高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 3.3鐵及其化合物課件.ppt

第三節(jié) 鐵及其化合物,考綱要求 1.了解鐵的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。3.以Fe2、Fe3的相互轉(zhuǎn)化為例理解變價金屬元素的氧化還原反應(yīng)。,一、鐵 1位置 鐵位于元素周期表中第 周期，第 族。 2鐵的物理性質(zhì) 鐵具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱和延展性，具有能被 吸引的特性。 3鐵的化學(xué)性質(zhì) 鐵單質(zhì)性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價為2價和3價。,考點(diǎn)一 鐵、鐵的氧化物及氫氧化物,四,磁鐵,二、鐵的重要化合物 1鐵的氧化物 (1)性質(zhì)比較：,(2)寫出離子方程式： 稀HNO3FeO：,2鐵的氫氧化物,點(diǎn)撥 Fe3O4是一種純凈物，而不是由FeO和Fe2O3組成的混合物。Fe3O4的組成可以用氧化物形式表示為FeOFe2O3，F(xiàn)e3O4與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為： Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O。,1生鐵和純鐵相比，誰的熔點(diǎn)高？誰的硬度大？誰的抗腐蝕能力強(qiáng)？為什么？ 提示：因生鐵是鐵碳合金，所以生鐵的熔點(diǎn)低，硬度大。生鐵在潮濕的環(huán)境中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故純鐵的抗腐蝕能力強(qiáng)。,答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6),1鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘?jiān)鲜龀恋砗蜌堅(jiān)謩e是( ) AFe(OH)3 Fe2O3 BFe(OH)2 Fe2O3 CFe(OH)2 Fe(OH)3 DFe(OH)2 Fe3O4 答案：B,鐵及化合物的性質(zhì),解析：A項(xiàng)同時有BaSO4生成，A項(xiàng)不正確；B項(xiàng)Fe3氧化S2；D項(xiàng)FeS溶于H，不會生成沉淀，該反應(yīng)不能發(fā)生。 答案：C,3下列物質(zhì)跟鐵反應(yīng)后的生成物與KSCN溶液作用一定會產(chǎn)生紅色溶液的是_。 A鹽酸 BFe2(SO4)3溶液 C氯氣 DCuSO4溶液 EBr2 F稀HNO3 答案：CE,4由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成的混合物，測得其中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為218，則這種混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物質(zhì)的量之比是( ) A121 B211 C131 D113,鐵及化合物的定量計算,答案：D,5(2014年宜昌模擬)有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 mol/L鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3，則該樣品可能的化學(xué)式為( ) AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7 解析：根據(jù)2Fe2Cl2=2Fe32Cl，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2)0.025 mol20.05 mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，則n(Fe3)0.2 mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.214，故該氧化物可表示為FeO2Fe2O3，即Fe5O7。 答案：D,6向質(zhì)量為30 g的Fe、Fe2O3的混合物中加入250 mL 4 mol/L的稀HNO3恰使混合物完全溶解，放出NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)2.24 L，向所得溶液中再滴加KSCN溶液，無血紅色出現(xiàn)。若用與上述混合物中鐵元素質(zhì)量相等的鐵屑和足量的稀硫酸充分反應(yīng)，所得到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為( ) A15.12 L B10.08 L C2.24 L D3.36 L 解析：根據(jù)題意知，固體完全溶解，鐵全部轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2，而生成物中含氮物質(zhì)有Fe(NO3)2和NO，據(jù)N原子守恒可求出Fe(NO3)2的物質(zhì)的量為(0.25 L4 mol/L0.1 mol)/20.45 mol。若用0.45 mol Fe與足量稀硫酸反應(yīng)，生成的氫氣為0.45 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為10.08 L。 答案：B,一、鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì) 1鐵鹽(Fe3) (1)氧化性： 含有Fe3的溶液呈 色，F(xiàn)e3具有氧化性，能氧化Cu、Fe、SO2、S2、I等。Fe3與Cu、I反應(yīng)的離子方程式分別為： 2Fe3Cu=2Fe2Cu2、 2Fe32I=2Fe2I2。,考點(diǎn)二 鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì),棕黃,(2)水解： 實(shí)驗(yàn)室制Fe(OH)3膠體的離子方程式為： _。 FeCl3凈水的離子方程式為： _。 (3)特性： 含有Fe3的鹽溶液遇到KSCN溶液時變成血紅色。,2亞鐵鹽(Fe2) 含有Fe2的溶液呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。 (1)氧化性：Fe2與Zn反應(yīng)的離子方程式： _。 (2)還原性：Fe2與Cl2反應(yīng)的離子方程式： _。,Fe2Zn=FeZn2,2Fe2Cl2=2Fe32Cl,二、Fe2、Fe3的檢驗(yàn) 1Fe3的檢驗(yàn)方法 分別取出少量待檢溶液： (1)含有Fe3的溶液呈黃色。 (2)向待檢液中滴加NaOH溶液或氨水，產(chǎn)生 色沉淀，說明含F(xiàn)e3。 (3)向待檢液中滴加KSCN溶液，溶液呈血紅色，說明含F(xiàn)e3。 (4)向待檢液中滴加苯酚溶液，溶液呈紫色，說明含F(xiàn)e3。,紅褐,2Fe2的檢驗(yàn)方法 分別取出少量待檢溶液： (1)含有Fe2的溶液呈淺綠色。,三、“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用 1“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系,(3)鹽溶液的配制與保存： (4)物質(zhì)制備：,特別提示 Fe2具有較強(qiáng)的還原性，F(xiàn)e3水解能力強(qiáng)，實(shí)際上pH3.7時，F(xiàn)e3幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2雜質(zhì)時，一般先向溶液中加入氧化劑(如H2O2)，使Fe2氧化為Fe3，然后加堿或鹽調(diào)節(jié)pH，使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。,1檢驗(yàn)Fe2時能不能先加氯水再加KSCN溶液？ 提示：不能。,2判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“” (1)向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)22Fe3=2Fe(OH)33Mg2。