第三章第三节课件.ppt

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1、第三节铁及其重要化合物一、一、铁的主要性的主要性质与与应用用1.1.铁的物理性的物理性质铁具有具有导电、导热和延展性和延展性,具有能被具有能被_吸引的特性。吸引的特性。2.2.铁的化学性的化学性质铁元素性元素性质活活泼,有有较强的的还原性原性,主要化合价主要化合价为+2+2价和价和+3+3价。价。磁体磁体(1)(1)与非金属与非金属单质的反的反应:与与O O2 2的反的反应:常温常温:铁被腐被腐蚀生成生成铁锈,其主要成分其主要成分为_。点燃点燃:_:_。与与ClCl2 2的反的反应:_:_。与与S S的反的反应:_:_。(2)(2)与水的反与水的反应:常温下常温下铁与水不反与水不反应,在高温条

2、件下与水蒸气反在高温条件下与水蒸气反应:_:_。3Fe+2O3Fe+2O2 2 FeFe3 3O O4 42Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 2FeCl2FeCl3 3Fe+SFe+S FeSFeS3Fe+4H3Fe+4H2 2O(g)FeO(g)Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2点燃点燃=点燃点燃=高温高温=FeFe2 2O O3 3(3)(3)与酸的反与酸的反应:与非氧化性酸反与非氧化性酸反应的离子方程式的离子方程式:_。与氧化性酸与氧化性酸:遇冷的遇冷的浓硫酸或硫酸或浓硝酸硝酸_,_,与稀硝酸或在加与稀硝酸或在加热条件下与条件下与浓硫酸、硫酸、浓硝酸反硝酸反应无无H H2 2产生。

3、生。(4)(4)与某些与某些盐溶液的反溶液的反应:与与CuSOCuSO4 4溶液反溶液反应的离子方程式的离子方程式:_。与与FeClFeCl3 3溶液反溶液反应的离子方程式的离子方程式:_。Fe+2HFe+2H+=FeFe2+2+H+H2 2Fe+CuFe+Cu2+2+=FeFe2+2+Cu+CuFe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe3Fe2+2+钝化化二、二、铁的氧化物的性的氧化物的性质1.1.物理性物理性质化学式化学式FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4俗称俗称_色色态_铁的价的价态_铁红磁性氧化磁性氧化铁黑色粉末黑色粉末红棕色粉末棕色粉末黑色晶体黑色晶体+2

4、+2价价+3+3价价+2+2价价,+3,+3价价2.2.化学性化学性质(1)FeO(1)FeO、FeFe2 2O O3 3、FeFe3 3O O4 4分分别与与盐酸反酸反应的离子方程式的离子方程式:_、_、FeFe3 3O O4 4+8H+8H+=2Fe2Fe3+3+Fe+Fe2+2+4H+4H2 2O O。(2)FeO(2)FeO与硝酸反与硝酸反应的化学方程式的化学方程式:3FeO+10HNO3FeO+10HNO3 3=3Fe(NO3Fe(NO3 3)3 3+NO+5H+NO+5H2 2O O。(3)FeO(3)FeO、FeFe2 2O O3 3分分别与与HIHI溶液反溶液反应的化学方程式的

5、化学方程式:_、FeFe2 2O O3 3+6HI+6HI=2FeI 2FeI2 2+I+I2 2+3H+3H2 2O O。FeO+2HFeO+2H+=FeFe2+2+H+H2 2O OFeFe2 2O O3 3+6H+6H+=2Fe2Fe3+3+3H+3H2 2O OFeO+2HI FeO+2HI=FeI FeI2 2+H+H2 2O O三、三、FeFe2+2+与与FeFe3+3+的的转化及化及铁的的氢氧化物的主要性氧化物的主要性质1.Fe1.Fe2+2+与与FeFe3+3+的的转化化上述上述转化关系中化关系中标号反号反应的离子方程式的离子方程式为_,_,_,_,_。2Fe2Fe2+2+Cl

6、+Cl2 2=2Fe2Fe3+3+2Cl+2Cl-2Fe2Fe3+3+Fe+Fe=3Fe3Fe2+2+2Fe2Fe3+3+Cu+Cu=2Fe2Fe2+2+Cu+Cu2+2+2.2.铁的的氢氧化物的比氧化物的比较化学式化学式Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3色、色、态_固体固体_色固体色固体溶解性溶解性难溶于水溶于水难溶于水溶于水物物质类别二元弱碱二元弱碱三元弱碱三元弱碱与非氧化与非氧化性酸反性酸反应_ _白白色色红褐褐Fe(OH)Fe(OH)2 2+2H+2H+=FeFe2+2+2H+2H2 2O OFe(OH)Fe(OH)3 3+3H+3H+=FeFe3+3+3H+

