高考化学大一轮复习 第三章 金属及其化合物 3.3 铁及其重要化合物课件 新人教版.ppt

第三节铁及其重要化合物 考点一铁及其氧化物和氢氧化物 核心自主排查 1 铁 1 存在及物理性质 银白色 磁铁 4 2 化学性质 铁元素性质活泼 有较强的还原性 主要化合价为 2价和 3价 与非金属单质反应 3fe 2o2fe3o4 2fe 3cl22fecl3 fe sfes 与水的反应 常温下铁与水不反应 在高温条件下与水蒸气反应 3fe 4h2o g fe3o4 4h2 与酸反应 fe h2so4 feso4 h2 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 钝化 与某些盐溶液反应 fe cu2 fe2 cu 2fe3 fe 3fe2 2 铁的氧化物 铁红 磁性氧化铁 黑色 红棕色 黑色 2 3 2 3 feo 2h fe2 h2o fe2o3 6h 2fe3 3h2o 3 铁的氢氧化物 白色固体 红褐色固体 fe oh 2 2h fe2 2h2o fe oh 3 3h fe3 3h2o 2fe oh 3 fe2o3 3h2o 灰绿 红褐 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 思维诊断 正确的打 错误的打 1 1mol铁与足量稀盐酸 稀硫酸反应时最多失去3mol电子 提示 铁与足量稀盐酸 稀硫酸反应时 生成fe2 和h2 1mol铁最多失去2mol电子 2 活泼金属与水反应时 均生成氢氧化物和h2 提示 铁与水蒸气反应生成fe3o4和h2 3 fe3o4可写作feo fe2o3 所以fe3o4是feo和fe2o3的混合物 提示 fe3o4可写成feo fe2o3 但fe3o4是纯净物 并非feo和fe2o3的混合物 4 铁与少量的cl2反应可以生成fecl2 提示 铁与cl2反应一定生成fecl3 与反应物的用量无关 5 在水溶液中fe2 h cl 可以大量共存 提示 h 具有强氧化性 能将fe2 氧化成fe3 方法点拨 铁与稀硝酸反应产物的判断 1 硝酸过量时 生成fe3 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o 2 fe过量时生成fe2 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 产物为fe no3 3 产物为fe no3 2 产物为fe no3 2 fe no3 3的混合物 可以用数轴表示 基础小题快练 1 下列关于铁的说法正确的是 a 纯铁为灰黑色 所以铁属于黑色金属b 铁在硫蒸气中燃烧生成fe2s3c 纯铁的抗腐蚀能力非常强 铁在干燥的空气里不易被氧化d 铁的化学性质比较活泼 它能和水蒸气反应生成h2和fe oh 3 解析 选c 纯铁为银白色 a错误 铁在硫蒸气中燃烧生成fes b错误 3fe 4h2o g fe3o4 4h2 d错误 2 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 a fe oh 3fe2o3b fe oh 2fe2o3c fe oh 2fe oh 3d fe oh 2fe3o4 解析 选b 铁与稀硫酸反应生成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价 最后所得红棕色残渣为fe2o3 高考模拟预测 1 2017 九江模拟 下列物质反应后一定有 3价铁生成的组合是世纪金榜导学号30682035 过量的fe与cl2加热时发生反应 fe与过量稀硫酸反应后 再向其中加kno3 fe与过量的s加热时发生反应 fe no3 2溶液中加少量盐酸 fe和fe2o3的混合物溶于盐酸中a b c d 解析 选b fe与cl2反应只生成fecl3 fe与s反应只生成fes fefe2 fe3 fe2 fe3 fe2o3溶于盐酸生成fe3 当混合物中fe不足时 溶液中仍有fe3 当fe足量时 溶液中无fe3 2 在一定量的稀硝酸中慢慢加入铁粉 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 