高考化学一轮复习 第8讲 铁及其化合物课件.ppt

第8讲铁及其化合物 一 铁的存在与性质1 铁位于元素周期表中第 四周期第 族 是一种应用最广泛的过渡金属元素 铁元素是一种变价金属元素 通常显 2价 3价 其原子结构示意图为 教材研读 2 物理性质铁是 银白色金属 熔沸点 较高 抗腐蚀性强 能被磁铁吸引 具有金属的一般物理性质 3 化学性质fe 自测1判断正误 正确的划 错误的划 1 用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸 2 将一定量的铁 铜的混合物加入100ml0 1mol l 1的fecl3溶液中 充分反应后 溶液中有固体剩余 则剩余的固体中一定含有铜 可能含有铁 3 fe与cl2 br2 i2反应均生成 3价的fe 4 fe与cl2在点燃条件下反应 cl2过量时生成fecl3 fe过量时生成fecl2 5 fe与稀hno3反应 无论生成fe no3 3 fe no3 2 还是二者的混合物 被还原的hno3总是占参与反应的hno3的 6 将水蒸气通过灼热的铁粉 铁与水在高温下反应 粉末变红 7 1molcl2和fe反应生成fecl3转移电子数为3na 自测2铁元素是典型的变价金属元素 它在化合物中主要表现为 2价和 3价 请归纳总结 1 fe单质通常与哪些氧化剂反应生成 2价 2 fe单质通常与哪些氧化剂反应生成 3价 答案 1 fefe2 铁与氧化性比较弱的非金属单质 如s i2 非氧化性酸 如盐酸 稀硫酸 和不活泼金属的盐溶液 如cuso4溶液 反应 都可实现这种转化 例如 fe sfes 2h fefe2 h2 cu2 fefe2 cu 2 fefe3 铁与强氧化剂 如cl2 hno3 在一定条件下反应可实现这种转化 例如 2fe 3cl22fecl3 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o 二 铁的重要化合物1 铁的氧化物 2 铁的氢氧化物 3 亚铁盐和铁盐 1 亚铁盐含有fe2 的溶液呈浅绿色 fe2 既有氧化性 又有还原性 fe2 与zn cl2反应的离子方程式分别为zn fe2 zn2 fe 2fe2 cl22fe3 2cl 2 铁盐a 氧化性含有fe3 的溶液呈 棕黄色 fe3 具有氧化性 fe3 与fe cu反应的离子方程式分别为2fe3 fe3fe2 2fe3 cu2fe2 cu2 b 特性含有fe3 的溶液遇到kscn溶液时变成 红色 自测3判断正误 正确的划 错误的划 1 磁性氧化铁溶于稀硝酸 3fe2 4h n3fe3 no 2h2o 2 因为fe3 具有氧化性 所以可以用kscn溶液鉴别fe3 3 因为fe3 有氧化性 所以fecl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜 4 在 硫酸亚铁铵的制备 实验中 为了得到硫酸亚铁铵晶体 应小火加热蒸发皿 直到有大量晶体析出时停止加热 5 fe在足量cl2中燃烧生成fecl2和fecl3 6 过量的fe粉中加入稀hno3 充分反应后 滴入kscn溶液 溶液呈红色 说明稀hno3将fe氧化为fe3 自测4 1 除去fecl3溶液中的fe2 有哪些措施 2 fe3 转化为fe2 的实验方法有哪些 3 fe2 与n能否大量共存 若向其中再加入少量盐酸 情况如何 4 如何证明fe3o4中既有 2价铁又有 3价铁 答案 1 通入氯气或氧气 加入氯水 加入h2o2等 2 加入铁粉或铜粉 加入nai溶液 加入na2s溶液等 3 在中性条件下 fe2 与n能大量共存 但在酸性条件下 n能将fe2 氧化成fe3 而不能大量共存 4 取一定量fe3o4溶于稀硫酸 形成溶液 分别取该溶液于两支试管中 一支试管中加入kscn溶液 溶液变红 说明含有fe3 证明fe3o4中有 3价铁 另一支试管中加入酸性kmno4溶液 紫红色褪去 说明含有fe2 证明fe3o4中有 2价铁 考点突破 考点一铁及其化合物之间的相互转化 考点三fe oh 2的制备方法 教师用书专用 考点二fe2 与fe3 的检验 1 铁三角 转化关系 1 fefe2 铁与氧化性比较弱的非金属单质 如s i2 非氧化性酸溶液 如盐酸 考点一铁及其化合物之间的相互转化 稀h2so4 不活泼金属的盐溶液 如cuso4溶液 反应 fe sfesfe 2h fe2 h2 fe cuso4cu feso4 2 fe2 fe3 亚铁盐与强氧化剂 如cl2 br2 hno3 浓硫酸 kmno4 h h2o2等 反应 2fe2 cl22fe3 2cl 2fe2 