第3讲铁及其化合物.pdf

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1、望子成龙学校 2015化学（高三）杨 善学乃长，积小流以成长江 勤奋！博学！笃志！感恩！1 第 3 讲 铁及其化合物【考纲解读】1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.以 Fe2、Fe3的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。3.能鉴别溶液中的Fe2、Fe3。【考点解析】考点一 用物质分类思想认识铁及其重要化合物 1 铁的性质 铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成2、3 两种价态的化合物。用化学方程式或离子方程式表示下列变化 Fe H2O(g)_ 2 铁的氧化物和氢氧化物(1)铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 _ _ 颜色状态 黑色粉末 _ 黑色晶体(

2、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 望子成龙学校 2015化学（高三）杨 善学乃长，积小流以成长江 勤奋！博学！笃志！感恩！2 与 H反应的离子方程式 FeO 2H=Fe2H2O Fe2O3 6H=2Fe33H2O Fe3O4 8H=Fe22Fe3 4H2O (2)铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 _ _ 与盐酸反应 Fe(OH)2 2H=Fe22H2O Fe(OH)3 3H=Fe33H2O 受热分解 2Fe(OH)3=Fe2O3 3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应 Fe2 2OH=Fe(OH)2

3、 可溶性铁盐与碱溶液反应 Fe3 3OH=Fe(OH)3 二者的关系 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，最后变成红褐色，反应方程式为_ 注意：铁的氧化物和氢氧化物与不同的酸反应时，有时发生的是氧化还原反应，有时发生的是非氧化还原反应，关键取决于所用酸的氧化性或还原性。3 亚铁盐和铁盐(1)亚铁盐：含有Fe2的溶液呈浅绿色，Fe2既有_性，又有_性，Fe2与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为_ _，_。特性：Fe2与 K3Fe(CN)6溶液（铁氰化钾溶液）反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀（Fe 3Fe(CN)62）(2)铁盐：

4、氧化性：含有Fe3的溶液呈_色，Fe3具有氧化性，Fe3与 Fe、Cu 反应的离子方程式分别为_，_。特性：含有Fe3的盐溶液遇到_时变成血红色。遇到_时变成紫色 易水解：FeCl3滴入沸水中的离子方程式：_。【典例分析】某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为 ()望子成龙学校 2015化学（高三）杨 善学乃长，积小流以成长江 勤奋！博学！笃志！感恩！3 A 1 1 1 B 1 3 1 C 3 3 8 D 1 1 4【应用

5、】1 在含有Fe3、Fe2、Al3、NH4的稀溶液中加入足量Na2O2固体，充分反应后，再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是 ()A Fe3、Al3 B Al3 C Fe2、NH4 D Fe3 2 向一定量的FeO、Fe3O4的混合物中加入150 mL 4 molL1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN 溶液，无血红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为()A 0.21 mol B 0.25 mol C 0.3 mol D 0.35 mol 3 下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白

6、色沉淀的是_(填序号)。考点二“铁三角”的转化关系及应用“铁三角”的转化关系 【典例分析】FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：望子成龙学校 2015化学（高三）杨 善学乃长，积小流以成长江 勤奋！博学！笃志！感恩！4 检验装置的气密性；通入干燥的 Cl2，赶尽装置中的空气；用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；体系冷却后，停止通入 Cl2，并用干燥的 N2赶尽

7、 Cl2，将收集器密封。请回答下列问题：(1)装置 A 中反应的化学方程式为_。(2)第步加热后，生成的烟状 FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管 A 右端。要使沉积的 FeCl3进入收集器，第步操作是_。(3)操作步骤中，为防止 FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)_。(4)装置 B 中冷水浴的作用为_；装置 C 的名称为_；装置 D 中 FeCl2全部反应后，因失去吸收 Cl2的作用而失效，写出检验 FeCl2是否失效的试剂：_。.该组同学用装置 D 中的副产品 FeCl3溶液吸收 H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。(6)FeCl3与 H2S

8、反应的离子方程式为_ _。(7)电解池中 H在阴极放电产生 H2，阳极的电极反应式为_。(8)综合分析实验 的两个反应，可知该实验有两个显著优点：H2S 的原子利用率为 100%；_。练习 1 用离子方程式实现下列转化：Fe2Fe3 2 如何除去括号中的杂质(1)Fe2(Fe3)：_；(2)FeCl3(FeCl2)：_；(3)FeCl2(CuCl2)：_；(4)Fe(Al)：_；(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：_。望子成龙学校 2015化学（高三）杨 善学乃长，积小流以成长江 勤奋！博学！笃志！感恩！5 3 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

9、，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，可能含Cu2和 Fe3 C若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3和 Fe2，一定不含Cu2 D若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2和Fe3 4 下列离子在指定溶液中能大量共存的是 ()A 1.0 molL1的 KNO3溶液：H、Fe2、Cl、SO24 B 1.0 molL1的 FeCl2溶液：NO3、Na、K、ClO C使酚酞变红的溶液中：Na、Cl、SO24、Fe3 D酸性溶液中：N

10、O3、SO24、Fe3、Mg2 5 2012新课标全国卷，26(1)(2)铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的 FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH的阴离子交换柱，使 Cl和 OH发生交换。交换完成后，流出溶液的OH用 0.40 molL1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x 的值：_(列出计算过程)。(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)

