XX届高考第一轮复习第36讲 铁和铁的化合物教案

XX届高考第一轮复习第36讲 铁和铁的化合物教案 人教大纲版09届高考化学总复习第36讲铁和铁的化合物复习教案【考纲要求】 1、铁在元素周期表中的位置、原子结构和性质； 2、铁的氧化物、氢氧化物的性质、制备、用途；2+3+ 3、Fe、Fe离子的性质、互相转化及检验。 【热点重点】2+3+Fe、Fe离子的性质、互相转化及检验。 【教学内容】 一、铁1.铁的结构铁元素位于周期表中第四周期族。 2.铁的性质铁是一种比较活泼的金属，在化学反应中总是表现还原性，在反应中既可以失去2电子显2价，也能失去3电子显3价。 它能与许多单质和化合物反应。 (1)与非金属反应3Fe+2O2 (2)与水反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3Fe+S FeS (3)与酸反应+2+Fe+2H=Fe+H23Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O(铁过量)Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O(HNO3过量)Fe在常温下遇冷的浓硫酸和浓硝酸的发生钝化。 (4)与盐溶液反应2+2+Fe+Cu=Fe+Cu3+2+Fe+2Fe=3Fe 二、铁的氧化物化学式颜色状态铁元素化合价溶解性稳定性与H反应FeO黑色粉末+2不溶6FeO+O2=2Fe3O4FeO+2H=Fe+H2O Fe2O3红棕色粉末+3不溶稳定Fe2O3+6H=2Fe+2Fe+3H2O1Fe3O4黑色晶体+2（1/3）+3（2/3）不溶稳定Fe3O4+8H=2Fe+4H2O W w w.c hi na ed u. 三、铁的氢氧化物铁元素化合价颜色、状态溶解性稳定性与H反应制备2+3+ 四、Fe和Fe颜色加KS加氯水加Fe粉2Fe（OH）2+2白色固体不溶于水在空气中不稳定（白-灰绿-红褐）4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)2+2H=Fe+2H2O Fe+2OH=Fe（OH）2Fe（OH）3+3红褐色固体不溶于水受热分解2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O Fe(OH)2+3H=Fe+3H2O Fe+3OH=Fe（OH）33+Fe浅绿色无明显现象2FeCl22Fe2Cl溶液变黄色，加KS变红色_333+2+Fe棕黄色Fe+3S=Fe(S)3变血红色_2FeFe3Fe溶液变浅绿色，加KS不变色23+ 五、金属的冶炼冶炼金属的实质是把金属从矿石中提炼出来。 (1)冶炼步骤矿石的富集除杂质冶炼利用氧化还原反应原理精炼提炼纯金属 (2)金属冶炼的一般规律K CaNa MgAl ZnFe SnPb(H)Cu HgAg PtAu电解法热还原法热分解法物理提取法直接加热法适用范围:不活泼金属Ag-Au如2Ag2O4Ag+O22HgO2Hg+O2还原法（适用范围:较活泼的金属Zn-Cu）高温H2还原法WO3+3H2W+3H2O高温高温C、CO还原法（这种方法应用最多）Fe2O3+3CO2Fe+3CO22ZnS+3O22ZnO+2SO2高温高温ZnO+C Zn+COZnO+CO Zn+CO2Na、Mg、Al还原法高温Na+KCl NaCl+K(其它象Rb,Cs等都用此法生产)高温高温4Na+TiCl44NaCl+Ti4Mg+TiCl42MgCl2+Ti2?W ww.c hi na ed u.10Al+3V2O55Al2O3+6V Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3Al还可还原Co、Cr、Mn等难熔金属电解法(最强的氧化还原方法)适用活泼金属，电解熔融盐或氧化物，也可以电解铜、银盐溶液进行精炼。 2NaCl电解高温高温2Na+Cl2MgCl2电解Mg+Cl22Al2O3电解4Al+3O2要点解读要点 一、铁三角铁的重要化合物的性质和用途铁的重要化合物包括铁的各种氧化物、氢氧化物、铁盐、亚铁盐等。 铁的氧化物一般具有碱性氧化物的通性，是炼铁的主要原料。 铁的氢氧化物有Fe(OH) 2、Fe(OH)3两种，它3+们都是不溶于水的弱碱，其中Fe(OH)2还具有较强的还原性。 