2012届高考化学第二章第四讲铁及其化合物.ppt

全局性掌控 全局性掌控 铁铁及其化合物在高考中具有“霸主”地位，年年 必考突出体现现在三个方面：一是铁铁及其化合物之间间的 转转化关系，二是Fe3、Fe2的氧化性与还还原性，三是 Fe3、Fe2的检验检验 另外，Fe3、Fe2的氧化性、还还 原性在离子共存、离子方程式的试题试题 中也常有体现现； Fe(OH)3胶体、Fe(OH)2制备实验备实验 也经经常考查查预计预计 2012年高考将会以铁铁及铁铁的化合物为载为载 体，对对基本概 念、基本理论进论进 行考查查可能涉及与现现代科技有关的应应用 问题问题 、与社会生产产生活紧紧密相连连的问题问题 ，如铁铁的腐蚀蚀 、饮饮用水的净净化等二价铁铁与血红红蛋白作用、氯氯化铁铁腐 蚀蚀印刷电电路板等与生物、物理学科的相关渗透，也是高 考的热热点之一. 选项式诊断 诊断判断正误，在诊断一栏内打“”或“” 1.铁铁遇浓浓硝酸表面钝钝化，可保护护内部不被腐蚀蚀 (2010北京高考T6B) 2.稀硝酸和铁铁反应应的化学方程式为为：Fe 6HNO3(稀)=Fe(NO3)33NO23H2O(2010安徽 高 考T12B) 选项式诊断 诊断判断正误，在诊断一栏内打“”或“” 3.用焦炭和空气反应产应产 生的CO在高温下还还原铁铁 矿矿 石中的铁铁(2011杭州质检T5B) 4.磁铁铁(主要成分Fe3O4)与盐盐酸反应应的产产物为为 FeCl3(2011福建质检T7D) 选项式诊断 诊断判断正误，在诊断一栏内打“”或“” 5. (“”表示反应应 一步完成)图图中三种物质质能按上述关系转转化 (2011福州质检T3A) 一、铁单质 1铁元素在元素周期表中的位置 铁元素位于元素周期表中 第4周期第族 2物理性质 色，有金属光泽；熔沸点较高，密度较大；具有 较好的 、 、延展性较好；能被磁铁吸引 银白 导电导热 3化学性质 二、铁的重要化合物 1氧化物 化学式FeOFe2O3Fe3O4 俗称 色态态 铁铁的化合价 与盐盐酸反应应后 铁铁元素的存在形 式 铁红铁红 磁性氧化铁铁 黑色粉末 红红棕色粉末黑色晶体 232，3 Fe2Fe3 Fe2、Fe3 化学式Fe(OH)2Fe(OH)3 色态态 与非氧化性酸反 应应离子方程式 2氢氧化物 白色固体红红褐色固体 Fe(OH)22H =Fe22H2O Fe(OH)33H =Fe33H2O 化学式Fe(OH)2Fe(OH)3 热稳热稳 定性 分解产产物很复杂杂 受热热分解： 制取反 应应的 离子方 程式 可溶性亚铁盐亚铁盐 与强碱 反应应 可溶性铁盐铁盐 与强碱反应应 Fe22OH= Fe(OH)2 Fe33OH= Fe(OH)3 化学式Fe(OH)2Fe(OH)3 二者的 关系 空气中，Fe(OH)2能够够非常迅速地被氧气氧化成 Fe(OH)3，现现象是 迅速变变成 色， 最后变变成 色，化学方程式为为 . 白色沉淀灰绿绿 红红褐 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 Fe2O3、Fe(OH)3固体加入到盛有氢碘酸的淀粉溶液中，其 现象如何？ 提示：Fe2O3和Fe(OH)3均溶解，且溶液变蓝 12009年10月1日，在天安门广场上举行了隆重的国庆阅 兵仪式，展现了我国强大的综合国力，这之中坦克的 展示无疑是一个巨大的亮点一般的坦克的材料大都 用了各种金属的合金，铁便是其中十分重要的一种 那么下列关于铁的各种说法中正确的是 ( ) A铁是26号元素，位于元素周期表第4周期，第B族 B铁可与氢氧化亚铁反应 C绿矾晶体可用于净水，是利用了其氧化性 DFeO与浓HNO3反应，有红棕色气体放出 解析：铁是26号元素，位于元素周期表中第4周期，第 族，选项A错误；铁与Fe(OH)2不反应，选项B错误绿矾晶 体可用于净水，是利用Fe2的水解后最终能制得Fe(OH)3胶 体，选项C错误；FeO具有还原性，能还原浓HNO3产生红 棕色NO2气体 答案：D 2常温下把铁片投入到下列溶液中，铁片溶解，溶液质量 增加，但是没有气体产生的是 ( ) A硫酸铁溶液 B浓HNO3 C盐酸 D硫酸锌溶液 解析：A项中发生反应2Fe3Fe = 3Fe2符合题目要求 ；B项中铁发生钝化；C项中发生反应Fe2HCl = FeCl2 H2，使溶液质量增加，但有气体生成；D项中Fe与ZnSO4 溶液不反应 答案：A 3铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸， 再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成过滤，加热沉淀 物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣上述沉淀和 残渣分别为 ( ) AFe(OH)3，Fe2O3 BFe(OH)2，FeO CFe(OH)2、Fe(OH)3，Fe3O4 DFe2O3，Fe(OH)3 答案：A 4将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三 价铁生成的是( ) ANa2SO4 B稀H2SO4 CKNO3 DCuCl2 答案：C 答案：C 6(2011新乡质检)将铁粉投入到盛有Cu2、Ag、Fe3 的溶液中反应完毕时： (1)若烧杯底部有铁粉剩余，溶液中一定不含有的金属 离子是_； (2)若烧杯中没有铁粉剩余，则溶液中一定含有的金属 离子是_； (3)若溶液中不含有Cu2，则还一定不含有的金属离子 是_ 解析：氧化性AgFe3Cu2，因此投入铁粉后首先与Ag 反应，其次是Fe3，最后是Cu2.