（5年高考3年模拟A版）天津市2020年高考化学一轮复习专题十三铁及其化合物课件.ppt

专题十三铁及其化合物,高考化学（天津专用）,考点铁及其化合物基础知识1.金属概述(1)金属元素包括部分主族元素、全部副族元素和第族元素;它们集中排在元素周期表的左下方。金属元素的原子半径比同周期的非金属元素的原子半径大;其原子的最外层电子数一般少于4;易失去最外层电子,成为金属阳离子。常温下,除汞是液体外,其余金属都是固体。大多数金属呈银白色,不透明,有金属光泽,有延展性,一般都是电和热的良导体。,考点清单,(2)合金是金属与金属或金属与非金属熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。一般来说,合金的熔点比其成分金属低,硬度、强度比其成分金属大。2.铁及其化合物(1)铁位于周期表中第四周期第族,是一种应用最广泛的过渡金属元素;铁元素是一种变价金属元素,通常显+2价和+3价;其原子结构示意图为。(2)铁的化学性质常温下,铁单质比较活泼,具有较强的还原性,遇一般的氧化剂如,S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等被氧化为+2价;遇强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3等被氧化为+3价。但在常温下会被浓硫酸、浓硝酸钝化。1)与O2等非金属单质反应3Fe+2O2Fe3O42)与H2O反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H23)与酸反应a.与非氧化性强酸反应,Fe+2H+Fe2+H2b.与氧化性酸(硝酸、浓硫酸等)反应Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2+3H2O2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O4)与某些盐溶液反应(如FeCl3、CuSO4溶液等)Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+Cu2+Cu+Fe2+(3)铁的氧化物铁和O2在不同的条件下反应,所生成的氧化物不同,通常有FeO、Fe2O3、Fe3O4三种。其中,氧化亚铁是黑色粉末;氧化铁是红棕,色粉末;四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体,它是一种结构较复杂的氧化物,可以看作FeOFe2O3,其中有1/3的铁元素显+2价,有2/3的铁元素显+3价。三种氧化物都可以和强酸反应,如Fe3O4+8H+Fe2+2Fe3+4H2O。三种氧化物都可在高温条件下与CO、H2、Al等具有还原性的物质反应。如:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。(4)铁的氢氧化物Fe(OH)2是白色絮状物,易被空气中的氧气氧化,生成Fe(OH)3,颜色由白色变为灰绿色,最后变为红褐色。其化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。,Fe(OH)2、Fe(OH)3都是弱碱,二者均能溶于强酸。Fe(OH)2、Fe(OH)3均不稳定,受热易分解。(5)铁盐、亚铁盐Fe2+在水溶液中较易水解,使溶液变浑浊;又易被氧化,生成Fe3+,所以在保存亚铁盐的溶液时,应在溶液中放入少量相应的酸和铁屑,以抑制Fe2+水解和被氧化。,重点难点1.“铁三角”及举例,FeO+H2Fe+H2OFe+2HClFeCl2+H22FeCl2+Cl22FeCl3,2FeCl3+Fe3FeCl2Fe2O3+3CO2Fe+3CO22Fe+3Cl22FeCl3在应用时要弄清两点:一是反应的条件和环境(否则记忆方程式无意义);二是要从氧化性、还原性的强弱角度考虑反应能否进行。2.Fe3+具有氧化性,可与I-、S2-(H2S)、S(SO2、H2SO3)等常见的具有还原性的微粒反应。Fe2+主要表现还原性,可与HNO3、KMnO4、Cl2等常见的具有氧化性的微粒反应。,知识拓展1.FeCl3变色总结向FeCl3溶液中加入几滴KSCN溶液后呈红色;FeCl3溶液能使紫色石蕊溶液变为红色;FeCl3与NaOH溶液反应,生成红褐色沉淀;向FeCl3溶液中通入H2S气体,生成淡黄色沉淀;向FeCl3溶液中加入几滴Na2S溶液,生成淡黄色沉淀,当加入的Na2S溶液过量时,又生成黑色沉淀;向FeCl3溶液中加入过量Fe粉,溶液变成浅绿色;向FeCl3溶液中加入过量Cu粉,溶液变成蓝绿色;将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中,溶液变为蓝色;向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液,溶液变成紫色;,将FeCl3溶液滴入到AgNO3溶液中,生成白色沉淀;将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合,放出气体,生成红褐色沉淀;将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,生成红褐色Fe(OH)3胶体。