【步步高】高三化学一轮总复习 第三章 第3讲 铁及其化合物 新人教版.doc

第3讲铁及其化合物考纲要求1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.以fe2、fe3的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。3.能鉴别溶液中的fe2、fe3。考点一用物质分类思想认识铁及其重要化合物1铁的存在2铁的性质(1)物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。(2)化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成2、3两种价态的化合物。用化学方程式或离子方程式表示下列变化fefeh2o(g)3fe4h2o(g)fe3o44h2fe3铁的氧化物和氢氧化物(1)铁的氧化物化学式feofe2o3fe3o4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价232，3稳定性不稳定稳定稳定与h反应的离子方程式feo2h=fe2h2ofe2o36h=2fe33h2ofe3o48h=fe22fe34h2o(2)铁的氢氧化物fe(oh)2fe(oh)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应fe(oh)22h=fe22h2ofe(oh)33h=fe33h2o受热分解2fe(oh)3fe2o33h2o制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应fe22oh=fe(oh)2可溶性铁盐与碱溶液反应fe33oh=fe(oh)3二者的关系在空气中，fe(oh)2能够非常迅速地被氧气氧化成fe(oh)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3深度思考1铁有很强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？答案主要因为铁不纯，往往含有碳等杂质，当这些铁制品在潮湿的空气中或接触到电解质溶液(如食盐水)时会发生电化学腐蚀。2铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？答案常温下铁、铝遇冷的浓hno3、浓h2so4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。3铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物中主要表现为2价和3价，请归纳总结：(1)fe单质通常与哪些氧化剂反应生成2价？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。答案fefe2：铁与氧化性比较弱的非金属单质(如s、i2)，非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)，不活泼金属的盐溶液(如cuso4溶液)反应，都可实现这种转化。如：fesfes,2hfe=fe2h2，cu2fe=fe2cu。(2)fe单质通常与哪些氧化剂反应生成3价？写出有关反应的化学方程式。答案fefe3：铁与强氧化剂(如cl2、hno3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如：2fe3cl22fecl3，fe4hno3(稀)=fe(no3)3no2h2o,2fe6h2so4(浓)fe2(so4)33so26h2o。4fecl3、fecl2和fe(oh)3是否都可以通过化合反应制取？答案都可以。2fe3cl22fecl32fecl3fe=3fecl24fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3题组一铁及其化合物的性质1铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是()afe(oh)3fe2o3 bfe(oh)2fe2o3cfe(oh)2fe(oh)3 dfe(oh)2fe3o4答案b解析铁与稀硫酸生成feso4，再与过量氨水反应生成白色沉淀fe(oh)2，在空气中加热fe(oh)2，铁元素被氧化为3，最后所得红棕色残渣为fe2o3。2铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请思考以下问题：装置一装置二实验装置(1)方法一中，装置a的作用_。方法二中，装湿棉花的作用_。(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加kscn溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：_。答案(1)提供水蒸气提供水蒸气(2)在溶液中fe3被未反应的铁粉完全还原为fe2题组二铁及其化合物的定量计算3由feo、fe2o3和fe3o4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为218，则这种混合物中feo、fe2o3和fe3o4的物质的量之比是()a121 b211c131 d113答案d解析可用平均组成法来求解：在混合物中铁原子和氧原子物质的量之比为(21/56)(8/16)34，则混合物的平均组成为fe3o4，在三种组合中fe3o4则不必多考虑，应注意feo和fe2o3混合后也应符合fe3o4，所以在混合物中它们的物质的量之比必须是11。4含有cu(no3)2、zn(no3)2、fe(no3)3、agno3各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，fe溶解，溶液中不存在fe3，同时析出0.1 mol ag，下列结论错误的是()a溶液质量减轻bfe3的氧化性大于cu2c溶液中cu2与fe2的物质的量比为11d1 mol fe可还原2 mol fe3答案c解析由溶液析出0.1 mol ag，溶解0.1 mol铁粉可知溶液质量减轻；依信息可知只有ag析出，cu2没有参加反应，ag全部被铁还原，2agfe=2agfe2，消耗fe为0.05 mol，生成0.05 mol fe2；溶液中不含fe3，余下的0.05 mol fe恰好完全反应，fe2fe3=3fe2，生成0.15 mol fe2；溶液中的cu2与fe2的物质的量比为12。5在一定量的稀hno3中慢慢加入铁粉，得到的fe2的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。fe3fe2fe、fe2fe2、fe3(1)ab段铁元素以_形式存在。