高考化学总复习 第三章 8 铁及其化合物课件.ppt

第三章金属及其化合物 第8讲铁及其化合物 微考点 大突破 微充电 大收获 1 铁的物理性质纯铁具有金属的共性 如具有 色金属光泽和良好的延展性 是电和热的良导体 具有能被 吸引的特性 2 铁的化学性质铁元素是一种变价金属元素 通常显 和 价 常温下 铁单质比较活泼 具有较强的 性 2 微考点1铁的性质基础微回扣 银白 磁铁 3 还原 1 与非金属反应 2 与水的反应 常温下铁与水不反应 在高温条件下与水反应的化学方程式为 3 与酸反应 fe 2fe3 3fe2 fe cu2 fe2 cu 三个注意 1 铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同 fe与cl2反应生成fecl3 而fe与盐酸反应生成fecl2 2 铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是fe2o3 而铁在纯氧中燃烧的产物是fe3o4 3 铁与硫蒸气反应生成的是fes而不是fe2s3 铁与碘蒸气反应生成的是fei2而不是fei3 判断正误 正确的画 错误的画 1 铁在过量氧气中燃烧生成fe2o3 警示 不论氧气是否过量均生成fe3o4 2 过量的铁与稀硝酸反应生成fe3 警示 过量的铁会与fe3 反应最终生成fe2 3 过量的fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同 解析 不论fe是否过量与氯气反应均生成fecl3 fe只有在溶液中才与fe3 反应 4 铁在常温下与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈 解析 铁在浓硝酸中发生钝化 有关铁与硝酸反应的计算问题1 硝酸的作用及其量的确定铁与硝酸的反应中 一是氧化剂作用 二是酸性作用 作为氧化剂的硝酸可以根据氧化还原反应中得失电子守恒的方法确定 作为酸性作用的可以通过金属铁的物质的量确定 即铁的物质的量乘以铁显示的化合价 2 铁与稀hno3反应随着两者量的不同 生成氧化产物亦不同 可用讨论方法确定 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o fe 2fe no3 3 3fe no3 2 2 可得 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 方法微总结 对点微练 铁及其化合物的性质1 铁片投入下列溶液后 金属片质量减少 但无气体产生的是 a 冷的浓硝酸b cu no3 2溶液c 稀硫酸d fe no3 3溶液 解析 a选项中铁片在浓硝酸中钝化 金属片质量不会减少 b选项中铁与cu no3 2溶液发生置换反应 铁片质量增加 c选项中有气体产生 答案 d 应用微提升 2 铁与水蒸气反应 通常有以下两种装置 请思考以下问题 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 提供水蒸气 提供水蒸气 在溶液中fe3 被未反应的铁粉完全还原为fe2 对点微练 铁及其化合物的定量计算3 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 fe溶解 溶液中不存在fe3 同时析出0 1molag 下列结论错误的是 a 溶液质量减轻b fe3 的氧化性大于cu2 c 溶液中cu2 与fe2 的物质的量比为1 1d 1molfe可还原2molfe3 解析 由溶液析出0 1molag 溶解0 1mol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 2ag fe 2ag fe2 消耗fe为0 05mol 生成0 05molfe2 溶液中不含fe3 余下的0 05molfe恰好完全反应 fe 2fe3 3fe2 生成0 15molfe2 溶液中的cu2 与fe2 的物质的量比为1 2 答案 c 4 把22 4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中 如反应只收集到0 3molno2和0 2molno 下列说法正确的是 a 反应后生成的盐只为fe no3 3b 反应后生成的盐只为fe no3 2c 反应后生成的盐为fe no3 3和fe no3 2 其物质的量之比为1 3d 反应后生成的盐为fe no3 3和fe no3 2 其物质的量之比为3 1 真题微探 1 2015 海南化学 工业上 向500 600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁 