2021届人教版高三化学课件：铁.ppt

铁一、过渡元素 在元素周期表的中部，包括所有的副族和第族所有元素，叫过渡元素，也叫过渡金属，位置：元素周期表的中部。二、铁 存在：自然界中的铁单质是陨铁，铁主要以化合态存在于自然界中，在地壳中铁元素的含量仅次于氧、硅、铝。1、物理性质：银白色固体，纯铁的熔点高，稳定性强，耐腐蚀。因为生铁中含有单质碳，熔沸点、稳定性、耐腐蚀性减弱。2、结构 三、化学性质1、与非金属的反应：氧族元素 3Fe+2O2=Fe3O4Fe+S=FeS 卤素：2Fe+3Cl2=2FeCl3 2Fe+3Br2=2FeBr3 Fe+I2=FeI2 2、与水的反应：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2 高温（96年）在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用下图中示意的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6摩/升盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。(1)实验进行时试管A中应加入的试剂是 ；烧瓶B的作用是 ；烧瓶C的作用是 ；在试管D中收集得到的是_。普通铁粉 作为水蒸气发生器 防止水倒吸(或用作安全瓶)氢气(2)实验时，U型管G中应加入的试剂是_；长颈漏斗H中应加入_。碱石灰 6摩/升HCl 烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液，其目的是_ _。加快氢气产生的速度 铁在空气中的电化学腐蚀-原电池负极Fe:Fe-2e-=Fe2+正极C：碱性、中性、弱酸性：O2+2H2O+4e-=4OH-吸氧腐蚀酸性条件：2H+2e-=H2 析氢腐蚀3、与酸的反应非氧化酸 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 Fe+2HCl=FeCl2+H2 氧化性酸 常温下与浓硫酸和浓硝酸发生钝化，与稀硝酸常温反应：Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+4H2O(硝酸多)3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O（硝酸少 加热条件下，能与浓硝酸反应，Fe+6HNO3（浓）=Fe(NO3)3+3NO2+3H2O习题；1摩尔铁与4摩尔稀硝酸反应，生成一氧化氮气体，则产物是分析：Fe:HNO31:4 产物是Fe(NO3)3Fe:HNO33：8 产物是Fe(NO3)2 1:4 Fe:HNO33：8 产物是Fe(NO3)3 Fe(NO3)2补充：1摩尔铁与3摩尔稀硝酸反应，生成一氧化氮气体，则产物：解：设生成Fe(NO3)3为X摩尔，Fe(NO3)2为Y摩尔 X+Y=1 3X+2Y=(3-3X-2Y)3 得：X=0.25 Y=0.75 4、与盐的反应（1）与硝酸银的反应 Fe+2Ag+=2Ag+Fe2+M=160（2）与硫酸铜的反应 Fe+Cu2+=Fe2+Cu M=8（3）与氯化铁的反应 2Fe3+Fe=3Fe2+M=56（4）氯化铁与铜的反应及应用 2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+补充：现有含a摩尔FeCl3、b摩尔CuCl2的混合溶液，加入C摩尔Fe和d摩尔Cu，充分反应后，发现有固体剩余，回答下面问题：（1）填空：（可以不填满也可以补充表格）剩余固体一定有的离子及浓度一定没有的离子可能存在的离子Cu Fe2+a+c Fe3+Cu2+Cu Fe Fe2+3a/2+b Fe3+Cu2+（2）若固体的质量不发生改变，则a、b的关系7a=2b（3）若固体的质量增加，则a、c的关系4aC铁的化合物一、氧化物氧化物：FeO Fe2O3 Fe3O4 颜色及性质 黑色 红棕色 黑色（有磁性）氧化铁的制备：2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O Fe(OH)2=FeO+H2O 加热隔绝空气二、铁盐的性质1、氯化铁的性质一、颜色 黄色二、配制在烧杯中加入蒸馏水，在加入少量的稀盐酸，最后加入氯化铁固体搅拌。三、水解（1）氯化铁水解的离子方程式：Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+溶液呈酸性。实验室中配制(2)制胶体：Fe3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+作用：净水。(3)除杂：MgCl2种混有FeCl2，除去FeCl2的方法：混合物中通入Cl2或H2O2或O3等，加入Mg或Mg(OH)2或MgCO3等，调节溶液的PH值，过滤。(4)双水解：Fe3+CO32-Fe3+HCO3-Fe3+AlO2-Fe3+ClO-等(5)加热蒸干、灼烧四、氧化性（1）Fe3+Fe Fe3+Cu (2)Fe3+H2S Fe3+SO2 Fe3+SO32-(3)Fe3+HS-Fe3+S2-Fe3+I-Fe3+HI五、特性 （1）与KSCN Fe3+3SCN-Fe(SCN)3 血红色（2）与NaOH Fe3+3OH-=Fe(OH)3 红褐色沉淀与氨水 Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+(3)与苯酚 紫色 六、溶液共存问题 硫酸亚铁一、颜色 浅绿色二、配制 溶液中应当加少量的稀硫酸和铁粉 目的三、水解（1）水解的方程式 Fe2+H2O Fe(OH)2+2H+呈酸性（2）双水解：Fe2+和Na2CO3 NaHCO3 NaAlO2等四、还原性：（1）与氯气、双氧水、臭氧等反应 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-(2)与NaClO 氧化和水解。