h2o2 2h 2fe3 2h2o3fe2 4h n3fe3 no 2h2o 3 fe3 fe 可通过较强还原剂实现 如al co h2等 fe2o3 3co2fe 3co2fe2o3 2al2fe al2o3 4 fefe3 铁与强氧化剂 如cl2 hno3 在一定条件下反应可实现该转化 2fe 3cl22fecl3 5 fe3 fe2 铁盐溶液与某些还原剂 如fe cu i s2 等 反应 2fe3 s2 2fe2 s 2fe3 cu2fe2 cu2 2fe3 fe3fe2 2fe3 2i 2fe2 i2 6 fe2 fe亚铁化合物与比较活泼的金属 如al zn co h2 c等反应 fecl2 znzncl2 fefeo h2fe h2o2 铁三角 的应用 1 判断离子共存 fe2 n h clo mn h 因氧化还原反应 fe3 s2 i s hs 因氧化还原反应 fe2 fe3 hc c al等 因双水解反应 2 除杂 括号中为杂质 fe2 fe3 加过量铁粉 过滤 fecl3 fecl2 加氯水或h2o2溶液 fecl2 cucl2 加过量铁粉 过滤 fe al fe2o3 al2o3 sio2 加过量强碱溶液 过滤 cu2 fe3 加cuo或cu oh 2或cu2 oh 2co3调节ph至3 7左右 3 盐溶液的保存 4 物质制备特别提示fe2 具有较强的还原性 fe3 水解能力强 ph 3 7时 fe3 几乎完全水解生成fe oh 3沉淀 欲除去某溶液中含有的fe2 杂质 一般先向溶液中加入氧化剂 如h2o2 将fe2 氧化为fe3 然后加碱或盐调节ph 使fe3 转化为fe oh 3沉淀除去 典例1实验 0 005mol l 1fecl3溶液和0 015mol l 1kscn溶液各1ml混合得到红色溶液a 均分溶液a置于b c两支试管中 向b中滴加3滴饱和fecl3溶液 溶液颜色加深 再向上述b中溶液中滴加3滴1mol l 1naoh溶液 溶液颜色变浅且出现浑浊 向c中逐渐滴加1mol l 1kscn溶液2ml 溶液颜色先变深后变浅 下列分析不正确的是 a 实验 中增大fe3 浓度使平衡fe3 3scn fe scn 3正向移动b 实验 中发生反应 fe3 3oh fe oh 3 c 实验 和 中溶液颜色变浅的原因相同d 实验 均可说明浓度改变对平衡移动的影响 c 答案c 中oh 消耗fe3 使fe3 浓度减小 导致平衡逆向移动 溶液颜色变浅 中加入kscn溶液 引入了scn 和水 开始时scn 浓度增大为主要因素 平衡右移 溶液颜色加深 一段时间后 溶液体积变化为主要因素 因此溶液颜色又变浅 1 1下列说法正确的是 a 将稀硝酸加入过量铁粉中 充分反应后滴加kscn溶液 现象是有气体生成 溶液呈红色 原因是稀硝酸将fe氧化为fe3 b 将铜粉加入1 0mol lfe2 so4 3溶液中 现象是溶液变蓝 有黑色固体出现 原因是金属铁比铜活泼c fecl3溶液可用于铜质印刷电路板制作 是因为fecl3能从含cu2 的溶液中置换出铜d 室温下 能将浓硫酸盛放在铁桶中 d 答案da项 过量铁粉与稀硝酸充分反应后 铁最终转化为fe2 滴加kscn溶液后不出现红色 b项 铜粉与fe2 so4 3溶液发生反应2fe3 cu2fe2 cu2 不会有黑色固体出现 c项 fecl3与cu2 不反应 制作电路板的原理为fe3 能腐蚀铜 发生反应2fe3 cu2fe2 cu2 d项 室温下 fe遇浓h2so4钝化 可用铁桶盛放浓h2so4 1 2用fecl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜 向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 若溶液中有cu2 则一定没有固体析出c 若有固体存在 则溶液中一定有fe2 d 若溶液中有fe2 则一定有cu析出 c 答案ca项 无固体剩余 说明铜全部以铜离子形式存在 加入的铁粉没有与cu2 反应 全部与fe3 反应 溶液中一定含有fe2 可能含有fe3 b项 若溶液中有cu2 加入的铁粉不足 可能只与fe3 反应 也可能与fe3 反应后剩余的铁粉与部分cu2 反应生成铜 所以可能有固体析出 c项 若有固体存在 固体中一定有铜 可能有铁 溶液中一定含有fe2 d项 当加入的铁粉较少 只发生反应fe 2fe3 3fe2 时 不会有铜析出 1 直接观察颜色含fe2 的溶液呈浅绿色 含fe3 的溶液呈棕黄色 2 利用显色反应 1 2 3 考点二fe2 与fe3 的检验 3 利用生成的氢氧化物沉淀的颜色4 利用fe3 