下列叙述不正确的是世纪金榜导学号30682036 a ab段铁元素以fe3 形式存在b bc段铁元素以fe2 fe3 形式存在c c点反应的总方程式为fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2od bc段发生反应的离子方程式为2fe3 fe 3fe2 解析 选c 向稀硝酸中加入铁粉 开始时稀硝酸过量应生成fe3 随加入铁粉量的增加 hno3反应完全后 发生反应2fe3 fe 3fe2 最后全部转化为fe2 故c点反应的总方程式为3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 3 2017 长春模拟 向一定量的fe feo fe2o3的混合物中加入120ml4mol l 1的稀硝酸 恰好使混合物完全溶解 放出1 344lno 标准状况 往所得溶液中加入kscn溶液 无红色出现 若用足量的co在加热下还原相同质量的混合物 能得到铁的物质的量为 a 0 24molb 0 21molc 0 16mold 0 14mol 解析 选b n hno3 0 12l 4mol l 1 0 48mol n no 1 344l 22 4l mol 1 0 06mol 往所得溶液中加入kscn溶液 无红色出现 说明全部生成fe2 溶液溶质为fe no3 2 则原混合物中铁元素为 0 48mol 0 06mol 2 0 21mol 故用足量的co在加热下还原相同质量的混合物 最终得到铁的物质的量为0 21mol 加固训练 1 2017 汉中模拟 将铁屑溶于过量的稀盐酸后 再加入下列物质 会有fe3 生成的是 a 硫酸b 氯水c 硫酸锌d 氯化铜 解析 选b 铁屑溶于过量的稀盐酸得到fecl2溶液 氯水中的cl2可与fecl2溶液中的fe2 发生如下反应 cl2 2fe2 2cl 2fe3 2 下列物质可通过置换反应一步得到 也可以通过化合反应一步得到的是 hcl fecl3 fe3o4 naoha 只有 b 都能得到c 都不能得到d 只有 解析 选b 通过2hbr cl2 2hcl br2置换反应可以一步得到hcl 通过h2 cl22hcl化合反应也可一步得到hcl 正确 fecl3可通过氯气和溴化铁发生置换反应生成氯化铁和溴单质 也可以通过氯化亚铁和氯气化合反应一步得到 正确 高温下 铁和水蒸气发生置换反应生成四氧化三铁和氢气 也可以通过铁在氧气中燃烧的化合反应一步得到 正确 naoh可以通过2na 2h2o 2naoh h2 置换反应一步得到 也可通过h2o na2o 2naoh化合反应一步得到 正确 考点二 铁三角 及fe2 fe3 的检验 核心自主排查 1 铁三角 中的转化关系 2 铁三角 的重要应用 1 除杂 加过量铁屑后过滤 加氯水或h2o2 加过量铁屑后过滤 2 判断离子共存 3 盐溶液的配制与保存 4 物质的制备 3 fe2 fe3 的检验的常用方法 思维诊断 正确的打 错误的打 1 金属阳离子只有氧化性 不可能有还原性 提示 如fe2 既有氧化性 又有还原性 2 向某溶液中滴加kscn溶液 溶液不变色 滴加氯水后溶液显红色 该溶液中一定含有fe2 提示 滴加kscn溶液 溶液不变色说明不含fe3 滴加氯水后溶液显红色 将fe2 氧化为fe3 3 fecl3溶液与kscn溶液反应的离子方程式为fe3 3scn fe scn 3 提示 fe scn 3不是沉淀 4 可用铁粉除去fecl2溶液中的fecl3 提示 溶液中加入铁粉发生2fe3 fe 3fe2 可以除去杂质fecl3 5 氢氧化铁与hi溶液反应仅能发生中和反应 提示 氢氧化铁与hi溶液发生中和反应生成的fe3 与i 发生氧化还原反应 高考命题探究 角度1fe2 fe3 的转化 模拟母题示例 2017 合肥模拟 在fecl3 cucl2混合溶液中 加入一定量的铁屑 反应完全后将固体滤出 下列说法中正确的是世纪金榜导学号30682037 a 若滤出的固体中只有铜 则溶液中一定含有的阳离子是fe2 一定不含cu2 b 若滤出的固体中只有铜 则溶液中一定含有的阳离子是fe2 可能含cu2 和fe3 c 若滤出的固体中只有铜 则溶液中一定含有的阳离子是fe3 