广东省版高考化学一轮复习 第三单元 第3节 铁及其重要化合物课件 新人教版-新人教版高三全册化学课件

1、第第3 3节铁及其重要化合物节铁及其重要化合物-2-3-自主预诊考向突破铁的单质、氧化物及氢氧化物1.铁的物理性质2.铁的化学性质(写出化学方程式或离子方程式)铁的化学性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为价和价。良好4+2+3-4-自主预诊考向突破钝化-5-自主预诊考向突破微点拨(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同,Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3,而Fe与盐酸反应生成FeCl2。(2)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。-6-自主预诊考向突破3.铁的制备方法(1)生铁的冶炼原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 设

2、备:高炉。 主要反应:(2)利用铝热反应焊接无缝钢轨,以氧化铁和铝粉为铝热剂,反应的化学方程式为。-7-自主预诊考向突破4.铁的氧化物 黑红棕黑FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=2Fe3+Fe2+4H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2O-8-自主预诊考向突破FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+2I-+6H+=2Fe2+I2+3H2OFe3O4+2I-+8H+=3Fe2+I2+4H2O-9-自主预诊考向突破5.铁的氢氧化物 Fe(OH)2Fe(OH)3白色固体红褐色固体Fe3+3OH-=Fe(OH)3Fe(OH)2+2H+=Fe2

3、+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O-10-自主预诊考向突破Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O2Fe(OH)3+2I-+6H+=2Fe2+I2+6H2O白色灰绿红褐4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3-11-自主预诊考向突破微点拨(1)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时,发生氧化还原反应,Fe2+被HNO3氧化生成Fe3+。(2)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时,发生氧化还原反应,Fe3+被I-还原生成Fe2+。-12-自主预诊考向突破自我诊断1.比较生铁和纯铁的熔点、硬度和抗腐

4、蚀能力大小?2.通过化合反应能制取FeCl2、FeCl3、Fe(OH)2、Fe(OH)3吗?能制取的用化学方程式表示。 提示:因生铁是铁碳合金,所以生铁的熔点低、硬度大。生铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀,故纯铁的抗腐蚀能力强。 提示:FeCl2、FeCl3和Fe(OH)3均能通过化合反应制取,而Fe(OH)2不能通过化合反应制取。-13-自主预诊考向突破3.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。 ()(2)Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应。 ()(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeC

5、l2。 ()(4)根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱。 ()答案:(1)(2)(3)(4) -14-自主预诊考向突破4.将下列物质的颜色、用途或性质用短线连接起来。Fe2O3a.红褐色A.具有较强的还原性Fe(OH)2b.红棕色 B.易被氧化成灰绿色最终变成红褐色Fe(OH)3c.白色C.红色油漆、涂料Fe2+d.棕黄色 D.受热分解成红棕色粉末Fe3+e.浅绿色 E.具有较强的氧化性答案:bCcBaDeAdE-15-自主预诊考向突破考向1铁单质的制备和性质典例下列有关铁的说法正确的是()A.Fe在稀硝酸中发生钝化B.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中

6、的Cl2C.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色D.镀锌铁不如镀锡铁耐腐蚀 答案解析解析关闭常温下,Fe在浓硝酸中发生钝化反应,A项错误;铁和亚铁离子能将氯气还原为氯离子,从而除去工业废气中的氯气,B项正确;FeCl2溶液中含Fe2+,NH4SCN可用于检验Fe3+,向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不会显红色,C项错误;镀锌铁因Zn比Fe活泼,镀层破损时Zn被腐蚀,镀锡铁因Fe比Sn活泼,因而镀层破损时是铁被腐蚀,所以镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀,D项错误。 答案解析关闭B-16-自主预诊考向突破易错警示反应产物中铁元素价态的判断 (3)铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4

7、,铁元素的价态为+2、+3价。(4)铁与稀硝酸反应产物的判断:当HNO3过量时:反应原理:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O,铁元素的存在形式为Fe3+,铁元素的价态为+3价。-17-自主预诊考向突破当Fe过量时:反应原理:3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,铁元素的存在形式为Fe2+,铁元素的价态为+2价。铁元素的存在形式为Fe2+和Fe3+,铁元素的价态为+2、+3价。-18-自主预诊考向突破对点演练1(2020湖北枝江月考)下列关于铁的说法正确的是()A.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3B.纯铁的抗腐蚀能力较差,铁在干燥的空气里易被氧化C.工业上用CO

