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文档简介
1、课型学科课时备课时间教师姓名课题铁及其化合物教学目标1、了解铁及其重要化合物的制备方法;2、掌握铁及其化合物的主要性质及其应用重难点:个性修改教师活动教学过程】考点一 铁及其重要化合物一、铁的存在与性质1铁元素的存在形式注意 Fe3O4有磁性,能被磁铁吸引,又称磁性氧化铁。 2铁的物理性质颜色状态导电、导热性、延展性特性地壳含量银白色固体良好被磁铁吸引占第 4 位3铁的化学性质 铁元素性质活泼,单质有较强的还原性,主要化合价为2 价和 3 价。(1) 与非金属单质的反应 与 O2 的反应: 常温下:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分为Fe2O 3。点燃时: 3Fe 2O 2点燃 ,Fe3O4。 与
2、Cl 2的反应: 2Fe 3Cl2点燃 ,2FeCl 3。 与 S 的反应: FeS,FeS。(2) 与水的反应 常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:3Fe 4H 2 O(g)高温 ,Fe3 O 4 4H 2。 (3)与酸的反应酸化学方程式或现象稀 H 2SO4FeH2SO4=FeSO4H2稀 HNO 3Fe 不足Fe 4HNO 3=Fe(NO 3)3NO 2H2OFe 过量3Fe8HNO 3=3Fe(NO 3) 2 2NO 4H2O浓 HNO 3、浓 H2SO4常温下钝化(4) 与某些盐溶液的反应 与 CuSO 4溶液反应的离子方程式: FeCu2 =Fe2 Cu 。 与 FeCl
3、 3溶液反应的离子方程式: 2Fe3 Fe=3Fe2 。 注意 (1)Fe 与 Cl 2反应生成 FeCl 3,Fe与盐酸反应生成 FeCl 2。(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。(3) 铁与硫蒸气反应生成的是 FeS 而不是 Fe2S3;铁与碘蒸气反应生成的是 FeI 2而不是 FeI3。 4生铁的冶炼(1) 原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石。(2) 设备:高炉。(3) 主要反应 还原剂的生成: CO2=高=温=CO2,CO2C=高=温=2CO ; 铁的还原: Fe2O3 3CO=高=温=2Fe3CO 2;高温 高温 造渣反应: Ca
4、CO 3=CaO CO 2, CaOSiO2=CaSiO3。二、铁的氧化物与氢氧化物1铁的氧化物(1) 物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的价态 2 价3价2价, 3价(2) 化学性质FeO、Fe2O3、Fe3O4 分别与盐酸反应的离子方程式为FeO2H=Fe2H2O,Fe2O36H=2Fe3 3H2O, Fe3O48H=2Fe3 Fe24H2O。2铁的氢氧化物化学式Fe(OH) 2Fe(OH) 3色态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水与盐酸反应Fe(OH) 22H=Fe22H 2OFe(OH) 33H
5、 = Fe3 3H2O受热分解2Fe(OH) 3=Fe2O33H 2O制法可溶性亚铁盐与碱反应:Fe22OH=Fe(OH) 2可溶性铁盐与碱反应:Fe33OH = Fe(OH) 3二者的关系空气中, Fe(OH) 2能够非常迅速地被氧气氧化成 Fe(OH) 3,现象是白色沉淀 迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,化学方程式为4Fe(OH) 2O22H 2O=4Fe(OH) 3注意 (1)Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO· F2eO3,即有 1/3 的铁显 2 价,2/ 3 的铁显 3 价。(2) Fe(NO 3)2溶液酸化后, H、NO 3具有强氧化性,会将 Fe2氧化成 F
6、e3。考点二 铁盐和亚铁盐一、掌握亚铁盐、铁盐的化学性质1亚铁盐含有 Fe2的溶液呈浅绿色,既有氧化性,又有还原性。(1) 氧化性: Fe2与 Zn 反应的离子方程式:2 2ZnFe2 =Fe Zn2 。(2) 还原性 向 FeCl 2溶液中滴入几滴 KSCN 溶液,再加入氯水 (或通入 Cl 2),若溶液变红色, 证明 Fe2 具有还原性。反应原理: 2Fe2 Cl 2=2Fe32Cl。 向少量酸性 KMnO 4 溶液中加入 FeCl2 溶液,若溶液紫红色褪去,证明 Fe2具有还原性。 反应原理: MnO 45Fe28H =5Fe3 Mn 24H 2O。Fe3具有较强的氧化性。KSCN 溶液
