(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.pdf
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1、第第 1010 讲讲铁及其重要的化合物铁及其重要的化合物考纲要求1.掌握铁的主要性质及应用.2.掌握铁的重要化合物的主要性质及应用.3。能鉴别溶液中的 Fe 、Fe 。考点一铁的性质231位置、物理性质铁位于元素周期表的第四周期族,主要化合价为2、3,在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。铁具有金属的通性,具有被磁铁吸引的特性。2化学性质(写出化学方程式或离子方程式)【多维思考】1铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化,是物理变化还是化学变化?提示:化学变化。2FeCl2、FeCl3是否都可以通过化合反应制取?提示:都可以。铁与氧化剂反应后的价态判断方法(1)铁与弱氧化剂(如 S、I2、H 、Fe 、C
2、u )等反应所得产物为 Fe ,铁元素的价态为2 价。(2)铁与强氧化剂(如 Cl2、Br2、浓 H2SO4、硝酸等)反应所得产物为 Fe ,铁元素的价态为3 价。(3)铁在纯氧中燃烧以及在高温下与 H2O(g)反应得到的产物为 Fe3O4,铁元素的价态为2、3 价.3322考向一铁的存在和性质1下表中,对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()铁是地壳中含量最高的金陈述铁是人类最早使用的金属材料高温下氢气能还原氧化铁得到铁铁和铁的某些化合物可用作催化剂铁不能与氧气反应判断对;对;有A属元素B成氢气C常温下铁与稀硫酸反应生对;对;无铁元素属于过渡元素在空气中铁表面形成致密错;对;无D
3、氧化膜对;对;有解析:A 项,地壳中含量最高的金属元素是Al,错,最早使用的金属是铜,错; C项,陈述、都正确,且有因果关系;D 项,铁在空气中易形成铁锈,而不是致密的氧化膜,且铁与氧气反应,、均错。答案:B2下列关于铁的说法正确的是()A纯铁为灰黑色,所以铁属于黑色金属B铁在硫蒸气中燃烧生成 Fe2S3C纯铁的抗腐蚀能力非常强,铁在干燥的空气里不易被氧化D铁的化学性质比较活泼,它能和水蒸气反应生成 H2和 Fe(OH)3解析:纯铁为银白色,A 错;铁在硫蒸气中燃烧生成 FeS,B 错;3Fe4H2O(g)错误错误! !Fe3O44H2,D 错。答案:C考向二铁反应后元素价态的判断3下列物质反
4、应后一定有3 价铁生成的是()过量的 Fe 与 Cl2加热时发生反应Fe 与过量稀 H2SO4反应后,再向其中加 KNO3Fe与过量的 S 加热时发生反应Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中AB.CD232解析:Fe 与 Cl2反应只生成 FeCl3;Fe 与 S 反应生成 FeS;Fe错误错误! !Fe错误错误! !Fe ;Fe333错误错误! !Fe ;Fe2O3溶于盐酸生成 Fe ,当混合物中 Fe 不足时,溶液中仍有 Fe ,当 Fe 足量时,溶液中无 Fe 。答案:D4在一定量的稀 HNO3中慢慢加入铁粉,得到的 Fe23的物质的量(纵坐标)与所加铁
5、粉的物质的量 (横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。FeFeFe、FeFe 、Fe(1)AB 段铁元素以_形式存在。(2)BC 段铁元素以_形式存在。(3)CD 段铁元素以_形式存在。解析:向稀 HNO3中加入铁粉,开始时稀 HNO3过量应生成 Fe ,故 AB 段铁元素以 Fe 形式存在。随着铁粉的增加,溶液中的 Fe 与 Fe 反应生成 Fe ,故 BC 段铁元素以 Fe 、Fe 形式存在。Fe 全部转化成 Fe 后,铁粉不再溶解,故 CD 段铁元素以 Fe、Fe 形式存在.答案:(1)(2)(3)考点二铁的氧化物与氢氧化物322322333322231铁的氧化物化
6、学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态溶解性铁的化合价稳定性与 H黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)难溶于水难溶于水难溶于水232、3不稳定稳定稳定反应的FeO2H2Fe2O36H3Fe3O48H=Fe2离子方程式2.铁的氢氧化物化学式色态与盐酸反应=Fe H2O=2Fe 3H2O2Fe 4H2O3Fe(OH)2白色固体Fe(OH)22H =Fe 2H2O分解产物复杂可溶性亚铁盐与碱溶液反2Fe(OH)3红褐色固体Fe(OH)33H3=Fe 3H2O2Fe(OH)3错误错误! !Fe2O33H2O可溶性铁盐与碱溶液反应Fe 3OH =Fe(OH)33受热分解制法应 Fe 2