2.铜及其化合物的相互转化关系,+H2O+CO2(碱式碳酸铜)+O2+5H2O3.铜及其化合物的颜色紫红色:Cu;红色:Cu2O;青灰色:青铜;黄色:黄铜;绿色:Cu2(OH)2CO3、CuCl2;蓝色:Cu(OH)2、CuSO45H2O、Cu(NO3)2;白色:无水CuSO4;黑色:CuO、CuS。4.铜的还原性铜是不活泼金属,在金属活动性顺序中位于氢元素之后,要说明某物质具有强氧化性时,可选用该物质与铜反应,因为铜是不活泼金属的代表,如Cu与Cl2、Cu与HNO3、Cu与浓硫酸的反应,通过以上三个反应来说,明Cl2、HNO3、浓硫酸具有强氧化性。此外,Cu还应用于印刷电路板的制作:2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+。5.铜及其化合物与有机化学部分的联系(1)Cu在醇的催化氧化反应中作催化剂,并可实现从CuO至Cu的转化。如:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O或2Cu+O22CuO、CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O(2)用新制的Cu(OH)2悬浊液来检验醛基,并可实现从Cu(OH)2至Cu2O的转化。CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O+3H2O(3)Cu2+为重金属离子,能使蛋白质变性,利用此性质可用来配制农药,如配制波尔多液。,6.铜及其化合物在电化学中扮演重要角色(1)原电池:铜作铜锌原电池中的正极材料。(2)电解池:电解CuCl2溶液的电池反应为CuCl2Cu+Cl2。(3)铜的精炼:以粗铜为阳极,纯铜为阴极,CuSO4溶液为电解质溶液进行电解,可将粗铜提纯。阳极反应:Cu-2e-Cu2+;阴极反应:Cu2+2e-Cu。(4)铜生锈:铜在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铜绿,其中铜作负极,所含杂质(如C等)作正极,与铁的吸氧腐蚀类似。,方法1Fe3+与Fe2+的鉴别方法归纳1.直接观察颜色含Fe2+的溶液呈浅绿色,含Fe3+的溶液呈棕黄色。2.利用显色反应(1)(2),方法技巧,4.利用Fe3+的氧化性(1)(2)(3),3.利用氢氧化物沉淀的颜色,(1)(2)例1下列有关实验原理、方法和结论都正确的是()A.室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量NaOH溶液,振荡、静置后分液,可除去苯中少量苯酚B.取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含有Fe2+C.向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水,可制取Fe(OH)3胶体D.已知I2+I-,向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4,振荡静置后CCl4层显紫色,说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大,5.利用Fe2+的还原性,注意检验Fe2+时氯水与KSCN溶液的加入顺序。解析+NaOH+H2O,易溶于水,苯不溶于水,A正确;若溶液X中含有Fe3+,会出现同样的现象,B不正确;向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水,得到的是Fe(OH)3沉淀,C不正确;I2的CCl4溶液显紫色,CCl4萃取了KI3溶液中的I2,而不是KI3,D不正确。答案A,解题导引,方法2守恒法在铁及其化合物的相关计算中的应用守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法,也是解题中应用最多的方法之一。其特点是抓住有关变化的始态和终态,忽略中间过程,利用其中某种不变量建立关系式,从而简化思路,快速解题。守恒法主要包括质量守恒法、原子守恒法、电荷守恒法、得失电子守恒法等。1.质量守恒法质量守恒主要包括两项内容:参加反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和;反应前后各元素的质量守恒。2.原子守恒法原子守恒主要指系列反应中某原子个数(或物质的量)不变,以此为基础可求出与该原子相关联的某些物质的数量(或质量)。,3.电荷守恒法电荷守恒即溶液中阳离子所带的正电荷总数=阴离子所带的负电荷总数。常见的电荷守恒有以下几种情况:化合物化学式中存在的电中性原则(正、负化合价代数和为0);离子反应中的电荷守恒(反应前后净电荷数相等);电解质溶液中存在的电荷守恒(阴、阳离子电荷总数相等)。4.得失电子守恒法氧化还原反应中(或系列化学反应中),氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数。,例2现有CuO和Fe2O3组成的混合物ag,向其中加入2molL-1的硫酸溶液50mL,恰好完全反应。若将ag该混合物在足量H2中加热,使其充分反应,冷却后剩余固体质量为()A.1.6agB.(a-1.6)gC.(a-3.2)gD