高三化学一轮复习 3.5 铁及其化合物课件.ppt

第三章金属及其氧化物第五课时铁及其化合物 高三化学第一轮复习 知识精讲 1 铁 1 铁的存在 知识精讲 2 铁的物理性质纯铁具有金属的共性 如具有银白色金属光泽和良好的延展性 是电和热的良导体 具有能被磁铁吸引的特性 纯铁有很强的抗腐蚀能力 3 铁的化学性质铁是较活泼的金属 有较强的还原性 发生化学反应时可生成 2 3两种价态的化合物 知识精讲 知识精讲 2 铁的氧化物 知识精讲 3 Fe2 和Fe3 的比较 知识精讲 4 Fe OH 2与Fe OH 3的比较 方法精讲 1 铁的变价及Fe2 Fe3 的性质 检验 1 铁与硝酸反应一是明确哪种物质过量 二是根据两种物质的量分析讨论判断 根据反应方程式 HNO3过量 Fe 4HNO3 Fe NO3 3 NO 2H2O Fe过量时 Fe 2Fe NO3 3 3Fe NO3 2 两者相加得总方程式 3Fe 8HNO3 3Fe NO3 2 2NO 4H2O 可以用数轴表示 方法精讲 解题时需注意量的范围 即 产物仅有Fe NO3 3 HNO3可能有剩余 产物仅有Fe NO3 2 Fe可能有剩余 产物为Fe NO3 3和Fe NO3 2 Fe和HNO3都反应完全 2 2 3价铁的化学性质 Fe2 的氧化性和还原性Fe2 处于铁的中间价态 既有氧化性 又有还原性 在中学阶段接触Fe2 的氧化还原反应中其主要表现还原性 如 Fe2 遇Br2 Cl2 H2O2 NO H 等均表现还原性 Fe3 的氧化性Fe3 处于铁的高价态 表现较强的氧化性 如 它能氧化Fe Cu HI H2S等 知识精讲 Fe2 与Fe3 的相互转化2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 3Fe2 4H NO 3Fe3 2H2O NO 2Fe3 Fe 3Fe2 Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 3 2铁和 3价铁的检验 溶液颜色含有Fe2 的溶液显浅绿色含有Fe3 的溶液显黄色 知识精讲 用KSCN溶液和氯水流程 有关反应 Fe3 3SCN Fe SCN 3 血红色 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 用NaOH溶液流程 知识精讲 有关反应 Fe3 3OH Fe OH 3 红褐色沉淀 Fe2 2OH Fe OH 2 白色沉淀 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 2 铁三角及应用 1 铁三角 转化关系 知识精讲 一般是指Zn Al CO H2 等较强还原剂 FeCl2 Zn ZnCl2 Fe3FeCl2 2Al 2AlCl3 3FeFeO COFe CO2FeO H2Fe H2O 是指H S I2 Cu2 Fe3 等较弱氧化剂 Fe 2H Fe2 H2 Fe SFeSFe I2FeI2Fe Cu2 Fe2 CuFe 2Fe3 3Fe2 是指Cl2 Br2 O2 HNO3 KMnO4等较强氧化剂 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 2Fe2 Br2 2Fe3 2Br 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3Fe2 4H NO3 3Fe3 NO 2H2O5Fe2 MnO4 8H Mn2 5Fe3 4H2O 知识精讲 一般是指Fe Cu HI H2S 等较弱还原剂 2Fe3 Cu Cu2 2Fe2 Fe3 Fe 3Fe2 2Fe3 2I 2Fe2 I2 2Fe3 H2S 2Fe2 S 2H 是指Cl2 Br2 O2 HNO3 KMnO4等较强氧化剂 2Fe 3Cl22FeCl32Fe3 Br2 2FeBr3Fe 4HNO3 Fe NO3 3 NO 2H2O4Fe 3O2 纯 2Fe2O3 是指Zn Al CO H2 等较强还原剂 2Fe3 3Zn 足 3Zn2 2FeFe3 Al Al3 FeFe2O3 2AlAl2O3 2FeFe2O3 3CO2Fe 3CO2Fe2O3 3H22Fe 3H2O 知识精讲 2 铁三角 的转化关系及应用举例 判断离子共存A Fe2 Fe3 均水解 与HCO3 AlO2 CO32 等因水解相互促进 在溶液中不能大量共存 B Fe3 与S2 I HS SO32 Fe2 与NO3 H ClO MnO4 H 在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存 盐溶液的配制与保存A Fe2 的盐溶液 加少量铁粉 防止Fe2 被氧化 加少量相应的酸 防止Fe2 水解 B Fe3 的盐溶液 加少量相应的酸防止Fe3 水解 知识精讲 3 Fe OH 2的制备由于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 制备原理 Fe2 2OH Fe OH 2 成功关键 溶液中不含Fe3 和O2等氧化性物质 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 典例精讲 例1 铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质 