7、3H2 2O O化学式化学式Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3稳定性定性不不稳定定,分解分解产物很复物很复杂不稳定不稳定,受热易分解受热易分解:_制法制法可溶性亚铁盐与碱反可溶性亚铁盐与碱反应应:_可溶性铁盐与碱反应可溶性铁盐与碱反应:_转化化_FeFe2+2+2OH+2OH-=Fe(OH)Fe(OH)2 2=FeFe3+3+3OH+3OH-Fe(OH)Fe(OH)3 34Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=O=4Fe(OH)4Fe(OH)3 3=2Fe(OH)2Fe(OH)3 3FeFe2 2O O3 3+3H+3H2 2O O【思考

8、辨析思考辨析】1.1.用用铁制容器可以运制容器可以运输浓硝酸和稀硝酸。硝酸和稀硝酸。()()【分析分析】由于冷的浓硝酸与铁发生钝化由于冷的浓硝酸与铁发生钝化,可以用铁制容器运输可以用铁制容器运输浓硝酸浓硝酸;而冷的稀硝酸与铁发生反应而冷的稀硝酸与铁发生反应,不能用铁制容器运输稀硝不能用铁制容器运输稀硝酸。酸。2.2.将一定量的将一定量的铁、铜的混合物加入到的混合物加入到100 100 mLmL 0.1 mol 0.1 molL L-1-1的的FeClFeCl3 3溶液中溶液中,充分反充分反应后后,溶液中有固体剩余溶液中有固体剩余,则剩余的固体中一剩余的固体中一定含有定含有铁,肯定不含肯定不含铜

9、。()()【分析分析】铁的还原性强于铜铁的还原性强于铜,若剩余固体中含有铁若剩余固体中含有铁,则一定含有则一定含有铜。铜。3.(20113.(2011重重庆高考高考)Fe)Fe分分别与与氯气和气和盐酸反酸反应所得所得氯化物相同。化物相同。()()【分析分析】FeFe与盐酸反应生成与盐酸反应生成FeFe2+2+,而与而与ClCl2 2反应生成反应生成FeFe3+3+。4.4.氢氧化氧化铁与与HIHI溶液溶液仅发生中和反生中和反应。()()【分析分析】氢氧化铁具有氧化性氢氧化铁具有氧化性,HI,HI具有还原性具有还原性,两者发生氧化还两者发生氧化还原反应原反应。5.FeCl5.FeCl3 3溶液与

10、溶液与KSCNKSCN溶液反溶液反应的离子方程式的离子方程式为FeFe3+3+3SCN+3SCN-=Fe(SCN)Fe(SCN)3 3。()()【分析分析】Fe(SCN)Fe(SCN)3 3是可溶性物质是可溶性物质,而不是沉淀而不是沉淀,正确的离子方程正确的离子方程式为式为FeFe3+3+3SC+3SCN N-=Fe(SCN)Fe(SCN)3 3。考点考点 1 1 “铁铁三角三角”及其重要及其重要应应用用1.1.“铁三角三角”中的中的转化关系化关系2.2.重要重要应用用(1)(1)判断离子共存判断离子共存:FeFe2+2+与与 在在溶溶液中因液中因发生氧化生氧化还原反原反应而不能大量共存。而不

11、能大量共存。(2)(2)除除杂方法方法(括号内括号内为杂质):):FeFe2+2+(Fe(Fe3+3+):):加加过量量铁粉粉过滤;FeCl;FeCl3 3(FeCl(FeCl2 2):):加加氯水或水或H H2 2O O2 2;FeClFeCl2 2(CuCl(CuCl2 2):):加加过量量铁粉粉过滤;Fe(AlFe(Al)、FeFe2 2O O3 3(Al(Al2 2O O3 3、SiOSiO2 2):):加加过量量强碱溶液碱溶液过滤。(3)(3)盐溶液的保存溶液的保存:含含FeFe2+2+的溶液的溶液:加入少量加入少量铁粉粉(或或铁钉、铁屑屑),),防止防止FeFe2+2+被氧化被氧化

