化学第三章 金属及其化合物 3.3 铁及其重要化合物 新人教版 .ppt
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1、第三节铁及其重要化合物考点一考点一铁铁及其氧化物和及其氧化物和氢氢氧化物氧化物 【核心自主排核心自主排查查】1.1.铁铁:(1)(1)存在及物理性存在及物理性质质。颜色、状态颜色、状态导电、导热导电、导热性、延展性性、延展性特性特性地壳含量地壳含量_固体固体良好良好能被能被_吸引吸引占第占第_位位银银白色白色磁磁铁铁4 4(2)(2)化学性化学性质质。铁铁元素性元素性质质活活泼泼,有,有较较强强的的还还原性,主要化合价原性,主要化合价为为+2+2价和价和+3+3价。价。与非金属与非金属单质单质反反应应。反应物反应物变化及化学方程式变化及化学方程式O O2 2常温:生成铁锈,其主要成分为常温:生
2、成铁锈,其主要成分为FeFe2 2O O3 3点燃:点燃:_ClCl2 2_S S_3Fe+2O3Fe+2O2 2 Fe Fe3 3O O4 42Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 2FeCl 2FeCl3 3Fe+SFe+S FeSFeS点燃点燃=点燃点燃=与水的反与水的反应应:常温下:常温下铁铁与水不反与水不反应应,在高温条件下,在高温条件下与水蒸气反与水蒸气反应应:_。3Fe+4H3Fe+4H2 2O(g)FeO(g)Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2高温高温=与酸反与酸反应应。酸酸化学方程式或现象化学方程式或现象稀硫酸稀硫酸_稀稀硝硝酸酸FeFe不足不足_FeFe过量过量_浓硝酸、
3、浓浓硝酸、浓硫酸硫酸常温下常温下_Fe+HFe+H2 2SOSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 2Fe+4HNOFe+4HNO3 3(稀稀)=Fe(NO)=Fe(NO3 3)3 3+NO+2H+NO+2H2 2O O3Fe+8HNO3Fe+8HNO3 3(稀稀)=3Fe(NO)=3Fe(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O钝钝化化与某些与某些盐盐溶液反溶液反应应。反应物反应物离子方程式离子方程式CuSOCuSO4 4_FeClFeCl3 3_Fe+CuFe+Cu2+2+=Fe=Fe2+2+Cu+Cu2Fe2Fe3+3+Fe=3Fe+Fe=3Fe2+2+2.2.
4、铁铁的氧化物:的氧化物:化学式化学式FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4俗称俗称_色态色态_粉末粉末_粉末粉末_晶体晶体溶解性溶解性均难溶于水均难溶于水铁元素铁元素的价态的价态_铁红铁红磁性氧化磁性氧化铁铁黑色黑色红红棕色棕色黑色黑色+2+2+3+3+2+2,+3+3化学式化学式FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4与盐酸与盐酸反应的反应的离子方离子方程式程式_FeFe3 3O O4 4+8H+8H+=FeFe2+2+2Fe+2Fe3+3+4H+4H2 2O OFeO+2HFeO+2H+=FeFe2+2+H+H2 2O OFeFe2 2O
