 2FeCl3 4FeBr3 使溴水褪色 Fe Fe 当Fe3 遇到强还原剂 如 Fe Cu S2 H2S SO32 SO2 I HI 等 均可将它还原成Fe2 如 2Fe2 Cu2 2Fe3 H2S 2Fe3 Cu 2Fe3 SO2 2H2O 2Fe2 4H SO42 专题一 铁铜间彼此反应的计算和讨论 涉及的物质一般有Fe2 Fe3 Cu2 Fe Cu 涉及的主要反应 关键 判断反应的先后顺序 氧化性Fe3 Cu2 还原性Fe Cu 1 从反应后不溶物的成分来看溶液中的成分及含量 设Fe3 Cu2 Fe Cu amol bmol cmol dmol 1 若不溶物是Fe和Cu 则溶液中一定没有Fe3 和Cu2 一定有Fe2 其物质的量为 3 2a b mol 2 若不溶物只有Cu 则溶液中 一定无Fe3 一定有Fe2 其物质的量为 a c mol 可能有Cu2 试讨论溶液中的Cu2 的量和原来加入Fe的量之间的关系 讨论 2 从反应后溶液的成分来看不溶物的成分及含量 1 若溶液中有Fe3 则反应后无不溶物 2 若溶液中只有Cu2 和Fe2 则不溶物中一定无Fe 可能有Cu 试讨论Cu的量与原溶液中Fe3 的量之间的关系 讨论 3 若溶液中只有Fe2 则反应后的不溶物中一定有Cu 其量为 b d mol 可能有Fe 试讨论Fe的量 讨论 例题在FeCl3和CuCl2的混合溶液中 加入一定量的Fe粉 完全反应后 溶液中一定有的阳离子是 如果反应后有固体剩余 则溶液中一定无 一定有 如果反应后剩余的固体只有Cu 则溶液中一定无 一定有 可能有 如果反应后剩余的固体为Fe和Cu 则溶液中一定无和 一定有 Fe2 Fe3 Fe2 Fe2 Fe2 Fe3 Fe3 Cu2 Cu2 一定量的Fe FeO和Fe2O3的混合物投入250mL2mol L的硝酸中 固体完全溶解后 生成1 12L 标准状况 NO HNO3的还原产物仅此一种 再向反应后的溶液中加入1mol L的NaOH溶液 要使铁元素恰好完全沉淀 所加入NaOH溶液的体积最少是 由铁和氧化铁组成的混合物与稀硫酸作用 固体恰好溶解 所得溶液中不含Fe3 且生成的Fe2 与H2的物质的量之比为4 1 则反应物中Fe2O3 Fe H2SO4的物质的量之比为 向一定量的FeO Fe Fe3O4的混合物种加入100mL1mol L的盐酸 恰好使混合物完全溶解 放出224mL 标准状况 的气体 在所得溶液中加入KSCN溶液没有红色出现 若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物 能得到铁的质量是 专题二 铁与稀硝酸的反应 Fe 4HNO3 Fe NO3 3 NO 2H2O 3Fe 8HNO3 3Fe NO3 2 2NO 4H2O 设n Fe n HNO3 a 则 a 时 按 进行 a 3 8时 按 进行 a 3 8时 都有 可认为是 反应后Fe过量 Fe 2Fe NO3 3 3Fe NO3 2 例铁在热的稀HNO3中反应 其主要还原产物为N2O 而在冷的稀HNO3中反应 其主要还原产物为NO 当溶液更稀时 其主要还原产物为NH4 分析图4 2 1 回答下列问题 1 假设在任一产生的曲线段内只有一种还原产物 试配平由b点到c点时反应的化学方程式 Fe HNO3 Fe NO3 3 H2O 830 83NH4NO39 2 判断从0点到a点时的还原产物应为 3 从a点到b点时产生还原产物为 其原因是 4 已知到达d点时反应完全结束 此时溶液中的主要阳离子为 分析投入金属铁的物质的量之比n Fe c n Fe d NO N2O a后温度升高 Fe2 和NH4 n Fe3 n Fe2 2 3 铜单质的性质 铜排在金属活动顺序表H以后 属不活动性金属 在干燥的空气里性质稳定 在潮湿的空气里或高温下能与多物质发生反应 1 与非金属反应 O2 潮湿空气中 2Cu O2 H2O CO2 Cu2 OH 2CO3 铜绿 Cl2 棕色的烟 浓溶液为绿色 稀溶液为蓝色 S 2Cu S Cu2S 黑色物质 2 与某些盐溶液反应 置换反应 Cu Hg NO3 2 Cu NO3 2 Hg 其他氧化 还原反应 Cu 2FeCl3 2FeCl2 CuCl2 铜的氧化物 1 CuO 黑色不溶于水的固体 与H 反应 CuO 2H Cu2 H2O 2 Cu2O 砖红色不溶于水的固体 与H 反应 Cu2O 2H Cu2 H2O Cu 已知NaHS MgSO4 NaHSO3组成的混和物中 硫元素的质量分数为a 则混和物中氧元素的质量分数为Aa B2a C1 0 0175aD1 0 0075a C 例 向20mL2mol LAlCl3溶液中 加入30mL烧碱溶液 充分反应后 得0 78g沉淀 求烧碱溶液的物质的量浓度是多少 1 Al3 过量 Al3 3OH Al OH 3 3mol 78g 0 03c 0 78g c 1mol L 2 Al OH 3部分溶解 Al3 3OH Al OH 3 1mol 3mol 78g 0 04mol xmol yg x 0 12moly 3 12g Al OH 3 OH AlO2 2H2O 78g 1mol 3 12 0 78 g nmol c 5mol L 例 有镁 铝混合粉末10 2g 将它溶于500mL4mol L的盐酸里 若要使沉淀质量达到最大值 则需要加入2mol L的NaOH溶液的体积为 提示 用终态法 最终溶液中只有NaCl 1000mL 例题 向明矾溶液中逐滴加入Ba OH 2溶液至过量 1 当明矾为1mol时 试在图中画出生成的每种沉淀物质的量随Ba OH 2物质的量变化的曲线 表明化学式 2 当向体积为a升 浓度为Mmol L的明矾溶液中滴加b升 Nmol L的Ba OH 2溶液时 用含a M N的代数式表示 当b满足时 沉淀的总物质量最大 当b满足时 氢氧化铝的物质量最小 3 若向含mmolKAl SO4 2的溶液中加入含nmolBa OH 2溶液 试讨论m n取不同范围值时 沉淀中各组分的物质的量是多少 向FeCl3溶液中加入ag铜粉 搅拌全部溶解 然后再向其中加入bg铁粉 经充分反应后过滤得滤渣cg 若a b c 试推断滤液中存在哪些阳离子 已知Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 Zn 2Fe3 Zn2 2Fe2 现将等物质的量的CuSO4 FeCl3和Zn置于水中充分反应后 反应器中所得混合物除了SO42 和Cl 外 还含有哪些