12、;加入少量相加入少量相应的酸的酸,防止防止FeFe2+2+水解水解Fe(NOFe(NO3 3)2 2例外例外。含含FeFe3+3+的溶液的溶液:加入少量相加入少量相应的酸的酸,防止防止FeFe3+3+水解。水解。【高考警示高考警示】(1)Fe(1)Fe3+3+既具有较强的氧化性又易水解既具有较强的氧化性又易水解,当遇到还原性离子当遇到还原性离子(如如I I-、S S2-2-、)时时,优先考虑氧化还原反应。优先考虑氧化还原反应。(2)Fe(2)Fe2+2+主要表现为还原性主要表现为还原性,Fe,Fe2+2+与与 可共可共存存,但在存在但在存在H H+时时不不共存共存。【典例典例1 1】(2012

13、(2012海南高考海南高考)在在FeClFeCl3 3溶液溶液蚀刻刻铜箔制造箔制造电路板的路板的工工艺中中,废液液处理和理和资源回收的源回收的过程程简述如下述如下:.向向废液中投入液中投入过量量铁屑屑,充分反充分反应后分离出固体和后分离出固体和滤液液;.向向滤液中加入一定量石灰水液中加入一定量石灰水,调节溶液溶液pH,pH,同同时鼓入足量的空鼓入足量的空气。气。已知已知:KspspFe(OH)Fe(OH)3 3=4.0=4.01010-38-38回答下列回答下列问题:(1)FeCl(1)FeCl3 3蚀刻刻铜箔反箔反应的离子方程式的离子方程式为_;_;(2)(2)过程程加入加入铁屑的主要作用屑

14、的主要作用是是 ,分离得到固体的主要成分分离得到固体的主要成分是是,从固体中分离出从固体中分离出铜需采用的方法需采用的方法是是;(3)(3)过程程中中发生反生反应的化学方程式的化学方程式为_;_;(4)(4)过程程中中调节溶液的溶液的pHpH为5,5,金属离子金属离子浓度度为_。(列式列式计算算)【解题指南解题指南】解答本题时注意操作流程解答本题时注意操作流程,如下如下:【解析解析】(2)(2)加入的铁先与加入的铁先与FeFe3+3+反应生成反应生成FeFe2+2+,再与再与CuCu2+2+反应置换反应置换出铜出铜,铁过量铁过量,固体为铁与铜的混合物固体为铁与铜的混合物,再分离铜应加入盐酸再分

15、离铜应加入盐酸;(3)(3)过程过程是亚铁离子生成是亚铁离子生成Fe(OH)Fe(OH)2 2,鼓入空气为的是转化成鼓入空气为的是转化成Fe(OH)Fe(OH)3 3;(4)(4)Kspsp=c(Fe=c(Fe3+3+)c c3 3(OH(OH-),c(OH),c(OH-)=)=Kw w/c(H/c(H+),),可求可求c(Fec(Fe3+3+)。答案答案:(1)2Fe(1)2Fe3+3+C+Cu u=2Fe2Fe2+2+Cu+Cu2+2+(2)(2)回收铜回收铜CuCu和和FeFe加盐酸反应后过滤加盐酸反应后过滤(3)FeCl(3)FeCl2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=Fe(OH

16、)Fe(OH)2 2+CaCl+CaCl2 2,4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O O=4Fe(OH)4Fe(OH)3 3(4)c(Fe(4)c(Fe3+3+)=4.0)=4.01010-38-38(10(10-9-9)3 3=4.0=4.01010-11-11(mol(molL L-1-1)【变式式训练】将将1.12 g1.12 g铁粉加入粉加入25 25 mLmL 2 mol 2 molL L-1-1的的氯化化铁溶溶液中液中,充分反充分反应后后,其其结果是果是()A.A.铁粉有剩余粉有剩余,溶液呈浅溶液呈浅绿色色,ClCl-基本保持不基本保持不变B.B.往

17、溶液中滴入无色往溶液中滴入无色KSCNKSCN溶液溶液,溶液溶液变红色色C.FeC.Fe2+2+和和FeFe3+3+物物质的量之比的量之比为5151D.D.氧化氧化产物和物和还原原产物的物物的物质的量之比的量之比为2525【解析】【解析】选选B B。n(Fen(Fe)=)=0.02 mol,n(Fe0.02 mol,n(Fe3+3+)=0.025 L)=0.025 L2 mol2 molL L-1 1=0.05 mol,=0.05 mol,由反应由反应2Fe2Fe3+3+F+Fe e=3Fe3Fe2+2+可知可知FeFe3+3+过过量量,加入加入KSCNKSCN显红色显红色;溶液中溶液中n(F