7、,再加入过量活泼金属 (如 Fe) ,若溶液红色褪去, 2Fe3Fe=3Fe2。-KI 溶液,若溶液变成蓝色,证明 Fe3 具有氧化性。反应原理:2铁盐(1) 氧化性:含 Fe3的溶液呈黄色,向 FeCl 3溶液中滴入几滴证明 Fe3具有氧化性。反应原理:2向 FeCl 3 溶液中加入淀粉 2Fe32I=I22Fe2。 向 FeCl 3溶液中通入 H2S 气体, 若出现黄色浑浊, 证明 Fe3具有氧化性。 反应原理: 2Fe3 H 2S=2Fe2 S 2H 。FeCl 33H 2O=(2) 特性:含有 Fe3的盐溶液遇到 KSCN 时变成红色。(3) FeCl 3 易水解:将其饱和溶液滴入沸水
8、中制备胶体的化学方程式为 Fe(OH) 3(胶体 ) 3HCl 。33Fe2、Fe3的相互转化 2强氧化剂如 Br 2Fe 还原剂如 Fe Fe上述转化中标号反应的离子方程式为 2Fe2Br 2=2Fe32Br ; 2Fe3Fe=3Fe2。(1) 样品溶液二、明晰 Fe2、 Fe3的检验方法 1Fe 2的检验 滴加 KSCN 溶液 无现象 滴或双加氯氧水水 溶液变红色,证明含有 Fe2(2) 样品溶液 加入氢氧化钠溶液 产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色, 证明有 Fe2(3) 样品溶液 加入K 3FeCN 6溶液生成蓝色沉淀,证明有 Fe22Fe3 的检验(1) 样品溶液 滴加
9、 KSCN 溶液 溶液变红色,证明含有 Fe3(2) 样品溶液 加入氢氧化钠溶液 产生红褐色沉淀,证明有 Fe3存在 3混合溶液中 Fe3 、 Fe2 的检验(1) Fe3的检验 混合溶液 滴加 KSCN 溶液 溶液变红色,说明含有 Fe3 混合溶液 淀粉/KI试纸 试纸变蓝色,说明含有 Fe3(2) Fe2的检验滴加酸性 混合溶液 KM滴n加O酸4性溶液 酸性 KMnO 4 溶液紫红色褪去,说明含有Fe2 混合溶液 滴加溴水 溴水褪色,说明含有 Fe2 混合溶液滴加K 3FeCN 6溶液生成蓝色沉淀,说明含有Fe2三、“铁三角 ”的转化1“铁三角 ”转化关系Fe2不共存 NO3(H)、2具体
10、应用(1) 判断离子能否共存ClO 、MnO 4 (H )。不共存Fe2、Fe3HCO 3、 CO 23等水解相互促进的离子。(2)盐溶液的配制与保存(3) 物质的制备考点一 铁及其重要化合物一、铁的存在与性质 1判断正误 (正确的打 “” ,错误的打 “×” )。(1) 铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性( )(2) 纯铁与 O2 反应在表面生成 Fe3O4 薄膜,对内部金属起保护作用 ()(3) 用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸 ( )(4) Fe 与稀 HNO 3、稀 H 2SO4反应均有气泡产生,说明 Fe 与两种酸均发生置换反应 (×)(5) Fe 在足量
11、 Cl 2中燃烧生成 FeCl 3,在少量 Cl 2中燃烧生成 FeCl 2(×)(6) 根据 Cl 2、S 与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱()二、铁的氧化物与氢氧化物2将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。 Fe2O3a红褐色Fe(OH) 2 b红棕色 Fe(OH) 3 c白色 Fe2d棕黄色 Fe3e浅绿色答案: bC; c 考点二 铁盐和亚铁盐A 具有较强的还原性B易被氧化成灰绿色最终变成红褐色 C红色油漆、涂料D受热分解成红棕色粉末E具有较强的氧化性B;aD;eA; dE、掌握亚铁盐、铁盐的化学性质3除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。(1) Fe
12、Cl 2(Fe3)除去方法: ,离子方程式: 。(2) FeCl 3(FeCl 2 )除去方法: 离子方程式: 。(3) Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法: ,离子方程式: (4) FeCl2(Cu2)除去方法:,离子方程式: 答案: (1)加入过量铁粉,过滤2Fe3 Fe=3Fe2(2) 加入氯水或通入 Cl 2 2Fe2 Cl 2 =2Fe3 2Cl (3) 滴加 H2O2 2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H2O(4) 加入过量铁粉,过滤FeCu2 =Cu Fe2二、明晰 Fe2、 Fe3的检验方法4判断正误 (正确的打 “” ,错误的打 “×” )。(1) 检验
13、溶液中是否含有 Fe2 ,取少量待检验溶液, 向其中加入少量新制氯水, 再滴加 KSCN 溶液,观察实验现象 ( )(2) 向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN 溶液,溶液呈红色,则溶液中一定含有Fe2()(3) 检验 Fe(NO 3)2晶体是否氧化变质的方法是将 Fe(NO 3)2样品溶于稀 H2SO4后,滴加 KSCN 溶液,观察溶液是否变红 ( )(4) 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()解析: 检验 Fe2时,先加入氯水,会将溶液中的Fe2氧化成 Fe3而无法用 KSCN 溶液检验,应先加入 KSCN 溶液,再加入氯水, (1)
