课时3 铁及其化合物 金属的冶炼.ppt

1、铁及其化合物 金属的冶炼,高三化学复习,考纲要求,1、掌握铁的化学性质，理解铁盐和 亚铁盐的相互转变。 2、了解铁的氧化物、氢氧化物。 3、掌握铁离子、亚铁离子的检验方法。 4、了解金属冶炼的一般原理和方法。,一、铁的原子结构,思考,1、铁的原子序数是多少，在周期表中处于什么位置？ 2、写出铁的原子结构示意图 3、指出铁在化合物中有哪些价态,小结,二、铁的物理性质,1、银白色,有金属光泽,质软;,2、具有良好的延展性;,3、是电和热的良导体;,4、密度是7.86g/3；,沸点是2750,熔点1535,5、特性:能被磁体吸引，具铁磁性.,FeS FeS,1与非金属反应 (1)与O2：常温下生锈，

2、主要成分为 ；点燃条件下生成 .高温条件下，主要成分为 _ ； (2)与Cl2 、S： . _.,Fe2O3,Fe3O4,2与H2O反应 .,3Fe4H2O(g) Fe3O44H2,3与酸反应(1)与稀H2SO4： . (2)与过量稀HNO3：.,Fe2H = Fe2H2,Fe4HNO3 = Fe(NO3)3NO2H2O,4与盐溶液反应(1)与CuSO4： (2)与FeCl3：,FeCu2 = Fe2Cu,2Fe3Fe = 3Fe2,三、铁单质的化学性质,FeO,铁单质的显价规律小结：,四、铁的氧化物性质比较,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3,五、铁的氢氧化物性质比较,铁的

3、氢氧化物制法： 由对应的可溶性盐与碱反应制取。 Fe(OH)2极易被O2氧化生成Fe(OH)3 Fe(OH)2与O2反应，生成白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的Fe(OH)3.,视频,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3,Fe(OH)2的制取方法 Fe(OH)2具有较强的还原性，易被空气中的氧气氧化，因此制备Fe(OH)2是高考题常见考点实验的关键之处是隔绝空气、避免接触O2，防止Fe(OH)2被氧化,下面是制备Fe(OH)2白色沉淀的几种方案请回答下列各问题： (1)用不含Fe3的FeSO4溶液与不含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FeSO

4、4溶液时还需要加入_ 除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法 生成Fe(OH)2白色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_,(2)在如图所示的装置中，用NaOH溶液、 铁屑、稀H2SO4等试剂制备 在试管里加入的试剂是_ 在试管里加入的试剂是 _. 为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管和 中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_ 这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是_,(3)利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁 a电极的材料应为_，电极反应式为_

5、 电解液c可以是_(填编号) A纯水 BNaCl溶液 CNaOH溶液 DCuCl2溶液,(2)两支试管，试管是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管中，所以制取FeSO4应放在试管中，而在试管中盛不含O2的NaOH溶液当Fe与稀H2SO4放入试管后，产生的H2可以从试管内短管处排出，从而排尽试管内空气再经过止水夹通入试管中，排尽试管内空气然后关闭止水夹，试管内产生的H2无法逸出，造成管内压强增大，将试管内FeSO4溶液通过长导管压入试管内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中O2的氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间,d为苯，其作用是_，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？_

6、. 为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是_(填编号) A改用稀H2SO4作电解液 B适当增大电源的电压 C适当减小两极间的距离 D适当降低电解液的温度 若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_,【解析】(1)Fe2易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化的Fe3还原成Fe2.气体的溶解度随着温度升高而降低，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少,(3)电解时阳极反应Fe2e = Fe2，阴极反应2H2O2e = H22OH，或电解质溶液能直接提供OH，Fe2与OH发

7、生反应Fe22OH = Fe(OH)2，当电解液选用NaOH溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀(大约在电解池中部)；当反接电源后，阳极反应4OH4e = 2H2OO2，产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3.,【答案】(1)稀H2SO4、铁屑煮沸避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 (2)稀H2SO4和铁屑NaOH溶液检验试管出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹 试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界O2不易进入 (3)FeFe2e = Fe2BC隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化加热煮沸，排出

8、溶解的O2BC白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色,六、Fe3+的检验 Fe3+遇到KSCN溶液变成红色，Fe2+遇到KSCN溶液不显红色。我们可以利用这一反应检验Fe3+的存在。 Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3 (红色),Fe2+如何检验?,Fe2+、 Fe3+共存如何检验它们?,鉴别方法,判断溶液中有Fe3+的依据是： 与KSCN混合溶液呈红色 与NaOH溶液混合产生红褐色沉淀,判断溶液中有Fe2+的依据是： 加KSCN溶液无明显现象，再加氯水溶液呈红色 与NaOH溶液混合产生白色沉淀灰绿色红褐色,七、Fe、Fe2、Fe3的相互转化“铁三角”关系,Fe,Fe3,Fe2+,S、I2、