18、en(Fe2+2+)=3n(Fe)=0.06 mol,)=3n(Fe)=0.06 mol,溶液中溶液中n(Fen(Fe3+3+)=0.05 mol-2n(Fe)=0.01 mol,)=0.05 mol-2n(Fe)=0.01 mol,即即FeFe2+2+和和FeFe3+3+的物质的量的物质的量之比为之比为61,61,氧化产物与还原产物的物质的量之比为氧化产物与还原产物的物质的量之比为1212。考点考点 2 2 FeFe3+3+和和FeFe2+2+的的检验检验方法方法鉴别方法方法FeFe2+2+FeFe3+3+直接直接观色色浅浅绿色色棕黄色棕黄色利用利用显色反色反应与与KSCNKSCN溶液溶液无

19、无现象象显红色色利用利用FeFe3+3+的氧化性的氧化性与与铜片片无无现象象CuCu溶解溶解,溶液溶液变为蓝绿色色与与KI-KI-淀粉溶液淀粉溶液无无现象象溶液溶液变蓝利用利用FeFe2+2+的的还原性原性与溴水与溴水溴水褪色溴水褪色无无现象象与酸性与酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液紫色褪去紫色褪去无无现象象利用沉淀反利用沉淀反应FeFe2+2+2OH+2OH-=Fe(OH)Fe(OH)2 2白色白色灰灰绿色色红褐色褐色FeFe3+3+3OH+3OH-=Fe(OH)Fe(OH)3 3红褐褐色沉淀色沉淀【高考警示高考警示】(1)(1)检验检验FeFe2+2+时不能先加氯水后加时不能先加氯水后加

20、KSCNKSCN溶液溶液;当溶液的浓度较稀当溶液的浓度较稀时时,利用观察法或加利用观察法或加NaOHNaOH溶液的方法都不宜检验溶液的方法都不宜检验FeFe2+2+和和FeFe3+3+的存的存在。在。(2)(2)检验检验FeFe2+2+和和FeFe3+3+混合溶液时混合溶液时,要分两次分别检验要分两次分别检验FeFe2+2+和和FeFe3+3+,检验检验FeFe2+2+时要选择酸性高锰酸钾溶液时要选择酸性高锰酸钾溶液,检验检验FeFe3+3+时最时最好选择好选择KSCNKSCN溶液。溶液。【典例典例2 2】(2013(2013成都模成都模拟)某溶液中可能存在某溶液中可能存在MgMg2+2+、F

21、eFe2+2+、FeFe3+3+,加入加入NaOHNaOH溶液溶液,开始开始时有白色絮状沉淀生成有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速白色沉淀迅速变成成灰灰绿色色,最后最后变成成红褐色褐色,下列下列结论正确的是正确的是()A.A.一定有一定有FeFe2+2+,一定没有一定没有FeFe3+3+、MgMg2+2+B.B.一定有一定有FeFe3+3+,一定没有一定没有FeFe2+2+、MgMg2+2+C.C.一定有一定有FeFe3+3+,可能有可能有FeFe2+2+,一定没有一定没有MgMg2+2+D.D.一定有一定有FeFe2+2+,可能有可能有MgMg2+2+,一定没有一定没有FeFe3+3+【解题指

22、南解题指南】解答该题要注意以下解答该题要注意以下3 3点点:(1)(1)溶液中产生的溶液中产生的Mg(OH)Mg(OH)2 2是白色沉淀是白色沉淀;(2)Fe(OH)(2)Fe(OH)2 2在空气中发生的一系列的颜色变化是其特征性质在空气中发生的一系列的颜色变化是其特征性质;(3)(3)溶液中同时产生多种沉淀时溶液中同时产生多种沉淀时,深颜色的沉淀能掩盖白色沉淀。深颜色的沉淀能掩盖白色沉淀。【解析解析】选选D D。加入。加入NaOHNaOH溶液溶液,开始时有白色絮状沉淀生成开始时有白色絮状沉淀生成,白白色沉淀迅速变成灰绿色色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象是溶液中含有最后变成红褐色的现

23、象是溶液中含有亚铁离子的特性亚铁离子的特性,若有若有FeFe3+3+,则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖盖Fe(OH)Fe(OH)2 2的白色的白色,所以不可能存在所以不可能存在,而而Mg(OH)Mg(OH)2 2是白色是白色,有可能存有可能存在。在。【变式式训练】某物某物质溶于溶于盐酸后酸后,再向溶液中滴加再向溶液中滴加KSCNKSCN溶液溶液,结果溶液果溶液颜色无色无变化化,然后加入新制的然后加入新制的氯水后溶液呈水后溶液呈红色色,则这种种物物质是是()A.FeClA.FeCl3 3B.FeClB.FeCl2 2C.FeC.Fe2 2O O3 3 D.Fe D.

