（通用版）高考化学微一轮复习 第10讲 铁及其重要的化合物学案.doc

第10讲铁及其重要的化合物考纲要求1.掌握铁的主要性质及应用。2.掌握铁的重要化合物的主要性质及应用。3.能鉴别溶液中的fe2、fe3。考点一铁的性质1位置、物理性质铁位于元素周期表的第四周期族，主要化合价为2、3，在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。铁具有金属的通性，具有被磁铁吸引的特性。2化学性质(写出化学方程式或离子方程式)【多维思考】1铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？提示：化学变化。2fecl2、fecl3是否都可以通过化合反应制取？提示：都可以。铁与氧化剂反应后的价态判断方法(1)铁与弱氧化剂(如s、i2、h、fe3、cu2)等反应所得产物为fe2，铁元素的价态为2价。(2)铁与强氧化剂(如cl2、br2、浓h2so4、硝酸等)反应所得产物为fe3，铁元素的价态为3价。(3)铁在纯氧中燃烧以及在高温下与h2o(g)反应得到的产物为fe3o4，铁元素的价态为2、3价。考向一铁的存在和性质1下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()陈述陈述判断a铁是地壳中含量最高的金属元素铁是人类最早使用的金属材料对；对；有b常温下铁与稀硫酸反应生成氢气高温下氢气能还原氧化铁得到铁对；对；无c铁元素属于过渡元素铁和铁的某些化合物可用作催化剂错；对；无d在空气中铁表面形成致密氧化膜铁不能与氧气反应对；对；有解析：a项，地壳中含量最高的金属元素是al，错，最早使用的金属是铜，错；c项，陈述、都正确，且有因果关系；d项，铁在空气中易形成铁锈，而不是致密的氧化膜，且铁与氧气反应，、均错。答案：b2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：纯铁为银白色，a错；铁在硫蒸气中燃烧生成fes，b错；3fe4h2o(g)fe3o44h2，d错。答案：c考向二铁反应后元素价态的判断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kno3fe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ab.c d解析：fe与cl2反应只生成fecl3；fe与s反应生成fes；fefe2fe3；fe2fe3；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。答案：d4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。解析：向稀hno3中加入铁粉，开始时稀hno3过量应生成fe3，故ab段铁元素以fe3形式存在。随着铁粉的增加，溶液中的fe3与fe反应生成fe2，故bc段铁元素以fe2、fe3形式存在。fe3全部转化成fe2后，铁粉不再溶解，故cd段铁元素以fe、fe2形式存在。答案：(1)(2)(3)考点二铁的氧化物与氢氧化物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=fe22fe34h2o2.铁的氢氧化物化学式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受热分解分解产物复杂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)3两者的关系在空气中，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【多维思考】1盐酸、氢碘酸均是强酸，fe(oh)3分别与它们反应有何不同？写出有关的反应方程式？提示：fe(oh)3悬浊液遇到盐酸、氢碘酸均能使红褐色沉淀溶解，但hi具有较强的还原性，能被fe3氧化为i2，使溶液颜色变深，故hcl与fe(oh)3反应只是中和反应：fe(oh)33hcl=fecl33h2o，而hi与fe(oh)3反应为氧化还原反应，反应方程式为2fe(oh)36hi=2fei2i26h2o。2用feso4溶液和naoh溶液制备fe(oh)2沉淀，应注意哪些问题？提示：(1)配制feso4溶液和naoh溶液的蒸馏水要加热煮沸以除去蒸馏水中的o2；(2)用长滴管吸取naoh溶液插入feso4溶液液面以下挤出。1铁的氧化物组成的判断方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为mn，则氧化物中n(fe)n(o)a：b，若ab11，则铁的氧化物为feo；若ab23，则铁的氧化物为fe2o3；若ab34，则铁的氧化物是fe3o4，或feo与fe2o3按物质的量比11的混合物，或feo、fe2o3、fe3o4的混合物其中feo、fe2o3物质的量之比为11，fe3o4为任意值。2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。图3考向一铁的氧化物、氢氧化物的组成与性质1把少量废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤，除去杂质，在滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为()afe(oh)3；fe2o3bfe(oh)2；feocfe(oh)2、fe(oh)3；fe3o4 dfe2o3；fe(oh)3解析：红褐色沉淀应为fe(oh)3，因为加入hno3，fe(oh)2不存在；fe(oh)3受热分解生成fe2o3。答案：a2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()a121b211c131 d.113解析：混合物中，n(fe)n(o)34，故feo与fe2o3按物质的量11混合，d项符合要求。答案：d考向二fe(oh)2的制备3用下列方法可制得白色的fe(oh)2沉淀：用不含fe3的 feso4溶液与用不含o2的蒸馏水配制的naoh溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述feso4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的o2常采用_的方法。(3)生成白色fe(oh)2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_。解析：(1)fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；fe2易被空气中的o2氧化，要加fe粉防止fe2被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的o2较少。答案：(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的fe(oh)2沉淀接触o24下列各图示中能较长时间看到fe(oh)2白色沉淀的是_(填序号)。解析：因为fe(oh)2在空气中很容易被氧化为红褐色的fe(oh)3，即4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，因此要较长时间看到fe(oh)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。、原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的fe(oh)2处在氢气的保护中；的原理为铁作阳极产生fe2，与电解水产生的oh结合生成fe(oh)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将fe(oh)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。答案：考点三fe2、fe3的性质及检验1“铁三角”的转化关系写出上述转化关系中标号反应的离子方程式：2fe3fe=3fe2；2fe3h2s=2fe2s2h；2fe2h2o22h=2fe32h2o；3fe2no4h=3fe3no2h2o。2fe2和fe3的检验(1)fe2的检验：先加kscn溶液，无明显现象，再加氯水出现红色，反应的离子方程式：cl22fe2=2cl2fe3、fe33scnfe(scn)3。