《一轮复习导航》： 第18讲 铁铜及其化合物(二).ppt

四氧化三铁溶于盐酸 氢氧化亚铁置于潮湿空气中 氧化铜与乙醇加热发生的反应 硫酸亚铁与氯水 含有稀硫酸的氯化亚铁中加入足量双氧水 氯化铁溶液中通入二氧化硫 氢氧化铁溶于足量氢碘酸 3h2o2 6fecl2 3h2so4fe2 so4 3 4fecl3 6h2o so2 2fecl3 2h2oh2so4 2fecl2 2hcl 课前体验 1 回答下列问题 1 写出下列反应化学反应方程式 fe3o4 8hclfecl2 2fecl3 4h2o 4fe oh 2 2h2o o24fe oh 3 ch3ch2oh cuoch3cho h2o cu 6feso4 3cl22fecl3 2fe2 so4 3 2fe oh 3 6hi2fei2 i2 6h2o 金属单质如铁 铜 i 4价硫元素 2价硫元素等 课前体验 1 回答下列问题 2 能使硫酸亚铁溶液被氧化的试剂可以是能使氯化铁还原的试剂是 氯气 溴水 氧气 高锰酸钾 硝酸 过氧化氢 次氯酸等 课前体验 2 某铁的 氧化物 样品 用5mol l的盐酸140ml恰好完全溶解 所得溶液还能吸收标准状况下0 56l氯气 使其中fe2 全部转化为fe3 该样品可能的化学式是a fe2o3b fe3o4c fe4o5d fe5o7 解析 溶解后溶液中含fe2 物质的量为0 05mol 含有氯离子0 7mol 所以含有fe3 物质的量为0 2mol 又5mol l的盐酸140ml恰好完全溶解推知样品中含有氧原子物质的量0 35mol 所以样品中n fe n o 0 25mol 0 35mol 5 7 3 某溶液中有nh4 mg2 fe2 al3 四种阳离子 若向其中加入过量的氢氧化钠并微热搅拌 再加入盐酸 溶液中大量减少的阳离子是 nh4 mg2 fe2 al3 a b c d 课前体验 解析 加入过量氢氧化钠后加热 溶液中nh4 转化为氨气挥发 fe2 转化为氢氧化亚铁然后再被氧化为氢氧化铁 课前体验 4 某种催化剂为铁的氧化物 化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究 将适量稀硝酸加入少许样品中 加热溶解 取少许溶液 滴加kscn溶液后出现红色 一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为 3的结论 1 请指出该结论是否合理并说明理由 该结论不正确 稀hno3有强氧化性 若该铁的价态为 2价 则被氧化为 3价同样可使kscn溶液变血红色 课前体验 2 请完成对铁元素价态的探究 限选实验仪器与试剂 烧杯 试管 玻璃棒 药匙 滴管 酒精灯 试管夹 3mol l 1h2so4 3 h2o2 6mol l 1hno3 0 01mol l 1kmno4 naoh稀溶液 0 1mol l 1ki 20 kscn 蒸馏水 提出合理假设假设1 假设2 假设3 催化剂中铁元素的价态为 3价 催化剂中铁元素的价态为 2价 催化剂中铁元素的价态既有 3价也有 2价 4 某种催化剂为铁的氧化物 化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究 将适量稀硝酸加入少许样品中 加热溶解 取少许溶液 滴加kscn溶液后出现红色 一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为 3的结论 课前体验 设计实验方案证明你的假设 实验过程根据 的实验方案 进行实验 在下表写出实验操作步骤 预期现象与结论 4 某种催化剂为铁的氧化物 化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究 将适量稀硝酸加入少许样品中 加热溶解 取少许溶液 滴加kscn溶液后出现红色 一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为 3的结论 2 请完成对铁元素价态的探究 限选实验仪器与试剂 烧杯 试管 玻璃棒 药匙 滴管 酒精灯 试管夹 3mol l 1h2so4 3 h2o2 6mol l 1hno3 0 01mol l 1kmno4 naoh稀溶液 0 1mol l 1ki 20 kscn 蒸馏水 课前体验 课前体验 解析 1 稀hno3有强氧化性 若该铁的价态为 2价 则被氧化为 3价同样可使kscn溶液变血红色 2 