24、Fe3 3O O4 4【解析解析】选选B B。FeClFeCl3 3、FeFe2 2O O3 3、FeFe3 3O O4 4溶于盐酸后溶于盐酸后,都能产生都能产生FeFe3+3+,滴加滴加KSCNKSCN溶液时溶液时,溶液颜色都会变为红色溶液颜色都会变为红色;只有只有FeClFeCl2 2遇遇KSCNKSCN溶液溶液不变色。不变色。1.(20131.(2013吉安模吉安模拟)下列反下列反应最最终一定有一定有+3+3价价铁生成的是生成的是()过量的量的FeFe与与ClCl2 2反反应FeFe与与过量稀硫酸反量稀硫酸反应后后,再向其中加再向其中加KNOKNO3 3Fe(NOFe(NO3 3)2 2

25、溶液中加入少量溶液中加入少量盐酸酸把把FeFe和和FeFe2 2O O3 3的混合物溶于的混合物溶于盐酸中酸中A.A.只有只有B.B.只有只有C.C.只有只有 D.D.全部全部【解析解析】选选C C。过量。过量FeFe与与ClCl2 2反应生成反应生成FeClFeCl3 3,一定含有一定含有FeFe3+3+,正正确确;Fe;Fe与过量与过量H H2 2SOSO4 4反应生成反应生成FeSOFeSO4 4,再加入再加入KNOKNO3 3溶液溶液,H,H+、具具有强氧化性有强氧化性,能将能将FeFe2+2+氧化成氧化成FeFe3+3+,正确正确;Fe(NO;Fe(NO3 3)2 2溶液中溶液中加加

26、入少量盐酸入少量盐酸,H,H+、会将会将FeFe2+2+氧化成氧化成FeFe3+3+,正确正确;Fe;Fe和和FeFe2 2O O3 3的的混合物溶于盐酸中混合物溶于盐酸中,若若FeFe过量则最终得到过量则最终得到FeClFeCl2 2溶液溶液,错误。错误。2.2.要除去要除去氯化化亚铁溶液中的少量溶液中的少量氯化化铁,可行的可行的办法是法是()A.A.滴入滴入KSCNKSCN溶液溶液B.B.通入通入氯气气C.C.滴入滴入NaOHNaOH溶液溶液D.D.加入加入铁粉粉【解析解析】选选D D。A A项项,KSCN,KSCN溶液常用来检验溶液常用来检验FeFe3+3+而不是用来除去而不是用来除去F

27、eFe3+3+;B;B项项,通入通入ClCl2 2是除去是除去FeClFeCl3 3溶液中的溶液中的FeClFeCl2 2;C;C项项,滴入滴入NaOHNaOH溶液溶液可将两者均沉淀出来可将两者均沉淀出来;D;D项项,由于发生反应由于发生反应:Fe+2FeCl:Fe+2FeCl3 3=3FeCl3FeCl2 2,所以加入铁粉既除去杂质又未引入新杂质所以加入铁粉既除去杂质又未引入新杂质,故选故选D D项。项。3.3.在在FeClFeCl3 3和和CuClCuCl2 2混合液中混合液中,加入加入过量的量的铁粉粉,充分反充分反应后后,溶液溶液中的金属离子是中的金属离子是()A.FeA.Fe2+2+B

28、.Fe B.Fe3+3+和和FeFe2+2+C.CuC.Cu2+2+和和FeFe2+2+D.Cu D.Cu2+2+【解析解析】选选A A。由于发生反应。由于发生反应:Fe+2FeCl:Fe+2FeCl3 3=3FeCl3FeCl2 2和和Fe+CuClFe+CuCl2 2=FeClFeCl2 2+Cu,+Cu,当加入过量的铁粉时当加入过量的铁粉时,FeCl,FeCl3 3和和CuClCuCl2 2均均完全反应完全反应,所所以反应后溶液中的金属离子只有以反应后溶液中的金属离子只有FeFe2+2+,故选故选A A项。项。4.4.苹果汁在空气中会由淡苹果汁在空气中会由淡绿色色变为棕黄色棕黄色,其原因