( ) (2)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯血紅色，該溶液中一定含F(xiàn)e2。( ) (3)在氫氧化鐵膠體中能大量共存：H、K、S2、Br。( ) (4)因?yàn)镕e3具有氧化性，所以用KSCN溶液可以鑒別Fe3。( ) (5)Fe2、Al3、ClO、Cl能夠大量共存。( ) (6)在pH7的溶液中Cl、SO、Na、Fe3可大量共存。( ) 答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6),1(2014年淮北模擬)某溶液中可能存在Mg2、Fe2、Fe3，加入NaOH溶液，開始時有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。下列結(jié)論正確的是( ) A一定有Fe2，一定沒有Fe3、Mg2 B一定有Fe3，一定沒有Fe2、Mg2 C一定有Fe3，可能有Fe2，一定沒有Mg2 D一定有Fe2，可能有Mg2，一定沒有Fe3,Fe2、Fe3的檢驗(yàn),解析：“加入NaOH溶液，開始時有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的”現(xiàn)象是溶液中含有亞鐵離子的特性，若有Fe3，則產(chǎn)生氫氧化鐵的紅褐色沉淀會掩蓋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下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象、結(jié)論或目的均正確的是( ),答案：A,3工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下： (1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的_吸收。 a濃硫酸 B稀HNO3 cNaOH溶液 D氨水 (2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在_(填離子符號)，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2的方法是_ _(注明試劑、現(xiàn)象)。,解析：(1)冰銅(mCu2SnFeS)加入石英砂并通入空氣焙燒生成泡銅(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2氣體(A)。SO2是一種酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈紅色，說明含有Fe3?？衫肍e2的還原性來檢驗(yàn)溶液中其是否存在，加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，說明還存在Fe2。 答案：(1)cd (2)Fe3 取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色,離子檢驗(yàn) (1)固體：取少許固體于試管中加水或某酸液溶解形成溶液，加試劑，有現(xiàn)象，說明含有離子。 (2)溶液：取少許待測液于試管中，加試劑，有現(xiàn)象，說明含有離子。,4在淺綠色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀鹽酸時，溶液顏色變化應(yīng)是( ) A顏色變淺 B逐漸變深綠 C沒有改變 D變棕黃色 答案：D,Fe2與Fe3的相互轉(zhuǎn)化及應(yīng)用,5(2014年欽州模擬)現(xiàn)有濃度分別為1 mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的鐵粉，按下列情況填空。 (1)充分反應(yīng)后，如果溶液中還有一定量的Cu2，則溶液中一定含有的金屬離子還有_，該離子在溶液中的物質(zhì)的量范圍為_，可能含有的金屬或金屬離子為_。 (2)反應(yīng)完畢后，鐵粉有剩余，溶液中一定含有的金屬離子為_，為_mol，一定沒有的金屬離子為_。,涉及Fe2、Fe3的離子共存問題,答案：A,答案：A,制備Fe(OH)2常用的三種方法 由于Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，在實(shí)驗(yàn)室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長時間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。 1制備原理：Fe22OH=Fe(OH)2。 2成功關(guān)鍵：(1)溶液中不含F(xiàn)e3和O2等氧化性物質(zhì)。(2)制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。,3常用方法： 方法一：有機(jī)覆蓋層法。 將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)，如圖1所示。 方法二：還原性氣體保護(hù)法。 用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長時間觀察到白色沉淀。如圖2所示。,方法三：電解法。 用鐵作陽極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯或煤油，如圖3所示。,典例 如圖所示，此裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色變化。實(shí)驗(yàn)時必須使用鐵屑和6 molL1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白：,(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的藥品是_。A中反應(yīng)的離子方程式是_ _。 (2)實(shí)驗(yàn)開始時先將活塞a_(填“打開”或“關(guān)閉”)。 (3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程_ _。 (4)實(shí)驗(yàn)完畢，打開b處活塞，放入一部分空氣，此時B瓶中發(fā)生的反應(yīng)為_。,(5)下列各圖示中_能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀。,解析 Fe2H=Fe2H2，產(chǎn)生的H2將Fe2壓入B中，F(xiàn)e22OH=Fe(OH)2；因?yàn)镕e(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因此，要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。、原理相同，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2，與電解水產(chǎn)生的OH結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。 答案 (1)鐵屑 Fe2H=Fe2H2 (2)打開 (3)關(guān)閉活塞a，使FeSO4溶液壓入B中進(jìn)行反應(yīng) (4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 (5),即時訓(xùn)練 用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。 (1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入_。 (2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用_的方法。 (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_ _。,解析：(1)Fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2易被空氣中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2被氧化。 (2)氣體的溶解度隨溫度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2較少。 答案：(1)稀硫酸、鐵屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2,