2022年铁和铁的化合物教案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载铁和铁的化合物重点: 1、Fe、铁的氧化物、铁的氢氧化物、铁盐、亚铁盐的性质及用途,铁盐、亚铁盐的检验2、Fe 3的强氧化性, Fe 2的仍原性;难点: 1、Fe、铁的氧化物、铁的氢氧化物、铁盐、亚铁盐的性质及用途,铁盐、亚铁盐的检验2、Fe 3的强氧化性, Fe 2的仍原性;以下除去杂质的方法不正确选项 A 镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去Fe 3溶液中的少量Al3C用新制的生石灰,通过加热蒸馏,以除去乙醇中的少量水DAlOH 3中混有少量MgOH 2:加入足量烧碱溶液,充分反应
2、,过滤,向滤液中通入过量CO 2 后过滤(一)、铁的结构和性质1、铁是 26 号元素,位于第四周期第族,属于过渡元素;原子结构示意图:主要化合价: +2,+3 2、铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属;纯洁的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化;仍原铁粉为黑色粉末;3、铁是较活泼的金属元素,在金属活动性次序表中排在氢的前面;跟非金属反应:点燃点燃Fe+S= FeS 3Fe+2O2 = Fe 3O42Fe+3Cl 2 =2FeCl 3 Fe+I2= FeI 2跟水反应:3Fe+4H2O= Fe3O4+4H 2跟酸作用: F
3、e+2H+=Fe 2+H 2 遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化;与氧化性酸反应不产生 H2,且氧化性酸过量时生成 Fe 3+ 与部分盐溶液反应:Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe+2Fe 3+=3Fe2+4.铁的合金一般地说,含碳量在 2%4.3%的铁的合金叫做生铁;生铁里除含碳外,仍含有硅、锰以及少量的硫、磷等,它可铸不行煅;依据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载 一般地说,含碳量在 0.03%2%的铁的合金叫做钢;钢坚硬有韧性、弹性,可以锻打、压延,
4、也可以铸造;钢的分类方法许多,假如按化学成分分类,钢可以分为碳素钢和合金钢两大类;碳素钢就是一般的钢;合金钢也叫特种钢,是在碳素钢是适当地加入一种或几种,如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的;合金元素使合金 钢具有各种不同的特别性能;5、炼铁1反应原理:利用氧化 仍原反应,在高温下,用仍原剂主要是 CO把铁从铁矿石里仍原出来;2原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气 3设备:高炉 4生产过程仍原剂的生成C+O 2点燃CO 2CO2+C 2CO 铁矿石仍原成铁Fe2O3+3CO 2Fe+3CO 2SiO 2+CaO高温 CaSiO3除脉石、炉渣的形成CaCO3高温 CaO+CO 2 二、铁的氧化物和
5、氢氧化物 1.铁的氧化物的比较铁的氧化物FeO Fe2O3Fe3O4俗称黑色粉末铁红磁性氧化铁色、态黑色晶体红棕色粉末铁的价态+2 +3 +2、+3 水溶性不稳固性难溶于水稳固稳固性稳固6FeO+O2=2Fe3O4与酸的反应FeO+2H+=Fe 2+H 2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H 2O Fe3O4+8H+=2Fe3+ Fe 2+4H 2O 与 CO 的反FexOy+yCO=xFe+yCO 2应制取高温熔融,过量的铁与氧FeOH 3的分解铁在氧气中燃烧气反应2Fe+O2=2FeO 2FeOH 3=Fe2O3+3H 2O 3Fe+2O2=Fe3O4三)、铁的氢氧化物的比较名师归纳总结
6、 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 物理性质学习必备欢迎下载FeOH 3FeOH 2白色,难溶于水的固体红褐色,难溶于水的固体化学性质(1)与非氧化性强酸反应( 1)与酸反应FeOH 2+2H+=Fe 2+2H 2O FeOH 3+3H+=Fe3+3H 2O 2与氧化性酸反应( 2)受热分解3FeOH 2+10HNO 3=3FeNO 33+NO +8H2O (3)空气中放置被氧化4FeOH 2+2H 2O+O2=4FeOH 3煮沸蒸馏水,赶走溶解的氧气2FeOH 3=Fe2O3+3H 2O 将 NaOH 溶液滴入 Fe2SO43
7、 溶液中制备煮沸 NaOH 溶液,赶走溶解的氧气Fe 3+3OH-=FeOH 3配制 FeSO4 溶液,加少量的仍原铁粉用长滴管将NaOH 溶液送入 FeSO4 溶液液面以下Fe 2+2OH-=FeOH 21、Fe3O4是复杂的化合物, 经讨论证明,在 Fe3O4晶体中有 1/3 的 Fe 是+2 价,有 2/3 的 Fe 是+3 价,可看成 FeO Fe2O3,实际应写成 FeFeO22,即铁酸亚铁盐,不是一般的氧化物;2、FeOH 2和 FeOH3从溶液中析出的现象不同,前者是白色絮状沉淀,后者是红褐色沉淀;而 FeOH 2 极不稳固,易被氧化成 FeOH 3,反应现象是:白色灰绿色 红褐