29、可能是其原因可能是()A.A.苹果汁中的苹果汁中的FeFe2+2+变成成FeFe3+3+B.B.苹果汁中含有苹果汁中含有CuCu2+2+C.C.苹果汁中含有苹果汁中含有OHOH-D.D.苹果汁中含有苹果汁中含有FeFe3+3+【解析解析】选选A A。苹果汁由淡绿色变为棕黄色的实质是。苹果汁由淡绿色变为棕黄色的实质是FeFe2+2+变成变成FeFe3+3+,是是FeFe2+2+被氧化的过程。被氧化的过程。5.5.铁单质及其化合物在生活、生及其化合物在生活、生产中中应用广泛。用广泛。请回答下列回答下列问题:(1)(1)钢铁在空气中在空气中发生吸氧腐生吸氧腐蚀时,正极的正极的电极反极反应式式为_。(

30、2)(2)由于氧化性由于氧化性FeFe3+3+CuCu2+2+,氯化化铁溶液常用作印刷溶液常用作印刷电路路铜板腐板腐蚀剂,反反应的离子方程式的离子方程式是是_。(3)(3)硫酸硫酸铁可作絮凝可作絮凝剂,常用于常用于净水水,其原理是其原理是_(_(用离子方程式表示用离子方程式表示)。(4)(4)磁磁铁矿是工是工业上冶上冶炼铁的原料之一的原料之一,其原理是其原理是FeFe3 3O O4 4+4CO +4CO 3Fe+4CO3Fe+4CO2 2,若有若有1.5 mol Fe1.5 mol Fe3 3O O4 4参加反参加反应,转移移电子的物子的物质的量是的量是_。(5)(5)下表中下表中,对陈述述、

31、的正确性及其有无因果关系的判断都的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是正确的是_(_(填字母填字母)。高温高温=选项陈述述陈述述判断判断A A铁是地壳中含量最高是地壳中含量最高的金属元素的金属元素铁是人是人类最早使用最早使用的金属材料的金属材料对;对;有有B B常温下常温下铁与稀硫酸反与稀硫酸反应生成生成氢气气高温下高温下氢气能气能还原原氧化氧化铁得到得到铁对;对;无无C C铁属于属于过渡元素渡元素铁和和铁的某些化合的某些化合物可用作催化物可用作催化剂错;对;无无D D在空气中在空气中铁的表面能的表面能形成致密的氧化膜形成致密的氧化膜铁不能与氧气反不能与氧气反应对;对;有有【解析解析】(1)

32、(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极发生的电极正极发生的电极反反应为应为O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH4OH-。(2)Fe(2)Fe3+3+氧化氧化CuCu而腐蚀印刷电路铜板而腐蚀印刷电路铜板:2Fe:2Fe3+3+C+Cu u=2Fe2Fe2+2+Cu+Cu2 2+。(3)Fe(3)Fe3+3+水解产生的具有吸附作用的水解产生的具有吸附作用的Fe(OH)Fe(OH)3 3胶体能净水胶体能净水:Fe:Fe3+3+3H+3H2 2O O Fe(OH)Fe(OH)3 3(胶体胶体)+3H)+3H+。(4)1 mol Fe(4)1 mol Fe3

33、 3O O4 4参与反应时参与反应时,需需4 mol CO,4 mol CO,转移转移8 mol8 mol电子电子,所所以以1.5 mol Fe1.5 mol Fe3 3O O4 4参加反应时转移电子的物质的量为参加反应时转移电子的物质的量为12 mol12 mol。(5)(5)地壳中含量最高的金属是铝而不是铁地壳中含量最高的金属是铝而不是铁,A,A项错误项错误;铁为第铁为第族族元素元素,属于过渡元素属于过渡元素,C,C项错误项错误;铁与氧气能发生反应铁与氧气能发生反应,D,D项错误。项错误。答案答案:(1)O(1)O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH4OH-(2)2Fe(2)

34、2Fe3+3+C+Cu u=2Fe2Fe2+2+Cu+Cu2+2+(3)Fe(3)Fe3+3+3H+3H2 2O O Fe(OH)Fe(OH)3 3(胶体胶体)+3H)+3H+(4)12 mol(4)12 mol(5)B(5)B1.(20121.(2012北京高考北京高考)下列有关下列有关钢铁腐腐蚀与防与防护的的说法正确的法正确的是是()A.A.钢管与管与电源正极源正极连接接,钢管可被保管可被保护B.B.铁遇冷遇冷浓硝酸表面硝酸表面钝化化,可保可保护内部不被腐内部不被腐蚀C.C.钢管与管与铜管露天堆放在一起管露天堆放在一起时,钢管不易被腐管不易被腐蚀D.D.钢铁发生析生析氢腐腐蚀时,负极反极反

