新高考化学一轮综合复习第三章金属及其化合物第12讲铁及其重要化合物练习.pdf
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1、欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-1-/30新高考化学一轮综合复习第三章金属及其化合物第 12 讲铁及其重要化合物练习 考纲要求 1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.能鉴别溶液中的 Fe2、Fe3。考点一 铁及其重要化合物的性质 1 铁 铁位于周期表中第四周期族,是一种应用最广泛的过渡金属元素;铁元素是一种典型的变价金属元素。(1)结构(2)铁的物理性质 银白色固体,熔点较高,具有良好的导热、导电、延展性,能被磁铁吸引。(3)铁的化学性质 铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为2 价和3 价。按要求书写下列反应的方
2、程式:Fe 与 Cl2、S 反应的化学方程式:2Fe3Cl22FeCl3;FeSFeS。Fe 与水蒸气的反应:3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-2-/30与氧化性酸(如 HNO3)的反应(写离子方程式)。Fe 与过量稀 HNO3 的反应:FeNO4H=Fe3NO2H2O。Fe 与少量稀 HNO3 的反应:3Fe2NO8H=3Fe22NO4H2O。Fe 与 FeCl3 溶液的反应(写离子方程式):Fe2Fe3=3Fe2。2铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁
3、颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的化合价 2 3 2,3 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与 H反应的离子方程式 FeO2H=Fe2H2O Fe2O36H=2Fe33H2O Fe3O48H=Fe22Fe34H2O 3.铁的氢氧化物(1)Fe(OH)2是白色絮状物,易被空气中的氧气氧化生成 Fe(OH)3,颜色由白色变为灰绿色,最后变为红褐色,方程式为 4Fe(OH)2 O22H2O=4Fe(OH)3。(2)Fe(OH)3 是红褐色、难溶于水的固体,在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe2O3xH2O),受热易分解,方程式为 2Fe(OH)3F
4、e2O33H2O;制取 Fe(OH)3 用可溶性铁盐与碱反应,离子方程式:Fe33OH=Fe(OH)3。4 亚铁盐(1)Fe2 的氧化性和还原性 含有 Fe2的溶液呈浅绿色,Fe2处于铁的中间价态,既有氧化性,又欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-3-/30有还原性,其中以还原性为主,如:遇 Br2、Cl2、H2O2、NO(H)等均表现为还原性。Fe2的酸性溶液与 H2O2反应的离子方程式:2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(2)可水解 Fe(OH)2是弱碱,含 Fe2的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸
5、抑制 Fe2的水解,加少量铁屑防止 Fe2被氧化。5 铁盐的性质及应用(1)氧化性:含有 Fe3的溶液呈棕黄色,Fe3处于铁的高价态,遇 Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。Fe3与 S2、I、HS、SO 等具有较强还原性的离子不能大量共存。Fe3可腐蚀印刷电路板上的铜箔,反应的离子方程式为 2Fe3Cu=Cu22Fe2。(2)易水解:Fe(OH)3是很弱的碱,且溶度积很小,因而 Fe3极易水解,只能存在于酸性较强的溶液中。利用 Fe3易水解的性质,实验室可用 FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体,反应的化学方程式:FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl。利用 Fe3易水解的性
6、质,工业上常用调节 pH 方法除去溶液中的铁离子。利用 Fe3易水解的性质,实验室配制氯化铁溶液,通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中,然后再稀释至所需浓度。Fe3与 HCO、AlO、CO、ClO等水解呈碱性的离子不能大量共存。铁及其化合物的性质及应用(1)铁位于元素周期表中第四周期B 族()(2)氧化铁能与酸反应,所以可用于制作红色染料()欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-4-/30(3)铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在()(4)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸()(5)Fe2O3 与 NaOH 溶液反应可制取
7、 Fe(OH)3()(6)铁与过量的硫粉共热产物是 Fe2S3()(7)Fe 在足量 Cl2 中燃烧生成 FeCl3,在少量Cl2 中燃烧生成 FeCl2()(8)Fe3有氧化性,所以 FeCl3 溶液可用于回收旧电路板中的铜()(9)饱和 FeCl3 溶液为红褐色,Fe(OH)2 为灰绿色()(10)既可通过复分解反应,又可通过化合反应制取 Fe(OH)3()(11)铁铝矾Al2Fe(SO4)4xH2O溶液呈浅绿色,具有净水作用()(12)将 FeCl3 溶液蒸干可得到 FeCl3 晶体()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)1 铁有2、3 价两
8、种价态,单质铁与(填下列编号,下同)反应时只生成3 价铁;与反应时只生成2 价铁;与反应时既生成2 价铁也生成3 价铁。所选试剂:Cl2 O2 H2O(g)S 盐酸稀硝酸(足量)稀硫酸 CuSO4 溶液 FeCl2 溶液 2FeCl3、FeCl2 和 Fe(OH)3 是否都可以通过化合反应制取?答案 都可以。2Fe3Cl22FeCl3;2FeCl3Fe=3FeCl2;4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。3 用下列方法可制得白色的 Fe(OH)2 沉淀:用不含 Fe3 的 FeSO4 溶液与不含 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