8、色;如要观看到白色的 FeOH 2 沉淀,需要制造以下条件:(1)排除亚铁盐溶液里的 Fe 3+离子,以免 Fe 3+离子直接与 OH-结合生成 FeOH 3;(2)尽量排除溶液中溶解的氧气(肯定排除是办不到的),以减慢生成的 FeOH 2 被氧化成 FeOH 3 的速度;反应要用新制备的亚铁盐溶液,并放入少量的铁以防止 Fe 3+离子产生;亚铁盐溶液与碱溶液在混合前分别加热以排除溶有的空气,然后,把碱溶液沿着试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中,或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液,可观看到白色絮状沉淀;(四)、Fe、Fe2+和 Fe3+之间相互转化及检验从 Fe、Fe 2+和 Fe 3+的结构
9、可知 :Fe 只有仍原性, Fe 3+通常只有氧化性,Fe 2+既具有氧化性又具有仍原性;上述微粒通过跟肯定的氧化剂或仍原剂发生氧化仍原反应,才能实现不同价态的铁相互转化,如下图(常称为铁三角):Fe Cl 2Zn CO Fe3+CO O2HNO 3Cu2+H2I-、I 2、SAl KMnO 4Cl 2、 O2、HNO3、KMnO4、H2O2名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - Fe 2+ Fe、Cu、I-、S 2-、H 2S 学习必备欢迎下载3+ Fe(溶液为绿色)(溶液为棕黄色)1.学习铁及其化合物的性质要留意:1
10、抓价态:从铁元素三种价态的相互转化铁三角关系 去熟悉铁及其化合物间的氧化仍原反应规律. 2想属类:如铁是一种比较活泼的过渡金属,氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物,氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱,氯化铁为强酸弱碱盐,由此去分析懂得它们各自所具有的性质 . 2.铁元素的原子在化学反应中,当遇弱氧化剂 如 S、H +、Cu 2+、I 2 等时,铁只能失去最外层的两个电子,而生成 +2价铁的化合物,当遇到强氧化剂 如 Cl 2、Br 2、HNO 3 等时,铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成 +3 价铁的化合物 . 3.详细反应有:(1)Fe 2+ Fe 3+ 2Fe 2+Cl 2=2Fe 3+2C
11、l-(在亚铁盐溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为棕黄色); 4Fe 2+O 2+4H +=4Fe 3+2H 2O ( 亚 铁 盐 溶 液 在 空 气 中 容 易 变 质 , 如 绿 矾 露 置 于 空 气 中 就 是 :12FeSO4+3O 2=4Fe2SO43+2Fe2O3)3Fe 2+NO 3-+4H+=3Fe 3+2H 2O+NOKMnO 4 溶液滴加FeCl2 溶液,溶液由紫5Fe 2+MnO 4-+8H+=5Fe 3+4H 2O+Mn2+如在 FeCl2 溶液中滴加酸性KMnO 4 溶液,溶液由浅绿色变棕黄色,在酸性红变棕黄;2Fe 2+H 2O2+2H+=2Fe 3+2H 2O 2F
12、e3+2I=2Fe 2+I 2(2)Fe 3+ Fe 2+2Fe 3+S2+=2Fe2+S,如在 FeCl32Fe 3+SO 3 2+2H 2O=2Fe2+SO42-+2H+2Fe 3+Fe=3Fe2+,在 FeSO3 溶液中往往要加铁的缘由是可以防止Fe 2+被氧化为 Fe 3+;2Fe 3+Cu=2Fe2+Cu2+,电路板的制作是利用FeCl3溶液与暴露的铜反应;(五) .Fe2+和 Fe 3+的检验(1) Fe 2+的检验:方法一:滴加 KSCN 溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液立刻变红色;方法二:滴加 NaOH 溶液 ,生成白色絮状沉淀,该沉淀快速变为灰绿色,最终变为红褐色;(2
13、) Fe 3+的检验:名师归纳总结 方法一:滴加KSCN 溶液或 NH 4SCN 溶液,溶液立刻变为血红色;第 4 页,共 12 页方法二:滴加NaOH 溶液 ,显现红褐色沉淀;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【例题 1】以下关于铁的表达正确选项 铁能被磁铁吸引,但纯铁易腐蚀 在人体的血红蛋白中含有铁元素 铁位于元素周期表中第 4 周期第B 族 铁能在氧气中猛烈燃烧,但不能在水蒸气中燃烧 铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是 FeNO 3 3 不能通过化合反应制得 FeCl2 和 FeOH 3A B C D【答案】 B 【解析】 当铁中含
