高考化學一輪復(fù)習專題二金屬元素及其化合物第8講鐵及其化合物講解課件.ppt

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化學 課標版,第8講 鐵及其化合物,考點一 鐵及其重要化合物 1.鐵 (1)鐵的原子結(jié)構(gòu) 鐵位于元素周期表中第① 四 周期第② Ⅷ 族,是一種應(yīng)用最廣泛 的過渡金屬元素;鐵元素是一種變價金屬元素,通常顯+2 價、+3價,其原,子結(jié)構(gòu)示意圖為③ 。,(2)物理性質(zhì),(3)化學性質(zhì),2.鐵的氧化物,3.鐵的氫氧化物,4.亞鐵鹽和鐵鹽 (1)亞鐵鹽 含有Fe2+的溶液呈淺綠色,Fe2+既有 氧化性 ,又有 還原性 ,Fe2+與Zn、Cl2反應(yīng)的離子方程式分別為Zn+Fe2+Cl2 Zn2+ +Fe,2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。 (2)鐵鹽 a.氧化性 含有Fe3+的溶液呈 棕黃 色,Fe3+具有氧化性,Fe3+與Cu反應(yīng)的離子 方程式為2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+。,b.特性 含有Fe3+的溶液遇到 KSCN 時變成血紅色。 c.易水解 飽和FeCl3溶液滴入沸水中的化學方程式: FeCl3+3H2O Fe(OH)3 (膠體)+3HCl 。,1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“?”。 (1)1 mol Cl2與足量Fe反應(yīng)轉(zhuǎn)移2NA個電子 ( ) (2)鐵溶于稀硝酸,溶液變黃:3Fe+8H++2N 3Fe2++2NO↑+4H2O ( ) (3)Fe3O4與稀HNO3反應(yīng):3Fe3O4+28H++N 9Fe3++NO↑+14H2O ( ) (4)FeCl3溶液中滴入KSCN溶液:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3↓(血紅色) ( ) (5)Fe(OH)2、Al(OH)3均可由化合反應(yīng)生成 ( ),答案 (1)√ (2)? (3)√ (4)? (5)?,,2.【多維思考】 (1)生鐵和純鐵相比,誰的熔點低?誰的硬度大?誰的抗腐蝕能力強?為什么? (2)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通過化合反應(yīng)制取? (3)按要求書寫下列反應(yīng)的離子方程式: ①FeO與HNO3的反應(yīng) ②Fe3O4與HNO3的反應(yīng) ③Fe(OH)3與HI的反應(yīng)(HI是強酸),答案 (1)因生鐵是鐵碳合金,所以生鐵的熔點低,硬度大。生鐵在潮濕的環(huán)境中易發(fā)生電化學腐蝕,故純鐵的抗腐蝕能力強。 (2)是。2Fe+3Cl2 2FeCl3、2FeCl3+Fe 3FeCl2、4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。 (3)①3FeO+N +10H+ 3Fe3++NO↑+5H2O ②3Fe3O4+N +28H+ 9Fe3++NO↑+14H2O ③2Fe(OH)3+2I-+6H+ 2Fe2++I2+6H2O,,題組一 鐵及其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用 1.(2016四川成都模擬)2015年9月3日,在天安門廣場舉行了隆重的慶祝 抗日戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵儀式,展現(xiàn)了我國強大的綜合國力。坦克、導(dǎo) 彈的制造材料主要是各種金屬的合金,鋼鐵便是其中十分重要的一種。 下列關(guān)于鐵的說法中,正確的是( ) A.鐵元素屬于過渡元素,其原子序數(shù)為26 B.單質(zhì)鐵與濃硫酸在常溫下不反應(yīng) C.鐵單質(zhì)只具有還原性,其陽離子只具有氧化性 D.與相同濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率,純鐵比生鐵快,答案 A 鐵是26號元素,位于第Ⅷ族,為過渡元素,故A正確;常溫下,鐵 遇濃硫酸鈍化,并不是不反應(yīng),故B錯誤;亞鐵離子既有還原性,也有氧化 性,故C錯誤;純鐵和稀鹽酸不能構(gòu)成原電池,生鐵中鐵、碳和稀鹽酸構(gòu) 成原電池,能加快反應(yīng)速率,所以生鐵反應(yīng)速率比純鐵快,故D錯誤。,,2.