高考化学一轮复习 第三章 金属及其化合物 3 铁及其重要化合物课件.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 核心知识通关 1 铁的原子结构 铁位于元素周期表中第 周期 族 原子结构示意图为 最外层有2个电子 在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为 价或 价 4 2 3 2 铁的物理性质 1 共性 具有 金属光泽和良好的延展性 是电和热的良导体 2 特性 能被 吸引 纯铁有很强的抗腐蚀能力 银白色 磁铁 3 铁的化学性质 1 与非金属单质的反应 与o2的反应 常温 铁被腐蚀生成铁锈 其主要成分为 点燃 与cl2的反应 与s的反应 fe2o3 3fe 2o2fe3o4 2fe 3cl22fecl3 fe sfes 2 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 3 与酸的反应 与非氧化性酸反应的离子方程式 与氧化性酸 遇冷的浓硫酸或浓硝酸 与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸 浓硝酸反应无h2产生 3fe 4h2o g fe3o4 4h2 fe 2h fe2 h2 钝化 4 与某些盐溶液的反应 与cuso4溶液反应的离子方程式 与fecl3溶液反应的离子方程式 fe cu2 fe2 cu fe 2fe3 3fe2 5 铁与稀硝酸反应产物的判断 硝酸过量时 生成fe3 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o fe过量时生成fe2 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 产物为 产物为 产物为 fe no3 3 fe no3 2 fe no3 2 fe no3 3的混合物 4 铁的氧化物和氢氧化物 1 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 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 2fe oh 3 fe2o3 3h2o 灰绿 红褐 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 特别提醒 1 fe与cl2反应生成fecl3而不是fecl2 fe与s反应生成fes而不是fe2s3 fe与盐酸反应生成fecl2而不是fecl3 fe与i2反应生成fei2而不是fei3 2 在解决与铁有关的问题时 要熟记有关铁元素的特征颜色与性质 如 fe oh 3为红褐色 fe2o3为红棕色等 fe3 与scn 反应溶液显红色 fe2 与oh 反应时沉淀颜色的特征变化等 3 fe3o4的组成可用氧化物的形式表示为feo fe2o3 即有1 3的铁显 2价 2 3的铁显 3价 4 fe no3 2溶液酸化后 h 具有强氧化性 会将fe2 氧化成fe3 方法规律 制备fe oh 2常用的三种方法方法一 有机覆盖层法将吸有naoh溶液的胶头滴管插到液面以下 并在液面上覆盖一层苯或煤油 不能用ccl4 以防止空气与fe oh 2接触发生反应 如图1所示 方法二 还原性气体保护法用h2将装置内的空气排尽后 再将亚铁盐与naoh溶液混合 这样可长时间观察到白色沉淀 如图2所示 方法三 电解法用铁作阳极 电解nacl 或naoh 溶液 并在液面上覆盖苯 或煤油 如图3所示 高考模拟精练 1 下列说法中正确的是 a 2013 广东高考 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变红 所以铁与水蒸气在高温下发生反应 b 2014 北京高考 中为铁粉与水蒸气加热 中为肥皂水冒泡 由 中现象能证实 中发生了反应 c 2014 江苏高考 氧化铁能与酸反应 所以可用于制作红色颜料d 2014 天津高考 铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性 解析 选d 铁与水蒸气在高温下反应生成fe3o4和氢气 fe3o4为黑色 故a选项错误 即使没有发生反应 水蒸气也会使 中的肥皂水冒泡 故b选项错误 氧化铁可用于制作红色颜料 与其和酸反应没有关系 故c选项错误 2 2016 成都模拟 2015年9月3日 在天安门广场举行了隆重的庆祝抗日战争胜利70周年阅兵仪式 展现了我国强大的综合国力 坦克 导弹的制造材料主要是各种金属的合金 钢铁便是其中十分重要的一种 下列关于铁的说法中 正确的是 a 铁元素属于过渡元素 其原子序数为26b 单质铁与浓硫酸在常温下不反应c 铁单质只具有还原性 其阳离子只具有氧化性d 与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率 纯铁比生铁的快 解析 选a 铁是26号元素 属于第 族元素 