铁及其化合物教学课件PPT.ppt

1了解金属铁的主要性质及其应用。 2了解铁的主要化合物的主要性质 及其应用。,铁,1物理性质 铁是银白色金属，熔、沸点 ，抗腐蚀性 ，能被 吸引，具有金属的一般通性。 2化学性质 (1)与非金属的反应： 与o2在点燃条件下生成 ，常温下被腐蚀生成铁锈的主要成分为 ，与cl2点燃生成 ，与s加热生成 。由此可以证明cl2的氧化性 s的氧化性。,高,强,磁铁,fe3o4,fe2o3,fecl3,fes,强于,(3)与酸的反应：,常温下_,浓hno3、浓h2so4,3fe8hno3=3fe(no3)22no4h2o,fe过量,fe4hno3=fe(no3)3no2h2o,fe不足,稀hno3,feh2so4=feso4h2,稀h2so4,化学方程式或现象,酸,钝化,(4)与盐溶液的反应 与cuso4溶液：fecuso4=feso4cu。 与fecl3溶液： 。,思考探究,1把少量铁粉加入到足量氯水中产物是什么？而把足量铁粉加入到少量氯水中产物是什么？如何解释？ 提示：前者为fecl3，后者为fecl2，fe与cl2反应生成fecl3，过量的fe粉与fecl3反应又生成fecl2。,fe2fecl3=3fecl2,2fe与稀hno3反应时，随二者量的不同，产物亦不同，试分析讨论fe与稀hno3的物质的量比与产物的关系。,提示：hno3过量：fe4hno3=fe(no3)3no2h2o fe过量：3fe8hno3=3fe(no3)22no4h2o,自测自评,1常温时，下列试剂能用铁制容器盛放的是( ) a胆矾溶液 b浓食盐水 c浓硝酸 d浓alcl3溶液 解析：胆矾溶液即cuso4溶液，能与铁反应；食盐水与铁制品能形成原电池而腐蚀铁；alcl3溶液呈酸性，能腐蚀铁。 答案：c,2.能正确表示下列反应的离子方程式是( ),答案：d,3根据下图所示关系确定各物质的化学式：,a为_，b为_，c为_， d为_，e为_，f为_。 写出ad的化学方程式：_。,解析：f是红褐色固体，则为fe(oh)3，b是黑色晶体，则为fe3o4，故c和d分别是feso4和fe2(so4)3，a是fe。 答案：fe fe3o4 feso4 fe2(so4)3 fe(oh)2 fe(oh)3 2fe6h2so4(浓) fe2(so4)33so26h2o,铁的重要化合物,1铁的氧化物,铁红,磁性氧化铁,黑色粉末,红棕色粉末,黑色晶体,2,3,2、3,2铁的氢氧化物,fe(oh)22h= fe22h2o,白色固体,红褐色固体,fe22oh= fe(oh)2,灰绿,红褐,4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3,3亚铁盐和铁盐 (1)亚铁盐： 含有fe2的溶液呈浅绿色，fe2既有氧化性，又有还原性，fe2与zn、cl2反应的离子方程式分别为：_ _， 。 (2)铁盐： 氧化性：含有fe3的溶液呈 色，fe3具有氧化性，fe3与fe、cu反应的离子方程式分别为： ， 。 特性：含有fe3的盐溶液遇到 时变成红色。,znfe2=zn2fe,2fe2cl2=2fe32cl,2fe3fe=3fe2,2fe3cu=2fe2cu2,kscn溶液,黄,思考探究,1feo与hno3反应的离子方程式为：feo2h=fe2h2o，fe(oh)3与hi反应的离子方程式为：fe(oh)33h=fe33h2o，上述离子方程式正确吗？,自测自评,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 ( ),答案：a,2(2012海淀高三二模)已知下述三个实验均能发生化学 反应。,将铁钉放入氯化铁溶液中,向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸,将铁钉放入硫酸铜溶液中,下列判断正确的是 ( ) a实验和中的铁钉只作还原剂 b上述实验证明氧化性：fe3fe2cu2,c实验中fe2既显氧化性又显还原性 d实验中反应的离子方程式为fefe3=2fe2 解析：实验证明氧化性：cu2fe2，b错误；实验中fe2显还原性，c错误；实验中离子方程式为fe2fe3=3fe2，d错误。 