8、在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁D.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为+3价 答案解析解析关闭Fe与S反应生成FeS,A项错误;纯铁不易发生电化学腐蚀,抗腐蚀能力较强,铁在干燥的空气里不易被氧化,B项错误;工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁,C项正确;铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4,其中铁的化合价有+2价和+3价两种价态,D项错误。 答案解析关闭C-19-自主预诊考向突破考向2铁的氧化物、氢氧化物的制备和性质典例(2020浙江金华质检)纳米级Fe3O4是一种非常重要的磁性材料,同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。纳米级Fe3O4有多种不同的制法,请

9、回答下列相关问题。.如图是用共沉淀法制备纳米四氧化三铁的流程。-20-自主预诊考向突破(1)除Fe3O4外铁的两种常见氧化物中在空气中性质比较稳定的是(填化学式),该物质的用途是(任写一种)。(2)实验室保存溶液B时为了防止出现浑浊,通常采取的措施是。(3)证明沉淀已经洗涤干净的操作是。(4)写出该方法中发生的主要反应的离子方程式:。(5)实际生产中为提高产率,起始所用FeSO47H2O和FeCl36H2O的物质的量之比大于1 2,原因是。-21-自主预诊考向突破.制备纳米四氧化三铁的另一种流程如图所示。(6)写出第2步反应的化学方程式:,其中氧化产物和还原产物的物质的量之比为。(7)将纳米F

10、e3O4投入分散剂中形成的分散系是。-22-自主预诊考向突破 答案:(1)Fe2O3制红色油漆(或制涂料、炼铁等,合理即可)(2)加盐酸(3)取少量最后一次洗涤液置于试管中,加盐酸酸化,再滴加氯化钡溶液,不产生白色沉淀(5)反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子(6)6FeOOH+CO=2Fe3O4+CO2+3H2O1 2(7)胶体-23-自主预诊考向突破 解析:(1)FeO(氧化亚铁)是一种黑色粉末,不稳定,在空气里很容易被氧化,在空气中性质比较稳定的是Fe2O3,Fe2O3的用途是制红色油漆、涂料、炼铁等。(2)实验室保存溶液B(FeCl3溶液)时为了抑制水解防止出现浑浊,通常采取的措施

11、是加盐酸抑制FeCl3水解生成Fe(OH)3沉淀。(3)证明沉淀已经洗涤干净,只要检验洗涤液中不含硫酸根离子即可,操作是取少量最后一次洗涤液置于试管中,加盐酸酸化,滴加氯化钡溶液,不产生白色沉淀。(4)该方法中发生的主要反应的离子方程式为-24-自主预诊考向突破(5)实际生产中为提高产率,起始所用FeSO47H2O和FeCl36H2O的物质的量之比应大于1 2,原因是反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子。(6)第2步反应是FeOOH吸收CO生成Fe3O4,反应的化学方程式为6FeOOH+CO=2Fe3O4+CO2+3H2O,其中氧化产物CO2和还原产物Fe3O4的物质的量之比等于方程式中的

12、化学计量数之比1 2。(7)纳米四氧化三铁的粒子大小在1纳米和100纳米之间,纳米Fe3O4投入分散剂中形成的分散系是胶体。-25-自主预诊考向突破对点演练2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)。 答案解析解析关闭因为Fe(OH)2在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的O2或空气。、原理相同,都是用H2将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在H2的保护中;的原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解产生的OH-结合生成Fe(OH)2,液面用汽油保

13、护,能防止空气进入;由于带入空气中的氧气,能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀;中液面加苯可阻止空气中O2进入溶液。 答案解析关闭-26-自主预诊考向突破深度指津1.成功制备Fe(OH)2的关键Fe(OH)2具有很强的还原性,易被氧化为Fe(OH)3。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,成功的关键有以下两点:溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质;制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。-27-自主预诊考向突破2.实验室中制备Fe(OH)2的常用方法方法一:有机层覆盖法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面

14、上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应,如图1所示。方法二:还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀,如图2所示。-28-自主预诊考向突破方法三:电解法用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯(或煤油),如图3所示。-29-自主预诊考向突破Fe2+、Fe3+的转化与检验及铁三角的应用1.亚铁盐与铁盐(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: ,。(2)铁盐。氧化性:含有Fe3+的溶液呈色,Fe3+具有

15、氧化性,Fe3+与Fe、Cu反应的离子方程式分别为:,。特性:含有Fe3+的盐溶液遇到时变成红色。FeCl3易水解:将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程Zn+Fe2+=Zn2+FeCl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+棕黄2Fe3+Fe=3Fe2+2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+KSCN溶液-30-自主预诊考向突破2.Fe3+和Fe2+的检验方法(1)Fe2+的检验:(2)Fe3+的检验:-31-自主预诊考向突破(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验:Fe3+的检验。Fe2+的检验。微点拨(1)检验Fe2+时,不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的