35、应是是Fe-3eFe-3e-=FeFe3+3+【解析解析】选选B B。与电源正极相连的钢管为电解池阳极。与电源正极相连的钢管为电解池阳极,其中其中FeFe失失电子被腐蚀电子被腐蚀,A,A错误错误;钢管与铜管接触易形成原电池钢管与铜管接触易形成原电池,由于由于FeFe的活的活动性大于动性大于Cu,FeCu,Fe作负极发生氧化反应生成作负极发生氧化反应生成FeFe2+2+,钢管首先被腐蚀钢管首先被腐蚀,C,C错误错误;D;D应该生成应该生成FeFe2+2+。2.(20112.(2011福建高考福建高考)下表各下表各选项中中,不能利用置不能利用置换反反应通通过Y Y得得到到W W的一的一组化合物是化

36、合物是()选项化合化合物物A AB BC CD DY YCOCO2 2FeFe2 2O O3 3C C2 2H H5 5OHOHFeClFeCl3 3W WMgOMgOAlAl2 2O O3 3C C2 2H H5 5ONaONaCuClCuCl2 2【解析解析】选选D D。选项选项化学方程式化学方程式结论结论A A2Mg+CO2Mg+CO2 2 2 2MgO+CMgO+C可以可以B B2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3 2 2Fe+AlFe+Al2 2O O3 3可以可以C C2CH2CH3 3CHCH2 2OHOH+2Na+2Na2CHCH3 3CHCH2 2ONa+HONa+H2

37、 2可以可以D D2FeCl2FeCl3 3+Cu+Cu=2 2FeClFeCl2 2+CuCl+CuCl2 2不能不能点燃点燃=高高温温=3.(20123.(2012山山东高考高考节选)用稀硫酸浸泡由黄用稀硫酸浸泡由黄铜矿(主要成分主要成分CuFeSCuFeS2 2)冶冶炼铜得到的得到的滤渣渣,取少量所得溶液取少量所得溶液,滴加滴加KSCNKSCN溶液后呈溶液后呈红色色,说明溶液中存明溶液中存在在_(填离子符号填离子符号),),检验溶液中溶液中还存存在在FeFe2+2+的方法是的方法是_(_(注明注明试剂、现象象)。【解析解析】滴加滴加KSCNKSCN溶液后溶液后,溶液呈红色溶液呈红色,说明

38、溶液中含有说明溶液中含有FeFe3+3+;当当FeFe3+3+存在时存在时,检验检验FeFe2+2+不能使用不能使用KSCNKSCN法或法或NaOHNaOH沉淀法。应利用沉淀法。应利用FeFe2+2+的还原性进行检验的还原性进行检验,即使用溴水或酸性即使用溴水或酸性KMnOKMnO4 4。答案答案:FeFe3+3+取少量溶液取少量溶液,滴加滴加KMnOKMnO4 4溶液溶液,KMnO,KMnO4 4溶液褪色溶液褪色,说明溶说明溶液中存在液中存在FeFe2+2+4.(20104.(2010安徽高考安徽高考)某研究性学某研究性学习小小组在网上收集到如下信息在网上收集到如下信息:Fe(NO:Fe(N

39、O3 3)3 3溶液可以溶液可以蚀刻刻银,制作美制作美丽的的银饰。他。他们对蚀刻刻银的原的原因因进行了如下探究行了如下探究:【实验】制制备银镜,并与并与Fe(NOFe(NO3 3)3 3溶液反溶液反应,发现银镜溶解。溶解。(1)(1)下列有关制下列有关制备银镜过程的程的说法正确的是法正确的是。a.a.边振振荡盛有盛有2%2%的的AgNOAgNO3 3溶液的溶液的试管管,边滴入滴入2%2%的氨水的氨水,至最初的至最初的沉淀恰好溶解沉淀恰好溶解为止止b.b.将几滴将几滴银氨溶液滴入氨溶液滴入2 2 mLmL乙乙醛中中c.c.制制备银镜时,用酒精灯的外焰用酒精灯的外焰给试管底部加管底部加热d.d.银

40、氨溶液具有氨溶液具有较弱的氧化性弱的氧化性e.e.在在银氨溶液配制氨溶液配制过程中程中,溶液的溶液的pHpH增大增大【提出假提出假设】假假设1:Fe1:Fe3+3+具有氧化性具有氧化性,能氧化能氧化AgAg。假假设2:Fe(NO2:Fe(NO3 3)3 3溶液溶液显酸性酸性,在此酸性条件下在此酸性条件下 能氧化能氧化AgAg。【设计实验方案方案,验证假假设】(2)(2)甲同学从上述甲同学从上述实验的生成物中的生成物中检验出出FeFe2+2+,验证了假了假设1 1成成立立,请写出写出FeFe3+3+氧化氧化AgAg的离子方程式的离子方程式:_:_。(3)(3)乙同学乙同学设计实验验证假假设2,2