铁盐(Fe)具有较强的氧化性，2+3+-亚铁盐（Fe）具有较强的还原性；Fe与S反应生成Fe(SC N)3，溶液变成红色。 由于2+-3+3+Fe与S反应不显红色，利用Fe的这一特征反应，可以检验Fe。 （1）理解铁及其化合物性质的方法抓价态从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的氧化还原反应规律。 2+3+2+3+3+()Fe和Fe的性质a.Fe具有氧化性，主要表现还原性；Fe具有较强的氧化性。 b.Fe是典型的弱碱阳离子，与HCO 3、AlO2等离子在溶液中发生水解相互促进反应。 （）亚铁盐、铁盐的存放方法亚铁盐溶液加入少量铁屑以防止Fe被氧化，滴入2+3+少量相应的酸溶液以防止Fe水解。 铁盐溶液加入少量相应的酸溶液以防止Fe水解。 想属类如铁是一种比较活泼的过渡金属，氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物，氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱，氯化铁为强酸弱碱盐，由此去分析理解它们各自所具有的性质。 2+3+作比较列表比较铁的氧化物、铁的氢氧化物和Fe与Fe的鉴别方法。 3+2+在一定条件下，Fe、Fe、Fe之间可以相互转化2+?3W ww.c hi na ed u.Fe与弱氧化剂(S、I 2、Cu、Ag、非氧化性酸等)反应时生成+2价化合物。 +2价的铁的化合物与强还原剂或在高温下与碳、硅、锰、铝、CO等起反应时，被还原成单质铁。 2+Fe与强氧化剂(Cl 2、F 2、Br 2、热浓H2SO 4、稀HNO 3、热浓HNO3等)反应时生成+3价的化合物。 Fe具有强氧化性，+3价铁的化合物与H 2、Al、CO等强还原剂反应时被还原成单质铁。 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3(铝热反应)Fe2O3+3H22Fe+3H2O Fe2O3+3CO2Fe+3CO23+铁与O 2、H2O(气)反应时，生成物中既有+2价又有+3价的铁。 3Fe+4H2O(气)2+3+Fe3O4+4H2 (3)Fe与Fe相互转化中的两个重要关系2+Fe与强氧化剂(O 2、Cl 2、Br 2、H2O 2、Na2O 2、KMnO 4、浓硫酸、HNO 3、NO 2、K2Cr2O7等)反应3+时，被氧化为Fe。 2+3+2+2-+3+3+2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O6Fe+Cr2O7+14H=2Cr+6Fe+7H2OFe与Zn、Fe、Al、Cu、S(H2S)、I(HI)等，还原剂反应时生成Fe。 氧化性AgFe2+2+CuFe。 3+2+3+2+3+2+2+3+2-2+3+2Fe+H2S=2Fe+S+2H2Fe+Fe=3Fe2Fe+Cu=2Fe+Cu(铁盐腐蚀印刷电路板)氧化性FeCuHFe还原性:SIFeBrCl43+2+2+2-2+-W ww.c hi na ed u.（a）在FeCl3和CuCl2的混合液中，加入一定量的Fe粉，完全反应后，溶液中一定有的2+3+2+阳离子是Fe。 如果反应后有固体剩余，则溶液中一定无Fe，一定有Fe。 如果反应后剩3+2+2+余的固体只有Cu，则溶液一定无Fe，一定有Fe，可能有Cu。 如果反应后剩余的固体3+2+2+为Fe和Cu，则溶液中一定无Fe和Cu，一定有Fe。 （b）在FeBr2溶液中通入一定量Cl2时，反应的情况分析2+3+-向FeBr2溶液中通入少量Cl2时2Fe+Cl2=2Fe+2Cl2+-3+-向FeBr2溶液中通入足量Cl2时2Fe+4Br+3Cl2=2Fe+2Br2+6Cl2+-向含1mol FeBr2的溶液中通入2mol Cl2时Fe全部被氧化，Br部分被氧化2+-3+-2Fe+2Br+2Cl2=2Fe+Br2+4Cl-2+向FeI2溶液中通入少量Cl2，则I先被氧化，Fe后被氧化。 【例1】（08年乐丰二中期末考试题）把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，所得溶液中的金属离子（）3+2+2+2+2+3+2+A.