若烧杯底部有铁粉剩余 ，则溶液中三种离子均不存在；若溶液中没有铁粉剩余， 一定含有的金属离子是Fe2；若溶液中不含有Cu2，说明 铁足量，则Ag、Fe3早已反应完 答案：(1)Cu2、Ag、Fe3 (2)Fe2 (3)Ag、Fe3 师之说 1FeFe2 铁与氧化性比较弱的非金属(如S、I2)，非氧化性酸 (如盐酸、稀H2SO4)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4 溶液)，FeCl3溶液反应，都可实现这种转化例如： FeCuSO4 = CuFeSO4；Fe2FeCl3 = 3FeCl2；Fe2H = Fe2H2. 6Fe3Fe2 铁盐溶液与比较强的还原剂反应，如Fe、Cu、碘化 物、硫化物等例如： 2Fe3S2 = 2Fe2S；2Fe3Cu = 2Fe2 Cu2；2Fe3Fe = 3Fe2；2Fe32I = 2Fe2I2. 例1 根据下列框图回答问题(答题时，方程式中的M、E 用所对应的元素符号表示)： (1)写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式： _ _. (2)某同学取Y的溶液，加入KI 淀粉溶液，变为蓝色写出 与上述变化过程相关的离子方程式： _. (3)写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式： _. (4)将M、E、ECl3溶液、ECl2溶液和MCl2溶液混合于某容器中 充分反应(容器不参与反应)，试判断下列情况下容器中存在 的金属离子和金属单质 若E有剩余，则容器中不可能有_ 若MCl2有剩余，则容器中还可能有_，一定有_ 名师精析 (1)M为Cu，E为Fe，X为FeSO4，Y为 Fe2(SO4)3，Z为Fe(OH)3，K2EO4为K2FeO4. (2)Fe2(SO4)3溶液酸化后加入KI 淀粉溶液变蓝色，说明有I2 生成，其变化过程为2Fe32I = 2Fe2I2. (4)该问涉及的反应有：Fe2FeCl3 = 3FeCl2 Fe CuCl2 = FeCl2Cu 2FeCl3Cu = 2FeCl2CuCl2 若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3、Cu2，若CuCl2 有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe3或Cu，一定 有Fe2. 答案 (1)CuH2O2H2SO4 = CuSO42H2O (2)2Fe32I = 2Fe2I2 (3)10KOH3Cl22Fe(OH)3 = 2K2FeO46KCl8H2O (4)Fe3、Cu2 Fe3或Cu Fe2 学 之 用 1将1.12 g铁粉加入25 mL 2 molL1氯化铁溶液中，充分 反应后，其结果是 ( ) A铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl浓度基本不变 B往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色 CFe2和Fe3的物质的量之比为51 D氧化产物与还原产物的物质的量之比为25 答案： B 2将Cu片放入0.1 molL1 FeCl3溶液中，反应一定时间后 取出Cu片，溶液中c(Fe3)c(Fe2)23，则Cu2与Fe3 的物质的量之比为 ( ) A32 B35 C34 D43 答案： C 解析：反应的化学方程式为Cu2Fe3 = 2Fe2Cu2. 设溶液的体积为1 L，生成的n(Fe2)2a，则消耗的n(Fe3 )2a，生成的n(Cu2)a，因此反应后溶液中n(Fe3) 0.1 mol2a，所以有关系式：(0.1 mol2a)2a23，得 出a0.03 mol.溶液中n(Cu2)0.03 mol，反应后溶液中 n(Fe3)(0.120.03) mol0.04 mol，故溶液中Cu2与 Fe3的物质的量之比为34. 