14、、(2)错误, (4)正确; (3)中由于 Fe(NO 3)2溶液中含 有 NO 3,加入稀 H 2SO4后, NO 3(H )会将 Fe2氧化成 Fe3。故不能用 KSCN 溶液检验 Fe3而 判断 Fe(NO 3)2是否变质。答案: (1)× (2)× (3) × (4) 题型 (一 ) 铁及其化合物的性质【诊断 1】 判断正误 (正确的打 “” ,错误的打 “×” )。(1) (2016 全·国乙卷 )1 mol Fe 溶于过量硝酸,电子转移数为 2NA(×)(2) (2016 四·川高考 )常温下,将铁片浸入足量浓硫
15、酸中,铁片不溶解,说明常温下,铁与浓 硫酸不发生化学反应 (× )(3) (2016 海·南高考 )将铁屑放入稀 HNO 3中,证明 Fe比 H2活泼(×)(4) (2016 上·海高考 )用 NaOH 溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅( )(5) (2016 上·海高考 )Fe与 Cl 2反应生成 FeCl 3,推测 Fe与 I2反应生成 FeI 3(× )(6) (2015 全·国卷 )下列过程没有发生化学反应:用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密 封包装 (× )盐酸 蒸发(7) (2015 江·
16、苏高考 )如下所示的物质间转化能一步实现:Fe2O3盐酸 FeCl 3(aq) 蒸发无水FeCl 3(×)(8) (2015 广·东高考 )3 mol 单质 Fe完全转化为 Fe3O4,失去 8NA个电子 ()(9) (2014 北·京高考 )铁表面自然形成的氧化层能保护内层不被空气氧化(× )(10) (2015 重·庆高考 )使用如图所示装置观察 Fe(OH) 2的生成 () 题型 (二 ) 氢氧化亚铁的制备诊断 2】(1)下列各图示中,能较长时间观察到Fe(OH) 2 白色沉淀的是 (2)用下列方法可制得白色的Fe(OH) 2沉淀:用不含
17、 Fe3的 FeSO4 溶液与用不含O2的蒸馏水配制的 NaOH 溶液反应制备。 用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4 溶液时还需加入 除去蒸馏水中溶解的 O2常采用 的方法。 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 FeSO 4溶液液面下,再挤出 NaOH 溶液。这样操作的理由是 。解析: (1) 因为 Fe(OH) 2 在空气中容易被氧化为红褐色的Fe(OH) 3,因此要较长时间看到Fe(OH) 2 白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。 、 原理相同,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
18、极产生 Fe2,与电解 水产生的 OH 结合生成 Fe(OH) 2,且液面用汽油保护,能防止空气进入;中液面加苯阻止了空气进入; 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。(2) Fe2易水解,要加入稀硫酸防止其水解;Fe2易被空气中的 O2氧化,要加 Fe 粉防止Fe2被氧化。 气体的溶解度随温度升高而降低,所以煮沸后的水中溶解的O2 较少。答案: (1) (2)稀硫酸、铁屑 煮沸 避免生成的 Fe(OH) 2沉淀接触 O2 考点二 铁盐和亚铁盐题型 (一) 铁盐、亚铁盐的性质【诊断 3】 判断正误 (正确的打 “” ,错误的打 “×”
19、 )。(1) (2016 全·国丙卷 )FeCl 3腐蚀 Cu 制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强(×)(2) (2016 四·川高考 )Fe2与 H2O2 在酸性溶液中的反应: 2Fe2H 2O22H=2Fe3 2H2O( )(3) (2016 江·苏高考 )向 Fe2(SO4)3 溶液中加入过量铁粉: Fe3Fe=2Fe2(×)(4) (2016 江·苏高考 )室温下, 向 FeCl 3溶液中滴加少量 KI 溶液,再滴加几滴淀粉溶液, 溶液 变蓝色,说明 Fe3的氧化性比 I2的强 ()(5) (2016 上·海高考 )
20、用 NaOH 溶液和盐酸能除去 FeCl 2溶液中混有的 CuCl 2(×)(6) (2015 全·国卷 )将稀硝酸加入过量铁粉中, 充分反应后滴加 KSCN 溶液会观察到有气体 生成,溶液呈血红色,说明稀硝酸将 Fe 氧化为 Fe3(× )(7) (2015 广·东高考 )向 FeSO4 溶液中先滴入 KSCN 溶液再滴加 H 2O2溶液,加入 H2O2后溶 液变成血红色,说明 Fe2既有氧化性又有还原性 (× )【诊断 4】(2016·全国甲卷 )某班同学用如下实验探究 Fe2、 Fe3的性质。 回答下列问题:(1) 分别取一定量