（3）易被空气中的氧气氧化。五、复分解反应（1）Fe2+S2-(2)NaOH NH3H2O（3）CO2 H2S 不反应六、特殊的反应（1）与KSCN Fe2+2SCN-=Fe(SCN)2 无色，通入氯气血红色。（2）与碱反应：Fe2+2OH-=Fe(OH)2 生成白色沉淀很快变为灰绿色最后变为红褐色。4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3（3）常见判断：A B C+HCl+氯气（4）离子大量共存一、金属的冶炼方法与活动性顺序的关系（1）热分解方法，适用于铜以后的不活泼金属的冶炼。如：2HgO=2Hg+O2 2AgCl=2Ag+Cl2（2）热还原方法，适用于中等活泼的金属的冶炼，常用还原剂有：H2 CO C 等2CuO+C=2Cu+CO2 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O高温高温高温（3）电解法 适用于活泼金属的冶炼2Al2O3=4Al+3O2 2NaCl=2Na+Cl2电解电解（4）溶液中的置换反应(除K Na Ba Ca等与水反应）Fe+CuCl2=FeCl2+Cu(5)铝热反应（活泼性小于铝的）Fe2O3+2Al=Al2O3+2Fe 高温二、既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质(1)某些金属 如：Al(2)两性氧化物 如：Al2O3(3)两性氢氧化物 如：Al(OH)3(4)弱酸的酸式盐 如：NaHCO3、NaHS、NaHSO3、Na2HPO4、NaH2PO4(5)弱酸的铵盐 如：(NH4)2S、(NH4)2CO3、(NH4)2SO3、NH4HS等。高考试题欣赏：一、(07年四川)下图是无机物AM在一定条件下的转化关系（部分产物及反应条件未列出）。其中，I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属，K是一种红棕色气体。请填写下列空白：AlNO2 Br2SO2SO3H2SO4Fe2O3Fe（OH）3NOHNO3FeAl2O3Fe（NO3）2（1）在周期表中，组成单质G的元素位于第 周期第 族。VIII 四（2）在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:2（3）在反应、中，既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是 （填写序号）。（4）反应的离子方程式是：3Fe2+NO+4H+=3Fe3+NO+2H2O（5）将化合物D与KNO3、KOH共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4（高铁酸钾），同时还生成KNO2和H2O。该反应的化学方程式是：。Fe2O3+3KNO3+4KOH =2K2FeO4+3KNO2+2H2O 高温二、（06年北京）有X、Y、Z三种元素，已知：X2-、Y-均与Y的气态氢化物分子具有相同的电子数；Z与Y可组成化合物ZY3，ZY3溶液遇苯酚呈紫色。请回答：（1）Y的最高价氧化物对应水化物的化学式是 。HClO4（2）将ZY3溶液滴入沸水可得到红褐色液体，反应的离子方程式是 ，此液体具有的性质是 （填写序号字母）。a光束通过该液体时形成光亮的“通路”b插入电极通过直流电后，有一极附近液体颜色加深c向该液体中加入硝酸银溶液，无沉淀产生d将该液体加热、蒸干、灼烧后，有氧化物生成Fe2+3H2O =Fe(OH)3(胶体)+3H+a b d（3）X单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体。已知一定条件下，每1 mol该气体被O2氧化放热98.0KJ。若2 mol该气体与1 mol O2在此条件下发生反应，达到平衡时放出的热量是176.4 kJ，则该气体的转化率为 .90%原无色有刺激性气味的气体与含1.5 mol Y的一种含氧酸（该酸的某盐常用于实验室制取氧气）的溶液在一定条件下反映，可生成一种强酸和一种氧化物，若1.56.021023个电子转移时，该反应的化学方程式是 。SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2 三、（07年山东）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应 负板反应 。Fe3+e=Fe2+Cu2e=Cu2+（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10molL1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤 。氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe3+Fe2+Cu2+1.97.04.73.29.06.7提供的药品：Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+；加入CuO调节溶液的pH至3.24.7；过滤（除 去Fe(OH)3）（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式 劣质不锈钢腐蚀的实验现象 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O CuSO4+Fe=FeSO4+Cu不锈钢表面有紫红色物质生成