答案：a,3现有浓度分别为1 mol/l的fecl3、fecl2、cucl2混合 溶液100 ml，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。 (1)充分反应后，如果溶液中还有一定量的cu2，则溶液中一定含有的金属离子还有_，该离子在溶液中的物质的量范围为_，可能含有的金属或金属离子为_。 (2)反应完毕后，铁粉有剩余，溶液中一定含有的金属离子为_，为_mol，一定没有的金属离子为_。,解析：该题涉及的反应有：fe2fecl3=3fecl2 fecucl2=cufecl2 cu2fecl3=2fecl2cucl2 (1)当cu2有剩余时，一定无铁粉，一定有fe2；若fe3剩余，则容器中含有fe3、fe2、cu2；若fe3恰好反应，则容器中含有fe2、cu2；若cu2部分反应，则容器中含有cu、fe2、cu2。当fe3未被还原时，fe2取最小值为0.1 mol，当cu2全部被还原时，fe2取最大值为0.35 mol。,答案：(1)fe2 0.1 moln(fe2)0.35 mol cu或fe3 (2)fe2 0.35 fe3、cu2,4.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_。,解析：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可以从试管内短管处排出， 从而排尽试管内空气。再经过止水夹的导管通入试管中，排尽试管内空气。然后关闭止水夹，试管内产生的h2无法逸出，造成管内压强增大，将试管内feso4溶液通过长导管压入试管内，在此过程中，液体都处于h2,环境中，从而避免了被空气中的o2氧化，使得fe(oh)2的白色能保持较长时间。 答案：(1)稀h2so4和铁屑 (2)naoh溶液 (3)检验试管出口处排出h2的纯度，当排出的h2已经纯净时再夹紧止水夹 (4)试管中反应生成的h2充满了试管和试管，使外界o2不易进入,3年9考,三、铁及其化合物的综合应用,3年7考,二、fe2和fe3的检验,3年12考,一、“铁三角”转化关系及重要应用,命题指数,考频,考点,“铁三角”转化关系及重要应用,铁及其化合物是高考的热点，主要考点有铁与不同氧化剂的反应、fe(oh)2的制备、fe2与fe3的相互转化，高考中常见的题型有选择题和填空题，近几年有关化工流程方面的综合题比较常见，预计今后的高考，铁及其化合物的相互转化仍是核心内容。,例1 (2012海南高考)在fecl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下： .向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液ph，同时鼓入足量的空气。 已知：kspfe(oh)34.01038 (1)fecl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为_。,(2)过程加入铁屑的主要作用是_， 分离得到的固体主要成分是_， 从固体中分离出铜需采用的方法是_。 (3)过程 中发生反应的化学方程式为_。 (4)过程中调节溶液的ph为5，fe3的浓度为_。(列式计算),解析 fecl3溶液蚀刻铜箔的化学方程式为：2fe3cu=2fe2cu2，用此得到的废液中含有fecl3、cucl2、fecl2。,例2 判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”) (2012新课标全国卷)fecl3与氢碘酸反应生成棕色物质的离子方程式为：2fe32i=2fe2i2。( ) (2012山东高考)fe与稀hno3、稀h2so4反应均有气泡产生，说明fe与两种酸均发生置换反应。( ) (2012广东高考)fe2、al3、clo、cl能够大量共存。( ),(2012江苏高考)0.1 moll1fecl3溶液中，k、nh、i、scn能大量共存。( ) (2012安徽高考)h、fe2、so、cl2能大量共存。( ) (2012天津高考)fe在足量cl2 中燃烧生成fecl2和fecl3。