21、氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol ·L(4) 丙组同学取 10 mL 0.1 mol ·1L KI 溶液,加入 6 mL 0.1 mol的溶液。在 FeCl 2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。(2) 甲组同学取 2 mL FeCl 2溶液,加入几滴氯水, 再加入 1滴KSCN 溶液,溶液变红,说明 Cl 2可将 Fe2氧化。 FeCl 2溶液与氯水反应的离子方程式为 。·1 LFeCl 3 溶液混合。分别取第一支试管中加入第二支试管中加入第三支试管中加入 实验检验的离子是 中仍含有mL CCl 4充分振荡、静置, CCl 4层显紫色;滴 K 3Fe(
22、CN) 6 溶液,生成蓝色沉淀;滴 KSCN 溶液,溶液变红。(填离子符号 );实验和说明:在 I 过量的情况下,溶液 (填离子符号 ),由此可以证明该氧化还原反应为(3) 乙组同学认为甲组的实验不够严谨, 该组同学在 2 mL FeCl 2溶液中先加入 0.5 mL 煤油, 再于液面下依 次加 入几滴氯水 和 1 滴 KSCN 溶液,溶液变红,煤油的 作用是(5) 丁组同学向盛有 H 2O 2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl 2溶液,溶液变成棕黄色, 发生反应的离子方程式为 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 ;生成沉淀的原因是 (用平衡移动原理
23、解释 ) 。解析: (1)Fe mL 此溶液于 3 支试管中进行如下实验: 具有很强的还原性, 易被空气中的 O2氧化为 Fe3 ,在 FeCl2 溶液中加入少量 铁屑,可防止 Fe2被氧化。(2)Fe2被氧化为 Fe3, Cl 2被还原为 Cl ,反应的离子方程式为 2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3) O 2难溶于煤油,加入煤油能隔绝空气,排除O2 对实验的影响。(4) KI 溶液与 FeCl 3溶液反应的离子方程式为2I2Fe3=I22Fe2。K3Fe(CN) 6 是检验 Fe2的试剂。实验 溶液变红,说明溶液中仍存在Fe3,由此可说明该氧化还原反应为可逆3反应。(5) 酸化的 FeCl
24、2 溶液与 H2O2反应, Fe2被氧化为 Fe3,H2O2 被还原为 H 2O ,反应的离子 方程式为 H2O22Fe2 2H =2Fe3 2H2O。Fe3 对 H2O2 的分解起催化作用, 当反应一段时 Fe3间后,会发生反应: 2H2O2=F=e=2H2OO2,故溶液中产生气泡。由于H2O2 分解反应放热,促使 Fe3 3H 2OFe(OH)33H平衡右移,最终出现 Fe(OH) 3红褐色沉淀。答案: (1)防止 Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3) 隔绝空气 (排除氧气对实验的影响 )(4) Fe2 Fe3 可逆反应(5) 2Fe 2 H 2O 2 2H=2Fe32H
25、2OFe3催化 H2O2 分解产生 O2 H2O 2分解反应放热,促进 Fe3的水解平衡正向移动 题型(二) “铁三角 ”转化关系及应用诊断 5】从某含有 FeCl 2、FeCl 3、CuCl 2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如()下:则下列说法正确的是A 试剂 a 是铁、试剂 b 是稀硫酸B操作、操作、操作所用仪器相同C试剂 c 是氯气,相应的反应为 2Fe2 Cl 2=2Fe 3 2ClD用酸性 KMnO 4 溶液可检验溶液 W 中是否含有 Fe2 解析:选C A项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知, b是盐酸,错误; B项,操作 和操作 是过滤,操作 为蒸发结晶,所用仪器不相同
26、,错误; C 项,滤液 Z 和 X 中均含有氯 化亚铁,因此 c 为氯气,正确; D 项,高锰酸钾能氧化氯离子而褪色,因此不能用于检验是否 含有亚铁离子,错误。考点一 铁及其重要化合物1一定质量的某铁的氧化物 Fe xO y,与足量的 4 mol ·L1硝酸溶液充分反应,消耗硝酸溶 液 700 mL ,生成 2.24 L NO( 标准状况 ) 。则该铁的氧化物的化学式为 ( )A FeOB Fe2O3CFe3O4D Fe4O5解析:选C 铁的氧化物 FexOy与足量的 4 mol ·L1硝酸溶液充分反应, 生成 Fe(NO 3)3,硝2.24 L酸被还原生成 NO , n(
27、NO) 22.4 L · mo1l 0.1 mol ,根据氮原子守恒可得, 3nFe(NO 3)3n(NO) n(HNO 3),3nFe(NO 3)30.1 mol 0.7 L×4 mol ·1,LnFe(NO 3)30.9 mol ,令氧 化物 FexOy中 Fe 元素的平均化合价为 a,根据得失电子守恒可得, 0.9 mol×(3a)0.1 mol ×(5 88 2),解得 a3,由化合物中正负化合价代数和为0 可得3x2y,xy34,故该氧化物的化学式为 Fe3O4。2下列物质反应后一定有 3 价铁生成的是 。 过量的 Fe与 Cl 2加