(2016吉林長春模擬)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 molL-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344 L NO(標準狀 況),往所得溶液中加入KSCN溶液,無血紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在加 熱條件下還原相同質(zhì)量的混合物,能得到鐵的物質(zhì)的量為 ( ) A.0.24 mol B.0.21 mol C.0.16 mol D.0.14 mol,答案 B n(HNO3)=0.12 L4 molL-1=0.48 mol,n(NO)=1.344 L22.4 L mol-1=0.06 mol,往所得溶液中加入KSCN溶液,無血紅色出現(xiàn),說明全部 生成Fe2+,溶液溶質(zhì)為Fe(NO3)2,則原混合物中鐵元素為(0.48 mol-0.06 mol)2=0.21 mol,故用足量的CO在加熱條件下還原相同質(zhì)量的混合物, 最終得到鐵的物質(zhì)的量為0.21 mol。,,3.下列敘述正確的是 ( ) A.Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生,說明Fe與兩種酸均發(fā)生置 換反應(yīng) B.足量的Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3 C.先后將等物質(zhì)的量的Fe2O3和Fe溶于同一稀鹽酸時無氣體放出 D.Fe2O3 FeCl3(aq) 無水FeCl3,在給定的條件下能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,答案 C HNO3具有強氧化性,與Fe反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為NO,A項錯;鐵與 Cl2反應(yīng)無論量的多少產(chǎn)物都是FeCl3,B項錯;C項中Fe2O3溶解產(chǎn)生的Fe3+ 恰好將鐵單質(zhì)氧化,因而不能置換出H2,正確;FeCl3溶液加熱時易水解,D 項錯。,,題組二 氫氧化亞鐵的性質(zhì)及制備實驗探究,4.下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是 (填序號)。,答案 ①②③⑤,解析 因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3,即4Fe (OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀, 就要排出裝置中的氧氣或空氣。①、②原理一樣,都是先用氫氣將裝置 中的空氣排盡,并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中;③的原理為鐵作 陽極產(chǎn)生Fe2+,與電解產(chǎn)生的OH-結(jié)合生成 Fe(OH)2,且汽油能防止空氣進 入;⑤中苯可阻止空氣進入;④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。,,5.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 。,答案 (1)稀硫酸、鐵屑 (2)加熱煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2與氧氣接觸而被氧化,解析 (1)稀硫酸抑制Fe2+水解,鐵屑防止Fe2+被氧化。 (3)Fe(OH)2很容易被氧化,實驗過程中要避免與氧氣接觸。,,6.(2016陜西安康模擬)常溫下,在沒有氧氣存在時,鐵與水幾乎不反應(yīng),但 高溫下,鐵能與水蒸氣反應(yīng)。 (1)鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的化學方程式是 。 (2)停止反應(yīng),待裝置冷卻后,取出反應(yīng)過的鐵粉混合物,加入過量的稀硫 酸充分反應(yīng),過濾。簡述檢驗所得濾液中是否含有Fe3+的操作方法: 。 (3)經(jīng)檢驗上述濾液中不含F(xiàn)e3+,這不能說明鐵粉與水蒸氣反應(yīng)所得產(chǎn)物 中不含+3價的鐵。原因是(結(jié)合化學方程式說明) 。 (4)某同學利用上述濾液制取白色的Fe(OH)2沉淀,向濾液中加入NaOH 溶液后,觀察到生成的白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色。 ①沉淀由白色變?yōu)榧t褐色的化學方程式是 。,②為了得到白色的Fe(OH)2沉淀,并盡可能使沉淀長時間保持白色,有人 設(shè)計了如圖所示的裝置:,請簡述實驗操作及原理: 。,答案 (1)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 (2)取少量溶液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,觀察溶液顏色。