7、OH2= Fe(OH)2在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成 Fe两者的关系(OH)3,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应方程式为 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【多维思考】1盐酸、氢碘酸均是强酸,Fe(OH)3分别与它们反应有何不同?写出有关的反应方程式 ?提示:Fe(OH)3悬浊液遇到盐酸、氢碘酸均能使红褐色沉淀溶解,但 HI 具有较强的还原性,能被 Fe 氧化为 I2,使溶液颜色变深,故 HCl 与 Fe(OH)3反应只是中和反应:Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O,而 HI 与 Fe(OH)3反应为氧化还原反应,反应方程式为2F
8、e(OH)36HI=2FeI2I26H2O。2用 FeSO4溶液和 NaOH 溶液制备 Fe(OH)2沉淀,应注意哪些问题?提示:(1)配制 FeSO4溶液和 NaOH 溶液的蒸馏水要加热煮沸以除去蒸馏水中的 O2;(2)用长滴管吸取 NaOH 溶液插入 FeSO4溶液液面以下挤出.31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)错误错误! !na:b,16若 ab11,则铁的氧化物为 FeO;若 ab23,则铁的氧化物为 Fe2O3;若 ab34,则铁的氧化物是 Fe3O4,或 FeO 与 Fe2O3按物质的量比 11 的混合物,或Fe
9、O、Fe2O3、Fe3O4的混合物其中 FeO、Fe2O3物质的量之比为 11,Fe3O4为任意值。2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。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。图 3考向一铁的氧化物、氢氧化物的组成与性质1把少量废铁屑溶
10、于过量稀硫酸中,过滤,除去杂质,在滤液中加入适量硝酸,再加入过量的氨水,有红褐色沉淀生成。过滤,加热沉淀物至质量不再发生变化,得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为()AFe(OH)3;Fe2O3BFe(OH)2;FeOCFe(OH)2、Fe(OH)3;Fe3O4DFe2O3;Fe(OH)3解析:红褐色沉淀应为 Fe(OH)3,因为加入 HNO3,Fe(OH)2不存在;Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3。答案:A2由 FeO、Fe2O3和 Fe3O4组成的混合物,测得其中铁元素与氧元素的质量比为 218,则这种混合物中 FeO、Fe2O3和 Fe3O4的物质的量之比是()A121C131B2
11、11D.113解析:混合物中,n(Fe)n(O)错误错误! !错误错误! !34,故 FeO 与 Fe2O3按物质的量 11 混合,D 项符合要求。答案:D考向二Fe(OH)2的制备3用下列方法可制得白色的 Fe(OH)2沉淀:用不含 Fe 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3_。(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
12、是_。解析:(1)Fe 易水解,要加入稀硫酸防止其水解;Fe 易被空气中的 O2氧化,要加 Fe 粉防止 Fe 被氧化。(2)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)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触 O24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)。222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 4Fe(OH)2O22H2O=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
13、(OH)2处在氢气的保护中;的原理为铁作阳极产生 Fe ,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。答案:考点三Fe 、Fe 的性质及检验2321“铁三角的转化关系写出上述转化关系中标号反应的离子方程式:2Fe Fe=3Fe ;2Fe H2S=2Fe S2H ;2Fe H2O22H =2Fe 2H2O;3Fe NO错误错误! !4H =3Fe NO2H2O。2Fe 和 Fe 的检验(1)Fe 的检验:先加 KSCN 溶液,无明显现象,再加氯水出现红
14、色,反应的离子方程式:Cl22Fe =2Cl 2Fe 、Fe 3SCN323322323233232Fe(SCN)3。3(2)Fe的检验:滴加KSCN 溶液,生成红色溶液,反应的离子方程式为Fe3SCNFe(SCN)3。【多维思考】1如何除去 FeCl3溶液中的 Fe ?提示:加一定量的氯水或 H2O2溶液。2Fe 与 NO错误错误! !能否大量共存?若向其中再加入少量盐酸,情况又会如何?提示:Fe 与 NO错误错误! !能大量共存,但在酸性条件下 NO错误错误! !能将 Fe 氧化成 Fe 而不能大量共存。3检验 Fe 时能不能先加氯水再加 KSCN 溶液?为什么?提示:不能,因为若溶液中含
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