通用版2019版高考化学微一轮复习第10讲铁及其重要的化合物学案

1、第十讲铁及其重要化合物考试要求1.掌握铁的主要性能和应用。2.掌握重要铁化合物的主要性质和应用。3.它能识别溶液中的Fe2+和Fe3+。测试中心的本质铁1.位置和物理属性铁位于元素周期表第四周期的第族，主要原子价为2和3，其在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。铁具有金属的一般特性，被磁铁吸引。2.化学性质(写化学方程式或离子方程式)多维思维1.铁和铝在冷浓硫酸或浓硝酸中的钝化是物理变化或化学变化。提示：化学变化。2.氯化铁和三氯化铁可以通过化学结合反应制备吗？提示：两者都很好。一种判断铁与氧化剂反应后价态的方法(1)铁与弱氧化剂(如s、I2、h、Fe3+、Cu2+)反应得到的产物为Fe2+，铁的价

2、态为2。(2)铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓H2SO4、硝酸等)反应。)得到Fe3+，铁的价态为3。(3)在纯氧中燃烧铁并与H2O(g)在高温下反应得到的产物是Fe3O4，铁的价态是2和3。论第一铁的存在和性质1.在下表中，陈述和的正确性以及是否存在因果关系的判断都是正确的()报表一报表二判断A铁是地壳中最丰富的金属元素铁是人类最早使用的金属材料我配对；对；是B在常温下，铁与稀硫酸反应生成氢氢气可以在高温下还原氧化铁得到铁我配对；对；不C铁是一种过渡元素铁和某些铁化合物可以用作催化剂我错了；对；不D空气中的铁表面形成一层致密的氧化膜铁不能与氧反应我配对；对；是分析：第一项，地壳中金属元素含

3、量最高的是铝，我错了，最早使用的金属是铜，我错了；在第三项中，陈述一和陈述二是正确的，并有因果关系；在D项中，铁在空气中容易生锈而不是形成致密的氧化膜，铁与氧反应，和都是错的。答：乙2.以下关于铁的说法是正确的()A.纯铁是灰黑色的，所以铁属于黑色金属B.铁在硫蒸汽中燃烧生成Fe2S3C.纯铁的耐腐蚀性很强，在干燥的空气中铁不易氧化D.铁的化学性质相对活跃，它能与水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3分析：纯铁是银白色的，答错了；铁在硫蒸气中燃烧形成硫化亚铁，乙错了；3fe 4h2o (g) Fe3O4 4h2，d是错误的。回答：c。亚铁反应后元素价态的判断3.下列物质反应后，必须生成3价铁()过

4、量的铁在加热时与Cl2反应；铁与过量稀硫酸反应后，加入硝酸钾；加热时铁与过量的硫反应；向硝酸铁溶液中加入少量盐酸；将铁和Fe2O3的混合物溶解在盐酸中A.bC.d .分析：铁与Cl2反应，仅生成三氯化铁；铁与硫反应生成硫化亚铁；Fe2+Fe3+；Fe2+Fe3+；Fe2O3溶解在盐酸中生成Fe3。当混合物中铁不足时，溶液中仍有Fe3当有足够的铁时，溶液中没有Fe3。答：d .4.将铁粉缓慢加入到一定量的稀硝酸中，得到Fe2+铁粉量(横坐标)和铁粉量(纵坐标)之间的关系如图所示。请在相应的横线上填写正确答案的序号。Fe3+Fe2+铁、Fe2+ Fe2+、Fe3+(1)第1节中的铁以_ _ _ _

5、 _ _的形式存在。(2)铁在公元前2)节以_ _ _ _ _ _的形式存在。(3)镉截面中的铁元素以_ _ _ _ _ _的形式存在。分析：当铁粉加入稀硝酸时，稀硝酸开始过量时会产生Fe3，所以AB段的铁元素以Fe3的形式存在。随着铁粉含量的增加，溶液中的Fe3与铁反应生成Fe2，因此在BC阶段铁以Fe2和Fe3的形式存在。Fe3+完全转化为Fe2+后，铁粉不再溶解，所以镉段的铁元素以铁和Fe2+的形式存在。回答：(1) (2) (3)试验场地二中铁的氧化物和氢氧化物1.铁矿石化学式FeOFe2O3Fe3O4车间编号铁红磁性氧化铁不溶于水不溶于水含铁的效价+2+3+2 、+3稳定性易变的稳定