的氧化性 1 2 3 5 利用fe2 的还原性 1 2 典例2 2017北京海淀二模 12 向fecl3溶液中加入na2so3溶液 测定混合后溶液ph随混合前溶液中c s c fe3 变化的曲线如下图所示 实验发现 a点溶液澄清透明 向其中滴加naoh溶液后 立即产生灰白色沉淀 滴入kscn溶液显红色 c点和d点溶液中产生红褐色沉淀 无气体逸出 取其上层清液滴加naoh溶液后无明显现象 滴加kscn溶液显红色 下列分析合理的是 a 向a点溶液中滴加bacl2溶液 无明显现象b b点较a点溶液ph升高的主要原因 2fe3 s h2o2fe2 s 2h c c点溶液中发生的主要反应 2fe3 3s 6h2o2fe oh 3 3h2so3d 向d点上层清液中滴加kscn溶液 溶液变红 再滴加naoh溶液 红色加深 c 答案ca项 向a点溶液中加入naoh溶液后有灰白色沉淀生成 说明a点溶液中含有fe2 即s和fe3 发生了氧化还原反应 s被氧化为s s能与bacl2反应生成白色沉淀baso4 b项 a点到b点ph升高 若反应生成h 会使ph降低 c项 由 中信息可知 c点溶液中含有fe3 且有fe oh 3生成 所以发生的反应为可逆反应 d项 滴加naoh溶液 溶液中fe scn 3浓度降低 红色变浅 2 1要证明某溶液中不含fe3 而可能含有fe2 进行如下实验操作时的最佳顺序为 加入足量氯水 加入足量kmno4溶液 加入少量nh4scn溶液a b c d c 答案c先加入少量nh4scn溶液 无明显现象 证明原溶液中不含fe3 再加入足量氯水 溶液变为红色 则证明原溶液中含有fe2 否则不含fe2 若溶液中含有fe2 第二步加入足量kmno4溶液时 溶液颜色变化不明显 所以不选用kmno4溶液 2 2下列有关物质检验方法不合理的是 a 向某溶液中滴加kscn溶液 溶液不变色 滴加氯水后溶液显红色 该溶液中一定含有fe2 b 用酸性kmno4溶液检验fecl3溶液中是否含有fecl2c 检验绿矾晶体是否已氧化变质 可将绿矾晶体溶于稀h2so4后滴加kscn溶液 再观察溶液是否变红色d 向某溶液中加入naoh溶液产生红褐色沉淀 说明溶液中含有fe3 b 答案bb项 cl 也能使酸性kmno4溶液褪色 fe oh 2在空气中易被氧化 4fe oh 2 o2 2h2o4fe oh 3 在实验室制取fe oh 2时 一定要用新制的亚铁盐溶液和加热驱赶o2后的naoh溶液 用胶头滴管吸取naoh溶液且将滴管末端插入亚铁盐溶液的液面下 再加入naoh溶液 也可以在反应液上面滴加植物油或苯等物质进行液封 以减少fe oh 2与o2的接触 考点三fe oh 2的制备方法 教师用书专用 典例3由于fe oh 2具有很强的还原性 易被氧化为fe oh 3 故在实验室中制备fe oh 2 并使fe oh 2长时间保持白色沉淀状态 成为物质制备实验探究的热点 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 即发生反应 4fe oh 2 o2 2h2o4fe oh 3 因此要较长时间看到fe oh 2白色沉淀 就要排出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 阴极产生oh 二者结合生成fe oh 2 且用汽油液封 能防止空气进入 中加苯液封阻止了空气进入 未隔绝空气或氧气 因此不能较长时间看到白色沉淀 方法指导成功制备fe oh 2的关键 1 溶液中不含o2 如在配制溶液时 可把蒸馏水加热煮沸 除去溶解在水中的氧气 2 制备过程中 保证生成的fe oh 2处于密闭的隔绝氧气的体系中 如可在溶液表面加植物油或苯以隔绝氧气 滴加液体时 可将胶头滴管伸入到液面以下防止氧气进入 也可用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排尽装置中的空气 3 1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 答案 1 稀硫酸 铁屑 2 加热煮沸 3 避免生成的fe oh 2与氧气接触而被氧化解析 1 feso4易水解 易被氧化 因此配制feso4溶液时需加入稀h2so4抑制其水解 加入铁屑防止其被氧化 3 2根据下图所示装置和操作 回答下列有关问题 1 按图 所示装置 用两种不同的操作分别进行实验 观察b试管中的现象 操作1 先夹紧止水夹a 再使a试管内开始反应 实验中b试管中观察到的现象是 操作2 打开止水夹a 使a试管内反应一段时间后再夹紧止水夹a 实验中在b试管中观察到