氧化物中铁的价态有可能有三种情况 只有 2价 只有 3价 同时有 2和 3价 检验难点是溶液中同时有fe2 和fe3 此时要用高锰酸钾来检验是否存在fe2 同时要除去用于溶解样品的硫酸溶液中的氧气 典例精析 例1 一定量fe feo fe2o3的混合物中加入0 5mol l的盐酸400ml 恰好完全溶解 所得溶液中加kscn无血红色出现 若用足量co还原相同质量的此混合物 能得到铁的质量为 a 11 2gb 2 8gc 5 6gd 无法计算 c 解析 依据题意恰好完全溶解时生成fecl2溶液 依据fe2 2cl 可以求出亚铁离子的物质的量为0 1mol 足量co还原混合物后 所有铁元素转化为单质铁 所以可以得到铁的质量为5 6g 典例精析 评注 依据元素守恒快速计算 对题中涉及的各种反应能迅速寻找出规律 例1 一定量fe feo fe2o3的混合物中加入0 5mol l的盐酸400ml 恰好完全溶解 所得溶液中加kscn无血红色出现 若用足量co还原相同质量的此混合物 能得到铁的质量为 a 11 2gb 2 8gc 5 6gd 无法计算 c 典例精析 变式1 在fecl3 cucl2 fecl2的混合溶液中 fe3 cu2 和fe2 的物质的量之比为3 2 1 现加入适量铁粉 使溶液中三种离子物质的量浓度之比变化为1 2 4 则参加反应的铁粉与原溶液fe3 的物质的量之比为 a 2 1b 1 2c 1 3d 1 4 解析 依据题意反应后还有fe3 说明原来溶液中cu2 没有发生反应 因为氧化性fe3 cu2 fe2 设原溶液中含有fe3 为3mol 反应后剩余1mol 所以参加反应的fe3 为2mol 消耗铁粉0 1mol c 典例精析 例2 已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色 现在足量的稀氯化亚铁溶液中 加入1 2滴液溴 振荡后溶液呈黄色 1 甲同学认为这不是发生化学反应所致 则使溶液呈黄色的物质是 填粒子的化学式 下同 乙同学认为这是发生化学反应所致 则使溶液呈黄色的物质是 br2 fe3 能使溶液成黄色的微粒有br2 fe3 典例精析 例2 已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色 现在足量的稀氯化亚铁溶液中 加入1 2滴液溴 振荡后溶液呈黄色 2 为了验证乙同学的判断正确性 请根据下面所提供的可用试剂 用两种方法加以验证 请将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表 实验可供选用试剂 a 高锰酸钾酸性溶液b 氢氧化钠溶液c 四氯化碳d 硫氰化钾溶液e 硝酸银溶液f 碘化钾淀粉溶液 c d 有机层无色 溶液变红 注意题中溴水是很少量的 如果能与氯化亚铁溶液反应 反应完成后仍然有大量的fe2 存在 此时要检验fe3 不可能用氢氧化钠溶液 因为会有大量氢氧化亚铁生成 为此可以两种思路 一种思路证明混合液中不存在溴分子 用四氯化碳萃取后有机层无色 另一种思路是证明混合液中含有fe3 用kscn溶液 典例精析 例2 已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色 现在足量的稀氯化亚铁溶液中 加入1 2滴液溴 振荡后溶液呈黄色 3 若选用淀粉碘化钾溶液来判断哪位同学的推断是正确的 你认为是否可行 理由是 4 在标准状况下 若向100 0ml溴化亚铁溶液中通入268 8ml的c2时有70 的溴被氧化 则原溴化亚铁溶液的物质的量浓度为mol l 所发生反应的离子方程式为 因为br2和fe3 都能把i 氧化成i2 不可以 10fe2 14br 12cl210fe3 24cl 7br2 0 1 br2和fe3 都能把i 氧化成i2 当有70 的溴被氧化时 亚铁离子已经完全被氧化 依据电子得失相等可以求出氯化亚铁的浓度 评注 重点考查亚铁离子 铁离子的检验以及实验设计能力和化学计算能力 某资料说铁锈的成分为fe2o3 h2o和feco3的混合物 根据此记载 某实验兴趣小组设计下列实验来验证其中是否含有碳酸亚铁 取一高度腐蚀的干燥铁钉 称其质量为10 04g 在氮气保护下 充分加热 冷却后称得质量为8 92g 将 得到的残渣投入到5 00mol l的硫酸中 不断添加硫酸直至残渣完全溶解时 恰好用去硫酸31 00ml 整个过程无气体放出 试回答下列问题 典例精析 变式2 1 