9、溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的 O2 常采用_的方法。欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-5-/30(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。这样操作的理由是_ _。答案(1)稀硫酸、铁屑(2)加热煮沸(3)避免生成的 Fe(OH)2 与氧气接触而被氧化 解析(1)稀硫酸抑制 Fe2水解,铁屑防止 Fe2被氧化。(3)Fe(OH)2很容易被氧化,实验过程中要确保在无氧条件下生成。题组一 用守恒思想判断氧化物的组成 1(2017西
10、南大学附属中学高三模拟)铁的常见化合价有2 价和3价。据研究,铁在浓 HNO3 中发生钝化时,可生成一种化学式为 Fe8O11的化合物,它可以看作由 FeO 和 Fe2O3 组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为()A FeO3Fe2O3 B 2FeO3Fe2O3 C FeO2Fe2O3 D 2FeOFe2O3 答案 B 解析 化合物 Fe8O11 可以看作由 FeO 和 Fe2O3 组成的复杂氧化物,设化学式为 nFeO mFe2O3,则解得 n 2,m 3,该化合物可以表示为2FeO3Fe2O3。2准确称取某种铁的氧化物 2.88g,用足量的 CO进行还原,将生成的CO2 全部用足量的澄清石
11、灰水吸收,得到沉淀 4.00g,则这种铁的氧化物为()A Fe3O4 B Fe2O3 C FeO D 以上都不是 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-6-/30答案 C 解析 4.00gCaCO3沉淀的物质的量为 0.04mol,则 CO、CO2 的物质的量也为 0.04mol,增加的氧元素为 0.04mol,质量为 0.04mol16gmol10.64g,铁的氧化物中氧元素质量为 0.64g,铁元素质量为 2.88g 0.64g2.24g,铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为11,则这种铁的氧化物的化学式为 FeO。3(201
12、8营口质检)有一块铁的“氧化物”样品,用 140mL5.0molL1 盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收 0.025molCl2,恰好使其中的 Fe2全部转变为 Fe3,则该样品可能的化学式为()A Fe2O3 B Fe3O4 C Fe4O5 D Fe5O7 答案 D 解析 根据 2Fe2Cl2=2Fe32Cl,可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中 n(Fe2)0.025mol20.05mol,根据电荷守恒得 2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl),则 n(Fe3)0.2mol,故 n(Fe2)n(Fe3)0.050.214,故该氧化物可表示为 FeO2Fe2O3,即 Fe5O7。
13、确定铁的氧化物组成的基本方法 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)a b,若 a b 11,则铁的氧化物为 FeO;若 a b 23,则铁的氧化物为 Fe2O3;若 a b 3 4,则铁的氧化物是 Fe3O4或 FeO与Fe2O3按物质的量之比为11 的混合物或 FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中 FeO、Fe2O3物质的量之比为 11,Fe3O4为任意值)。欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-7-/30题组二 氢氧化亚铁制备方法的改进 4 下列各图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白
14、色沉淀的是_(填序号)。答案 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(OH)2处在氢气的保护中;的原理为铁作阳极产生 Fe2,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;中加苯阻止了空气进入;由于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。5 如下图所示,此装置可用来制取和观察 Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。
15、实验时必须使用铁屑和 6molL1 的硫酸,其他试剂任选。填写下列空白:(1)B中盛有一定量的 NaOH溶液,A 中应预先加入的药品是_。A 中反应的离子方程式是_ _。(2)实验开始时先将止水夹 a_(填“打开”或“关闭”)。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程_ _。欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-8-/30(4)实验完毕,打开 b 处止水夹,放入一部分空气,此时 B 瓶中发生的反应为_。答案(1)铁屑 Fe2H=Fe2H2(2)打开(3)待 A 装置反应一段时间后关闭止水夹 a,将FeSO4溶液压入B 中进行反应(4)4F
16、e(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 解析 Fe2H=Fe2H2,产生的 H2 将 Fe2压入 B 中,Fe22OH=Fe(OH)2;因为 Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生 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。防止 Fe(OH)2氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,驱除溶液中的氧气。(2)将盛有 NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部,并慢慢挤出 NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气,如 H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层,
17、如苯、植物油等。(5)用 Fe 作阳极,石墨作阴极,电解 NaOH溶液,利用新产生的 Fe2与OH反应制取。欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-9-/30考点二“铁三角”、Fe2和 Fe3的检验 1“铁三角”的转化关系 完成下列变化的离子方程式,体会 Fe2与 Fe3转化条件。(1)将 H2S 气体通入 FeCl3 溶液中产生淡黄色沉淀:H2S 2Fe3=S2Fe22H。(2)将 FeCl3 溶液滴入 KI淀粉溶液,溶液变蓝:2I2Fe3=I22Fe2。(3)FeCl3 可溶解铁片:2Fe3Fe=3Fe2。(4)FeSO4 可使酸性