答案： D 2根据显色反应 3根据难溶氢氧化物 4根据Fe3的氧化性 5根据Fe2的还原性 例2 下列离子的检验方法合理的是 ( ) A向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2 B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色， 说明原溶液中含有Fe2 C向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶 液中含有Fe3 D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜 色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2，不含 有Mg2 答案 C 检验溶液中是否含有Fe2或Fe3时，首先要选择合适 的检验试剂，然后用化学语言描述相应的实验操作，实验 现象及其结论，三者缺一不可，文字表达要规范、完整、 准确 学 之 用 4某溶液中可能存在Mg2、Fe2、Fe3，加入NaOH溶液， 开始时是白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红 褐色下列结论正确的是 ( ) A一定有Fe2存在，一定没有Fe3、Mg2 B一定有Fe3存在，一定没有Fe2、Mg2 C一定有Fe3存在，可能有Fe2，一定没有Mg2 D一定有Fe2存在，可能有Mg2，一定没有Fe3 解析：开始无红褐色沉淀，有白色絮状沉淀，故一定有 Fe2，一定无Fe3，可能有Mg2. 答案：D 5能检验某溶液中有Fe2无Fe3的实验事实是 ( ) A向溶液中加入2滴KSCN溶液立即变红色 B向溶液中加入少许氯水后，再滴2滴KSCN溶液立即 变红色 C向溶液中加入2滴KSCN溶液无明显变化，再加少许 氯水后立即变红色 D向溶液中加入少许NaOH溶液立即产生红褐色沉淀 解析：Fe2和Fe3都可以用KSCN溶液来检验要检验有无 Fe2，必须先排除Fe3的干扰，所以应先加KSCN溶液，如 果没有红色出现，再加入氧化剂将Fe2转化为Fe3来进行 检验 答案：C 6(2011江门质检)某学生设计了如图所示的方法，鉴定 盐A的组成成分由此分析，下列结论中正确的是( ) AA中一定有Fe3 BC中一定有Fe3 CB为AgI沉淀 DA一定为FeBr2溶液 解析：HNO3具有强氧化性，可氧化Fe2，A中不一定有 Fe3，A不正确；C与KSCN溶液反应溶液呈红色，说明C 中含Fe3，B正确；AgI为黄色沉淀，C不正确；A可能是 FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物，D不正确 答案：B 用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀 方法一 用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配 制的NaOH溶液反应制备 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入 _ (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法 (3)制取Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2 的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液 这样操作的理由是_ 方法二 在如图所示的装置中，用NaOH 溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备 (1)在试管里加入的试剂 是_ (2)在试管里加入的试剂是_ (3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管和中加入试剂， 打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 _. (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是 _ 方法三 利用电解实验可以制得 纯净的Fe(OH)2白色沉淀如图所示， 已知两电极的材料分别为石墨和铁 (1)a电极的材料应为_，电极反应式为 _ (2)电解液c可以是_(填编号) A纯水 BNaCl溶液 CNaOH溶液 DCuCl2溶液 (3)d为苯，其作用是_，在加入苯之前对 电解液c应作何简单处理？_. (4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是 _(填编号) A改用稀H2SO4作电解液 B适当增大电源的电压 C适当减小两极间的距离 D适当降低电解液的温度 (5)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色 Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外 ，另一明显现象为_ 解析 方法一：(1)Fe2易水解，要加入稀H2SO4防止其水 解；Fe2易被空气中的O2氧化，要加铁粉，使被氧化的Fe3 还原成Fe2.(2)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所 以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少 方法二：两支试管，试管是开口式，无法用产生的气体将 液体压入试管中，所以制取FeSO4应在试管中，而在试 管中盛不含O2的NaOH溶液当Fe与稀H2SO4放入试管后 ，产生的H2可以