5、O3 3+6H+6H+=2Fe2Fe3+3+3H+3H2 2O O3.3.铁铁的的氢氢氧化物:氧化物:化学式化学式Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3色态色态_与盐酸与盐酸反应反应_受热受热分解分解_ _ _白色固体白色固体红红褐色固体褐色固体Fe(OH)Fe(OH)2 2+2H+2H+=FeFe2+2+2H+2H2 2O OFe(OH)Fe(OH)3 3+3H+3H+=FeFe3+3+3H+3H2 2O O2Fe(OH)2Fe(OH)3 3FeFe2 2O O3 3+3H+3H2 2O O=化学式化学式Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3二者的
6、二者的关系关系在空气中,在空气中,Fe(OH)Fe(OH)2 2能够非常迅速地被氧气能够非常迅速地被氧气氧化成氧化成Fe(OH)Fe(OH)3 3,现象是白色絮状沉淀迅速,现象是白色絮状沉淀迅速变成变成_色,最后变成色,最后变成_色,反应的色,反应的化学方程式为化学方程式为_灰灰绿绿红红褐褐4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=O=4Fe(OH)4Fe(OH)3 3【思思维诊维诊断断】(正确的打正确的打“”,错误错误的打的打“”)(1)1 mol(1)1 mol铁铁与足量稀与足量稀盐盐酸、稀硫酸反酸、稀硫酸反应时应时最多失去最多失去3 mol3 mol电电子。子
7、。()提示:提示:。铁与足量稀盐酸、稀硫酸反应时,生成。铁与足量稀盐酸、稀硫酸反应时,生成FeFe2+2+和和H H2 2,1 mol1 mol铁最多失去铁最多失去2 mol2 mol电子。电子。(2)(2)活活泼泼金属与水反金属与水反应时应时,均生成,均生成氢氢氧化物和氧化物和H H2 2。()提示:提示:。铁与水蒸气反应生成。铁与水蒸气反应生成FeFe3 3O O4 4和和H H2 2。(3)Fe(3)Fe3 3O O4 4可写作可写作FeOFeOFeFe2 2O O3 3,所以,所以FeFe3 3O O4 4是是FeOFeO和和FeFe2 2O O3 3的的混合物。混合物。()提示:提示
8、:。FeFe3 3O O4 4可写成可写成FeOFeOFeFe2 2O O3 3,但,但FeFe3 3O O4 4是纯净物,是纯净物,并非并非FeOFeO和和FeFe2 2O O3 3的混合物。的混合物。(4)(4)铁铁与少量的与少量的ClCl2 2反反应应可以生成可以生成FeClFeCl2 2。()提示:提示:。铁与。铁与ClCl2 2反应一定生成反应一定生成FeClFeCl3 3,与反应物的用,与反应物的用量无关。量无关。(5)(5)在水溶液中在水溶液中FeFe2+2+、H H+、ClCl-可以大量共存。可以大量共存。()提示:提示:。H H+、具有强氧化性,能将具有强氧化性,能将FeFe
9、2+2+氧化成氧化成FeFe3+3+。【方法点方法点拨拨】铁铁与稀硝酸反与稀硝酸反应产应产物的判断物的判断(1)(1)硝酸硝酸过过量量时时,生成,生成FeFe3+3+:Fe+4HNOFe+4HNO3 3(稀稀)=Fe(NO)=Fe(NO3 3)3 3+NO+2H+NO+2H2 2O O,(2)Fe(2)Fe过过量量时时生成生成FeFe2+2+:3Fe+8HNO3Fe+8HNO3 3(稀稀)=3Fe(NO)=3Fe(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O 产产物物为为Fe(NOFe(NO3 3)3 3。产产物物为为Fe(NOFe(NO3 3)2 2。产产物物为为Fe(NOFe
10、(NO3 3)2 2、Fe(NOFe(NO3 3)3 3的混合物。的混合物。可以用数可以用数轴轴表示:表示:【基基础础小小题题快快练练】1.1.下列关于下列关于铁铁的的说说法正确的是法正确的是()A.A.纯铁为纯铁为灰黑色,所以灰黑色,所以铁铁属于黑色金属属于黑色金属B.B.铁铁在硫蒸气中燃在硫蒸气中燃烧烧生成生成FeFe2 2S S3 3C.C.纯铁纯铁的抗腐的抗腐蚀蚀能力非常能力非常强强,铁铁在干燥的空气里不易在干燥的空气里不易被氧化被氧化D.D.铁铁的化学性的化学性质质比比较较活活泼泼,它能和水蒸气反,它能和水蒸气反应应生成生成H H2 2和和Fe(OH)Fe(OH)3 3【解析解析】选