为过渡元素 故a正确 常温下 铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应 但并不是铁和浓硫酸不反应 故b错误 亚铁离子既有还原性 也有氧化性 故c错误 纯铁和稀盐酸不能构成原电池 生铁中铁 碳 盐酸构成原电池 能加快反应速率 所以生铁反应速率比纯铁快 故d错误 3 2016 厦门模拟 等量的铁分别与足量的盐酸 水蒸气在一定的条件下充分反应 则在相同的条件下 产生氢气的体积比是 a 1 1b 3 4c 2 3d 4 3 解析 选b 设fe的物质的量为1mol 则 fe 2hcl fecl2 h2 1mol1mol3fe 4h2o g fe3o4 4h21molmol相同条件下体积之比等于物质的量之比 则两反应中生成氢气体积之比为1mol mol 3 4 4 2016 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 2016 潍坊模拟 如图两圆相交部分a b c d分别表示两物质间的反应 下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是 a fe 4h fe3 no 2h2ob fe3o4 8h fe2 2fe3 4h2oc fe oh 3 3h fe3 3h2od 3fe oh 2 10h 3fe3 no 8h2o 解析 选b fe3o4与足量稀硝酸反应时 fe2 会被氧化为fe3 正确的离子方程式为3fe3o4 28h 9fe3 no 14h2o 2 向600ml0 5mol l 1的硫酸溶液中加入一定量的fe2o3 cu的混合物 恰好使混合物完全溶解 所得溶液中不含fe3 若用过量的co在高温下还原相同质量的原混合物 固体减少的质量为 a 6 4gb 4 8gc 2 4gd 1 6g 解析 选b 设fe2o3 cu的物质的量分别是x和y 则根据反应 3h2so4 fe2o3 3h2o fe2 so4 3 fe2 so4 3 cu 2feso4 cuso4可知 x y 消耗硫酸是3x 所以x 0 1mol 则混合物中氧元素的质量是3x 16g mol 1 4 8g 则固体减少的质量就是4 8g 3 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 4 纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一 共沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法 其流程如图所示 下列说法错误的是 a 保存溶液a时 应加入少量铁粉b 其制备反应类型不属于氧化还原反应c 取滤液进行焰色反应 火焰为黄色d feso4 7h2o和fecl3 6h2o的物质的量之比最好应为2 1 解析 选d fe2 易被空气中的氧气氧化 所以在保存含fe2 的溶液时 需要加入铁粉以防止其被氧化 a项正确 反应中无元素化合价的变化 所以不是氧化还原反应 b项正确 滤液中含有na 所以进行焰色反应时火焰为黄色 c项正确 fe3o4可写成feo fe2o3 所以n fe2 n fe3 1 2 d项错误 考点二 铁三角 及fe2 和fe3 的检验 核心知识通关 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 浅绿色 棕黄色 不显红色 显红色 变红 溴水褪色 无现象 紫色褪去 无现象 灰绿色 红褐色 特别提醒 fe2 fe3 检验须知 1 检验fe2 时不能先加氯水后加kscn溶液 当溶液的浓度较稀时 利用观察法或加naoh溶液的方法都不宜检验fe2 和fe3 的存在 2 检验fe2 和fe3 混合溶液时 要分两次分别检验fe2 和fe3 检验fe2 时要选择酸性高锰酸钾溶液 检验fe3 时最好选择kscn溶液 高考模拟精练 1 2016 长沙模拟 在fe2 so4 3溶液中 加入ag铜 完全溶解后 再加bg铁 充分反应后得到cg残余固体 且a c 则下列说法正确的是 a 残余固体是铜和铁b 最后得到的溶液中一定含有cu2 c 将残余固体加入稀硫酸中 有气泡产生d 最后得到的溶液中可能含有fe3 解析 选b 此题发生的反应有2fecl3 cu 2fecl2 cucl2 cucl2 fe fecl2 cu 还可能发生2fecl3 fe 3fecl2 依元素守恒可知 agcu完全溶解后 变为agcu2 若加入足量的fe 可将cu2 全部转化为单质铜 甚至还有铁与fecl3反应 此时a c 可知加入的铁是不足量的 即有部分cu2 未被置换 出来 剩余固体为cu 不可能有铁剩余 有铜剩余 则溶液中一定不存在fe3 且铜与稀硫酸不反应 故a c d错误 b正确 2 下列说法中正确的是 a 2015 天津高考 在溶液中加kscn 溶液显红色 证明原溶液中有fe3 无fe2 b 2015 山东高考 向某溶液中滴加氯水后再加入kscn溶液 溶液呈红色 则原溶液中一定含有fe2 c 