( ),解析 fe与稀hno3反应生成no，当fe不足时，化学方程式为：fe4hno3=fe(no3)3no2h2o，当fe足量时，化学方程式为：3fe8hno3=3fe(no3)22no4h2o，无论哪种反应，均不是置换反应，clo具有强氧化性，能够氧化fe2，二者不能大量共存，fe与足量稀hno3反应，生成fe3，即1 mol fe应转移3na个电子，fe3与scn、i不能大量共存，cl2与fe2反应：cl22fe2=2fe32cl，无论fe是否过量，与cl2反应时只生成fecl3。 答案 ,铁及其化合物之间的关系实质是不同价态的铁之间的转化，注意区分氧化剂和还原剂。 1“铁三角”转化关系,(2)除杂：,加过量铁粉后过滤,cucl2,fecl2,加氯水或h2o2,fecl2,fecl3,加过量铁粉后过滤,fecl3,fecl2,除杂方法,杂质,溶液,(3)盐溶液的配制与保存：,(4)物质制备：,1根据下列转化关系，回答有关问题。,(1)淡绿色溶液d主要成分的化学式为_，试剂1是_。,(2)下列物质不能作为试剂2的是_(填字母)。 acl2 b新制氯水 c浓硫酸 ds e硝酸 (3)固体a溶于稀盐酸的化学方程式为_ _。 (4)溶液c到溶液f红色加深的原因是_ _ _。,解析：解答本题的关键是熟悉铁的不同价态离子的溶液的颜色及其转化条件，从框图可知，铁和稀盐酸反应生成fecl2溶液，为淡绿色，即d的主要成分为fecl2，加入试剂2后变为淡黄色溶液，联想最终变为深红色溶液f(硫氰化铁溶液)，可以推断溶液e的主要成分为fe3，试剂2为强氧化剂，d项s不符合条件。铁和水蒸气反应生成固体fe3o4，fe3o4与盐酸反应的化学方程式为fe3o48hcl=2fecl3fecl24h2o，所以溶液b为fecl3和fecl2的混合溶液，加入试剂1(kscn溶液)后，fe3变为硫氰化铁，加入试剂2(强氧化剂)，fe2被氧化为fe3，所以溶液颜色加深。,答案：(1)fecl2 kscn溶液 (2)d (3)fe3o48hcl=2fecl3fecl24h2o (4)溶液中的fe2被氧化剂氧化成fe3，使fe3浓度增大，从而使红色加深,fe2和fe3的检验,fe2和fe3的检验是高考的重要考点，主要考查方式是fe2、fe3的区分、鉴别、检验，常见题型是选择题、填空题，预计今后的高考不会单一考查离子的检验，而是在综合题中涉及离子的检验。,例3 某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加kscn溶液后出现红色，一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为3价的结论。 (1)请指出该结论是否合理并说明理由_ _。 (2)请完成对铁元素价态的探究。限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 moll1h2so4、3% h2o2、6 moll1hno3、0.01 moll1kmno4、naoh稀溶液、0.1 moll1ki、20%kscn、蒸馏水。,提出合理假设： 假设1：催化剂中铁元素的价态为3价； 假设2：催化剂中铁元素的价态为2价； 假设3：_。 设计实验方案证明你的假设(此题不作答)。 实验过程： 根据的实验方案，进行实验。按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。,步骤3：,步骤2：,步骤1：,预期现象与结论,实验操作步骤,解析 根据hno3具有强氧化性，能将fe2氧化为fe3，对铁的氧化物中铁元素价态提出全为2价或全为3价或2价和3价共存三种假设。 实验过程：可用稀硫酸溶解铁的氧化物(要除去稀硫酸中溶解的o2)，根据溶液颜色变化，推测铁元素可能的化合价，然后取少量上述溶液，滴加酸性kmno4溶液，根据kmno4溶液是否褪色，确定是否存在2价铁元素；另取少量溶液，滴加kscn溶液，根据溶液是否变红色，确定是否存在3价铁元素。,答案 (1)该结论不合理。