9、H+、Cu2+、Ag+,Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3,Fe2O3：C、CO、H2、Al Fe3+：Al、Zn等还原,FeO：C、CO、H2、Al Fe2+：Al、Zn等还原,Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3 酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等,Fe、Cu、I 、S2- 、 H2S等,1Fe Fe2 铁与氧化性比较弱的非金属(如S、I2)，非氧化性酸(如盐 酸、稀H2SO4)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)， FeCl3溶液反应，都可实现这种转化例如： Fe CuSO4 = CuFeSO4； Fe2FeCl3 = 3FeCl2； Fe2H= Fe2H2.,

10、2Fe2Fe 比较活泼的金属(如Al、Zn)、CO、H2、C等能从亚铁化合 物中置换出铁来例如：FeCl2Zn = ZnCl2Fe； FeOH2 FeH2O.,3FeFe3 铁与强氧化剂，如Cl2、H2O2、KMnO4(H)、HNO3、浓 H2SO4在一定条件下反应都会实现这种转化例如： 2Fe3Cl2 2FeCl3.,4Fe3Fe 可通过较强还原剂实现，如Al、Zn、CO、H2等例如： Fe2O33CO 2Fe3CO2； Fe2O32Al 2FeAl2O3； 2FeCl33Zn = 2Fe3ZnCl2.,5Fe2Fe3 亚铁盐与强氧化剂反应，如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸、 H2O2、K

11、MnO4(H)等例如：2Fe2+Cl2 = 2Fe3+ +2Cl-. 2Fe2+Br2 = 2Fe3+ +2Cl-. 3Fe2+4H+ +NO3- = 3Fe3+ +2H2O +NO 2Fe2+2H2SO4(浓) = 2Fe3+ +SO42-+2H2O +SO2 2Fe2+2H+ +H2O2 = 2Fe3+ +2H2O 5Fe2+8H+ +MnO4- = 5Fe3+ +4H2O +Mn2+,6Fe3Fe2 铁盐溶液与比较强的还原剂反应，如Fe、Cu、碘化物、 硫化物等例如： 2Fe3S2 = 2Fe2S； 2Fe3Cu = 2Fe2 Cu2； 2Fe3Fe = 3Fe2； 2Fe32I = 2

12、Fe2I2.,溶液由浅绿色变为黄色,原因为加入盐酸后C(H)增大,在酸性介质中NO3可把Fe2 氧化为Fe3故溶液为黄色 。,练 习,2、在含有Cu(NO3)2、Fe（NO3）3各0.1mol的混合溶液中加入铁粉,经充分搅拌后铁粉完全溶解,过滤,从滤渣中分离出3.2gCu,则溶解的铁粉的质量是( ) A.5.6g B.2.8g C.14g D.8.4g,A,3、滴入KSCN溶液后,溶液显红色的是( ) A.(NH4)2Fe(SO4)2溶液 B.NH4Fe(SO4)2溶液 C.Fe与盐酸作用后的溶液 D.Fe与过量稀 HNO3作用后的溶液,BD,4、要证明某溶液中不含 Fe3+ 而可能含Fe2+

13、 , 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I2水 加入 少量KSCN溶液 A. B. C. D. ,C,5、为了除去FeSO4溶液中的CuSO4和Fe2（SO4）3 杂质，可选用的物质是 （ ） A.NaOH B .Mg C .氯水D .Fe,D,6、向200mL 0.1molL Fe(NO3)2溶液中加入适量 NaOH,使Fe2完全反应,小心加热此混合物, 直至水分蒸干,然后灼烧到质量不再变化,此时 固体的质量为( ) A.1.44g B.1.6g C.2.82g D.2.98g,B,7、在Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中，加入过量铁粉，反应完毕后剩余固体

14、的质量恰好等于加入铁粉的质量，则原溶液中硫酸铁和硫酸铜的物质的量之比为（ ）。 A.2 ：7 B.7 ：2 C.1 ：7 D.7 ：l,A,8向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶 液中不存在Fe3，同时析出0.1 mol Ag.则下列结论中不正确的是 () A氧化性：Zn2Cu2Fe3Ag BFe3的氧化性大于Cu2 C 溶液中Cu2与Fe2的物质的量比为12 D1 mol Fe可还原2 mol Fe3,A,（一）金属的物理性质,状态：常温下除汞是液体外，其余都为固体 颜色：除金、铜、

15、铋等少数具有特殊颜色外，大多数金属呈银白色，且都不透明 整块金属具有金属光泽，粉末状态时常显不同颜色 金属的密度、硬度、熔点等性质差别较大 大多数金属具有延展性 一般都是电和热的良导体,八、金属的冶炼,物理性质中的常见金属之最,密度最小：锂（Li） 密度最大：铂（Pt） 熔点最高：钨（W） 熔点最低：汞（Hg） 导电性最好：银（Ag） 硬度最大：铬（Cr） 延展性最好：金（Au）,（二）金属的冶炼的实质,用还原的方法，使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。 金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也不同，因此必须采取不同的冶炼方法。,（三）冶炼方法的选择,1、热分解法 有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。,2、热还原法,用焦炭作还原剂,当矿石不是氧化物而是硫化物或碳酸盐时，先将矿石在空气中锻烧成氧化物，再用焦炭还原。,即用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化