11、选C C。纯铁为银白色,。纯铁为银白色,A A错误;铁在硫蒸气中错误;铁在硫蒸气中燃烧生成燃烧生成FeSFeS,B B错误;错误;3Fe+4H3Fe+4H2 2O(g)FeO(g)Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2,D D错误。错误。2.2.铁铁屑溶于屑溶于过过量稀硫酸,量稀硫酸,过滤过滤后向后向滤滤液中加入液中加入过过量氨量氨水,有白色沉淀生成,水,有白色沉淀生成,过滤过滤,在空气中加,在空气中加热热沉淀至沉淀至质质量不再量不再发发生生变变化化为为止,得到止,得到红红棕色残渣,上述沉淀和棕色残渣,上述沉淀和残渣分残渣分别别是是()A.Fe(OH)A.Fe(OH)3 3FeFe2 2O
12、O3 3B.Fe(OH)B.Fe(OH)2 2FeFe2 2O O3 3C.Fe(OH)C.Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3D.Fe(OH)D.Fe(OH)2 2FeFe3 3O O4 4【解析解析】选选B B。铁与稀硫酸反应生成。铁与稀硫酸反应生成FeSOFeSO4 4,再与过量,再与过量氨水反应生成白色沉淀氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)Fe(OH)2 2,在空气中加热,在空气中加热Fe(OH)Fe(OH)2 2,铁元素被氧化为,铁元素被氧化为+3+3价,最后所得红棕色残渣为价,最后所得红棕色残渣为FeFe2 2O O3 3。【高考模高考模拟预测拟预测】1.(20171.(
13、2017九江模九江模拟拟)下列物下列物质质反反应应后一定有后一定有+3+3价价铁铁生生成的成的组组合是世合是世纪纪金榜金榜导导学号学号30682035(30682035()过过量的量的FeFe与与ClCl2 2加加热时发热时发生反生反应应FeFe与与过过量稀硫酸反量稀硫酸反应应后,再向其中加后,再向其中加KNOKNO3 3FeFe与与过过量的量的S S加加热时发热时发生反生反应应Fe(NOFe(NO3 3)2 2溶液中加少量溶液中加少量盐盐酸酸FeFe和和FeFe2 2O O3 3的混合物溶于的混合物溶于盐盐酸中酸中A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选B B。FeFe与与ClCl2
14、 2反应只生成反应只生成FeClFeCl3 3;FeFe与与S S反应反应只生成只生成FeSFeS;Fe FeFe Fe2+2+Fe Fe3+3+;FeFe2+2+FeFe3+3+;FeFe2 2O O3 3溶于盐酸生成溶于盐酸生成FeFe3+3+,当混合物中,当混合物中FeFe不足时,不足时,溶液中仍有溶液中仍有FeFe3+3+,当,当FeFe足量时,溶液中无足量时,溶液中无FeFe3+3+。2.2.在一定量的稀硝酸中慢慢加入在一定量的稀硝酸中慢慢加入铁铁粉,得到的粉,得到的FeFe2+2+的物的物质质的量的量(纵纵坐坐标标)与所加与所加铁铁粉的物粉的物质质的量的量(横坐横坐标标)的关系的关
15、系如如图图所示。所示。下列叙述不正确的是世下列叙述不正确的是世纪纪金榜金榜导导学号学号30682036(30682036()A.ABA.AB段段铁铁元素以元素以FeFe3+3+形式存在形式存在B.BCB.BC段段铁铁元素以元素以FeFe2+2+、FeFe3+3+形式存在形式存在C.CC.C点反点反应应的的总总方程式方程式为为Fe+4HNOFe+4HNO3 3(稀稀)=Fe(NO)=Fe(NO3 3)3 3+NO+2HNO+2H2 2O OD.BCD.BC段段发发生反生反应应的离子方程式的离子方程式为为2Fe2Fe3+3+Fe=3Fe+Fe=3Fe2+2+【解析解析】选选C C。向稀硝酸中加入铁