18、KMnO4溶液褪色:5Fe2 MnO8H=5Fe3 Mn24H2O。(5)将 FeCl2 溶液滴入到 HNO3 溶液中,有无色气体放出:3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O。2Fe2、Fe3的检验方法(1)用 KSCN 溶液和氯水(2)用 NaOH 溶液(3)含 Fe2、Fe3的混合溶液中 Fe3、Fe2的检验 混合溶液滴加KSCN溶液溶液变红色,说明含有 Fe3。混合溶液滴加酸性KMnO4溶液KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有 Fe2。(4)Fe2 的特征检验方法 溶液产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 Fe2,3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62。(1)金属阳离子只有氧化性,不可
19、能有还原性()(2)向某溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-10-/30溶液中一定含有 Fe2()(3)FeCl3溶液与 KSCN溶液反应的离子方程式为 Fe33SCN=Fe(SCN)3()(4)可用铁粉除去 FeCl2 溶液中的 FeCl3()(5)氢氧化铁与 HI 溶液反应仅能发生中和反应()(6)FeCl3 溶液可用于铜制印刷线路板制作,是因为 FeCl3 能从含 Cu2的溶液中置换出铜()(7)将 Fe(NO3)2 样品溶于稀硫酸后,滴加 KSCN 溶液,观察溶液
20、是否变红,检验 Fe(NO3)2 晶体是否已氧化变质()(8)在给定条件下能实现 Fe2O3FeCl3(aq)无水 FeCl3 的转化()(9)在“硫酸亚铁铵的制备”实验中,为了得到硫酸亚铁铵晶体,应小火加热蒸发皿,浓缩至表面出现结晶薄膜为止()(10)用酸性 KMnO4溶液检验 FeCl3 溶液中是否含有 FeCl2()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)1 除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。(1)FeCl2(Fe3)除去方法:加入过量铁粉,离子方程式:2Fe3 Fe=3Fe2。(2)FeCl3(FeCl2)除去方法:加入氯水或通入 Cl2,离子方程式:
21、2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法:滴加 H2O2,离子方程式:2Fe2H2O22H=2H2O2Fe3。(4)FeCl2(Cu2)除去方法:加入过量铁粉,过滤,离子方程式:FeCu2=Cu Fe2。2 混合溶液中 Fe3、Fe2 除去的常用方法 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-11-/30(1)除去 Mg2中混有的 Fe3的方法 向混合溶液中加入 MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一,与 Fe3水解产生的 H反应,促进 Fe3的水解,将 Fe3转化为 Fe(OH)3沉淀除去。(2)除
22、去 Cu2中混有的 Fe3的方法 向混合溶液中加入 CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一,与 Fe3水解产生的 H 反应,促进 Fe3的水解,将 Fe3转化为 Fe(OH)3沉淀而除去。(3)除去 Mg2中混有的 Fe2的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3,然后再按(1)的方法除去溶液中的 Fe3。(4)除去 Cu2中混有的 Fe2的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3,然后再按(2)的方法除去溶液中的 Fe3。3 在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉,得到的Fe2的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关
23、系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3 Fe2 Fe、Fe2 Fe2、Fe3(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 Fe3,随加入铁粉量的增加,HNO3反应完全后,发生反应 2Fe3Fe=3Fe2,最后全部转化为 Fe2。1(Fe2、Fe3的转化与除杂)(2018长沙模拟)Fe2、Fe3、Zn2欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!-12-/30完全地形成氢氧化物沉淀的 pH 分别
24、为 6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含有少量 Fe2、Fe3杂质离子,为除去这些离子制得纯净的 ZnSO4,应加入的试剂是()A NaOH溶液 B 氨水 C KMnO4、ZnCO3 D H2O2、ZnO 答案 D 解析 由于 Fe2沉淀所需 pH 比 Zn2大,应首先将 Fe2氧化为 Fe3,然后调节溶液的 pH 使 Zn2还不沉淀时 Fe3已沉淀完全。氧化剂 H2O2将 Fe2氧化为 Fe3,ZnO能消耗溶液中的 H 且不引入新的杂质离子,故 D 项符合要求。2(Fe2、Fe3的转化与离子检验)要证明某溶液中不含 Fe3而可能含有 Fe2,进行如下实验操作时,最佳顺序为()加入足量
25、氯水 加入足量酸性 KMnO4溶液 加入少量 NH4SCN溶液 A B C D 答案 C 解析 在该溶液中先加入少量 NH4SCN溶液,溶液不变红色,证明无 Fe3存在,再加入氯水,将 Fe2氧化成 Fe3,溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色,溶液颜色变化不明显,所以不能用酸性 KMnO4溶液检验。3(Fe2、Fe3的转化)(2017荆门高三上学期期末)在 FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,下列说法中正确的是()A 若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2,一定不含 Cu2 B 若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2,
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- 新高 化学 一轮 综合 复习 第三 金属 及其 化合物 12 重要 练习
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