2014 四川高考 检验fe no3 2晶体是否氧化变质的方法是将fe no3 2样品溶于稀h2so4后 滴加kscn溶液 观察溶液是否变红d 2014 安徽高考 fe2 so4 3和ki溶液反应的离子方程式 2fe3 2i 2fe2 i2 解析 选d 在溶液中加kscn 溶液显红色 证明原溶液中可能有fe3 也可能含有fe2 故a选项错误 向某溶液中滴加氯水后再加入kscn溶液 溶液呈红色 则原溶液中不一定含有fe2 可能原来就有fe3 故b选项错误 fe no3 2样品溶于稀h2so4后 发生了反应3fe2 4h 3fe3 no 2h2o 不论样品是否变质 滴加kscn溶液后都会变红 故c选项错误 3 2016 长沙模拟 fecl3 cucl2的混合溶液中加入铁粉 充分反应后仍有固体存在 下列判断不正确的是 a 加入kscn溶液一定不变红色b 溶液中一定含fe2 c 溶液中一定不含cu2 d 剩余固体中一定含cu 解析 选c 混合溶液中加入铁粉先后发生的反应是fe 2fecl3 3fecl2 fe cucl2 fecl2 cu 反应后仍有固体存在 说明溶液中一定无fe3 加入kscn溶液一定不变红色 故a正确 溶液中无fe3 一定含fe2 故b正确 若只发生了第一个反应或发生第二个反应时铁不足 溶液中会含cu2 故c错误 因为铁单质和铜离子不能共存 反应后固体不可能只有铁 故d正确 4 2016 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 若使用氢氧化钠溶液 产品中容易混入na 所以选b 4 nh4hco3受热易分解 高温会促进fe2 水解 答案 1 fe2 fe3 2 b 3 生成白色沉淀 迅速变为灰绿色 最终变为红褐色fe2 oh fe oh 2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 4 防止nh4hco3在较高温时分解并减少fe2 水解 5 4feco3 o22fe2o3 4co2 5 2016 莱芜模拟 实验室为探究铁与浓硫酸的反应 并验证so2的性质 设计如图所示装置进行实验 请回答下列问题 1 实验时a中导管a插入浓硫酸中 可使b中的溶液不发生倒吸 其原因是 2 d装置的作用是 实验结束时需从a导管通入大量空气 其目的是 3 欲探究a装置中反应后铁元素的价态 设计实验方案如下 将反应后试管中的溶液稀释 取少量溶液 滴入3 5滴 溶液 若溶液呈红色 则证明含有fe3 否则不含fe3 取少量溶液 滴入3 5滴 溶液 若溶液褪色 则证明含有fe2 否则不含fe2 若实验证明反应后的溶液中只含有fe3 则a中反应的化学方程式是 解析 1 a装置试管中气体压强减小时 空气从导管a进入a装置 a导管起平衡气压的作用 防止b中的溶液倒吸入a中 2 根据d装置的组成 so2使品红溶液褪色验证so2的漂白性 加热褪色后的溶液红色复原证明生成物的不稳定性 实验结束时需从a导管通入大量空气 使装置中残留的so2气体完全被e装置吸收 以防止污染环境 3 检验铁离子用kscn溶液 检验亚铁离子用酸性kmno4溶液 铁与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铁 二氧化硫和水 2fe 6h2so4 浓 fe2 so4 3 3so2 6h2o 答案 1 a装置试管中气体压强减小时 空气从导管a进入a装置 a导管起平衡气压的作用 2 验证so2的漂白性和生成物的不稳定性使装置中残留的so2气体完全被e装置吸收 以防止污染环境 3 kscn酸性kmno42fe 6h2so4 浓 fe2 so4 3 3so2 6h2o 加固训练 1 2016 大连模拟 向某晶体的溶液中加入含fe2 的溶液无明显变化 当滴加几滴溴水后 混合液出现红色 由此得出的下列结论错误的是 a fe3 的氧化性比溴的氧化性强b 该晶体中一定含有scn c fe2 与scn 不能形成红色化合物d fe2 被溴氧化成fe3 解析 选a 该晶体的溶液中没有与fe2 发生反应的离子 当加入溴水后 fe2 一定被氧化成fe3 此时溶液出现红色 说明原晶体中含有scn 可判断出b c d均正确 在br2与fe2 反应中 fe3 是氧化产物 br2是氧化剂 所以br2的氧化性比fe3 的氧化性强 选项a符合题意 2 2016 郑州模拟 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 a 2fe3 fe 3fe2 成立说明氧化性 fe3 fe2 b 25 ph 0的溶液中 al3 fe2 可以大量共存c 5 6g铁与足量的氯气反应失去电子为0 2mold 硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液 fe2 2h2o2 4h fe3 4h2o 解析 选a ph 0的溶液呈强酸性 fe2 h 不能大量共存 b项不正确 c项应为0 3mol 不正确 d项电荷不守恒 得失电子不守恒 不正确 3 某溶