14、有杂质时,在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀,而纯铁的抗腐蚀才能较强;铁位于元素周期表的第族,而不是 B 族;铁在氧气中能发光、发热、猛烈燃烧,而与水蒸气反应就不会发光,看不到燃烧现象;铁与强氧化剂反应,能被氧化为 Fe 3,但如铁过量,就 Fe 3被 Fe 仍原为 Fe 2,所以, Fe 与 HNO 3 反应可能因铁过量而生成 FeNO 32; FeCl2、FeOH 3都可通过化合反应制得Fe2FeCl3=3FeCl2,4FeOH 2 O22H2O=4FeOH 3;【例题 2】某讨论学习小组对过量碳粉与氧化铁反应的气体产物成分进行讨论;1提出假设该反应的气体产物是CO 2;该反应的气体产物是CO
15、;该反应的气体产物是_;2设计方案 如下列图,将肯定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量碳粉完全反应,测定参与反应的碳元素与氧元素的质 量比;3查阅资料:氮气不与碳、氧化铁发生反应;试验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠 NaNO 2饱和溶液混合加热反应制得氮气;请写出该反应的离子方程式:4试验步骤_ ;按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取 3.20 g 氧化铁、 2.00 g 碳粉混匀称, 放入 48.48 g 的硬质玻璃管中;加热前,先通一段时间纯洁干燥的氮气;停止通入 N2 后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水 足量 变浑浊;待反应终止,再慢慢通入一段时间的氮气;冷却至室温,称得硬质
16、玻璃管和固体总质量为 52.24 g;过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为 2.00 g;步骤中都分别通入 N 2,其作用分别为 _;5数据处理依据试验数据分析,试写出该试验中氧化铁与碳发生的化学反应方程式:_ ;【答案】 1CO 2,CO 的混合物 3NH 4NO 2 = N22H 2O 4步骤中是为了排尽空气,步骤是为了赶出全部的 CO2,确保完全吸取52C Fe2O3= 2FeCO CO 2名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【解析】( 2)碳氧化合物就是 CO2 和 CO,所以第三种
17、情形为二者的混合物;5反应前硬质玻璃管和固体总质量为3.20 g2.00 g48.48 g53.68 g,反应后总质量为 52.24 g,其差为 1.44 g;依据生成的 2 g 沉淀可知反应生成的 CO2中碳元素的质量为0.24 g,仍有 CO 生成,所以氧化铁与碳发生反应的化学方程式为2CFe2O3= 2FeCO CO 2;【例题 3】能正确表示以下反应的离子方程式的是 A 将铁粉加入稀硫酸中:2Fe6H =2Fe 33H2B将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O48H =3Fe 34H 2O C将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe 24HNO 3 =Fe 32H2ONOD将铜屑加入含 Fe 3的溶液
18、中:2Fe 3Cu=2Fe 2Cu 2【答案】 D 【解析】 此题考查离子方程式的正误判定,意在考查元素化合物学问;将铁粉加入稀硫酸中,发生反应的离子方程式为: Fe2H =Fe 2H 2,A 项错误;磁性氧化铁可以看做 FeO Fe2O3,溶于盐酸时发生反应的离子方程式为:Fe3O48H=Fe 22Fe 34H 2O,B 项错误; 氯化亚铁和稀硝酸反应,离子方程式为: 3Fe 24HNO3 =3Fe 3NO 2H2O,C 项错误; 将铜屑加入含 Fe 3的溶液中发生氧化仍原反应:2Fe 3Cu=2Fe 2Cu 2,D 项正确;【例题 4】将 11.9 g Mg Al Fe 组成的合金溶于足量
19、的 NaOH 溶液中、合金质量削减 2.7 g;另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中,生成 6.72 L 标准状况 NO ,向反应后的溶液中加入适量 NaOH 溶液恰好使 Mg 2、Al 3、Fe 3完全转化为沉淀,就沉淀质量为 A 22.1 g B 27.2 g C30 g D无法确定【答案 】B 【解析 】此题可以用守恒法解答;Mg、Al 、 Fe 与过量硝酸反应后生成 Mg 2、Al 3、Fe 3,1 mol 的 Mg 2、Al 3、Fe 3分别结合 2 mol 、3 mol 、3 mol 的 OH,所以结合 OH的物质的量失去电子的物质的量nNO 3.6.72 L NO为 0.3 mol,
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