28、热时发生反应 Fe 与过量稀 H2SO4 反应后,再向其中加 KNO 3 Fe 与过量的 S 加热时发生反应 Fe(NO 3)2溶液中加少量盐酸H 、NO3Fe3;Fe 与 S 反应只生 Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中解析: Fe 与 Cl 2反应只生成 FeCl 3;Fe过量稀H2SO4Fe2成 FeS; Fe2 H 、NO 3 Fe3 ; Fe2O3溶于盐酸生成 Fe3 ,当混合物中 Fe 不足时,溶液中仍有 Fe3,当 Fe 足量时,溶液中无 Fe3。答案: 3下列中学化学中常见物质的转化关系图中,反应条件及部分反应物和产物未全部注明, 已知 A 、 D 为金属单质,其他为化合物
29、。回答下列问题:(1)写出物质的化学式: A : ,B:,C:_(2)向 F 中逐滴滴加试剂的现象为 。(3) 写出下列反应的方程式:CE 的离子方程式: ,CF 的离子方程式: ,G H 的离子方程式: 。解析:从D到红色粉末 B,是Fe2O3生成的过程, B是Fe2O3,I是Fe(OH) 3,H 是Fe(OH) 2, D 是单质铁, 试剂 是盐酸或硫酸, G 是亚铁盐, 试剂 是碱溶液, A 是单质和 B 生成 C 和 D , 是铝热反应, A 是 Al , C 是 Al 2O3。(2)F 为偏铝酸盐, AlO 2与酸反应, 观察到的现象是先产生白色沉淀Al(OH) 3,继而 Al(OH)
30、 3溶于酸中,生成 Al3。(3)CE,是 Al 2O3和酸反应生成铝盐; CF是 Al 2O3和强碱反应生成 偏铝酸盐; G H 是亚铁盐转化为 Fe(OH) 2。答案: (1)Al Fe2O3 Al2O3 Fe(OH) 3(2)开始有白色沉淀生成,继续滴加沉淀溶解(3) Al 2O3 6H =2Al 3 3H 2O Al 2O3 2OH =2AlO 2 H2O Fe2 2OH =Fe(OH) 2 考点二 铁盐和亚铁盐4下列除杂的操作不正确的是( )A MgCl 2溶液中混有少量FeCl 3:加入足量镁充分反应后过滤B FeCl 2溶液中混有少量FeCl 3 :加入过量铁粉充分反应后过滤CC
31、uCl 2溶液中混有少量DCuCl 2 溶液中混有少量FeCl 3:加入 NaOH 溶液充分反应后过滤FeCl 2:先加入 H2O2将 Fe2氧化成 Fe3,再加入 CuO 充分反应 后过滤解析:选 C FeCl 3溶液中存在水解平衡: FeCl33H2OFe(OH) 33HCl ,加入 Mg 与H反应,平衡右移,使 Fe3转化成 Fe(OH) 3而除去, A 正确;加入过量铁粉, FeCl 3与 Fe反应 生成 FeCl 2而达到除杂的目的, B正确; C项中加入 NaOH 溶液,Cu2、Fe3均转化成氢氧化物沉淀,不符合除杂要求,错误;先用H2O2将 Fe2 氧化成 Fe3 ,再利用 Fe
32、Cl3 的水解,加入CuO 与 H反应将 Fe3转化成 Fe(OH) 3而除去, D 正确。5(2017 ·黄冈模拟 )一种新型高效净水剂 PAFC( 聚合氯化铁铝 AlFe(OH) nCl6 nm),广泛 用于日常生活用水和工业污水的处理。 某化工厂欲以工业生产废料 (金属铁、 铝及其氧化物 )为原 料制取 PAFC ,设计生产流程如下:请回答下列问题:(1) 用 10 mol ·L1的浓盐酸配制 2 mol·L1 的稀盐酸,所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外,还 有A 容量瓶B烧杯C烧瓶D 胶头滴管(2) 下列关于 PAFC 的说法中正确的是 。A PAFC 是一种
33、有机高分子化合物 B PAFC 中 Fe 显2 价C PAFC 溶于水能电离出 OH ,是一种碱 D PAFC 在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在(3) 步骤中取样分析的目的是 。A 测定溶液中 Fe2与 Fe3的含量比 B测定原料是否完全溶解C测定溶液中 Fe2的含量,以确定加入 NaClO 3 的量 D测定溶液中 Al 3的含量(4) 写出向溶液中加入 NaClO 3 时,发生反应的离子方程式为(5) 该化工厂的化验室为测定产品PAFC 中 Al 和 Fe 的含量,进行下列试剂的选择和基本操作:测定时所需的试剂有 。ANH 3·H2OBNaOHCCO2D NaClO 3测定时,
34、直接测定的是 和 的质量 (填化学式 )。 在测定过程中的操作顺序是:过滤、 、灼烧、 、称量 (写操作名称 )。解析: (1)用 10 mol·L 1的浓盐酸配制 2 mol·L1 的稀盐酸,所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒 外,还有容量瓶、烧杯和胶头滴管。(2)A 项,PAFC 不是有机高分子化合物, 错误; B项, PAFC 中 Fe显 3价,错误; C项, PAFC 溶于水能电离出 OH ,但同时还有氯离子,不属于碱,错误; D项, PAFC 能电离出 Al3 、Fe3和 OH ,在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在,D 正确。(3) 溶液中含有 Fe2需用 NaClO