稀硝酸有强氧化性，若该铁元素的价态为2价，则被氧化为3价，同样可使kscn溶液变红色 (2)催化剂中铁元素的价态既有3价，又有2价,结合步骤3中的(2)：(1)若溶液呈紫红色，则假设1成立(2)若溶液紫红色褪去，则假设3成立,步骤4：另取少许a溶液于试管中，滴加12滴0.01 moll1kmno4溶液，振荡,(1)若溶液不呈红色，则假设2成立(2)若溶液呈红色，则假设1或假设3成立,步骤3：取少许a溶液于试管中，滴加12滴20%kscn溶液，振荡,固体溶解，溶液颜色有变化,步骤2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入适量除去o2的3 moll1h2so4并加热，充分反应后得a溶液,步骤1：用滴管取一定量3 moll1h2so4放入试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中的o2,预期现象与结论,实验操作步骤,fe2和fe3具有许多本身所独有的特征信息，使得鉴别fe2和fe3的方法很多，但要抓住最主要的方法。 1fe2和fe3的检验 (1)溶液颜色： 含有fe2的溶液显浅绿色，含有fe3的溶液显黄色。 (2)用kscn溶液和氯水： 流程：,有关反应：fe33scn=fe(scn)3(红色)， 2fe2cl2=2fe32cl。 (3)用naoh溶液： 流程：,有关反应：fe33oh=fe(oh)3(红褐色)， fe22oh=fe(oh)2(白色沉淀)， 4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。,2fecl3变色情况 fecl3溶液在与许多试剂反应时会出现特殊现象，可作为检验fe3的依据。 (1)向fecl3溶液中加几滴kscn溶液呈红色。 (2)fecl3与naoh溶液反应，生成红褐色沉淀。 (3)向fecl3溶液中加入过量fe粉，溶液变浅绿色。 (4)向fecl3溶液中加入过量cu粉，溶液变蓝绿色。 (5)将fecl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变蓝色。 (6)将饱和fecl3溶液滴入沸水中，生成红褐色fe(oh)3胶体。,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,解析：a项，滴入kscn溶液呈红色，只能说明含fe3，但不能排除fe2；b项，因为是先通入cl2，不能确定原溶液是否含fe3；c项，fe3与naoh溶液反应，生成红褐色的fe(oh)3沉淀；d项，无法排除是否含mg2。 答案：c,随堂巩固提升 1下列关于铁的叙述正确的是 ( ) 铁能被磁铁吸引，但纯铁易锈蚀 在人体的血红蛋白中含有铁元素 不能通过化合反应生成fecl2和fe(oh)3 铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧 铁与硝酸反应的产物仅是fe(no3)3 a b c d 解析：中纯铁不易被锈蚀。中可以通过化合反应生成fecl2和fe(oh)3,2fecl3fe=3fecl2,4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。中当铁过量时可生成fe(no3)2。,答案：b,2向下列物质分别与少量氯水反应所得的溶液中滴入 kscn溶液，不一定是血红色的是 ( ) a氧化铁 b铜铁合金 cfe(oh)3 dfecl2 解析：解本题的关键是分析选项中各物质与少量氯水反应能否生成fe3，溶液中含有fe3时，滴入kscn溶液显血红色。a项，fe2o3与氯水中的h发生反应：fe2o36h=2fe33h2o，生成fe3；b项，fe比cu活泼，fe与氯水中的cl2反应生成,成fecl3：2fe3cl22fecl3，还可能发生反应：2fecl3cu=2fecl2cucl2，滴入kscn溶液不一定显血红色；c项，fe(oh)3与氯水中的h发生反应：fe(oh)33h=fe33h2o，生成fe3；d项，fecl2与氯水中的cl2发生氧化还原反应：2fecl2cl2=2fecl3，生成fe3。,答案：b,3制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发 生的反应为2fecl3cu=2fecl2cucl2。向盛有fecl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和