向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁 现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验 回答下列问题 1 制取无水氯化铁的实验中 a中反应的化学方程式为 装置b中加入的试剂是 2 制取无水氯化亚铁的实验中 装置a用来制取 尾气的成分是 若仍用d装置进行尾气处理 存在的问题是 3 若操作不当 制得fecl2会含有少量fecl3 检验fecl3常用的试剂是 欲制得纯净的fecl2 在实验操作中应先 再 浓硫酸 hcl hcl和h2 kscn溶液 发生倒吸 可燃性气体h2不能被吸收 点燃c处的酒精灯 点燃a处的酒精灯 解析 1 由题干信息知 制备无水fecl3 需要先制备cl2 实验室中用mno2和浓盐酸加热反应获得cl2 制备的c12中会混有水蒸气 故需要用浓硫酸吸收水蒸气 2 制备无水fecl2 需要先制备干燥的hcl hcl与铁屑反应生成fecl2和h2 尾气中会有h2和过量的hcl d中的导管直接插入液面以下 会因hcl气体被吸收而产生倒吸 同时h2不能被溶液吸收 3 fe3 遇kscn溶液显红色 可用kscn溶液鉴别fe3 欲制得纯净的fecl2 需先点燃a处的酒精灯 使生成的hcl充满整个装置 将空气除尽后 再点燃c处的酒精灯 使fe与hcl反应 如不按此操作 则可能会混有铁的氧化物杂质 制备的fecl2将不纯 1 铁的氧化物 微考点2铁的氧化物铁的氢氧化物基础微回扣 铁红 磁性氧化铁 feo 2h fe2 h2o 红棕色粉末 黑色晶体 fe2o3 6h 2fe3 3h2o fe3o4 8h fe2 2fe3 4h2o 黑色粉末 2 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 白色沉淀 灰绿色沉淀 红褐 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 四个措施实验室制备氢氧化亚铁的防氧化措施1 将配制溶液的蒸馏水煮沸 驱除溶解的氧气 2 将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部 再慢慢挤出naoh溶液 3 在亚铁盐溶液上面加保护层 例如苯或植物油等 4 用铁作阳极 石墨作阴极 电解naoh溶液或nacl溶液 利用新产生的fe2 与oh 反应制取 判断正误 正确的画 错误的画 1 fe2o3是碱性氧化物 所以fe2o3可用作红色油漆和涂料 警示 因为fe2o3是红棕色 所以fe2o3可用作红色油漆和涂料 2 co还原fe2o3得到的黑色固体加入盐酸溶解后 再加入kscn溶液 溶液不显红色 不能确定黑色固体中有无fe2o3 警示 co还原fe2o3可以得到fe单质 fe单质会与fe3o4和盐酸反应生成的fe3 反应 所以无法判断是否含有fe3o4 正确 fe oh 2的制备与实验条件的控制要制备氢氧化亚铁 并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态 一是要减少溶液中氧气的含量 防止溶液与空气的接触 二是要防止溶液中出现三价铁离子 既要除去三价铁离子 又不引入新的杂质 一般选用铁粉来还原三价铁离子 实验中一般采用新制的硫酸亚铁与naoh溶液反应来制取fe oh 2沉淀 下面我们来探究其他制备氢氧化亚铁的方法 方法微总结 微典通关2 下面是制备fe oh 2白色沉淀的几种方案 请回答下列各问题 1 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 用硫酸亚铁晶体配制上述feso4溶液时还需要加入 除去蒸馏水中溶解的o2常采用 的方法 生成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 避免生成的fe oh 2沉淀接触o2而被氧化 稀h2so4 铁屑 煮沸 2 在如右图所示的装置中 用naoh溶液 铁屑 稀h2so4等试剂制备 在试管 里加入的试剂是 在试管 里加入的试剂是 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 这样生成的fe oh 2沉淀能较长时间保持白色 理由是 稀h2so4和铁屑 naoh溶液 检验试管 出口处排出的h2的纯度 当排出的h2已经纯净时再夹紧止水夹 试管 中反应生成的h2充满了试管 和试管 且外界o2不易进入 3 利用电解实验可以制得纯净的fe oh 2白色沉淀 如右图所示 已知两电极的材料分别为石墨和铁 a电极的材料应为 电极反应式为 