和fe2 一定不含cu2 d 若滤出的固体中含有铁和铜 则溶液中一定含有的阳离子是fe2 一定不含cu2 和fe3 解析 选d 氧化性fe3 cu2 fe2 加入铁粉后有固体剩余 fe3 一定不存在 若剩余固体全部都是铜 溶液中还可能有cu2 也可能恰好被完全置换 若剩余固体是铜和铁 则溶液中不可能有cu2 模拟母题变式 上题滤出的固体中 填 是 或 不是 只含有铁 提示 不是 若铁有剩余 说明cu2 和fe3 都已经完全反应 故固体中一定含有铜 探究归纳总结 混合溶液中fe3 fe2 的除去方法 1 除去mg2 或zn2 中混有fe3 的方法 向混合溶液中加入mg mgo mgco3 mg oh 2 或zn zno zn oh 2 znco3 中之一 与fe3 水解产生的h 反应 促进fe3 的水解 将fe3 转化成fe oh 3沉淀过滤除去 2 除去cu2 中混有的fe3 的方法 向混合溶液中加入cuo cuco3 cu oh 2 cu2 oh 2co3四种物质中的其中一种 与fe3 水解产生的h 反应 将fe3 转化成fe oh 3沉淀过滤除去 3 除去mg2 或zn2 中混有fe2 的方法 先加氧化剂 如h2o2等 将溶液中的fe2 氧化成fe3 再按 1 的方法除去溶液中的fe3 4 除去cu2 中混有的fe2 的方法 先加氧化剂 如h2o2等 将溶液中的fe2 氧化成fe3 再按 2 的方法除去溶液中的fe3 角度2fe2 fe3 的检验 模拟母题示例 2017 湛江模拟 下列实验操作和现象 结论或目的均正确的是 解析 选a b项中co还原fe2o3得到单质fe 即使有fe3o4 其溶于盐酸后产生的fe3 与fe发生反应 fe 2fe3 3fe2 加入kscn溶液也不显红色 错误 c项中酸性条件下具有强氧化性 而fe2 具有还原性 两者发生氧化还原反应 有fe3 生成 遇kscn溶液呈红色 无法证明样品是否变质 错误 d项中若原溶液中不含有fe2 含有fe3 也有此现象 错误 模拟母题变式 1 写出c项可能发生反应的离子方程式 提示 3fe2 4h 3fe3 no 2h2o 2 写出证明上题c项fe no3 2试样部分变质的操作 提示 取少量试样于试管中加水溶解 滴加kscn溶液 溶液变为红色 说明溶液中含有fe3 可知溶液部分变质 探究归纳总结 fe2 fe3 检验时的两点提醒 1 检验fe2 时 不能先加氯水后加kscn溶液 也不能将加kscn后的混合溶液加入足量的新制氯水中 新制氯水可氧化scn 2 fe3 fe2 cl 同时存在时不能用酸性kmno4溶液检验fe2 因cl 能还原酸性kmno4 可用k3 fe cn 6 溶液检验fe2 角度3以fe2 fe3 为载体的物质化学性质的探究 高考母题示例 2015 北京高考 为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系 某同学通过改变浓度研究 2fe3 2i 2fe2 i2 反应中fe3 和fe2 的相互转化 实验如下 世纪金榜导学号30682038 1 待实验 溶液颜色不再改变时 再进行实验 目的是使实验 的反应达到 2 是 的对比实验 目的是排除 中 造成的影响 3 和 的颜色变化表明平衡逆向移动 fe2 向fe3 转化 用化学平衡移动原理解释原因 4 根据氧化还原反应的规律 该同学推测 中fe2 向fe3 转化的原因 外加ag 使c i 降低 导致i 的还原性弱于fe2 用如图装置 a b均为石墨电极 进行实验验证 k闭合时 指针向右偏转 b作 极 当指针归零 反应达到平衡 后 向u型管左管中滴加0 01mol l 1agno3溶液 产生的现象证实了其推测 该现象是 5 按照 4 的原理 该同学用上图装置进行实验 证实了 中fe2 向fe3 转化的原因 转化原因是 与 4 实验对比 不同的操作是 6 实验 中 还原性 i fe2 而实验 中 还原性 fe2 i 将 3 和 4 5 作对比 得出的结论是 解析 1 待实验 溶液颜色不再改变时 再进行实验 目的是使实验 的反应达到化学平衡状态 2 实验 加入了水 是实验 的对比实验 因此目的是排除因加入feso4溶液而将溶液稀释引起溶液颜色的变化 