铁锈中 填 含有 或 不含有 碳酸亚铁 理由是 含有 若干燥铁片中没有碳酸亚铁 则加热时减少的质量都是水 干燥铁片中结晶水的质量为 10 04 18 178 1 015 10 04 8 92 1 12克 实际损失的质量 故损失的质量必有co2 则铁片中必有feco3 加热后质量损失1 12g 如果没有碳酸铁 固体减少的质量就是结晶水 依据化学式可以求出10 04gfe2o3 h2o含有结晶水质量小于1 12g 典例精析 变式2 2 第 步所得的溶液中含有fe3 填 是 或 否 请设计一个实验证明fe3 是否存在 是 向所得溶液中滴加kscn溶液 若出现血红色 说明溶液中含有fe3 如没有出现血红色 说明溶液中无fe3 高度腐蚀的铁钉应该含有fe3 某资料说铁锈的成分为fe2o3 h2o和feco3的混合物 根据此记载 某实验兴趣小组设计下列实验来验证其中是否含有碳酸亚铁 取一高度腐蚀的干燥铁钉 称其质量为10 04g 在氮气保护下 充分加热 冷却后称得质量为8 92g 将 得到的残渣投入到5 00mol l的硫酸中 不断添加硫酸直至残渣完全溶解时 恰好用去硫酸31 00ml 整个过程无气体放出 试回答下列问题 典例精析 变式2 3 锈蚀的铁钉中fe2o3 h2o的质量为 4 锈蚀前铁钉的质量至少多少克 8 9g 答 锈蚀前铁钉的质量至少为 0 05mol 2 0 005mol 0 01mol 56g mol 6 44g 某资料说铁锈的成分为fe2o3 h2o和feco3的混合物 根据此记载 某实验兴趣小组设计下列实验来验证其中是否含有碳酸亚铁 取一高度腐蚀的干燥铁钉 称其质量为10 04g 在氮气保护下 充分加热 冷却后称得质量为8 92g 将 得到的残渣投入到5 00mol l的硫酸中 不断添加硫酸直至残渣完全溶解时 恰好用去硫酸31 00ml 整个过程无气体放出 试回答下列问题 由失重 18n fe2o3 h2o 44n feco3 10 04 8 92由灼烧后质量 160n fe2o3 h2o 72n feco3 56n fe 8 92由硫酸根守恒 3n fe2o3 h2o n feco3 5 00 31 10 3解得n fe2o3 h2o 0 05 n feco3 0 005 n fe 0 01m fe2o3 h2o 178g mol 0 05mol 8 9g 典例精析 备选题 在含nmolfebr2的溶液中 通入cl2 有xmolcl2发生反应 1 当x n 2时 反应的离子方程式为 2 当反应的离子方程式为 3cl2 2fe2 4br 2br2 2fe3 6cl 时 x与n的关系为 3 当fe2 和br 同时被氧化时 x与n的关系是 4 当x n时 反应后氧化产物的物质的量为 5 往50 0mlfebr2溶液中缓慢通入112 0mlcl2 标准状况 溶液中有2 3溴离子未被氧化 求原febr2溶液的物质的量浓度 cl2 2fe2 2fe3 2cl x 1 5n x 0 5n 1 5nmol 1 2mol l 典例精析 解析 依据还原性强弱顺序 fe2 br 当氯气不足时 氯气首先与亚铁离子反应 nmolfebr2中含有fe2 nmol 含有br 2nmol 要将亚铁离子完全氧化需要氯气0 5nmol 要将溴离子完全氧化 需要氯气nmol 1 x0 5n 4 当x n时 亚铁离子完全氧化 溴离子有nmol被氧化 所以氧化产物 氯化铁和溴单质 共有1 5nmol 5 假设febr2物质的量为a 依据电子得失相等有 a 1 2a 1 3 1 0 05 2 解得a 0 06 溶液浓度即可计算 方法指导 一 亚铁盐 fe2 铁盐 fe3 检验 1 fe2 溶液不存在fe3 条件下 检验fe2 可以采用如下方法方法1 先加入kscn溶液 不变色 再加入氯水 或溴水 硝酸 双氧水等 溶液显红色 方法2 直接加入强碱溶液 先产生白色沉淀 后沉淀迅速变为灰绿色 最后变为红褐色 2 fe3 方法1 加入kscn溶液 溶液显红色 方法2 直接加入强碱溶液 生成红褐色沉淀 3 同时含有fe2 和fe3 溶液 1 取少量溶液滴入kscn溶液 如果变红 说明含有fe3 2 另取少量溶液 滴入高锰酸钾酸性溶液 高锰酸钾溶液紫红色褪去 说明含有fe2 方法指导 二 氢氧化亚铁的制取探究 方法1 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溶液时同时加入铁粉 2 加热煮沸除去蒸馏水中溶解的o2 