16、混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水有可能氧化SCN-)。(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原KMnO4,有干扰)。-32-自主预诊考向突破3.“铁三角”及其应用 -33-自主预诊考向突破完成下列变化的离子方程式,体会Fe2+与Fe3+转化条件。(1)将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀:。(2)将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液,溶液变蓝:。(3)用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔:。(4)将H2O2滴入到酸性FeCl2溶液中:。(5)将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中,有无色气体放出:。H2S+2Fe3+=S+2Fe

17、2+2H+2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O-34-自主预诊考向突破微点拨FeCl3溶液发生反应时的颜色变化(1)向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后,溶液呈红色。(2)FeCl3与NaOH溶液反应,生成红褐色沉淀。(3)向FeCl3溶液中通入H2S气体,生成淡黄色沉淀。(4)向FeCl3溶液中加入几滴Na2S溶液,生成淡黄色沉淀,当加入的Na2S溶液过量时,又生成黑色沉淀。(5)向FeCl3溶液中加入过量Fe粉,溶液变成浅绿色。(6)向FeCl3溶液滴入淀粉碘化钾溶液中,溶液变成蓝色。(7)向FeCl3溶液

18、中滴入苯酚溶液,溶液变成紫色。(8)将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,继续加热至液体呈红褐色,生成红褐色Fe(OH)3胶体。-35-自主预诊考向突破自我诊断1.从盐类水解的角度分析,怎样用固体药品配制并保存FeCl2溶液和FeCl3溶液。 提示:先将固体溶于适量的稀盐酸中,冷却后,再加蒸馏水稀释至指定浓度;配制的FeCl2溶液中还需加铁钉或铁屑。-36-自主预诊考向突破2.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(3)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红,检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质。 ()(4)室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉

19、溶液,溶液变蓝色,说明Fe3+的氧化性比I2的强。 ()(5)用NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2。 ()答案:(1)(2)(3)(4)(5)-37-自主预诊考向突破3.完成下列反应的离子方程式,体会Fe2+与Fe3+的转化条件。(1)向FeCl3溶液中加入铜片,铜片溶解:(2)向FeCl3溶液中通入SO2气体,溶液变为浅绿色:(3)向FeCl2溶液中滴入H2O2溶液:(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色:-38-自主预诊考向突破考向1Fe2+和Fe3+的转化与检验典例(2018江苏高考题改编)要证明某溶液中不含Fe3+而可能含Fe2+,进行如下实验操作时,最佳顺序

20、是()加足量氯水加足量KMnO4溶液滴加NH4SCN溶液A.B.C.D. 答案解析解析关闭滴加NH4SCN溶液不显红色证明无Fe3+,再加氯水,如有Fe2+则可被氧化为Fe3+,溶液显红色。KMnO4溶液也能氧化Fe2+,但因其本身呈紫色,不如Fe3+遇SCN-显红色易观察。 答案解析关闭C-39-自主预诊考向突破对点演练1(2020广东东莞质检)下列各组物质反应产生的气体分别通入Fe2(SO4)3溶液中,能与Fe2(SO4)3发生反应的是()Na2O2和CO2Na2S和盐酸MnO2和浓盐酸共热铜片和浓硫酸加热A.只有 B.只有C.只有D.只有 答案解析解析关闭 答案解析关闭-40-自主预诊考

21、向突破考向2“铁三角”的转化关系及应用典例(2020湖北黄石月考)某化学兴趣小组利用还原铁粉处理含Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的废水,所加还原铁粉的质量与溶液中Fe2+的浓度变化关系如下图(忽略溶液体积变化)。下列有关结论错误的是()-41-自主预诊考向突破A.加入铁粉质量小于56g时发生的反应为Fe+N+4H+=Fe3+NO+2H2OB.当加入的铁粉质量超过168g后,溶液中的溶质只含有Fe(NO3)2(忽略Fe2+的水解)C.原废水中三种物质的氧化性由强到弱的顺序是HNO3Fe(NO3)3Cu(NO3)2D.原废水中Fe(NO3)3的浓度为2molL-1,Cu(NO3)2的

22、浓度均为1molL-1-42-自主预诊考向突破-43-自主预诊考向突破-44-自主预诊考向突破方法技巧混合溶液中Fe3+、Fe2+的除去方法(1)除去含Mg2+的溶液中混有的Fe3+。向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的任意一种,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀而除去,过滤后向溶液中再加入适量相应的酸。(2)除去含Cu2+的溶液中混有的Fe3+。向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中的任意一种,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,过滤后向溶液中再加入适量相应的酸。(3)除去含Mg2+的溶液中混有的Fe2+。先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按(1)中的方法除去溶液中的Fe3+。(4)除去含Cu2+的溶液中混有的Fe2+。先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再