下列关于铁元素的叙述中正确的是 A 2Fe3 Fe 3Fe2 成立说明氧化性 Fe3 Fe2 B 25 pH 0的溶液中 Al3 NH4 NO3 Fe2 可以大量共存C 5 6g铁与足量的氯气反应失去电子为0 2molD 硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液 Fe2 2H2O2 4H Fe3 4H2O 答案 A 解析 氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性 2Fe3 Fe 3Fe2 成立说明氧化性 Fe3 Fe2 故A正确 pH 0的溶液中 NO3 具有强氧化性 能把Fe2 氧化为Fe3 故B错误 5 6g铁与足量的氯气反应 铁被氧化为 3价 失去电子为0 3mol 故C错误 硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O 故D错误 例2 CuO Fe粉 Fe3O4的混合物中 加一定量稀硫酸 当反应停止后 滤出不溶物 并向滤液中插入一枚铁钉 片刻后 取出铁钉 观察现象 以下结论中正确的是 A 若铁钉部分溶解 则滤液中一定含Fe2 SO4 3B 若铁钉完全溶解 则滤液中一定含CuSO4C 若铁钉表面有红色物质生成 则不溶物中一定不含FeD 若铁钉无变化 则不溶物中一定含Fe 典例精讲 典例精讲 答案 C 解析 CuO Fe粉 Fe3O4的混合物中 加一定量稀硫酸 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁 氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜 铁与硫酸铜反应生成铜 Fe3O4与稀硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁 铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁 铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜 A 根据题意 滤出不溶物 则不溶物一定是铜 因为铜与硫酸铁反应 所以滤液中一定没有Fe2 SO4 3 A项错误 B 根据氧化性排序 Fe3 Cu2 H Fe2 若铁钉完全溶解 可能是Fe 2H Fe2 H2 则滤液中不一定含CuSO4 B项错误 C 因为Fe Cu2 Fe2 Cu 所以若铁钉表面有红色物质生成 则不溶物中一定不含Fe C项正确 D 若铁钉无变化 说明溶液中没有Fe3 Cu2 和H 则不溶物中可能有铁 可能有铁和铜的混合物 D项错误 答案选C 1 要证明某溶液中不含Fe3 而可能含有Fe2 进行如下实验操作时最佳顺序为 加入适量氯水 加入足量KMnO4溶液 加入少量KSCN溶液 A B C D 考题精练 答案 C 解析 三价铁离子遇到硫氰根离子显血红色 二价铁离子遇到硫氰根离子不变色 二价铁离子具有还原性 能被氧化为三价铁离子 高锰酸钾溶液为紫红色 解 先根据Fe3 的特征反应 加入硫氰酸钾溶液判断溶液不含Fe3 然后加入氧化剂氯水 如果含有Fe2 Fe2 被氧化剂氧化成Fe3 溶液变成红色 以此证明Fe2 的存在 注意高锰酸钾溶液为紫红色 不反应溶液也可以变红 所以不能选用高锰酸钾氧化二价铁离子 故选 C 2 某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣 主要成分为Fe2O3 SiO2 Al2O3 不考虑其他杂质 制取七水合硫酸亚铁 FeSO4 7H2O 设计了如下流程 考题精练 下列说法不正确的是 A 溶解烧渣选用足量硫酸 试剂X选用铁粉B 固体1中一定含有SiO2 控制pH是为了使Al3 转化为Al OH 3 进入固体2C 从溶液2得到FeSO4 7H2O产品的过程中 须控制条件防止其氧化和分解D 若改变方案 在溶液1中直接加NaOH至过量 得到的沉淀用硫酸溶解 其溶液经结晶分离也可得到FeSO4 7H2O 答案 D 解析 硫铁矿焙烧取硫后的烧渣 主要成分为Fe2O3 SiO2 Al2O3 不考虑其他杂质 混合物中加入足量硫酸 Fe2O3 Al2O3与酸反应生成的硫酸铁 硫酸铝 二氧化硅不反应 过滤 固体1为二氧化硅 在滤液中加入铁粉将铁离子还原为亚铁离子 调节pH值使铝离子完全生成氢氧化铝沉淀 过滤 固体2为氢氧化铝 溶液2为硫酸亚铁 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 得到硫酸亚铁晶体 A 由流程分析可知 溶解烧渣选用足量硫酸 X为铁粉 故A正确 B 由流程分析可知 固体1中一定含有SiO2 调节pH值使铝离子完全生成氢氧化铝沉淀 则固体2为氢氧化铝 故B正确 C 亚铁离子易被空气中的氧气氧化 而且受热易失去结晶水 所以从溶液2得到FeSO4 7H2O产品的过程中 须控制条件防止其氧化和分解 故C正确 D 在溶液1中含有铁离子和铝离子 加过量的氢氧化钠 铝离子转化为偏铝酸根离子 铁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化铁沉淀 所以最终得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁 故D错误 故选D 典例精讲