16、粉,开始时稀硝酸过。向稀硝酸中加入铁粉,开始时稀硝酸过量应生成量应生成FeFe3+3+,随加入铁粉量的增加,随加入铁粉量的增加,HNOHNO3 3反应完全反应完全后,发生反应后,发生反应2Fe2Fe3+3+Fe=3Fe+Fe=3Fe2+2+,最后全部转化为,最后全部转化为FeFe2+2+,故,故C C点反应的总方程式为点反应的总方程式为3Fe+8HNO3Fe+8HNO3 3(稀稀)=)=3Fe(NO3Fe(NO3 3)2 2+2NO+2NO+4H+4H2 2O O。3.(20173.(2017长长春模春模拟拟)向一定量的向一定量的FeFe、FeOFeO、FeFe2 2O O3 3的混合的混合物
17、中加入物中加入120 120 mLmL 4 mol 4 molL L-1-1的稀硝酸,恰好使混合物的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出完全溶解,放出1.344 L NO(1.344 L NO(标标准状况准状况),往所得溶液,往所得溶液中加入中加入KSCNKSCN溶液,无溶液,无红红色出色出现现。若用足量的。若用足量的COCO在加在加热热下下还还原相同原相同质质量的混合物,能得到量的混合物,能得到铁铁的物的物质质的量的量为为()A.0.24 molA.0.24 mol B.0.21 molB.0.21 molC.0.16 molC.0.16 molD.0.14 molD.0.14 mol【解析解
18、析】选选B B。n(HNOn(HNO3 3)=0.12 L)=0.12 L4 mol4 molL L-1-1=0.48 mol0.48 mol,n(NOn(NO)=1.344 L)=1.344 L22.4 L22.4 Lmolmol-1-1=0.06 mol=0.06 mol,往所得溶液中加入往所得溶液中加入KSCNKSCN溶液,无红色出现,说明全部溶液,无红色出现,说明全部生成生成FeFe2+2+,溶液溶质为,溶液溶质为Fe(NOFe(NO3 3)2 2,则原混合物中铁元素,则原混合物中铁元素为为(0.48 mol-0.06 mol)(0.48 mol-0.06 mol)2=0.21 mol
19、2=0.21 mol,故用足量的,故用足量的COCO在加热下还原相同质量的混合物,最终得到铁的物质在加热下还原相同质量的混合物,最终得到铁的物质的量为的量为0.21 mol0.21 mol。【加固加固训练训练】1.(20171.(2017汉汉中模中模拟拟)将将铁铁屑溶于屑溶于过过量的稀量的稀盐盐酸后,再酸后,再加入下列物加入下列物质质,会有,会有FeFe3+3+生成的是生成的是()A.A.硫酸硫酸B.B.氯氯水水C.C.硫酸硫酸锌锌D.D.氯氯化化铜铜【解析解析】选选B B。铁屑溶于过量的稀盐酸得到。铁屑溶于过量的稀盐酸得到FeClFeCl2 2溶液,溶液,氯水中的氯水中的ClCl2 2可与可
20、与FeClFeCl2 2溶液中的溶液中的FeFe2+2+发生如下反应:发生如下反应:ClCl2 2+2Fe+2Fe2+2+=2Cl=2Cl-+2Fe+2Fe3+3+。2.2.下列物下列物质质可通可通过过置置换换反反应应一步得到,也可以通一步得到,也可以通过过化化合反合反应应一步得到的是一步得到的是()HClHClFeClFeCl3 3FeFe3 3O O4 4NaOHNaOHA.A.只有只有B.B.都能得到都能得到C.C.都不能得到都不能得到D.D.只有只有【解析解析】选选B B。通过通过2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=2HCl+Br=2HCl+Br2 2置换反应置换反应可以一步得到可以一