3 中加入agno3 ag 与i 生成agi黄色沉淀 i 浓度降低 2fe3 2i 2fe2 i2平衡逆向移动 溶液褪色 中加入feso4 fe2 浓度增大 平衡逆向移动 溶液颜色变浅 4 k闭合时 指针向右偏转 表明b极为正极 fe3 得电子 当指针归零 反应达到平衡 后 向u型管左管滴加0 01mol l 1agno3溶液 产生黄色沉淀 i 浓度减小 2fe3 2i 2fe2 i2平衡左移 指针向左偏转 5 fe2 向fe3 转化的原因是fe2 浓度增大 还原性增强 与 4 实验对比 不同的操作是当指针归零后 向u型管右管中滴加1mol l 1feso4溶液 6 将 3 和 4 5 作对比 得出的结论是在其他条件不变时 物质的氧化性和还原性与浓度有关 浓度的改变可影响物质的氧化性和还原性 导致平衡移动 答案 1 化学平衡状态 2 溶液稀释对颜色变化 3 中加入ag 发生反应 ag i agi c i 降低 中加入feso4 c fe2 增大 平衡均逆向移动 4 正 左管产生黄色沉淀 指针向左偏转 5 fe2 浓度增大 还原性增强 使fe2 还原性强于i 向u型管右管中滴加1mol l 1feso4溶液 6 该反应为可逆氧化还原反应 在平衡时 通过改变物质的浓度 可以改变物质的氧化性和还原性 并影响平衡移动方向 高考模拟预测 1 某同学进行了以下实验 以下推测肯定不正确的是 a 中红色褪去的原因是kmno4将scn 氧化b 中红色褪去的原因是so2将fe3 还原成fe2 c 中红色褪去的原因是so2将scn 还原d scn 在适当条件下可失去电子被氧化为 scn 2 解析 选c a项 kmno4具有强氧化性 能将 类卤离子 scn 氧化 从而使 中红色褪去 正确 b项 中红色褪去的原因是so2具有还原性 将fe3 还原为fe2 正确 c项 类卤离子 scn 没有氧化性 不能被so2还原 错误 d项 类卤离子 scn 在适当条件下可被氧化为 类卤 scn 2 正确 2 2017 合肥模拟 在含有cu no3 2 zn no3 2 fe no3 3 agno3各0 1mol的混合溶液中加入0 1mol铁粉 充分搅拌后铁完全反应 同时析出0 1molag 则下列结论中不正确的是 世纪金榜导学号30682039 a 向反应后的溶液中继续加入少量铁粉 铁粉可以继续溶解b 氧化性 ag fe3 cu2 zn2 c 反应后溶液的质量减轻d 反应后溶液中cu2 与fe2 的物质的量之比为1 1 解析 选d 混合溶液中加入0 1mol铁粉 充分搅拌后铁完全反应 同时析出0 1molag 且fe3 和ag 亦完全反应 2ag fe fe2 2ag 2fe3 fe 3fe2 向反应后的溶液中继续加入少量铁粉 发生fe cu2 fe2 cu 铁粉可以继续溶解 故a正确 根据金属活动顺序表可知氧化性 zn2 cu2 ag 根据金属铜和三价铁反应生成氯化铜和氯化亚铁 可知 氧化性cu2 fe3 故b正确 0 1molfe完全反应进入溶液 置换出0 1molag 0 1molfe的质量小于0 1molag的质量 导致溶液质量减轻 故c正确 由反应2ag fe fe2 2ag 2fe3 fe 3fe2 可知共生成0 2molfe2 而0 1molcu2 没有参加反应 则反应后溶液中cu2 与fe2 的物质的量之比为1 2 故d错误 3 2017 青岛模拟 工业上利用硫铁矿烧渣 主要成分为fe2o3 feo sio2等 为原料制备高档颜料铁红 fe2o3 具体生产流程如下 试回答下列问题 1 滤液x中含有的金属阳离子是 填离子符号 2 步骤 中可选用 填字母 调节溶液的ph a 稀硝酸b 氨水c 氢氧化钠溶液d 高锰酸钾溶液 3 步骤 中 feco3完全沉淀后 溶液中含有少量fe2 为检验fe2 向溶液中滴加naoh溶液 现象为 发生反应的离子方程式为 4 步骤 的反应温度一般需控制在35 以下 其目的是 5 在空气中煅烧feco3生成产品氧化铁的化学方程式为 解析 1 硫铁矿烧渣 主要成分为fe2o3 feo sio2等 酸浸后过滤 sio2为滤渣 滤液中含有的金属阳离子是fe2 fe3 2 步骤 要把ph调高 步骤 还要加nh4hco3 若