《铁及其重要化合物》PPT课件.ppt
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1、第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学第3讲铁及其重要化合物第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学一、铁1.铁的存在形态在地壳中铁的含量位于第四位,在自然界中主要以化合态存在,主要化合价为+2、+3价,其中+3价更稳定。2.铁的化学性质(1)与非金属反应第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学化学方程式与S反应Fe+SFeS与I2反应Fe+I2FeI2与O2反应3Fe+2O2Fe3O4与Cl2反应2Fe+3Cl22FeCl3结论O2、Cl2的氧化性比S、I2的强第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习
2、用书高考第一轮复习用书化学化学(2)与水反应Fe与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。(3)与酸反应与非氧化性酸反应产生氢气Fe与稀H2SO4反应的化学方程式为Fe+H2SO4Fe-SO4+H2。与氧化性酸反应不生成氢气第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学过量Fe与稀HNO3反应的化学方程式为3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO+4H2O。少量铁与足量稀HNO3反应的化学方程式为Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O。铁遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜,化学上称之为钝化,属于化学(填
3、“物理”或“化学”)变化。(4)与盐反应Fe与CuSO4、FeCl3溶液反应的化学方程式分别为Fe第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学+CuSO4FeSO4+Cu、Fe+2FeCl33FeCl2。二、铁的重要化合物1.铁的氧化物(1)FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气里受热迅速被氧化成Fe3O4。(2)Fe3O4是一种复杂的化合物,是具有磁性的黑色晶体,俗称磁性氧化铁。(3)Fe2O3是一种红棕色的粉末,俗称铁红,常用做第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学红色颜料。赤铁矿的主要成分是Fe2O3,是炼铁的主要原料。互动探究1你
4、能确定Fe3O4中铁的化合价吗?铁的原子序数为26,画出铁的原子结构示意图。答案:Fe3O4中铁有+3价和+2价。铁的原子结构示意图为。第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学2.铁的氢氧化物(1)Fe(OH)2、Fe(OH)3性质比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与非氧化性酸(如稀盐酸)反应Fe(OH)2+2H+Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+Fe3+3H2O与氧化性酸(如稀HNO3)反应3Fe(OH)2+6H+N3Fe3+NO+6H2O稳定性分解产物很复杂2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复
5、习用书高考第一轮复习用书化学化学(2)铁的氢氧化物的制法Fe(OH)2、Fe(OH)3都可用相应的可溶性盐与强碱反应来制取,离子方程式分别为:Fe(OH)2:Fe2+2OH-Fe(OH)2。Fe(OH)3:Fe3+3OH-Fe(OH)3。(3)Fe(OH)2与Fe(OH)3的关系在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学成红褐色,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。互动探究2教材中有关Fe(OH)2的制备方法,实际上只能观察到瞬间
6、的Fe(OH)2白色沉淀(几乎分辨不出来)。为什么不能观察到Fe(OH)2的白色呢?可采取哪些措施使Fe(OH)2能够维持较长的时间不被氧化呢?第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学答案:Fe(OH)2极易被氧化,转化为Fe(OH)3。要想较长时间观察到白色沉淀的生成,关键是怎样降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量。就教材中的实验来说,常采用的方法有:采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2+易被空气中的氧气氧化成Fe3+)将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)将碱直接加到亚铁盐溶液的底部使Fe(OH)2与空气隔离第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复
7、习用书高考第一轮复习用书化学化学在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小,而又不溶于水的有机溶剂)第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学考点透析考点1Fe、Fe2+、Fe3+相互转化典例1某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等。有人设计了下图的工艺流程,利用常用的稀硫酸、烧碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(1)图中标号处需加入的相应物质分别是、。(填名称)第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(