如果溶 液顏色變?yōu)檠t色,說明溶液中含有Fe3+,否則不含F(xiàn)e3+ (3)如果鐵粉過量,可發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe3+ 3Fe2+,鐵粉將溶液中的Fe3+ 全部還原為Fe2+,即使加入KSCN溶液,也不變血紅色 (4)①4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 ②實驗時,先打開止水夾K,再將分液漏斗中的旋塞打開,使稀硫酸與鐵 粉作用,用產(chǎn)生的H2排出裝置中的空氣;然后關(guān)閉K,使生成的H2將試管 中的FeSO4溶液壓入NaOH溶液中,則可在盛NaOH溶液的試劑瓶中較長 時間觀察到生成的白色Fe(OH)2沉淀,,解析 在高溫下,鐵粉可與水蒸氣發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)物有Fe3O4和H2,產(chǎn)物Fe3O4 可以與稀硫酸發(fā)生反應(yīng):Fe3O4+8H+ Fe2++2Fe3++4H2O。如果鐵粉過 量,還可發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe3+ 3Fe2+,所以濾液中可能含有Fe3+,也可能 不含F(xiàn)e3+。檢驗濾液中是否含有Fe3+的方法很多,最靈敏的方法是取少 量濾液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,觀察溶液是否變?yōu)檠t色。,,??反思歸納 制備Fe(OH)2常用的三種方法 方法一:有機覆蓋層法 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。,考點二 “鐵三角”的轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用 1.“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系,完成下列變化的離子方程式,體會Fe2+與Fe3+轉(zhuǎn)化的條件。 (1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀: ① H2S+2Fe3+ S↓+2Fe2++2H+ 。 (2)將FeCl3溶液滴入KI-淀粉溶液,溶液變藍: ② 2I-+2Fe3+ I2+2Fe2+ 。 (3)用FeCl3溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔: ③ Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+ 。 (4)將H2O2滴入到酸性FeCl2溶液中: ④ 2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O 。 (5)將FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中,有無色氣體放出: ⑤ 3Fe2++N +4H+ 3Fe3++NO↑+2H2O 。,2.“鐵三角”的重要應(yīng)用 (1)除雜,(2)判斷離子共存 Fe2+ N (H+)、ClO-、Mn (H+) Fe3+ S2-、I-、S Fe2+、Fe3+ HC 、C 等發(fā)生水解相互促進的離子,(4)物質(zhì)的制備,(3)鹽溶液的配制與保存,1.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)2+2Fe3+ 2Fe(OH)3+3Mg2+ ( ) (2)向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變色,滴加氯水后溶液呈血紅色, 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+、 、Br- ( ) (4)因為Fe3+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pH=7的溶液中Cl-、Na+、Fe3+可大量共存 ( ),答案 (1)√ (2)√ (3)? (4)? (5)? (6)?,,2.【多維思考】 從鹽類水解角度分析,怎樣用固體藥品配制并保存FeCl2溶液和FeCl3溶 液?,答案 先將固體溶于適量的稀鹽酸中,冷卻后,再加蒸餾水稀釋至指定 濃度;配制的FeCl2溶液中還需加入鐵釘或鐵屑。,,3.運用鐵及其化合物的知識,完成下列各題。 (1)下列物質(zhì)跟鐵反應(yīng)后的生成物,能跟KSCN溶液作用生成血紅色溶液 的是 ( ) A.鹽酸 B.氯氣 C.CuSO4溶液 D.稀硫酸 (2)既有氧化性又有還原性的微粒是 ( ) A.Fe B.Fe2+ C.Fe3+ (3)把過量的鐵粉加入稀硝酸中,其結(jié)果是 ( ) A.