(2)bc段铁元素以_形式存在。(3)cd段铁元素以_形式存在。答案(1)(2)(3)解析向稀hno3中加入铁粉，开始时稀hno3过量应生成fe3，随加入铁粉量的增加，hno3反应完全后，发生反应2fe3fe=3fe2，最后全部转化为fe2。分析铁与稀hno3反应的关键一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式：hno3过量：fe4hno3=fe(no3)3no2h2o，fe过量时：fe2fe(no3)3=3fe(no3)2，两者相加得总方程式：3fe8hno3=3fe(no3)22no4h2o，可以用数轴表示：解题时需注意量的范围。即：，产物仅有fe(no3)3，hno3可能有剩余；，产物仅有fe(no3)2，fe可能有剩余；fe3cu2，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为4hno3(稀)fe=fe(no3)3no2h2o4 mol 1 mol 1 mol2fe(no3)3fe=3fe(no3)22 mol 1 mol 3 molcu(no3)2fe=fe(no3)2cu1 mol 1 mol 1 mol所以原溶液中，fe(no3)3、cu(no3)2、hno3的物质的量之比为(2 mol1 mol)1 mol4 mol114。11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溶于稀硫酸和h2o2混合液的化学方程式为_。(2)某同学取x的溶液，酸化后加入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为_、_。(3)写出cl2将z氧化为k2eo4的化学方程式为_。答案(1)cuh2o2h2so4=cuso42h2o(2)4fe2o24h=4fe32h2o2fe32i=2fe2i2(3)10koh3cl22fe(oh)3=2k2feo46kcl8h2o解析该题入手点是物质的颜色，m与硫酸反应生成蓝色溶液，所以m为金属铜。金属e与cuso4溶液发生置换反应，所以金属e的活泼性强于cu的，且根据图示可知y溶液与kscn形成血红色溶液，所以e为铁。fecuso4=cufeso4，在酸性条件下，氧气氧化fe2生成fe3，即x溶液中含有fe3。y溶液中也含有fe3，所以z为fe(oh)3，氯气具有氧化性，在碱性条件下 (oh)3被氧化生成k2o4。12某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究过程如下：请回答下列问题：(1)步骤中先加入热的na2co3溶液除油污，操作甲的名称是_。(2)步骤中，除发生反应fe2hcl=fecl2h2外，其他可能反应的离子方程式为_。(3)溶液c的颜色是_，溶液d中可能含有的金属阳离子有_。(4)可以验证溶液b中是否含有fe2的一种试剂是_(填选项序号)。a稀硫酸b铁c硫氰化钾d酸性高锰酸钾溶液(5)操作乙的名称是_，步骤产生金属铜的化学方程式为_。答案(1)过滤(2)fe2o36h=2fe33h2o、fe2fe3=3fe2(3)棕黄色fe2、cu2、fe3(4)d(5)电解cucl2cucl213由fe2o3、fe、cuo、c、al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验(部分产物略去)：(1)取少量溶液x，加入过量的naoh溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入co2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)_。(2)z为一种或两种气体：若z只为一种气体，试剂a为饱和nahco3溶液，则反应i中能同时生成两种气体的化学方程式是_；若z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则z中两种气体的化学式是_。(3)向y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)_。(4)取y中的溶液，调ph约为7，加入淀粉ki溶液和h2o2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol i时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是_。答案(1)al(2)c2h2so4(浓)co22so22h2ono、co2(3)cu2、fe3、h(4)2fe23h2o24i=2fe(oh)32i214(2012海南，14)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。己知：kspfe(oh)34.01038回答下列问题：(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_，分离得到固体的主要成分是_，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，金属离子浓度为_(列式计算)。答案(1)2fe3cu=2fe2cu2(2)回收铜cu和fe加盐酸反应后过滤(3)fecl2ca(oh)2=fe(oh)2cacl2、4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3(4)c(fe3) moll14.01011 moll1解析此工艺流程为、离子方程式或化学方程式为cu2fe3=2fe2cu2cu2fe=fe2cufe2h=fe2h2fecl2ca(oh)2=fe(oh)2cacl24fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3根据fe(oh)3(s)fe3(aq)3oh(aq)c(fe3) moll14.01011 moll115某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同解答下列问题：探究一设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验。(1)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为_。(2)反应前a中投放碎瓷片的目的是_。(3)装置e中的现象是_。探究二设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管中黑色固体的成分。(4)待硬质玻璃管b冷却后，取少许其中的固体物质溶于_后，将所得溶液分成两份。(5)一份滴加几滴kscn溶液。若溶液变血红色，推断硬质玻璃管b中固体物质的成分为_(选填序