35、4 氧化,所以步骤 取样分析的目的是测定溶液中Fe2的含量,以确定加入 NaClO 3 的量。(4) 向溶液中加入 NaClO 3时, ClO 3与 Fe2反应生成 Cl和 Fe3,离子方程式为 6Fe26H ClO 3=6Fe3 Cl 3H 2O。(5) Al(OH) 3是两性氢氧化物, 能与强碱反应生成偏铝酸盐, 然后通入 CO2 转化为 Al(OH) 3沉淀,灼烧得到 Al 2O 3,Fe(OH) 3不溶于强碱溶液,所以测定时所需的试剂有NaOH 和 CO2。根据 中分析可知,直接测定的是 Al 2O3、Fe2O3的质量。 在测定过程中的操作顺序是:过 滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。答案:
36、 (1)ABD (2)D (3)C (4)6Fe 2 6H ClO 3 =6Fe3 Cl 3H 2O (5)BC Al 2O3 Fe2O3 洗涤 冷却 考点一 铁及其重要化合物1A、B、C 三种物质中均含有同一种元素 M ,它们之间有如图所示的转化关系。 A 为 种金属单质,其产量直接关系国民经济命脉。反应均为化合反 应,反应为置换反应。下列有关说法不正确的是 ( )A中所加试剂可能是氯气B中需要加具有氧化性的试剂C A 与稀硝酸反应一定能实现元素 M 在中发生的价态变化D元素 M 在中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现2,解析:选 C 根据转化关系可确定 A 为变价金属,应为 Fe,反应
37、加入氯气能实现, B 为 FeCl 3,C 为 FeCl 2, A 项正确;反应 中铁元素由 2价升高到 3 价,需要加具有氧化性的试 剂, B 项正确;过量的 Fe 与稀 HNO 3 反应时,生成 Fe(NO 3)2, C 项错误; Fe3 能将 I 氧化成 I 2,自身被还原成 Fe2,D 项正确。2有关 FeSO4的转化关系如下图所示 (无关物质已略去 )。已知: X 由两种化合物组成,将 X 通入品红溶液,溶液褪色;通入BaCl 2 溶液,产生白色沉淀。 Y 是红棕色的化合物。( 填化学式 ) 。(1) 气体 X 的成分是 (2) 反应的反应类型属于 (填字母 )。a分解反应b复分解反
38、应c置换反应d化合反应e氧化还原反应(3)溶液 2中金属阳离子的检验方法是 。(4) 若经反应得到 16 g固体 Y,产生的气体 X 恰好被 0.4 L 1 mol ·1 LNaOH 溶液完全吸收, 则反应的化学方程式是 ,反应中生成 FeSO4 的离子方程式是 。解析: (1)X 能使品红溶液褪色说明 X 中含有 SO2,但 SO2 与氯化钡溶液不反应, 所以 X 中 还有 SO3。(2)反应为 FeSO 4受热分解生成 SO2、SO3、Fe2O3,既是分解反应又是氧化还原反应。(3)溶液 2为 Fe2(SO4)3溶液,用 KSCN 溶液检验 Fe3,具体方法为取少量溶液 2于试管
39、中, 加入几滴 KSCN 溶液,溶液变红。(4) 反应 得到 16 g Fe2O3,由得失电子守恒得生成 0.1 mol SO 2,所以生成 SO3 也为 0.1 mol , 则反应 的化学方程式是 2FeSO4=Fe2O3SO2SO3。0.1 mol SO3与 0.2 mol NaOH 完 全反应, 0.1 mol SO2与 0.2 mol NaOH 恰好完全反应生成 Na2SO3,溶液 1 中含有 Na2SO3和 Na2SO4,反应 的离子方程式为 2Fe3SO32 H2O=2Fe2SO422H。答案: (1)SO 2、 SO3 (2)a、e(3)取少量溶液 2 于试管中,加入几滴 KSC
40、N 溶液,溶液变红色(4) 2FeSO4=Fe2O3SO2 SO3 2Fe3 SO23H2O=2Fe2SO242H考点二 铁盐和亚铁盐3(2017 柳·州模拟 )以硫铁矿 (主要成分为 FeS2)为原料制备氯化铁晶体 (FeCl 3· 6H2O)的工艺 流程如图所示:下列说法不正确的是 ( )SO2要回收利用A酸溶过程使用的酸也可以是硝酸,且过量B为了防止污染,焙烧过程中产生的C通氯气的目的是氧化 Fe2D由 FeCl 3· 6H2O 制取无水 FeCl 3需要在氯化氢的气流中加热解析: 选 A 若用过量硝酸酸溶,则会引入 NO 3, A 项说法错误; SO2是一
41、种污染气体, 必须回收利用, B 项说法正确;通入 Cl2 的目的是将 Fe2全部氧化为 Fe3,C 项说法正确;为 了防止 Fe3水解,由 FeCl 3· 6H2O 制取无水 FeCl 3时需要在 HCl 的气流中加热, D 项说法正确。12某同学为了验证 Fe3是否能将 H2SO3氧化成 SO24,用 50 mL 0.1 mol ·L1 FeCl 3溶液 吸收制取 SO2 气体的尾气后,进行以下实验:(1)检验吸收液中的 SO42 操作为 ,证明 Fe3能够把 H2SO3 氧化成 SO42 。(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式:2FeCl 3 SO2 = H2SO