(2)fe3的检验：滴加kscn溶液，生成红色溶液，反应的离子方程式为fe33scnfe(scn)3。【多维思考】1如何除去fecl3溶液中的fe2？提示：加一定量的氯水或h2o2溶液。2fe2与no能否大量共存？若向其中再加入少量盐酸，情况又会如何？提示：fe2与no能大量共存，但在酸性条件下no能将fe2氧化成fe3而不能大量共存。3检验fe2时能不能先加氯水再加kscn溶液？为什么？提示：不能，因为若溶液中含有fe3时，就无法排除其干扰。fe2、fe3的转化应用除杂主要成分杂质除杂方法fecl3fecl2加入氯水或h2o2fecl2fecl3加过量铁粉后过滤fecl2cucl2加过量铁粉后过滤考向一fe2与fe3之间的转化1如何除去括号中的杂质？(1)fe2(fe3)：_；(2)fecl3(fecl2)：_；(3)fecl2(cucl2)：_；(4)fe2o3(al2o3、sio2)：_。答案：(1)加过量铁粉，过滤(2)加氯水或h2o2(3)加过量铁粉，过滤(4)加过量强碱溶液，过滤2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。(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_，分离得到的固体主要成分是_，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_。解析：fecl3溶液蚀刻铜箔的离子方程式为2fe3cu=2fe2cu2，得到的废液中含有fecl3、cucl2、fecl2。答案：(1)2fe3cu=2fe2cu2(2)反应掉fecl3、cucl2fe、cu加入足量稀盐酸过滤(3)4fecl24ca(oh)2o22h2o=4fe(oh)34cacl2考向二探究fe2与fe3的性质3某班同学用如下实验探究fe2、fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 moll1的溶液。在fecl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取2 ml fecl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴kscn溶液，溶液变红，说明cl2可将fe2氧化。fecl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 ml fecl2溶液中先加入0.5 ml煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴kscn溶液，溶液变红，煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 ml 0.1 moll1 ki溶液，加入6 ml 0.1 moll1 fecl3溶液混合。分别取2 ml此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加入1 ml ccl4充分振荡、静置，ccl4层显紫色；第二支试管中加入1滴k3fe(cn)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入1滴kscn溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在i过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有h2o2溶液的试管中加入几滴酸化的fecl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_；生成沉淀的原因是_(用平衡移动原理解释)。解析：(1)fe2具有很强的还原性，易被空气中的o2氧化为fe3，在fecl2溶液中加入少量铁屑，可防止fe2被氧化。(2)fe2被氧化为fe3，cl2被还原为cl，反应的离子方程式为2fe2cl2=2fe32cl。(3)o2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除o2对实验的影响。(4)ki溶液与fecl3溶液反应的离子方程式为2i2fe3=i22fe2。k3fe(cn)6是检验fe2的试剂。实验溶液变红，说明溶液中仍存在fe3，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。(5)酸化的fecl2溶液与h2o2反应，fe2被氧化为fe3，h2o2被还原为h2o，反应的离子方程式为h2o22fe22h=2fe32h2o。fe3对h2o2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2h2o22h2oo2，故溶液中产生气泡。由于h2o2分解反应放热，促使fe33h2ofe(oh)33h平衡右移，最终出现fe(oh)3红褐色沉淀。答案：(1)防止fe2被氧化(2)2fe2cl2=2fe32cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)fe2fe3可逆反应(5)2fe2h2o22h=2fe32h2ofe3催化h2o2分解产生o2h2o2分解反应放热，促进fe3的水解平衡正向移动 1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)(2017高考江苏卷，7a)fefecl2fe(oh)2()(2)(2017高考江苏卷，9a)无色透明的溶液中： fe3、mg2、scn、cl 能大量共存()(3)(2017高考江苏卷9c)c(fe2)1 moll1的溶液中：k、nh、mno、so能大量共存()(4)(2016高考四川卷，2b)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，则常温下铁与浓硫酸一定没有发生化学反应()(5)(2016高考全国卷，7b)根据铁比铜金属性强，在实际应用中可用fecl3腐蚀cu刻制印刷电路板()(6)(2016高考全国卷，10c)配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释()(7)(2016高考海南卷)将铁屑放入稀hno3中证明fe比h2活泼()(8)(2015高考重庆卷，4a)观察fe(oh)2生成()(9)(2015高考天津卷，2a)在溶液中加kscn，溶液显红色，证明原溶液中有fe3，无fe2()(10)(2015高考山东卷，11b)向某溶液中滴加氯水后再加入kscn溶液，溶液呈红色，则溶液中一定含有fe2()(11)(2015高考四川卷，1a改编)铁粉作食品袋内的脱氧剂，铁粉起还原作用()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)2(2017高考全国卷)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加kscn溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：_、_。(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关k1和k2)(设为装置a)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置a称重，记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。 仪器b的名称是_。将下列实验操作步骤正确排序_(填标号)；重复上述操作步骤，直至a恒重，记为m3 g。a点燃酒精灯，加热b熄灭酒精灯c关闭k1和k2 d打开k1和k2，缓缓通入n2e称量a f冷却到室温根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x_(列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使x_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置a接入下图所示的装置中，打开k1和k2，缓缓通入n2，加热。