高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第3章 第3節(jié) 鐵及其重要化合物課件 新人教版必修1

第三章金屬及其化合物第三章金屬及其化合物第三節(jié)鐵及其重要化合物第三節(jié)鐵及其重要化合物必修部分一、鐵的性質(zhì) 1.(1)如何分離鐵和硫的混合物？(2)單質(zhì)鐵與Cl2和S單質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)物的價(jià)態(tài)相同嗎？(3)用鐵制品可以運(yùn)輸濃硝酸和稀硝酸嗎？提示(1)利用鐵磁性。(2)不一樣。與Cl2反應(yīng)生成3價(jià)的鐵，與S反應(yīng)只生成2價(jià)。(3)不能運(yùn)輸稀硝酸。1物質(zhì)性質(zhì)鐵是色金屬，熔沸點(diǎn)，抗腐蝕性強(qiáng)，能被吸引，具有金屬的一般物理性質(zhì)。銀白銀白較高較高磁鐵磁鐵2化學(xué)性質(zhì)(1)與非金屬反應(yīng)(3)與酸的反應(yīng)酸酸化學(xué)方程式或現(xiàn)象化學(xué)方程式或現(xiàn)象稀稀H2SO4 稀稀HNO3Fe不足不足 Fe過量過量濃濃HNO3、濃、濃H2SO4常溫下常溫下FeH2SO4=FeSO4H2Fe4HNO3(稀稀)=Fe(NO3)3NO2H2O3Fe8HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O鈍化鈍化(4)與鹽溶液的反應(yīng)二、鐵的重要化合物2.(1)Fe3O4中Fe元素的價(jià)態(tài)是多少？(2)氫氧化鐵與HI溶液僅發(fā)生中和反應(yīng)嗎？(3)配制FeCl2溶液應(yīng)注意什么？1鐵的氧化物紅棕色粉末紅棕色粉末 Fe2O36H=2Fe33H2O Fe3O48H= Fe22Fe34H2O 2.鐵的氫氧化物化學(xué)式化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)色態(tài) 色固體色固體 色固體色固體與非氧化性與非氧化性酸反應(yīng)酸反應(yīng) 與氧化性酸與氧化性酸反應(yīng)反應(yīng)3Fe(OH)210HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)3NO8H2O Fe(OH)22H= = Fe22H2OFe(OH)33H= Fe33H2OFe(OH)33H= Fe33H2O白白紅褐紅褐Fe22OH=Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)3 灰綠灰綠 紅褐紅褐 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 1常溫下，把鐵片投入到下列溶液中，鐵片溶解，溶液質(zhì)量增加，但沒有氣體產(chǎn)生的是()AFe2(SO4)3溶液B濃硝酸C稀鹽酸DZnSO4溶液解析：常溫下鐵在濃硝酸中鈍化，鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl2和H2；鐵與ZnSO4溶液不發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e與Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)生成FeSO4。答案：A2為了檢驗(yàn)?zāi)矲eCl2溶液是否變質(zhì)，最好向溶液中加入()ANaOH溶液 B鐵片CKSCN溶液 D石蕊溶液解析：Fe2易被氧化成Fe3而變質(zhì)，故需檢驗(yàn)有無Fe3存在即可。答案：C3下列物質(zhì)的制備操作，可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A向氯化鐵溶液中不斷加入氫氧化鈉溶液制備氫氧化鐵膠體B用銅粉和硫粉混合加熱制備硫化銅C用鐵做陽極電解硫酸鈉溶液可以制得氫氧化亞鐵D向鋁鹽溶液中不斷滴入過量燒堿溶液制備Al(OH)3解析：A中只能制得Fe(OH)3沉淀而得不到膠體；B中只能得到Cu2S；D中鋁鹽與過量的燒堿最后生成偏鋁酸鹽。答案：C4某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3、Cu2、Au3等離子。有人設(shè)計(jì)了圖中的工藝流程，利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。填寫下列空白。(1)圖中標(biāo)號(hào)處需加入的相應(yīng)物質(zhì)分別是_、_、_、_、_；(2)寫出處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_；寫出處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_；(3)鐵紅的化學(xué)式為_；分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途：鐵紅_；氧化銅_。 處加入稀硫酸以除去銅、金中過量的鐵屑，并將過濾后的硫酸亞鐵溶液與含F(xiàn)e2的E溶液相混合；處利用金不溶于硝酸的性質(zhì)將銅與金分離開；處將得到的銅離子用氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化銅沉淀，從而再受熱分解為氧化銅；處加入氫氧化鈉將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵沉淀，再利用空氣將其轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，最終受熱分解為鐵紅(氧化鐵)。