42、4 ,反应中的氧化产物是 ( 写化学式 )。(3)吸收液中除了含有 H、Cl 、SO42以外,对其他成分 (Fe3、Fe2、H2SO3)的可能组合进 行探究:提出假设。假设 1:溶液中存在 Fe2;假设 2:溶液中存在 Fe3、 Fe2;假设 3:溶液中存在 。设计方案, 进行实验, 验证假设。 请写出实验步骤以及预期现象和结论 (可不填满 )。限选 实验试剂和仪器:试管、滴管、 0.1 mol·L1 KMnO 4溶液、 0.1 mol ·L 1 KSCN 溶液、品红 稀溶液。实验步骤预期现象和结论步骤 1:用试管取样品溶液 23 mL ,并滴入若出现红色,则假设 2成立,
43、 1、3 不成立;若未出现红色, 则假设 2 不成立, 假设 1 或 3 成立步骤 2:步骤 3:解析: (1)检验 SO42常用稀盐酸和 BaCl 2溶液。(2)SO2被氧化成了 H2SO4,则 FeCl 3 被还原成 FeCl 2 。(3)对于溶液中三种微粒可能存在情况如下: 假设 1,若 Fe3与 H2SO3 正好反应则只存在 Fe2 ;假设 2,若 Fe3过量则存在 Fe3 与 Fe2;假设 3,若 Fe3不足,则存在 Fe2与 H2SO3;三种假设的不同之处在于假设 2中含有 Fe3 ,假设 3 中含有 H2SO3,据此,可设计实验方案进行 探究。答案: (1) 取少量样品溶液于试管
44、中,先滴入足量的稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,如果有白 色沉淀生成(2)2H 2O 2FeCl 2 2HCl H2SO4(3)Fe2、 H2SO3实验步骤预期现象和结论步骤 1: 1 2 滴 0.1 mol·L1 KSCN 溶液步骤 2:另取 2 3 mL 样品溶液于试管中, 滴入 12 mL 品红稀溶液若品红溶液红色褪去,则假设 3 成立;若品 红溶液不褪色,则假设 3 不成立,假设 1 成 立4工业上利用硫铁矿烧渣 (主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO2) 为原料制备高档颜料 铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:试回答下列问题:(1)硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为 (填化学
45、式 )。(2) 实验室实现“步骤”中分离操作所用的玻璃仪器有 ;步骤中应选用试剂调节溶液的 pH( 填字母编号 )。A稀硝酸C高锰酸钾溶液B氢氧化钠溶液D氨水(3) 检验步骤已经进行完全的试剂是 。(4) 步骤的反应温度一般需控制在35 以下,其目的是 (5) 步骤中发生反应的化学方程式为 。(6) 欲测定硫铁矿烧渣中 Fe元素的质量分数, 称取 a g 样品,充分“酸溶”“水溶”后过滤, 向滤液中加入足量的 H 2O 2,充分反应后加入 NaOH 溶液至不再继续产生沉淀,经过滤、洗涤、 灼烧至固体恒重,冷却后称得残留固体b g。参与反应。 (6)残留 b g 固体为 Fe2O3,根据 Fe原
46、子守恒,Fe 元素的质量分数为112 b g × 160×100%写出加入足量的H 2O2 发生反应的离子方程式: ;测得该样品中 Fe 元素的质量分数为 。解析: (1)SiO 2为酸性氧化物,不与稀 H2SO4 反应。 (2)NaOH 溶液不易控制溶液 pH,应选 氨水。 (4)既防止 NH 4HCO 3分解,又减少 Fe2水解。 (5)FeCO 3转变为 Fe2O3,肯定有氧化剂 O2 170ba×100% 。答案: (1)SiO 2 (2)漏斗、玻璃棒、烧杯D(3)KSCN 溶液 (或其他合理答案 )(4) 防止 NH 4 HCO 3 分解,减少 Fe2的
47、水解高温(5) 4FeCO 3 O 2=2Fe 2O 3 4CO 2(6) 2Fe2H2O22H=2Fe3 2H2O 7b × 100%10a【方法最优化】 铁的氧化物组成的判断方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为mn ,则氧化物中 n(Fe) n(O) m nab,56 16若 ab 1 1,则铁的氧化物为 FeO;若 ab 2 3,则铁的氧化物为 Fe2O3;若 ab 3 4,则铁的氧化物是 Fe3O4,或 FeO 与 Fe2O3按物质的量比 11 的混合物, 或 FeO 、Fe2O 3、 Fe3 O 4的混合物 (其中 FeO 、 Fe2O3物质的量之比为 11,Fe3