8、2)写出处发生反应的离子方程式:;写出处发生反应的化学方程式:。(3)铁红的化学式为;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:铁红,氧化铜。第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学【解析】由氧化铜逆推可知D为Cu(OH)2,所以为氢氧化钠;同理由铁红逆推可知为氢氧化钠;C为Cu2+,E为Fe2+,是稀硫酸,除去沉淀A中过量的Fe,是铁屑,可还原废水中的Cu2+、Au3+;B为Cu、Au混合物,加入稀硝酸使Cu、Au分离。第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学(2)Fe+2H+Fe2+H2,2Fe3+Fe3Fe2+,Cu2+FeC
9、u+Fe2+,2Au3+3Fe2Au+3Fe2+;3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(3)Fe2O3;用做红色涂料;用做制造铜盐的原料【答案】(1)铁屑;稀硫酸;稀硝酸;氢氧化钠;氢氧化钠第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学化剂(如Cl2、Br2、HNO3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。Fe、Fe2+、Fe3+形成三角关系:技能归纳铁是常见的还原剂,在参与化学反应时,一般可失去2e-或3e-而变成Fe2+或Fe3+。铁元素的原子在化学反应中,当遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时,铁只能失去最
10、外层的两个电子,而生成+2价铁的化合物,当遇到强氧第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学1.FeFe3+和Fe2+Fe3+需要较强的氧化剂,如O2、Cl2、Br2、HNO3(浓、稀)、H2SO4(浓)、KMnO4(H+)溶液等。第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO+2H2O;4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3;2FeCl2+Cl22FeCl3。2.FeFe2+需要较弱的氧化剂,如S、Cu2+(CuSO4)、H+(稀H2SO4、盐酸)等。Fe+
11、CuSO4FeSO4+Cu;Fe+2HClFeCl2+H2注意Fe与O2、H2O的反应:3Fe+2O2Fe3O4;3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学Fe3O4可以看做是由FeO、Fe2O3所组成的化合物,其中有是Fe2+、是Fe3+。3.Fe2+Fe,在金属活动性顺序表中排在Fe前的金属,如Zn、Al等,可以将Fe2+还原成Fe。如Zn+FeSO4Zn-SO4+Fe。注意:K、Ca、Na等活泼金属,由于它们在水溶液中不能存在,所以不能作为还原剂来完成Fe2+Fe的转化。4.Fe3+Fe2+需要较强的还原剂,如Fe、Zn
12、、H2S(S2-)、KI(I-)、Na2SO3(S-)等。Cu虽不是强的还原剂,但因Fe3+第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学具有较强的氧化性,可被Cu还原成Fe2+。Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2;H2S+2FeCl32FeCl2+S+2HCl;2KI+2FeCl3FeCl2+I2+2KCl5.Fe3+Fe常发生在金属的热还原反应中。如高温下用CO还原铁矿石中的铁:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。铝热反应也是这种转化的实例。如:Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe。第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学Fe2
13、+具有氧化性和还原性,但主要表现还原性;Fe3+具有较强的氧化性,与S2-、I-、S等能发生氧化还原反应。Fe3+是典型的弱碱阳离子,与C、Al等在溶液中发生双水解反应。亚铁盐、铁盐的存放方法:亚铁盐溶液加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化;铁盐溶液加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。特别提醒:第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学B.将少量Fe(OH)3粉末加入HI溶液中:2Fe(OH)3+6H+2I-2Fe2+I2+6H2OC.将少量Cl2通入FeBr2溶液中:Cl2+2Br-2Cl-+Br2D.向氯化铁溶液中加入铁屑:Fe+Fe3+2Fe2+学以致用1.下
14、列离子方程式书写正确的是()A.铁粉与氢溴酸反应:2Fe+6H+2Fe3+3H2第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学【解析】A项中离子方程式应为Fe+2H+Fe2+H2;C项中Cl2为少量,Fe2+先被氧化,离子方程式应为2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-;D项中电荷不守恒。B项正确。【答案】B第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学考点2Fe2+和Fe3+的检验典例2某种催化剂为铁的氧化物,化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究。将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现红色,一位同学
15、由此得出该催化剂中铁元素价态为+3价的结论。(1)请指出该结论是否合理,(填“合理”或第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学“不合理”),并说明理由:。(2)请完成对铁元素价态的探究。限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹;3molL-1H2SO4、3%H2O2、6molL-1HNO3、0.01molL-1KMnO4、NaOH稀溶液、0.1molL-1KI、20%KSCN、蒸馏水。提出合理假设假设1:催化剂中铁元素的价态为+3价;第第3单元单元 第第3节节高考第一轮复习用书高考第一轮复习用书化学化学假设2:催化剂中铁元素的价态为+2价
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