41、,请帮他完成下表中内容帮他完成下表中内容(提示提示:在不同条件下的在不同条件下的还原原产物物较复复杂,有有时难以以观察到气体察到气体产生生)。实验步步骤(不要求写具体操不要求写具体操作作过程程)预期期现象和象和结论若若银镜消失消失,假假设2 2成立。成立。若若银镜不消失不消失,假假设2 2不成立。不成立。【思考与交流思考与交流】(4)(4)甲同学甲同学验证了假了假设1 1成立成立,若乙同学若乙同学验证了假了假设2 2也成立也成立,则丙同学由此得出丙同学由此得出结论:Fe(NO:Fe(NO3 3)3 3溶液中的溶液中的FeFe3+3+和和 都氧化了都氧化了AgAg。你是否同意丙同学的你是否同意丙

42、同学的结论,并并简述理由述理由:_:_。【解析解析】(1)b(1)b选项银镜的制备选项银镜的制备,是将几滴乙醛滴入银氨溶是将几滴乙醛滴入银氨溶液液中中,b,b错误错误;c;c选项制备银镜时选项制备银镜时,将试管放在水浴中温热将试管放在水浴中温热,c,c错误错误,其其余选项正确。余选项正确。(2)(2)由题意可知由题意可知,假设假设1 1成立成立FeFe3+3+被还原为被还原为FeFe2+2+,Ag,Ag则被氧化为则被氧化为AgAg+,离子方程式为离子方程式为FeFe3+3+A+Ag g=FeFe2+2+Ag+Ag+,Fe,Fe2+2+不能与不能与AgAg继续发生继续发生氧氧化还原反应化还原反应

43、,因为因为FeFe的金属活动性大于的金属活动性大于Ag,AgAg,Ag不能与不能与FeFe2+2+反应反应生生成成FeFe。(3)(3)要验证假设要验证假设2 2正确正确,须验证在酸性条件下须验证在酸性条件下,起氧化作用的起氧化作用的为为 而不是而不是FeFe3+3+,故可选用与故可选用与Fe(NOFe(NO3 3)3 3相同相同pHpH的稀硝酸作对的稀硝酸作对照照实验。实验。答案答案:(1)a(1)a、d d、e e(2)Ag+Fe(2)Ag+Fe3 3+=AgAg+Fe+Fe2+2+(3)(3)实验步骤实验步骤(不要求写具体不要求写具体操作过程操作过程)预期现象和结论预期现象和结论测定上述

44、实验用的测定上述实验用的Fe(NOFe(NO3 3)3 3溶液的溶液的pH;pH;配制相同配制相同pHpH的稀硝酸溶的稀硝酸溶液液,将此溶液加入有银镜将此溶液加入有银镜的试管内的试管内(4)(4)不同意。甲同学检验出了不同意。甲同学检验出了FeFe2+2+,可确定可确定FeFe3+3+一定氧化了一定氧化了Ag;Ag;乙乙同学虽然验证了此条件同学虽然验证了此条件下下 能氧能氧化化Ag,Ag,但在硝酸铁溶液氧但在硝酸铁溶液氧化化AgAg时时,由于没有检验由于没有检验 的还原产物的还原产物,因此不能确定因此不能确定 是否氧是否氧化化了了AgAg(3)(4)(3)(4)其他合理答案均可其他合理答案均可

45、【反思提升反思提升】1.1.运用运用“铁三角铁三角”解答实际问题时要与氧化还原反应的知识联解答实际问题时要与氧化还原反应的知识联系起来系起来,特别是特别是FeFe2+2+的还原性和的还原性和FeFe3+3+氧化性的探究实验方案设计氧化性的探究实验方案设计更是需要考生关注的热点内容。更是需要考生关注的热点内容。2.2.解答与铁有关的问题时解答与铁有关的问题时,要熟记铁的有关特征性质要熟记铁的有关特征性质:特征特征:颜色的变化颜色的变化:Fe:Fe2+2+(浅绿色浅绿色),Fe),Fe3+3+(棕黄色棕黄色),Fe),Fe3+3+与与SCNSCN-反反应溶液呈红色应溶液呈红色,在空气中在空气中FeFe2+2+与与OHOH-反应时沉淀颜色的变化等。反应时沉淀颜色的变化等。特征价态的变化特征价态的变化:铁元素常见的价态有铁元素常见的价态有+2+2和和+3+3。