3 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 氢氧化亚铁很容易被空气氧化 所以在制取时应该防止空气的氧化 常用方法有 方法指导 二 氢氧化亚铁的制取探究 氢氧化亚铁很容易被空气氧化 所以在制取时应该防止空气的氧化 常用方法有 方法二 在如图装置中 用naoh溶液 铁屑 稀h2so4等试剂制备 1 在试管 里加入铁屑和稀h2so4 2 在试管 里加入naoh溶液 3 在试管 和 中加入试剂后 打开止水夹 塞紧塞子 检验试管 出口处排出的氢气的纯度 当排出的h2纯净时 再夹紧止水夹 方法指导 二 氢氧化亚铁的制取探究 氢氧化亚铁很容易被空气氧化 所以在制取时应该防止空气的氧化 常用方法有 方法三 电解法如图所示 1 a电极材料为铁 其电极反应式为 fe 2efe2 2 电解质溶液可以是nacl溶液 naoh溶液与cucl2溶液中进行选择 选择电解液d 可以是naoh 此时白色沉淀在电极上生成 也可以是nacl 此时白色沉淀在两极之间的溶液中生成 方法指导 二 氢氧化亚铁的制取探究 氢氧化亚铁很容易被空气氧化 所以在制取时应该防止空气的氧化 常用方法有 方法三 电解法如图所示 3 液体c为苯 其作用是隔绝空气 防止feoh2被空气氧化 在加入苯之前 对溶液进行加热处理的目的是赶走电解液中溶解的氧气 4 为了在较短时间内看到白色沉淀 可以采取的合理措施有适当增大两极间电压或适当缩小两极板间距离 方法指导 二 氢氧化亚铁的制取探究 氢氧化亚铁很容易被空气氧化 所以在制取时应该防止空气的氧化 常用方法有 方法三 电解法如图所示 5 若d改为硫酸钠溶液 当电解一段时间看到白色沉淀后 再反接电源继续电解 除了在电极上看到气泡外 另一明显现象是白色沉淀迅速变成灰绿色 最后变为红褐色 方法指导 三 无水氯化铁 无水硫酸亚铁的制取 1 无水氯化铁制取 1 由氯化铁溶液制取 氯化铁溶液直接蒸干时 由于氯化铁的水解 将不能得到无水氯化铁 因此必须将氯化铁溶液加热浓缩 降温结晶 先获得氯化铁晶体fecl3 6h2o 再将氯化铁晶体在氯化氢气流中加热可以得到无水氯化铁 2 铁粉与干燥的氯气共热制取2 无水硫酸亚铁制取将绿矾feso4 7h2o在保护气 如氮气等 中灼烧即可得到无水feso4 方法指导 四 febr2 fei2分别与氯水反应分析 由于还原性 i fe2 br 当溶液中同时存在三种离子时 通入氯气后发生反应的先后顺序是 i fe2 br 所以可以得到如下方程式 高考回放 2008 北京 由fe2o3 fe cuo c al中的几种物质组成的混合粉末 取样品进行下列实验 部分产物略去 1 取少量溶液x 加入过量的naoh溶液 有沉淀生成 取上层清液 通入co2 无明显变化 说明样品中不含有的物质是 2 z为一种或两种气体 若z只为一种气体 试剂a为饱和nahco3溶液 则反应i中能同时生成两种气体的化学方程式是 若z为两种气体的混合物 试剂a为适量水 则z中两种气体的化学式是 al c 2h2so4 浓 co2 2so2 2h2o no co2 高考回放 2008 北京 由fe2o3 fe cuo c al中的几种物质组成的混合粉末 取样品进行下列实验 部分产物略去 3 向y中通入过量氯气 并不断搅拌 充分反应后 溶液中的阳离子是 填写离子符号 4 取y中的溶液 调ph约为7 加入淀粉ki溶液和h2o2 溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成 当消耗2moli 时 共转移3mol电子 该反应的离子方程式是 cu2 fe3 h 2fe2 3h2o2 4i 2fe oh 3 2i2 高考回放 2008 北京 由fe2o3 fe cuo c al中的几种物质组成的混合粉末 取样品进行下列实验 部分产物略去 5 另取原样品 加入足量稀硫酸充分反应 若溶液中一定不会产生y中的红色固体 则原样品中所有可能存在的物质组合是 各组合中的物质用化学式表示 cuo c cuo c fe2o3 高考回放 解决问题的基本出发点是 能与fe2o3 fe cuo c al物质反应产生两种气体的浓酸不可能是浓盐酸 如果是浓硫酸 可以与fe c al单质发生氧化还原反应 浓硫酸被还原为so2 c被氧化co2 fe和al被氧化为fe3 和al3 如果是浓硝酸 则两种气体是so2和no2 其变化与加浓硫酸的反应相同 无论是那种浓酸均可以使两种氧化物