电解液c可以是 填选项字母 a 纯水b nacl溶液c naoh溶液d cucl2溶液 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 为了在较短时间内看到白色沉淀 可采取的措施是 填选项字母 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 fe 2e fe2 fe 隔绝空气 防止生成的fe oh 2被氧化 bc 加热煮沸 排出溶解的o2 bc 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 白色沉淀迅速变为灰绿色 最后变成红褐色 解析 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 将被氧化的fe3 还原成fe2 气体的溶解度随着温度升高而降低 所以煮沸后的蒸馏水中溶解的o2变少 2 两支试管 试管 是开口式 无法用产生的气体将试液压入试管 中 所以feso4应放在试管 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 从而避免了被空气中o2的氧化 使得fe oh 2能保存更长时间 3 电解时阳极反应fe 2e fe2 阴极反应2h2o 2e h2 2oh 或电解质溶液能直接提供oh fe2 与oh 发生反应fe2 2oh fe oh 2 当电解液选用naoh溶液时 在阳极处立即产生白色沉淀 选其他溶液时 只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀 大约在电解池中部 当反接电源后 阳极反应4oh 4e 2h2o o2 产生的o2立即把fe oh 2氧化为fe oh 3 方案 装置如下图所示 实验时 先打开活塞k 再将分液漏斗的旋塞和弹簧夹打开 稀h2so4与铁粉作用 用产生的h2排出装置中的空气 然后关闭k 使生成的h2将试管中的feso4溶液压入naoh溶液中 则可较长时间观察到生成的白色fe oh 2沉淀 若拔去广口瓶上的橡皮塞 则白色沉淀迅速变成灰绿色 最后变成红褐色 方案 装置如下图所示 以铁做阳极 石墨棒做阴极 电解液可以是nacl溶液 naoh溶液等 u形管中加入植物油的目的是隔绝空气 电解一段时间后可以看到u形管中有白色fe oh 2沉淀生成 此时将电源反接 则会看到白色沉淀迅速变为灰绿色 最后变成红褐色 对点微练 铁的化合物的性质及定量计算5 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 应用微提升 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 答案 b 6 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21 8 则这种混合物中feo fe2o3与fe3o4的物质的量之比是 a 1 2 1b 2 1 1c 1 3 1d 1 1 3 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 3 4 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1 1 答案 d 对点微练 fe oh 2的制备与实验条件的控制7 下列各图示中 能较长时间看到fe oh 2白色沉淀 a b c d 解析 c由于液面上方没有采取隔离措施 因此只能看到白色沉淀迅速变成灰绿色 最后变成红褐色 答案 abd 1 亚铁盐含有fe2 的溶液呈 色 fe2 既有 性 也有 性 与zn cl2反应的离子方程式分别为 2 铁盐 1 氧化性 含有fe3 的溶液呈 色 fe3 具有氧化性 与cu i 反应的离子方程式分别为 微考点3铁盐与亚铁盐基础微回扣 浅绿 棕黄 氧化 还原 2fe2 cl2 2fe3 2cl 2fe2 cl2 2fe3 2cl 2fe3 cu 2fe2 cu2 2fe3 2i 2fe2 i2 2 特性 含有fe3 的盐溶液遇kscn溶液时变成 色 反应的离子方程式是 血红 fe3 3scn fe scn 3 一个总结fecl3溶液发生反应时的颜色变化1 向fecl3溶液中加几滴kscn溶液后 溶液呈红色 2 fecl3与naoh溶液反应 生成红褐色沉淀 3 向fecl3溶液中通入h2s气体 生成淡黄色沉淀 4 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 5 向fecl3溶液中加入过量fe粉 溶液变成浅绿色 6 