2016版《3年高考2年模拟课标化学》课件：第8讲-铁及其化合物

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1、第8讲 铁及其化合物,课标版 化学,题组一 铁的存在与性质 1.铁位于元素周期表中第 四 周期第 族,是一种应用最广泛 的过渡金属元素;铁元素是一种变价金属元素,通常显+2价、+3价,其原子,结构示意图为 。,Fe,2.物理性质 铁是 银白 色金属,熔沸点 较高 ,抗腐蚀性强,能被磁铁吸引,具 有金属的一般物理性质。 3.化学性质,题组二 铁的重要化合物 1.铁的氧化物,2.铁的氢氧化物,3.亚铁盐和铁盐 (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Zn+Fe2+ Zn2+Fe, 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-

2、。 (2)铁盐 a.氧化性 含有Fe3+的溶液呈 棕黄 色,Fe3+具有氧化性,Fe3+与Fe、Cu反应的离子 方程式分别为2Fe3+Fe 3Fe2+,2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+。 b.特性 含有Fe3+的溶液遇到KSCN溶液时变成 红 色。,题组一 铁的存在与性质,1.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过 滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣。上述沉 淀和残渣分别是 ( ) A.Fe(OH)3 Fe2O3 B.Fe(OH)2 Fe2O3 C.Fe(OH)2 Fe(OH)3 D.Fe(OH)2 Fe3O4 答案 B 铁与稀硫酸反应生成

3、FeSO4,再与过量氨水反应生成白色沉淀 Fe(OH)2,在空气中加热Fe(OH)2,铁元素被氧化为+3价,最后所得红棕色残渣 为Fe2O3。,2.常温下,能使铁溶解,但不能产生沉淀的溶液是 ( ) A.Fe(NO3)3溶液 B.浓硫酸 C.CuSO4溶液 D.FeCl2溶液 答案 A A项,Fe(NO3)3能与Fe反应:Fe+2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2;B项,铁 遇浓硫酸会发生钝化;C项,Fe与CuSO4溶液反应有Cu生成;D项,铁与FeCl2不 反应。,在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉,得到的F 的物质的量(纵坐标)与所 加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案

4、的序号填在相 应的横线上。 F F Fe、F F 、F (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。 答案 (1) (2) (3) 解析 向稀HNO3中加入铁粉,开始时稀HNO3过量,应生成F ,随加入铁粉量的增加,HNO3反应完全后,发生反应,3.,2F +Fe 3F ,最后Fe3+全部转化为F 。,4.下列试剂中,不能使F 转化为F 的是 ( ) 氯气 NaCl溶液 KMnO4溶液 稀硝酸 盐酸 NaNO3溶 液 A. B. C. D. 答案 D 要实现Fe2+转化为Fe3+,必须加强氧化性物质,NaCl溶液、 盐酸均没有强氧化性,N

5、 在酸性条件下才表现强氧化性。,题组二 铁的重要化合物,5.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 ( ) A.121 B.211 C.131 D.113 答案 D 可用平均组成法来求解:在混合物中铁原子和氧原子物质的 量之比为(21/56)(8/16)=34,则混合物的平均组成为Fe3O4,在三种组成中 Fe3O4则不必多考虑,应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4中的铁、氧原 子个数比,所以在混合物中它们的物质的量之比必须是11。,6.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有

6、Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序 为 ( ) 加入足量氯水 加入足量KMnO4溶液 加入少量KSCN溶液 A. B. C. D. 答案 C 加入氧化剂将Fe2+转化成Fe3+,然后利用Fe3+与SCN-反应溶液呈 红色来检验,由于KMnO4溶液本身呈紫色,因此最佳顺序为。,重难一 铁及其化合物之间的相互转化 典例1 (2014海南海口调研)某兴趣活动小组利用物质间的互变,设计成一 个平面“魔方”,如图所示。,已知:A、B、C、D、G含有同种元素。 ,E是通常情况下密度最小的气体;B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀 硝酸的白色沉淀;在水溶液中B也能将一种氧化物氧化为F,F是含有三种元 素的共价化

7、合物,F与A反应生成E和G。 试回答下列问题:,(1)写出D的化学式: 。 (2)G生成C的过程中所出现的现象为 。 (3)写出下列反应的化学方程式: EA ; AB 。,(4)BF的离子方程式为 。 考查内容 铁及其化合物之间的相互转化关系。 解题关键 解答本题的关键是根据物质的颜色把各物质推断出来。 解析 由可知A、B、C、D、G都含Fe元素,结合表中各物质的颜色 可知G含F ,A为铁单质,B含F ,C为Fe(OH)3,D为Fe2O3。再由可知E为 H2,B为FeCl3,因F是含有三种元素的共价化合物,F与A反应生成E和G,又因 为F是由FeCl3在水溶液中将一种氧化物氧化得到的,可推知F