11、n(Cl)1 2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为_。在实验室中，FeCl2可用铁粉和_反应制备，FeCl3可用铁粉和_反应制备。【课后练习】1 铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是 ()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 D Fe3与 KSCN 产生血红色沉淀 2 下列中学常见实验的现象或表述正确的是 ()A过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色 B制备氢氧化亚铁时，

12、向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得望子成龙学校 2015化学（高三）杨 善学乃长，积小流以成长江 勤奋！博学！笃志！感恩！6 白色的氢氧化亚铁 C检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN 溶液2 3 滴即可 D向CuSO4溶液中滴入过量NaOH 溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”3 在含有下列离子组的溶液中，加入Fe(NO3)2固体后，仍然能够大量共存的离子组是()A K、SO24、NH4、CO23 B K、Ba2、OH、Cl C Na、H、Cl、SO24 D Na、

13、Mg2、Cl、NO3 4 铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是()A 2Fe3 Fe=3Fe2成立说明氧化性：Fe3 Fe2 B 25，pH 0 的溶液中，Al3、NH4、NO3、Fe2可以大量共存 C 5.6 g 铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 mol D硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2 2H2O2 4H=Fe3 4H2O 5 在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中，通入足量的SO2后有白色沉淀生成，过滤后，向溶液中滴加KSCN 溶液，无明显现象，下列叙述不正确的是 ()A白色沉淀是BaSO4和 BaSO3 B溶液的酸性增强 C白色沉淀是BaSO

14、4 D FeCl3全部被还原为FeCl2 6 通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是 ()操作、现象 解释 A 向 KI-淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝 Fe3能与淀粉发生显色反应 B 把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3 C 向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生 说明Fe 置换出硝酸中的氢，生成了氢气 D 新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色 说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3 7 将 3.48 g 四氧化三铁完全溶解在100 mL 1 mol

15、L1的硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25 mL，恰好使溶液中的Fe2全部转化为Fe3，Cr2O27全部转化为Cr3，则 K2Cr2O7溶液的物质的量浓度是 ()望子成龙学校 2015化学（高三）杨 善学乃长，积小流以成长江 勤奋！博学！笃志！感恩！7 A0.05 molL1 B0.1 molL1 C0.2 molL1 D0.3 molL1 8根据下列框图回答问题(答题时，方程式中的 M、E 用所对应的元素符号表示)：(1)写出 M 溶于稀硫酸和 H2O2混合液的化学方程式_。(2)某同学取 X 的溶液，酸化后加入 KI-淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式_、_。(3)写

16、出 Cl2将 Z 氧化为 K2EO4的化学方程式_。9碱式硫酸铁Fe(OH)SO4是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下。已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 如表所示。沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 回答下列问题。(1)加入少量 NaHCO3的目的是调节 pH，使溶液中的_沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是_。(2)在实际生产中，反应中常同时通入 O2以减少 NaNO2的用量，O2与 NaN

17、O2在反应中均作_。若参与反应的 O2有 11.2 L(标准状况)，则相当于节约 NaNO2的物质的量为_(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的 Fe(OH)2可部分水解生成聚合离子 Fe2(OH)24。该水解反应的离子方程式为_。(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有 Fe2及 NO3。为检验所得产品中是否含有 Fe2，应使用的试剂为_(填字母序号)。A氯水 BKSCN 溶液 CNaOH 溶液 D酸性 KMnO4溶液 10某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究望子成龙学校 2015化学（高三）杨 善学乃

18、长，积小流以成长江 勤奋！博学！笃志！感恩！8 过程如下：请回答下列问题：(1)步骤中先加入热的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名称是_。(2)步骤中，除发生反应Fe 2HCl=FeCl2 H2外，其他可能反应的离子方程式为_。(3)溶液C 的颜色是_，溶液D 中可能含有的金属阳离子有_。(4)可以验证溶液B 中是否含有Fe2的一种试剂是_(填选项序号)。a稀硫酸 b铁 c硫氰化钾 d酸性高锰酸钾溶液(5)操作乙的名称是_，步骤产生金属铜的化学方程式为_。11某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同解答下列问题：探究一 设计如图所示装置进行“铁

19、与水反应”的实验(夹持仪器略)。(1)硬质玻璃管B 中发生反应的化学方程式为_ _。(2)反应前A 中投放碎瓷片的目的是_。(3)装置E 中的现象是_。探究二 设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B 中黑色固体的成分。(4)待硬质玻璃管B 冷却后，取少许其中的固体物质溶于_后，将所得溶液分成两份。(5)一份滴加几滴KSCN 溶液。若溶液变血红色，推断硬质玻璃管B 中固体物质的成分为 _(选填序号，下同)；若溶液未变血红色，推断硬质玻璃管B 中固体物质的成分为_。一定有Fe3O4 一定有Fe 只有Fe3O4 只有Fe(6)另一份用_(填仪器名称)加入_，可以证明溶液中存在Fe2。探究三 设计如下流程测定反应后硬质玻璃管B 中固体含铁元素的质量分数。望子成龙学校 2015化学（高三）杨 善学乃长，积小流以成长江 勤奋！博学！笃志！感恩！9 (7)试剂 b 的化学式是_。(8)计算反应后 B 装置中铁元素的质量分数为_。