21、步得到HClHCl,通过,通过H H2 2+Cl+Cl2 2 2HCl 2HCl化合反应也可化合反应也可一步得到一步得到HClHCl,正确;,正确;FeClFeCl3 3可通过氯气和溴化铁发可通过氯气和溴化铁发生置换反应生成氯化铁和溴单质,也可以通过氯化亚生置换反应生成氯化铁和溴单质,也可以通过氯化亚铁和氯气化合反应一步得到,正确;铁和氯气化合反应一步得到,正确;高温下,铁和高温下,铁和水蒸气发生置换反应生成四氧化三铁和氢气,也可以水蒸气发生置换反应生成四氧化三铁和氢气,也可以通过铁在氧气中燃烧的化合反应一步得到,正确;通过铁在氧气中燃烧的化合反应一步得到,正确;NaOHNaOH可以通过可以通
22、过2Na+2H2Na+2H2 2O=2NaOH+HO=2NaOH+H2 2置换反应一步置换反应一步得到,也可通过得到,也可通过H H2 2O+NaO+Na2 2O=2NaOHO=2NaOH化合反应一步得到,化合反应一步得到,正确。正确。考点二考点二“铁铁三角三角”及及FeFe2+2+、FeFe3+3+的的检验检验 【核心自主排核心自主排查查】1.1.“铁铁三角三角”中的中的转转化关系:化关系:2.2.“铁铁三角三角”的重要的重要应应用:用:(1)(1)除除杂杂。主要物质主要物质杂质杂质除杂方法除杂方法FeFe2+2+FeFe3+3+_FeClFeCl3 3FeClFeCl2 2_FeFe2+2
23、+CuCu2+2+_加加过过量量铁铁屑后屑后过滤过滤加加氯氯水或水或H H2 2O O2 2加加过过量量铁铁屑后屑后过滤过滤(2)(2)判断离子共存。判断离子共存。(3)(3)盐盐溶液的配制与保存。溶液的配制与保存。(4)(4)物物质质的制的制备备。3.Fe3.Fe2+2+、FeFe3+3+的的检验检验的常用方法:的常用方法:【思思维诊维诊断断】(正确的打正确的打“”,错误错误的打的打“”)(1)(1)金属阳离子只有氧化性,不可能有金属阳离子只有氧化性,不可能有还还原性。原性。()提示:提示:。如。如FeFe2+2+既有氧化性,又有还原性。既有氧化性,又有还原性。(2)(2)向某溶液中滴加向某
24、溶液中滴加KSCNKSCN溶液,溶液不溶液,溶液不变变色,滴加色,滴加氯氯水水后溶液后溶液显红显红色,色,该该溶液中一定含有溶液中一定含有FeFe2+2+。()提示:提示:。滴加。滴加KSCNKSCN溶液,溶液不变色说明不含溶液,溶液不变色说明不含FeFe3+3+,滴加氯水后溶液显红色,将滴加氯水后溶液显红色,将FeFe2+2+氧化为氧化为FeFe3+3+。(3)FeCl(3)FeCl3 3溶液与溶液与KSCNKSCN溶液反溶液反应应的离子方程式的离子方程式为为FeFe3+3+3SCN3SCN-=Fe(SCN)=Fe(SCN)3 3。()提示:提示:。Fe(SCN)Fe(SCN)3 3不是沉淀
25、。不是沉淀。(4)(4)可用可用铁铁粉除去粉除去FeClFeCl2 2溶液中的溶液中的FeClFeCl3 3。()提示:提示:。溶液中加入铁粉发生。溶液中加入铁粉发生2Fe2Fe3+3+Fe=3Fe+Fe=3Fe2+2+,可以除去杂质可以除去杂质FeClFeCl3 3。(5)(5)氢氢氧化氧化铁铁与与HIHI溶液反溶液反应仅应仅能能发发生中和反生中和反应应。()提示:提示:。氢氧化铁与。氢氧化铁与HIHI溶液发生中和反应生成的溶液发生中和反应生成的FeFe3+3+与与I I发生氧化还原反应。发生氧化还原反应。【高考命高考命题题探究探究】角度角度1 Fe1 Fe2+2+、FeFe3+3+的的转转
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