高中化学必修一铁及其化合物.doc

高中化学必修一铁及其化合物要点一：单质铁的物理及化学性质1、 铁单质的物理性质铁具有金属的通性,具有被 吸引的特性，一般铁粉为黑色，铁块为银白色。2、 化学性质3、注意事项（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。在氯气中燃烧，只生成氯化铁；与稀硝酸反应时则先产生3价铁，若铁过量时则3价铁再变为2价铁；铁在常温下遇到冷的浓硫酸、浓硝酸时发生钝化，属于化学反应。（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。（4） 铁不能与冷、热水反应，但能与水蒸气反应，与水蒸汽反应的产物也是Fe3O4。典型例题1、某稀溶液中含有4mol KNO3和2.5mol H2SO4，向其中加入1.5mol Fe，充分反应（已知NO3被还原为NO）下列说法正确的是（）A反应后生成NO的体积为28 LB所得溶液中c（Fe2+）：c（Fe3+）=1：1C所得溶液中c（NO3）=2.75 mol/LD所得溶液中的溶质只有FeSO4解：溶液中氢离子总物质的量为：n（H+）=2.5mol2=5mol，n（NO3）=4mol，铁粉的物质的量为1.5mol，由 3Fe+2NO3+8H+=3Fe2+2NO+4H2O， 3 2 81.5mol 1mol 4mol，则1.5molFe完全反应时，硝酸根离子与氢离子均过量，则发生Fe+NO3+4H+=Fe3+NO+2H2O，若1.5molFe完全反应时，氢离子不足，则两个反应均发生，Fe+NO3+4H+=Fe3+NO+2H2O x 4x x x3Fe+2NO3+8H+=3Fe2+2NO+4H2O y y y y则：x+y=1.5、4x+y=5，解得：x=0.75mol，y=0.75mol生成NO的体积为（0.75mol+0.75mol）22.4L/mol=28L，A根据分析可知，反应后生成标况下28LNO，不是标况下，NO气体不一定为28L，故A错误；B反应后生成铁离子为0.75mol，亚铁离子为0.75mol，c（Fe2+）：c（Fe3+）=n（Fe2+）：n（Fe3+）=1：1，故B正确；C反应消耗硝酸根离子等于生成NO的量=0.75mol+0.75mol=1.25mol，缺少溶液体积，无法计算溶液中硝酸根离子浓度，故C错误；D反应后中含有硫酸铁和硫酸亚铁，故D错误；故选B变式训练1、向500mL 2mol/L 的CuSO4溶液中插入一块铁片，反应片刻后取出铁片，经洗涤、烘干，称其质量比原来增重2.0g下列说法错误的是（设反应后溶液的体积不变）（）A则此过程中参加反应的铁的质量是14gB析出铜物质的量是0.25molC反应后溶液中溶质物质的量浓度：c（CuSO4）=1.5mol/LD反应后溶液中溶质物质的量浓度：c（FeSO4）=1.5mol/L2、将15g两种金属的混合物投入足量的盐酸中，反应完全后得到11.2L H2 （标准状况），该混合物的组成可能是（）A钠和铁B镁和铜C铝和镁D锌和铁要点二：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+2+3+2，+3稳定性不稳定稳定稳定与H+反应的离子方程式共性高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁要点三：铁的氢氧化物1、 常见的物理及化学性质名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3分类碱碱性质色态白色固体红褐色固体水溶性不溶于水不溶于水与酸反应Fe(OH)2+2H+ Fe2+ 2H2OFe(OH)3+3H+Fe3+3H2O还原性稳定性4Fe(OH)2+ O2+ 2H2O 4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O33H2O（受热分解）制法原理Fe2+2OH- Fe(OH)2Fe3+3OH- Fe(OH)3现象白色絮状沉淀红褐色沉淀二者的关系在空气中，Fe（OH）2能迅速地被氧化成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）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3（2）Fe（OH）2的制备 Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化，生成Fe(OH)3，所以在制备Fe(OH)2时：要确保Fe2溶液中无Fe3，故需加Fe粉，把Fe3转化为Fe2。要尽量减少与O2的接触，故采取加热的方法赶走所需溶液中溶解的O2，冷却后再反应，同时应防止空气中的O2再溶于溶液。常用的方法有两种：典型例题1、如图，已知有以下物质相互转化（1）A转化为B及气体这步反应中应加入的试剂是（填化学式） （2）写出B的化学式 ，F的化学式 （3）写出由G转变成H的化学方程式 （4）写出检验I溶液中阳离子的离子方程式 ；向I溶液中加入A的有关离子反应方程式是 