是Fe和Cu B.是Fe和Cu C.是Fe和Fe D.只有Fe【命题立意】本题可能涉及的物质的性质有CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，3+2+Fe与Fe、Cu的反应，Fe与Cu的反应等。 3+2+【标准解析】表面的氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe和Cu较少，分别被铁还原为2+2+Fe和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe。 3+-2-2+【误区警示】铁元素有可变价,Fe与还原性的Fe、Cu等金属及I、S不能共存，Fe与氧化性的HNO 3、KMnO4等不能共存。 【答案】D1【变式训练】（08年河北雄县中学期末考试）某铁的“氧化物”样品，用5molL盐酸2+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Fe全部转化3+为Fe。 该样品可能的化学式是（）A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7【标准解析】样品中n（Fe）=2n（Cl2）=23+2+0.56L22.4L?mol?1=0.05mol，在与盐酸反应时3+耗盐酸0.1mol，则样品中Fe耗酸5molL0.14L0.1mol=0.6mol，即n（Fe）10.6mol n(Fe2?)0.05mol1?，氧化物的化学式应为Fe5O7。 =0.2mol，所以样品中3n(Fe3?)0.2mol4【答案】D2+3+要点 二、Fe与Fe的鉴别2+3+ （1）直接观察颜色Fe的溶液呈浅绿色，Fe的溶液呈棕黄色。 （2）利用显色反应5W ww.c hi na ed u.3+-2+有关离子方程式Fe+S=Fe（S） （3）利用铁化合物沉淀的颜色有关反应式Fe+2OH=Fe（OH）24Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）33+-Fe+3OH=Fe（OH）32+-3+2?有关离子反应式2Fe+3CO3+3H2O=2Fe（OH）3+3CO2 （4）利用Fe的氧化性3+有关离子反应式2Fe+Cu=2Fe+Cu3+2+2+有关离子反应式2Fe+2I=2Fe+I23+-2+有关离子反应式Fe+S=FeS3+2-2+2Fe+S=2Fe+S2+ （5）利用Fe的还原性2+2-6W ww.c hi na ed u.有关离子反应式5Fe+MnO4+8H=5Fe+Mn+4H2O2+?+3+2+2+3+-有关离子反应式2Fe+Br2=2Fe+2Br注以上方法以KS溶液鉴别最常用。 【例2】（08届江苏省锡山高级中学）在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入12滴液溴，振荡后溶液变为黄色。 (1)甲同学认为这不是发生化学反应所致，使溶液变黄色的是(填粒子的化学式，下同)；乙同学认为这是发生化学反应所致，使溶液变黄色的是 (2)现提供以下试剂A酸性高锰酸钾溶液B氢氧化钠溶液C四氯化碳D硫氰化钾溶液请判断哪位同学的推断是正确的，并用两种方法加以验证，写出选用的试剂编号及实验中观察到的现象同学正确第一种方法第二种方法选用试剂实验现象 (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?理由是根据上述实验推测，若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气，首先被氧化的离子是写出在稀溴化亚铁溶液中通入足量氯气时的离子方程式2+3+【命题立意】Fe与Fe的鉴别原理探究题型。 3+【标准解析】 (1)若没发生化学反应，则得溴水为黄色，若发生化学反应，则得Fe溶液为黄色。 2+3+- (2)根据我们掌握的知识，应有反应2Fe+Br2=2Fe+2Br，故乙同学推断正确。 从正反两3+种思路分析，验证方法有二，其一为证明Br2的不存在，可用萃取法，其二为证明Fe的存在，可用硫氰化钾溶液等。 3+ (3)Br2和Fe都是较强氧化剂，均能把I氧化成I2，故该方法不行。 