答案：(1)鐵屑稀硫酸稀硝酸氫氧化鈉氫氧化鈉(合理即可)(2)Fe2H=Fe2H2，2Fe3Fe=3Fe2，Cu2Fe=CuFe2，2Au33Fe=2Au3Fe23Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)Fe2O3用作紅色涂料用作制造銅鹽的原料(合理即可)1.“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系(2)除雜方法(括號(hào)中為雜質(zhì))Fe2(Fe3)：加過量鐵粉過濾。FeCl3(FeCl2)：加氯水。FeCl2(CuCl2)：加過量鐵粉過濾。Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加過量強(qiáng)堿溶液過濾。 某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如下圖所示。則稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物質(zhì)的量濃度之比為A1 1 1B1 3 1C3 3 8D1 1 4解析：據(jù)氧化性由強(qiáng)到弱的順序HNO3Fe3Cu2，可知隨鐵粉的增加，反應(yīng)的方程式分別為：4HNO3Fe=Fe(NO3)3NO2H2O4 mol 1 mol1 mol2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)22 mol1 mol 3 molCu(NO3)2Fe=Fe(NO3)2Cu1 mol1 mol1 mol所以原溶液中，F(xiàn)e(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物質(zhì)的量之比為：(2 mol1 mol)1 mol4 mol114。答案：DFe與硝酸反應(yīng)的定量分析(1)鐵與濃硝酸在常溫下鈍化，在加熱時(shí)劇烈反應(yīng)。(2)Fe與稀硝酸反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物取決于二者的相對(duì)量，可能發(fā)生如下反應(yīng)：Fe不足量時(shí)：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O()Fe過量時(shí)：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O()鐵與稀硝酸反應(yīng)有關(guān)量的問題，可用數(shù)軸表示為：【遷移應(yīng)用】1.把7.2 g鐵粉投入某硝酸溶液中，充分反應(yīng)剩余固體1.6 g，產(chǎn)生NO2和NO的混合氣體0.08 mol。若不考慮N2O4的存在，則原HNO3溶液中HNO3的物質(zhì)的量為()A0.34 mol B0.38 molC0.28 molD0.2 mol答案：C1.溶液顏色含有Fe2的溶液顯淺綠色；含有Fe3的溶液顯棕黃色。2用KSCN溶液和氯水流程：有關(guān)反應(yīng)：2Fe2Cl2=2Fe32ClFe33SCN=Fe(SCN)3(紅色)3用NaOH溶液流程：有關(guān)反應(yīng)：Fe33OH=Fe(OH)3(紅褐色沉淀)Fe22OH=Fe(OH)2(白色沉淀)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)34利用Fe3的氧化性5利用Fe2的還原性(1)檢驗(yàn)Fe2時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液；當(dāng)溶液的濃度較稀時(shí)，利用觀察法或加NaOH溶液的方法都不宜檢驗(yàn)Fe2和Fe3的存在。(2)檢驗(yàn)Fe2和Fe3混合溶液時(shí)，要分兩次分別檢驗(yàn)Fe2和Fe3，檢驗(yàn)Fe2時(shí)要選擇酸性高錳酸鉀溶液，檢驗(yàn)Fe3時(shí)最好選擇KSCN溶液。 (2013惠州模擬)某同學(xué)在一只燒杯里裝入一定量的純鐵粉，加入200 mL 6 mol/L的硝酸，鐵粉恰好溶解，請(qǐng)?zhí)骄慨a(chǎn)物中鐵元素價(jià)態(tài)：(1)提出假設(shè)：假設(shè)1：產(chǎn)物只有2價(jià)鐵；假設(shè)2：_；假設(shè)3：_。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：取反應(yīng)所得溶液分別裝入甲、乙兩支試管，在甲中滴加酸性KMnO4溶液；在乙中滴加KSCN溶液，觀察現(xiàn)象，推測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論：若現(xiàn)象為_，則假設(shè)1正確；若現(xiàn)象為_，則假設(shè)2正確；若現(xiàn)象為_，則假設(shè)3正確。解析：一定量的鐵粉加入硝酸(稀)，鐵粉恰好溶解，F(xiàn)e的存在形式可能有3種，F(xiàn)e2；Fe3；Fe2、Fe3檢驗(yàn)所用試劑KMnO4(H)檢驗(yàn)Fe2，KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3。答案：(1)假設(shè)2：產(chǎn)物中只有3價(jià)鐵元素假設(shè)3：產(chǎn)物中既有2價(jià)又有3價(jià)鐵元素(2)甲試管溶液紫色褪去，乙試管沒有明顯變化甲試管溶液無明顯變化，乙試管溶液變紅色甲試管溶液顏色褪去，乙試管溶液變紅色【遷移應(yīng)用】2.