【解答】解：F与硝酸酸化的硝酸银溶液产生白色沉淀J，则F中含有氯离子，J是AgCl，所得溶液焰色反应呈紫色，则溶液中含有钾离子，根据元素守恒知，F为KCl，白色沉淀G在空气中转化为红褐色沉淀H，则G是Fe（OH）2，H是Fe（OH）3，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，则I是FeCl3；B和E发生复分解反应生成KCl和Fe（OH）2，且氯化铁和A反应生成B，则B为FeCl2，A是Fe，E为KOH，由A与试剂反应生成B与气体，则试剂为盐酸、气体为氢气，B与足量的气体C反应生成I，则C为氯气，（1）通过以上分析知，A转化为B及气体这步反应中应加入的试剂是盐酸，故答案为：HCl；（2）由上述分析可知，B的化学式为FeCl2，F的化学式KCl，故答案为：FeCl2；KCl；（3）Fe（OH）2被氧气氧化生成氢氧化铁，反应方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；（3）I是FeCl3，铁离子和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液，所以铁离子可以用硫氰化钾溶液检验，反应离子方程式为：Fe3+3SCN=Fe（SCN）3；氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，反应离子反应方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+，故答案为：Fe3+3SCN=Fe（SCN）3；2Fe3+Fe=3Fe2+变式训练1、在40mL稀硫酸中加入1.6g氧化铁后溶液仍呈酸性，再加入5g 铁粉后，滴入硫氰化钾溶液，没有红色出现，此时溶液尚残留铁粉1.64g，原硫酸溶液的物质的量浓度是（）A4 mol/LB3.5 mol/LC3 mol/LD2 mol/L要点四：铁盐及“铁三角”1、 铁盐、亚铁盐离子Fe2+Fe 3+水溶液中的颜色浅绿色棕黄色氧化还原性既有氧化性，又有还原性只有氧化性离子Fe2+Fe3+与碱的反应Fe2+2OH-=4Fe（OH）2Fe3+3OH-=Fe（OH）32、 记住铁、铜及其化合物的特殊颜色（1）铁及其化合物常见的颜色Fe黑色Fe2(aq)浅绿色Fe3(aq)棕黄色Fe(OH)2白色Fe(OH)3红褐色FeO和Fe3O4黑色Fe2O3红棕色Fe(SCN)3血红色（2）铜及其化合物常见的颜色Cu紫红色CuO黑色Cu2O砖红色Cu（OH）2蓝色Cu2+蓝色3、 “铁三角”的转化关系写出以下反应的离子方程式：_；_；_；_；Fe+HNO3（稀）：Fe+Fe3+：4、Fe2+、Fe3+的鉴别鉴别方法Fe2+Fe3+观察法浅绿色黄色加碱（NaOH）法现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀反应：Fe2+2OHFe(OH)2（白色）4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3（红褐色）现象：红褐色沉淀反应：Fe3+3OHFe(OH)3（红褐色）加盐（SCN）法现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液反应：2Fe2+Cl22Fe3+2ClFe3+3SCNFe(SCN)3（红色）现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色反应：Fe3+3SCNFe(SCN)3（红色）典型例题1、某稀溶液中含有Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO3，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2+的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示则溶液中Fe（NO3）3、Cu（ NO3）2、HNO3物质的量浓度之比为（）A1：1：1B1：3：1C2：1：4D1：1：4解：稀溶液中各物质的氧化性顺序为HNO3Fe （NO3） 3Cu （NO3） 2，加入铁后会依次发生氧化还原反应，Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO+2H2O；Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；从图象中可知铁为1mol时，无Fe2+生成，发生的反应是消耗硝酸为4mol，生成Fe3+1mol；再加入1mol铁发生反应生成Fe2+物质的量为3mol，反应的Fe3+物质的量为2mol，其中原溶液中的Fe3+物质的量1mol；再加入1mol铁发生反应，此时又生成Fe2+物质的量为1mol，说明原溶液中Cu2+物质的量为1mol；综上所述可知原溶液中Fe （NO3） 3为1mol，Cu （NO3） 2物质的量为1mol，HNO3物质的量为4mol，物质的量浓度之比为1：1：4；故选：D。2、用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是（）A若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3+B若有固体存在，则溶液中一定有Fe2+C若溶液中有Cu2+，则一定没有固体析出D若溶液中有Fe2+，则一定有Cu析出【解答】解：A无固体剩余，说明铜全部以铜离子形式存在，加入的铁完全反应，溶液中一定含有Fe2+，可能含有Fe3+，故A错误；B若有固体存在，固体中一定有铜，可能有铁，溶液中一定有含有Fe2+，故B正确；C若溶液中有Cu2+，加入的铁量不足，可能只与Fe3+反应，也可能与Fe3+反应，剩余部分与Cu2+反应生成铜，所以可能有固体析出，故C错误；D当加入的铁较少时，只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+时，不会有铜析出，故D错误；故选：B。变式训练1、向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120mL 4m