不反應(yīng) B.生成硝酸鐵 C.生成硝酸亞鐵,(4)要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3,可行的辦法是 ( ) A.滴入KSCN溶液 B.通入氯氣 C.加入銅粉 D.加入鐵粉,答案 (1)B (2)B (3)C (4)D,,題組一 Fe 、Fe2+、Fe3+間的轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用,1.下列試劑中,不能使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的是 ( ) ①氯氣 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸 ⑤鹽酸 A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.②⑤,答案 D 要實現(xiàn)Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,必須加強氧化性物質(zhì),②NaCl、⑤HCl 均沒有強氧化性。,,2.(2016湖南長沙模擬)在Fe2(SO4)3溶液中,加入a g銅,完全溶解后,再加b g 鐵,充分反應(yīng)后得到c g殘余固體,且ac,則下列說法正確的是 ( ) A.殘余固體是銅和鐵 B.最后得到的溶液中一定含有Cu2+ C.將殘余固體加入稀硫酸中,有氣泡產(chǎn)生 D.最后得到的溶液中可能含有Fe3+,答案 B 此題涉及的反應(yīng)有2FeCl3+Cu 2FeCl2 +CuCl2、CuCl2+Fe FeCl2+Cu,還可能發(fā)生反應(yīng):2FeCl3 +Fe 3FeCl2,依原子守恒可知, a g Cu完全溶解后,變?yōu)閍 g Cu2+,若加入足量的Fe,可將Cu2+全部轉(zhuǎn)化為單質(zhì)銅,甚至還有鐵與FeCl3反應(yīng),此時ac,可知加入的鐵是不足量的,即有部分Cu2+未被置換出來,剩余固體為Cu,不可能有鐵剩余;有銅剩余,則溶液中一定不存在Fe3+,且銅與稀硫酸不反應(yīng),故A、C、D錯誤,B正確。,,3.(2016陜西榆林模擬)往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液顏色由棕黃色變成淺綠色,同時有白色沉淀產(chǎn)生。下列說法正確的是 ( ) A.該實驗表明FeCl3有還原性 B.白色沉淀為BaSO3 C.該實驗表明SO2有漂白性 D.反應(yīng)后溶液酸性增強,答案 D SO2通入混合液中,發(fā)生反應(yīng):SO2+2H2O+2FeCl3 H2SO4+ 2FeCl2+2HCl,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色,FeCl3作氧化劑,表現(xiàn)氧化性,SO2 表現(xiàn)還原性;H2SO4與BaCl2反應(yīng)得到BaSO4白色沉淀和HCl,故A、B、C 項均不正確,D項正確。,,4.為了檢驗?zāi)矲eCl2溶液是否變質(zhì),可向溶液中加入 ( ) A.NaOH溶液 B.KSCN溶液 C.先通入氯氣,再加入KSCN溶液 D.先加入足量鐵粉,再加入KSCN溶液,題組二 Fe2+、Fe3+的檢驗,答案 B Fe2+易被氧化為Fe3+,檢驗溶液中有沒有Fe3+即可。,,5.要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+,進行如下實驗操作時最佳順 序為 ( ) ①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液 A.①③ B.③② C.③① D.①②③,答案 C 先取適量溶液于試管中,加入KSCN溶液,不變血紅色,證明不含 Fe3+;再加入氯水,若變血紅色,說明含F(xiàn)e2+,若不變血紅色,說明不含F(xiàn)e2+。由 于KMnO4溶液本身呈紫色,因此最佳順序為③①。,,1.Fe2+的檢驗 ①樣品溶液 無現(xiàn)象 溶液變血紅色,證明含 有Fe2+ ②樣品溶液 產(chǎn)生白色絮狀沉淀,迅速變成灰綠色,最 終變?yōu)榧t褐色,證明有Fe2+,??方法技巧 Fe3+和Fe2+的檢驗,2.Fe3+的檢驗 ①樣品溶液 溶液變血紅色,證明含有Fe3+ ②樣品溶液 產(chǎn)生紅褐色沉淀,證明含有Fe3+,3.含F(xiàn)e2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的檢驗 (1)Fe3+的檢驗 ①混合溶液 溶液變血紅色,說明含有Fe3+ ②混合溶液 試紙變藍色,說明含有Fe3+ (2)Fe2+的檢驗 ①混合溶液 酸性KMnO4溶液紫紅色褪去,說明含有Fe2+ ②混合溶液 溴水褪色,說明含有Fe2+,