下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2，不含有Mg2答案：答案：C實(shí)驗(yàn)探究Fe(OH)2的制備FeO與H2O不反應(yīng)，可選用Fe2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)制取Fe(OH)2。但Fe(OH)2易被氧化，因此在配制時(shí)要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)無氧環(huán)境盡量避免它與空氣接觸。(1)配制溶液時(shí)，要用煮沸過的蒸餾水來配制NaOH溶液和Fe2的溶液；(2)操作時(shí)，一般先取Fe2的溶液盛入試管中，然后用長的膠頭滴管吸取剛配制的NaOH溶液插到Fe2的溶液液面以下擠出。即使這樣Fe(OH)2也只能存在很短的時(shí)間，現(xiàn)象不明顯；(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)通常在Fe2的鹽溶液液面上方覆蓋一層植物油或苯，將Fe2的鹽溶液與空氣隔開，這樣Fe(OH)2的存在時(shí)間稍長一些。 用下面三種方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。方法一用不含 Fe3的FeSO4溶液與不含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(shí)還需要加入_。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用_的方法。(3)制取Fe(OH)2白色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_。方法二在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。(4)在試管里加入的試劑是_。(5)在試管里加入的試劑是_。(6)為了制得Fe(OH)2白色沉淀，在試管和中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是_。(7)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白色，理由是_。方法三利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。(8)a電極的材料應(yīng)為_，電極反應(yīng)式為_。(9)電解液c可以是_(填編號(hào))。A純水BNaCl溶液CNaOH溶液 DCuCl2溶液(10)d為苯，其作用是_，在加入苯之前對(duì)電解液c應(yīng)作何簡(jiǎn)單處理？_。(11)為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是_(填編號(hào))。A改用稀H2SO4作電解液B適當(dāng)增大電源的電壓C適當(dāng)減小兩極間的距離D適當(dāng)降低電解液的溫度(12)若c用Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為_。解析：方法一：(1)Fe2易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2易被空氣中的O2氧化，要加鐵粉，使被氧化的Fe3還原成Fe2。(2)氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2變少。方法二：兩支試管，試管 是開口式，無法用產(chǎn)生的氣體將液體壓入試管中，所以制取FeSO4應(yīng)在試管中，而在試管中盛不含O2的NaOH溶液。當(dāng)Fe與稀H2SO4放入試管后，產(chǎn)生的H2可以從試管內(nèi)短管處排出，從而排盡試管內(nèi)空氣，再經(jīng)過止水夾的導(dǎo)管通入試管中，排盡試管內(nèi)空氣，然后關(guān)閉止水夾，試管內(nèi)產(chǎn)生的H2無法逸出，造成管內(nèi)壓強(qiáng)增大，將試管內(nèi)FeSO4溶液通過長導(dǎo)管壓入試管內(nèi)，在此過程中，液體都處于H2環(huán)境，從而避免了被空氣中的O2氧化，使得Fe(OH)2能保存較長時(shí)間。方法三：電解時(shí)陽極反應(yīng)：Fe2e=Fe2，陰極反應(yīng)：2H2O2e=H22OH，或電解質(zhì)溶液能直接提供OH。當(dāng)Fe2與OH接觸時(shí)有Fe22OH=Fe(OH)2，當(dāng)電解液選用NaOH溶液時(shí)，在陽極處立即產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)選其他溶液時(shí)，只有遷移后兩者相遇時(shí)才能產(chǎn)生沉淀(大約在電解池中部)；當(dāng)反接電源后，陽極反應(yīng)：4OH4e=2H2OO2，產(chǎn)生的O2立即把Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3。答案：方法一：(1)稀H2SO4、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化方法二：(4)稀H2SO4和鐵屑(5)NaOH溶液(6)檢驗(yàn)試管出口處排出的H2的純度，當(dāng)排出的H2已經(jīng)純凈時(shí)再夾緊止水夾(7)試管中反應(yīng)生成的H2充滿了試管和試管，且外界O2不易進(jìn)入方法三：(8)FeFe2e=Fe2(9)BC(10)隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化加熱煮沸，排出溶解的O2(11)BC(12)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色