由 (2)中反应方程式2+-2+知，还原性FeBr，故Fe先被氧化。 【误区警示】化学实验原理探究题型主要有同一化学现象的多种方案的优化评价，着重着手落实在化学原理的探究的可能性，然后用实验操作来验证，培养学生知识迁移能力以及动手操作能力解答时应抓住实验目的和实验设计的可行性之间的关系。 本题是根据化学反应方程式的过量计算题。 3+【答案】 （1）Br2；Fe （2）乙同学正选用试剂实验现象7W ww.c hi na ed u.确第一种方法第二种方法C D3+有机层无色溶液变红 （3）不可以，因为Br2和Fe都能把I氧化成I22+2+-3+-Fe；2Fe+4Br+3Cl2=2Fe+2Br2+6Cl【答案】C【变式训练】（08届江西吉安一中理综）下图是中学化学常见物质的转化关系（某些反应条件及部分产物已略去），A、G为日常生活中的常见金属。 B、C、E、I、J为气体，其中C为黄绿色气体。 A+B点燃+H2O(g)DEF+N2+G2+BH+BIAJ+H2O(过量)3IH2OL+H+A1+C点燃K(稀溶液)F(饱和溶液)M(胶体)+KN(固体)请回答下列问题 （1）A元素在周期表中位于周期族。 （2）以F饱和溶液制备M胶体的操作为。 （3）鉴别L溶液和N溶液的最简单的物理方法是。 （4）反应的离子方程式为。 （5）已知在通常状况下，反应中，1molG物质发生反应，放出akJ热量，则该反应的热化学方程式为。 【标准解析】与图框有关的特征信息有C为黄绿色气体，J为红棕色气体。 D为黑色固体，M为红褐色胶体，所以C为氯气，J为二氧化氮，M为氢氧化铁，D待定。 另外图框中AFM和EHIJ具有鲜明特征，根据已推出C、J、M得出A为Fe，F为FeCl3，E为氢气，H为NH3，I为NO，K为硝酸，同时也推得D为Fe3O4，B为O2。 G置换出Fe，G为Al。 过量的Fe和HNO3反应生成硝酸亚铁（L），最后得出N为Fe（NO3）3。 【答案】 （1）四，； （2）取一个烧杯，加入20mL蒸馏水，加热至沸，然后向沸水中滴加FeCl3饱和溶液1mL2mL，继续煮沸，待溶液呈红褐色为止； （3）观察溶液的颜色；8W ww.c hi na ed u. （4）3Fe+2NO3+8H=3Fe+2NO+4H2O； （5）3Fe3O4(s)+8Al(s)=4Al2O3(s)+9Fe(s)；H=8akJ/mol。 要点 三、铁的有关计算问题+2+9W ww.c hi na ed u.10W ww.c hi na ed u.【例3】（08届江苏省锡山高级中学）某500mL溶液中含0.1mol Fe、0.2mol Fe，3+2+加入0.2mol铁粉，待Fe完全还原后，溶液中Fe的物质的量浓度为（假设反应前后体积不变）()-1-1-1-1A.0.4molL B.0.6molL C.0.8molL D.1.0molL【命题立意】本题是根据化学反应方程式的过量计算题。 3+2+【标准解析】本题主要考查铁及其化合物的性质和有关计算。 由反应2Fe+Fe=3Fe可3+2+2+知Fe粉过量，0.2mol Fe与过量Fe粉作用生成0.3mol Fe，故反应后Fe的总物质的量为0.4mol，溶液中c(Fe)=2+2+3+0.4mol-1=0.8molL。 0.5L3+【误区警示】虽然过量已经指明（Fe完全还原），但有很多考生没有审清题意浪费了时2+2+间，再加上又要计算Fe的物质的量浓度，漏掉原Fe的量也是常出的错误，故通过本题能考查考生的“举足轻重”的战术思路。 【答案】C【变式训练】（07河南省许昌市高三备考理科综合能力测试）取一定量的CuO粉末与0.5L稀硫酸充分反应后，将一根50g铁棒插入上述溶液中，至铁棒质量不再变化时，铁棒增重0.24g.并收集到224mL气体（标准状况）。 则CuO粉末的质量（）A.8g B.0.6g C.0.8g D.6g【标准解析】由题意可知，CuO粉末与稀硫酸充分反应后，硫酸过量。 引起铁棒质量变化时涉及到下列两个反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2Fe+CuSO4=FeSO4+Cu其中第个反应使铁棒质量减少，第个反应使铁棒质量增加，两者的代数和为0.24g。 Fe+H2SO4=FeSO4+H2m156g1mol56g0.01mol0.