6、的稳定的与氢反应的离子方程式FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O2.氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红棕色固体与盐酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O热解复杂分解产物2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O准备可溶性亚铁盐与碱性溶液Fe2OH-反应=铁(氢)2可溶性铁盐与碱性溶液反应Fe3 + 3OH-=Fe(OH)3两者之间的关系在空气中，氢氧化铁可以很快被氧气氧化成氢氧化铁。现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红棕色。反应方程式为4Fe

7、 (OH) 2 O2 2H2O=4Fe (OH) 3多维思维1.盐酸和氢碘酸是强酸。Fe3和它们有什么区别？写出相关的反应方程式？结果表明，氢氧化铁悬浮液在遇到盐酸和氢碘酸时能溶解红棕色沉淀，但氢氧化铁具有很强的还原性，能被Fe3+氧化成I2，使溶液颜色变深。因此，盐酸和氢氧化铁之间的反应只是一个中和反应：氢氧化铁=三氯化铁3H2O，而氢氧化铁与氢氧化铁反应。2.用硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液制备氢氧化铁沉淀时应注意哪些问题？建议：(1)将硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液的蒸馏水加热煮沸，以除去蒸馏水中的氧气；(2)用长滴管吸收氢氧化钠溶液，并将其插入硫酸亚铁溶液的液面以下进行挤压。1.判断氧化铁成分

8、的方法假定氧化铁中铁元素与氧元素的质量比为mn，氧化物中的n(铁)n(氧)为=ab，如果甲：乙=1: 1，氧化铁是氧化亚铁；如果甲：乙=2: 3，氧化铁为Fe2O3。如果AB=34，则氧化铁是Fe3O4，或者是FeO和Fe2O3的混合物，其摩尔比为11，或者是FeO、Fe2O3和Fe3O4的混合物，其中FeO与Fe2O3的摩尔比为11，并且Fe3O4是任意的。2.制备氢氧化铁的三种常用方法方法1:有机涂层法将装有氢氧化钠溶液的橡胶滴管插入液面下方，用苯或煤油(不能使用四氯化碳)覆盖液面，防止空气与氢氧化铁反应，如图1所示。方法2:还原性气体保护方法当装置中的空气被H2排出后，亚铁盐与氢氧化钠溶

9、液混合，从而可以长时间观察到白色沉淀。如图2所示。方法3:电解以铁为阳极电解氯化钠(或氢氧化钠)溶液，用苯或煤油覆盖液面，如图3所示。图3铁的氧化物和氢氧化物的组成和性质研究1.将少量废铁溶于过量稀硫酸中，过滤，除去杂质，向滤液中加入适量硝酸，然后加入过量氨水形成红棕色沉淀。过滤，将沉淀物加热至质量不变，得到红棕色残渣。上述沉积物和残留物分别为()A.Fe(OH)3；Fe2O3B。Fe(OH)2；FeOC.Fe2、Fe3；Fe3O4和Fe2O3Fe(OH)3分析：红棕色沉淀应为Fe3，因为加入硝酸时不存在Fe2；Fe(OH)3通过加热分解形成Fe2O3。答：答2.由FeO、Fe2O3和Fe3O

10、4组成的混合物，其中铁元素与氧元素的质量比为218，那么该混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的质量比为()A.121B.211C.131 D.113分析：混合物中，n(铁) n(氧)=34，因此FeO和Fe2O3按11的质量比混合，D项符合要求。答：d .高香地铁的制备3.通过以下方法可以制备出白色的Fe(OH)2沉淀：不含Fe3+的硫酸亚铁溶液与用不含O2的蒸馏水制备的氢氧化钠溶液反应。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述硫酸亚铁溶液时，必须加入_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。_ _ _ _ _ _