8、为一种含氧 酸,结合中学所学知识可推测此氧化物为具有还原性的SO2,F为H2SO4。 答案 (1)Fe2O3 (2)白色絮状物迅速转变成灰绿色,最后变成红褐色,(3)Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O 2Fe+3Cl2 2FeCl3 (4)2Fe3+SO2+2H2O 2Fe2+S +4H+,1-1 (2014山东临沂模拟)A、B、C是所学过的三种单质,A、B、C及其他 物质之间的反应关系如图所示,其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D+ C E+F且常温下只有B为气态,则A、B、C分别为 ( ),A.Fe、Cl2、Cu B.Fe、Cl2、H2 C.Cu、Cl2、Fe D.Fe、Cl2、Mg,

9、答案 A 解析 B单质水溶液呈酸性,且常温下为气态,则B为Cl2,结合转化关系可 推出AF分别为Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。,1-2 铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答: (1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应式是 。 (2)由于氧化性Fe3+Cu2+,氯化铁溶液常用作印刷电路铜板的腐蚀剂,反应的 离子方程式是 。 (3)硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是 (用离子方程式表示)。在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬 浮物沉降除去,其原因是 。 (4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,其原理是Fe3O4+4CO 3Fe+4CO 2,若有1.5

10、 mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是 。 (5)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 (填字母)。,答案 (1)O2+2H2O+4e- 4OH- (2)2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+ (3)Fe3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+ 在酸性条件下Fe3+的水解受到抑制, 无法生成氢氧化铁胶体,不能使悬浮物沉降除去 (4)12 mol (5)B 解析 (3)硫酸铁作为絮凝剂的原理是Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体具 有吸附性,可除去杂质;若溶液酸性太强,对Fe3+的水解有抑制作用,无法形成 Fe(OH)3胶体。(5)A项,错误,错误。B项,正确。C

11、项,和均正确,且有 因果关系。D项,错误,错误。,1.“铁三角”转化关系 (1)Fe Fe2+,铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)、非氧化性酸溶液(如盐酸、 稀H2SO4)、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应: Fe+S FeS Fe+2H+ Fe2+H2 Fe+CuSO4 Cu+FeSO4 (2)Fe2+ Fe3+ 亚铁盐与强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸、KMnO4(H+)、H2O2等 反应。 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl- 2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O,3Fe2+4H+N 3Fe3+NO+2H2O (3)Fe3+ Fe 可通过较强还原剂实

12、现,如Al、CO、H2等。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3 (4)Fe Fe3+ 铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3)在一定条件下反应都会实现这种转化。 2Fe+3Cl2 2FeCl3 (5)Fe3+ Fe2+,铁盐溶液与比较强的还原剂(如Fe、Cu、I-、S2-等)反应。 2Fe3+S2- 2Fe2+S 2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+ 2Fe3+Fe 3Fe2+ 2Fe3+2I- 2Fe2+I2 (6)Fe2+ Fe 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。 FeCl2+Zn ZnCl2+Fe FeO+H2

13、 Fe+H2O,2.“铁三角”应用 (1)判断离子共存 Fe2+ N (H+)、ClO-、Mn (H+)(因氧化还原反应)。 Fe3+ S2-、I-、S 、HS-(因氧化还原反应)。 Fe2+、Fe3+ HC 、C 、Al 等(因互相促进水解反应)。 (2)除杂(括号中为杂质) Fe2+(Fe3+):加过量铁粉,过滤。 FeCl3(FeCl2):加氯水。 FeCl2(CuCl2):加过量铁粉,过滤。,Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2):加过量强碱溶液,过滤。 Cu2+(Fe3+):加CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调节pH至3.7左右。 (3)盐溶液的保存 (4)物

14、质制备,特别提示 Fe2+具有较强的还原性,Fe3+水解能力强,实际上pH3.7时,Fe3 +几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2+杂质,一般 先向溶液中加入氧化剂(如H2O2),将Fe2+氧化为Fe3+,然后加碱或盐调节pH, 使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。,重难二 Fe2+与Fe3+的检验 典例2 铁是人体必需的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补 铁药物。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见 的补铁药物,该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测 “速力菲”药片中Fe2+的存在,设计并进行了如下实验: 药片 淡绿色

15、溶液 淡红色溶液,红色溶液 溶液褪色,(1)试剂1是 。 (2)加入KSCN溶液后,在未加新制氯水的情况下,溶液中也产生了红色,其可 能的原因是 。 (3)在实验中发现放置一段时间,溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究 溶液褪色的原因,甲、乙、丙三位同学首先进行了猜想:,基于乙同学的猜想,请设计实验方案,验证乙同学的猜想是否正确。写 出有关的实验操作、预期现象和结论。,考查内容 Fe2+、Fe3+之间的转化及检验。 解题关键 解答本题的关键是明确Fe3+的检验方法。 解析 由题意知该药品不溶于水但溶于胃酸,故试剂1是一种酸,但不能 是硝酸,因为硝酸能氧化Fe2+;未加氯水就变红,可能是因为不稳定的Fe2+被 氧化为Fe3+;若验证乙同学的猜想是否正确,应该继续加SCN-或Fe3+,两种试 剂加入后,注意实验现象的描述与实验结论要相对应。,答案 (1)稀盐酸(或稀硫酸) (2)Fe2+被空气中氧气氧化成Fe3+ (3),(其他合理答案也可),2-1 (2014福建三明质检)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Fe3O4 B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