48、O4 为任意值 )。 制备 Fe(OH) 2 常用的三种方法方法一:有机覆盖层法将吸有 NaOH 溶液的胶头滴管插到液面以下, 并在液面上覆盖一层苯或煤油 (不能用 CCl 4), 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 H 2 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。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。 检验 Fe2和 Fe3时的注意事项(1)检验 Fe2时不能先加氯水后加 KSCN 溶液,也不能将加 KS
49、CN 后的混合溶液加入足量 的新制氯水中 (新制氯水可能氧化 SCN )。(2)Fe3、Fe2、Cl 同时存在时不能用酸性 KMnO 4溶液检验 Fe2(Cl 能还原酸性 KMnO 4, 有干扰 )。混合溶液中 Fe3 、Fe2的除去方法(1)除去 Mg 2中混有的 Fe3的方法向混合溶液中加入 Mg 、MgO 、MgCO 3、Mg(OH) 2其中之一,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。(2)除去 Cu2中混有的 Fe3的方法向混合溶液中加入 CuO 、CuCO 3、Cu(OH) 2、Cu2(OH) 2CO 3其中之一,与 Fe
50、3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。(3) 除去 Mg 2中混有的 Fe2的方法 先加入氧化剂 (如 H2O2)将溶液中的 Fe2氧化成 Fe3,然后再按 (1)的方法除去溶液中的 Fe3。(4) 除去 Cu2中混有的 Fe2的方法先加入氧化剂 (如 H2O2)将溶液中的 Fe2氧化成 Fe3,然后再按 (2)的方法除去溶液中的 Fe3。1下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )A 赤铁矿的主要成分是 Fe3O4B铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3 和 H2C除去 FeCl 2溶液中的 FeCl3 杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤
51、D Fe3与 KSCN 产生血红色沉淀解析:选 C 赤铁矿的主要成分是 Fe2O3,A 错误;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和 H2,B 错误;铁粉把 FeCl 3还原成 FeCl 2,从而除去 FeCl 3,C正确; Fe3与 KSCN 产生血红 色溶液,不是沉淀, D 错误。2为了验证 Fe3的性质, 某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是 ( )A BCD 解析: 选 C 不反应,实验方案及现象均错误; 检验的是 Cl ,与 Fe3的性质无关。 3通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是 ( )选项
52、操作、现象解释A向 KI- 淀粉溶液中加入 FeCl 3 溶液,溶液变蓝Fe3能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH) 3C向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生说明 Fe 置换出硝酸中的氢, 生 成了氢气D新制 Fe(OH) 2 露置于空气中一段时间,白色物 质变成了红褐色说明 Fe(OH) 2 易被 O2氧化成 Fe(OH) 3解析:选 D A 项中 Fe3将 I氧化为 I 2,淀粉遇碘变蓝; B 项中红棕色斑点是 Fe2O3·xH2O; C 项中铁与稀硝酸反应产生的气体为 NO 。4将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反
53、应,下列对反应情况设想的评价正确的是( )选项反应情况设想评价A当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2、Cu 2,一定无 Fe3正确, Fe3和Fe、 Cu 均可反应B当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2、 Cu 2,无 Fe3正确,Fe和Cu与Fe3都反应,故有 Fe2 和 Cu 2,无 Fe3C当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定只有 Fe2,无 Cu 2正确, Cu 有剩余,故无 Cu2D当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有 Fe2、 Cu2不正确,不可能有 Fe剩余而无 Cu 剩余, 因为 Fe 比 Cu 优先与 Fe3反应解析: 选 D 当铁、铜的量比较少时溶液中可能有 Fe3 存在, A 项错误;当铁过量时,铜 不与 Fe3反应,无 Cu 2生成,此时溶液中不
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