将fecl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中 溶液变成蓝色 7 向fecl3溶液中滴入苯酚溶液 溶液变成紫色 8 将饱和fecl3溶液滴入沸水中 生成红褐色fe oh 3胶体 判断正误 正确的画 错误的画 1 加热蒸干氯化铁溶液最终得到fecl3晶体 警示 fecl3水解生成fe oh 3和hcl hcl易挥发 最终得到fe oh 3 受热分解生成fe2o3 2 fe比cu活泼 所以fecl3溶液可以腐蚀线路版上的cu 警示 说明三价铁离子氧化性比铜离子强 与fe比cu活泼无关 3 向某溶液中先滴加少量氯水 再滴加kscn溶液 溶液变为红色 溶液中一定含有fe2 警示 如果原溶液中存在fe3 也是此现象 故无法确定原溶液中一定含有fe2 4 取久置的绿矾 feso4 7h2o 溶于水 加入kscn溶液 溶液变为红色 说明绿矾部分或全部被氧化 警示 溶液变为红色 说明溶液中含有fe3 正确 一 铁及其化合物的相互转化关系 方法微总结 6 fe3 fe2 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 2fe3 s2 2fe2 s 2fe3 cu 2fe2 cu2 2fe3 fe 3fe2 2fe3 2i 2fe2 i2 微典通关3 下列物质反应后一定有 3价铁生成的是 过量的fe与cl2加热时发生反应 fe与过量稀h2so4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 二 fe2 和fe3 的检验1 fe2 的检验方法一 在被检验的溶液中 滴加kscn溶液 无现象 再通入cl2 若变成红色溶液 说明有fe2 存在 鉴别时不能先通氯气 2fe2 cl2 2fe3 2cl fe3 3scn fe scn 3 红色 方法二 在被检验的溶液中加碱 产生白色絮状沉淀 很快白色絮状沉淀转变成灰绿色 最终变为红褐色 证明有fe2 存在 fe2 2oh fe oh 2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 2 fe3 的检验方法一 加入naoh等碱溶液 生成红褐色沉淀 fe3 3oh fe oh 3 红褐色 方法二 加入kscn溶液 溶液变为红色 微典通关4 下列离子的检验方法合理的是 a 向某溶液中滴入kscn溶液呈血红色 说明不含fe2 b 向某溶液中通入cl2 然后再加入kscn溶液变血红色 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项仅能证明溶液中含有fe3 无法证明是否存在fe2 b项加入kscn溶液变红色说明有fe3 至于fe3 是原溶液中就存在还是fe2 被cl2氧化而来 无法确定 d项有无mg2 都存在此现象故无法证明mg2 的存在 答案 c 对点微练 根据试剂判断fe2 fe3 的转化8 下列试剂中 不能使fe2 转化为fe3 的是 氯气 nacl溶液 kmno4溶液 稀硝酸 盐酸 nano3溶液a b c d 应用微提升 答案 d 9 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 硫酸 氯水 硝酸锌 氯化铜a b c d 解析 盐酸中加入硝酸锌 相当于有hno3存在 将fe2 氧化为fe3 答案 d 对点微练 实现转化时试剂的选择10 如何除去括号中的杂质 1 fe2 fe3 2 fecl3 fecl2 3 fecl2 cucl2 4 fe al 5 fe2o3 al2o3 sio2 加过量强碱溶液过滤 加过量铁粉过滤 加氯水或h2o2 加过量铁粉过滤 加过量强碱溶液过滤 对点微练 fe3 fe2 的检验11 为了验证fe3 的性质 某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验 其中实验方案设计错误的是 a b c d 解析 不反应 实验方案及现象均错 检验的是cl 与fe3 的性质无关 答案 c 12 要证明某溶液中不含fe3 而可能含有fe2 进行如下实验操作时 最佳顺序为 加入足量氯水 加入足量kmno4溶液 加入少量nh4scn溶液a b c d 解析 在该溶液中先加入少量nh4scn溶液 溶液不变血红色 无fe3 存在 再加入氯水 将fe2 氧化成fe3 溶液变为血红色 kmno4溶液呈紫红色 溶液颜色变化不明显 所以不用kmno4溶液 答案 c 对点微练 铁及其化合物应用题13 向一定量的稀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 fe3 fe2 fe fe2 f