11、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(2)为了去除蒸馏水中溶解的O2，经常使用_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)生成白色Fe2(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不带O2的氢氧化钠溶液，将其插入硫酸亚铁溶液下，然后挤出氢氧化钠溶液。此操作的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。分析：(1) Fe2易水解，应加入稀硫酸防止其水解；空气中的O2很容易氧化Fe

12、2，因此应添加铁粉以防止Fe2被氧化。(2)气体的溶解度随着温度的升高而降低，所以在沸水中溶解的O2较少。答：(1)稀硫酸和铁屑(2)煮沸(3)避免生成的氢氧化铁沉淀与氧气接触4._ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填写序列号)是Fe(OH)2的白色沉淀，在下图中可以长时间看到。分析：由于铁(OH)2在空气中很容易被氧化成红棕色的铁(OH)3，即4Fe(OH)2 O2 2H2O=4Fe (OH) 3，如果长时间看到铁(OH)2的白色沉淀，则有必要从装置中除去氧气或空气。(1)、(2)的原理是一样的，就是用氢气来排出装置中的空气，并使生成的Fe(OH)2在氢气的保护下；原理是以铁为阳极生成F

13、e2+，Fe2+与电解水生成的氢氧化物结合生成铁(氢)2，液面用汽油保护，防止空气进入；在中间液位加入苯，防止空气进入；带入空气中的氧气能快速氧化铁(OH)2，所以白色沉淀长时间看不见。回答： 3号试验场地Fe2+和Fe3+的性质及试验1.“铁三角”的转换关系在上述转换关系中写出标记反应的离子方程式：2Fe3 +铁=3Fe2+；2Fe3 + H2S=2Fe2 + S + 2H+；2Fe2 + H2O 2+2H+=2Fe3 + 2H2O；3Fe2 + NO+4H+=3Fe3 + NO + 2H2O。2.Fe2和Fe3+的检验(1) Fe2测试：首先，加入KSCN溶液，但未出现明显现象。然后，加入

14、氯水，出现红色。反应的离子方程式为Cl2 2fe2=2cl- 2fe3，Fe3 3scn-Fe (SCN) 3。(2)Fe3的检测：滴加KSCN溶液生成红色溶液，反应的离子方程式为Fe3 3scn-Fe (SCN) 3。多维思维1.如何去除三氯化铁溶液中的Fe2+?提示：加入一定量的氯水或H2O2溶液。2.Fe2和NO能大量共存吗？如果加入少量盐酸会发生什么？结果表明，在酸性条件下，Fe2+和NO可以大量共存，而NO可以将Fe2+氧化成Fe3+但不能大量共存。3.检测Fe2+时，能先加氯水，再加KSCN溶液吗？为什么？提示：不，因为如果溶液中含有Fe3+，它的干扰就无法消除。Fe2+和Fe3+

15、的转化及除杂主要成分不纯杂质去除方法氯化铁FeCl2加入氯水或H2O2FeCl2氯化铁加入过量铁粉，过滤FeCl2氯化铜加入过量铁粉，过滤Fe2+和Fe3+的转化1.如何去除括号中的杂质？(1)Fe2+(Fe3+):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；(2)三氯化铁(二氯化铁):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；(3)氯化铁(氯化铜):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

16、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；(4)Fe2O3(Al2O3、SiO 2):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .答：(1)加入过量铁粉并过滤(2)加入氯水或H2O2(3)加入过量铁粉，过滤(4)加入过量的强碱溶液，过滤2.在用氯化铁溶液蚀刻铜箔制造电路板的过程中，废液处理和资源回收的过程简述如下：一、向废液中加入过量的铁屑，充分反应后分离固体和滤液；.向滤液中加入一定量的石灰水，调节溶液的酸碱度，同时吹入足够的空气。(1)1)氯化铁蚀刻铜箔反应的离子

17、方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(2)工艺一中加入的铁屑的主要作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，分离出的固体的主要成分是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，从固体中分离铜的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)过程的化学反应方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _