高考化学总复习 第3章 第3节 铁及其重要化合物课件 新人教版必修1.ppt

第三章金属及其化合物 第三节铁及其重要化合物 必修部分 一 铁的性质1 1 如何分离铁和硫的混合物 2 单质铁与cl2和s单质反应 产物的价态相同吗 3 用铁制品可以运输浓硝酸和稀硝酸吗 提示 1 利用铁磁性 2 不一样 与cl2反应生成 3价的铁 与s反应只生成 2价 3 不能运输稀硝酸 1 物质性质铁是色金属 熔沸点 抗腐蚀性强 能被吸引 具有金属的一般物理性质 银白 较高 磁铁 2 化学性质 1 与非金属反应 3 与酸的反应 fe h2so4 feso4 h2 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 钝化 4 与盐溶液的反应 二 铁的重要化合物2 1 fe3o4中fe元素的价态是多少 2 氢氧化铁与hi溶液仅发生中和反应吗 3 配制fecl2溶液应注意什么 1 铁的氧化物 红棕色粉末 fe2o3 6h 2fe3 3h2o fe3o4 8h fe2 2fe3 4h2o 2 铁的氢氧化物 fe oh 2 2h fe2 2h2o fe oh 3 3h fe3 3h2o fe oh 3 3h fe3 3h2o 白 红褐 fe2 2oh fe oh 2 fe3 3oh fe oh 3 灰绿 红褐 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 1 常温下 把铁片投入到下列溶液中 铁片溶解 溶液质量增加 但没有气体产生的是 a fe2 so4 3溶液b 浓硝酸c 稀盐酸d znso4溶液解析 常温下铁在浓硝酸中钝化 铁与稀盐酸反应生成fecl2和h2 铁与znso4溶液不发生反应 fe与fe2 so4 3溶液反应生成feso4 答案 a 2 为了检验某fecl2溶液是否变质 最好向溶液中加入 a naoh溶液b 铁片c kscn溶液d 石蕊溶液解析 fe2 易被氧化成fe3 而变质 故需检验有无fe3 存在即可 答案 c 3 下列物质的制备操作 可以达到实验目的的是 a 向氯化铁溶液中不断加入氢氧化钠溶液制备氢氧化铁胶体b 用铜粉和硫粉混合加热制备硫化铜c 用铁做阳极电解硫酸钠溶液可以制得氢氧化亚铁d 向铝盐溶液中不断滴入过量烧碱溶液制备al oh 3解析 a中只能制得fe oh 3沉淀而得不到胶体 b中只能得到cu2s d中铝盐与过量的烧碱最后生成偏铝酸盐 答案 c 4 某厂的酸性工业废水中含有一定量的fe3 cu2 au3 等离子 有人设计了图中的工艺流程 利用常用的酸 碱和工业生产中的废铁屑 从废水中回收金 并生产一定量的铁红和氧化铜 填写下列空白 1 图中标号处需加入的相应物质分别是 2 写出 处发生反应的离子方程式 写出 处发生反应的化学方程式 3 铁红的化学式为 分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途 铁红 氧化铜 处加入稀硫酸以除去铜 金中过量的铁屑 并将过滤后的硫酸亚铁溶液与含fe2 的e溶液相混合 处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开 处将得到的铜离子用氢氧化钠转化为氢氧化铜沉淀 从而再受热分解为氧化铜 处加入氢氧化钠将亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀 再利用空气将其转化为氢氧化铁沉淀 最终受热分解为铁红 氧化铁 答案 1 铁屑 稀硫酸 稀硝酸 氢氧化钠 氢氧化钠 合理即可 2 fe 2h fe2 h2 2fe3 fe 3fe2 cu2 fe cu fe2 2au3 3fe 2au 3fe2 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 3 fe2o3用作红色涂料用作制造铜盐的原料 合理即可 1 铁三角 中的转化关系 2 除杂方法 括号中为杂质 fe2 fe3 加过量铁粉过滤 fecl3 fecl2 加氯水 fecl2 cucl2 加过量铁粉过滤 fe al fe2o3 al2o3 sio2 加过量强碱溶液过滤 某稀溶液中含有fe no3 3 cu no3 2 hno3 若向其中逐渐加入铁粉 溶液中fe2 浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示 则稀溶液中fe no3 3 cu no3 2 hno3物质的量浓度之比为a 1 1 1b 1 3 1c 3 3 8d 1 1 4 解析 据氧化性由强到弱的顺序hno3 fe3 cu2 可知随铁粉的增加 反应的方程式分别为 4hno3 fe fe no3 3 no 2h2o4mol1mol1mol2fe no3 3 fe 3fe no3 22mol1mol3molcu no3 2 fe fe no3 2 cu1mol1mol1mol 所以原溶液中 fe no3 3 cu no3 2 hno3的物质的量之比为 2mol 1mol 1mol 4mol 1 1 4 答案 d fe与硝酸反应的定量分析 1 铁与浓硝酸在常温下钝化 在加热时剧烈反应 2 fe与稀硝酸反应时 产物取决于二者的相对量 可能发生如下反应 fe不足量时 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o fe过量时 3fe 8hno3 稀 3fe no3 2 2no 4h2o 铁与稀硝酸反应有关量的问题 可用数轴表示为 迁移应用 1 把7 2g铁粉投入某硝酸溶液中 充分反应剩余固体1 6g 产生no2和no的混合气体0 08mol 若不考虑n2o4的存在 则原hno3溶液中hno3的物质的量为 a 0 34molb 0 38molc 0 28mold 0 2mol 答案 c 1 溶液颜色含有fe2 的溶液显浅绿色 含有fe3 的溶液显棕黄色 2 用kscn溶液和氯水 流程 有关反应 2fe2 cl2 2fe3 2cl fe3 3scn fe scn 3 红色 3 用naoh溶液 流程 有关反应 fe3 3oh fe oh 3 红褐色沉淀 fe2 2oh fe oh 2 白色沉淀 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 4 利用fe3 的氧化性 5 利用fe2 的还原性 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 2013 惠州模拟 某同学在一只烧杯里装入一定量的纯铁粉 加入200ml6mol l的硝酸 铁粉恰好溶解 请探究产物中铁元素价态 1 提出假设 假设1 产物只有 2价铁 假设2 假设3 2 设计实验 取反应所得溶液分别装入甲 乙两支试管 在甲中滴加酸性kmno4溶液 在乙中滴加kscn溶液 观察现象 推测实验现象与结论 若现象为 则假设1正确 若现象为 则假设2正确 若现象为 则假设3正确 解析 一定量的铁粉加入硝酸 稀 铁粉恰好溶解 fe的存在形式可能有3种 fe2 fe3 fe2 fe3 检验所用试剂kmno4 h 检验fe2 kscn溶液检验fe3 答案 1 假设2 产物中只有 3价铁元素假设3 产物中既有 2价又有 3价铁元素 2 甲试管溶液紫色褪去 乙试管没有明显变化 甲试管溶液无明显变化 乙试管溶液变红色 甲试管溶液颜色褪去 乙试管溶液变红色 迁移应用 2 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 答案 c 实验探究 fe oh 2的制备feo与h2o不反应 可选用fe2 与强碱溶液反应制取fe oh 2 但fe oh 2易被氧化 因此在配制时要创造一个无氧环境尽量避免它与空气接触 1 配制溶液时 要用煮沸过的蒸馏水来配制naoh溶液和fe2 的溶液 2 操作时 一般先取fe2 的溶液盛入试管中 然后用长的胶头滴管吸取刚配制的naoh溶液插到fe2 的溶液液面以下挤出 即使这样fe oh 2也只能存在很短的时间 现象不明显 3 实验时通常在fe2 的盐溶液液面上方覆盖一层植物油或苯 将fe2 的盐溶液与空气隔开 这样fe oh 2的存在时间稍长一些 用下面三种方法均可制得fe oh 2白色沉淀 方法一用不含fe3 的feso4溶液与不含o2的蒸馏水配制的naoh溶液反应制备 1 用硫酸亚铁晶体配制上述feso4溶液时还需要加入 2 除去蒸馏水中溶解的o2常采用 的方法 3 制取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 方法二在如图所示的装置中 用naoh溶液 铁屑 稀h2so4等试剂制备 4 在试管 里加入的试剂是 5 在试管 里加入的试剂是 6 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 7 这样生成的fe oh 2沉淀能较长时间保持白色 理由是 方法三利用电解实验可以制得纯净的fe oh 2白色沉淀 如图所示 已知两电极的材料分别为石墨和铁 8 a电极的材料应为 电极反应式为 9 电解液c可以是 填编号 a 纯水b nacl溶液c naoh溶液d cucl2溶液 10 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 11 为了在较短时间内看到白色沉淀 可采取的措施是 填编号 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 12 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 解析 方法一 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 使被氧化的fe3 还原成fe2 2 气体的溶解度是随温度升高而降低的 所以煮沸后的蒸馏水中溶解的o2变少 方法二 两支试管 试管 是开口式 无法用产生的气体将液体压入试管 中 所以制取feso4应在试管 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 再经过止水夹的导管通入试管 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的o2氧化 使得fe oh 2能保存较长时间 方法三 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 当fe2 与oh 接触时有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 当选其他溶液时 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