《铁及其化合物》PPT课件.ppt

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1、 第 4 讲 铁及其化合物 基础盘点 一、铁的化学性质 用化学方程式或离子方程式表示下列变 化 第三章 常见的金属及其化合物 _ _ _ (1)Fe O2 Cl2 S 3Fe 2O2 Fe3O4 2Fe 3Cl2 2FeCl3 Fe S FeS ( 2) F e H 2 O( g) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3F e 4H 2 O(g ) = =高温 Fe 3 O 4 4H 2 Fe 4H = ( 3) F e Fe2 Fe3 _ Fe 2H =Fe2 H2 _ _ Fe3 NO 2H2O NO2 思考 1 铁在有关的反应中，其产物价态

2、 为什么不同？有什么规律？ 提示 由于铁是变价金属元素，它与氧化 性不同的氧化剂反应时，其产物中铁元素 的化合价不同： (1)Fe被弱氧化剂如 S、 I2、 H 、 Fe3 、 Cu2 等氧化为 Fe2 ； (2)Fe被强氧化剂如 Cl2、 Br2、 HNO3、浓 H2SO4( )等氧化为 Fe3 。 二、铁的重要化合物 1 铁的氧化物 铁元素的主要化合价为 2 价和 3 价，通常可以形成 三种氧化物 氧化铁 ( F e 2 O 3 ) 、氧化亚铁 ( F e O) 、四氧化三 铁 ( F e 3 O 4 ) 。 三种氧化物性质的比较如下表： 名称 (俗名 ) 氧化亚铁 氧化铁 ( ) 四氧化

3、三铁 (_ _) 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 铁的化合价 2 3 2( )、 3( ) 颜色 _ _ _ 铁红 磁性 氧化铁 黑色 红棕色 黑色 31 23 溶解性 _溶于水，但 酸溶液 与 H 反应 _ _ _ _ _ _ _ _ 与 CO 反应 _ _ _ _ _ _ 空气中的 稳定性 ，空气中 加热，生成 Fe3O4 _ _ 生成 方法 2Fe(过量 ) O2 2FeO(炼钢炉 ) 2Fe(OH)3 Fe2O3 3H2O 3Fe 2O2 Fe3O4 都不 溶于 FeO 2H = Fe2 H2O Fe2O3 6H =2Fe3 3H2O Fe3O4 8H = Fe2 2Fe3 4

4、H2O FeO CO Fe CO2 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 Fe3O4 4CO 3Fe 4CO2 不稳定 稳定 稳定 2. 铁的氢氧化物和盐类 ( 1) 用化学方程式或离子方程式表示下列变化 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Fe2 Fe3 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

5、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4Fe(OH)2 O2 2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)2 2H =Fe2 2H2O Fe2 2OH =Fe(OH)2 Fe(OH)3 3H =Fe3 3H2O Fe3 3OH =Fe(OH)3 2Fe2 Cl2=2Fe3 2Cl 2Fe3 Cu=Cu2 2Fe2 ( 2) 以上反应属于氧化还原反应的是 ，说明 2 价 Fe 与 3 价 Fe 之间在氧化剂、还原剂的作用下可以 _ _ ， Fe 3 具有 性， Fe 2 具有 性。 F e ( OH) 2 不稳定，容易被空气中的

6、 。 ( 3) 反应 、 说明 F e ( OH) 2 、 F e ( OH) 3 具有 性，能与 _ 反应生成盐和水。 ( 4) 反应 、 说明了 F e ( OH) 3 、 F e ( OH) 2 的 。 ( 5) F e Cl 2 、 F e Cl 3 的水溶液显 性，说明了 Fe 2 、 Fe 3 具有 _ 性。 、 、 相 互转化 氧化 还原 O2氧化生成 Fe(OH)3 碱 酸 制备方法 水解 酸 ( 6) 检验溶液中是否会 有 Fe 3 的方法是：向溶液中加入 _ 溶液，现象是 。 ( 7) F e ( OH) 2 、 F e ( OH) 3 的颜色分别是 、 ， Fe 2 、

7、Fe 3 在水溶液中的颜色分别是 、 。 KSCN 溶液显红色 白色 红褐色 浅绿色 棕黄色 思考 2 教材中有关 F e ( OH ) 2 的制备方 法，实际上只能瞬间观察到白色 F e ( OH ) 2 沉淀 ( 几乎分辨不出来 ) 。为什么不容易观察到白色 的 F e ( OH ) 2 沉淀呢？可采取哪些措施使 F e ( OH ) 2 沉淀能够维持较长时间不被氧化呢？ 提示 F e ( OH) 2 极易被氧化，转化为 F e ( OH) 3 。 要想长时间观察到白色沉淀的生成，关键是降低反 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： ( 1)

8、采用新制备的纯亚铁盐溶液 ( F e 2 易被空气 中的氧气氧化成 Fe 3 ) ； ( 2) 将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸 ( 除去溶解在蒸 馏水中的氧气 ) ； ( 3) 将碱直接加到亚铁盐溶液的底部 ( 使 F e ( OH) 2 与空气隔离 ) ； ( 4) 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 ) 。 考点精讲 考点一 Fe 3 的检验 1 如何证明一瓶 F e S O 4 溶液是否变质？ 提示 用洁净的试管取少量 (1 2mL) 的样品溶液，向其中滴入 KSCN溶液 (或 NH4SCN溶液 )1 2滴，若溶液立即 显红色证明该溶液已被氧化变质。

9、 2 用 N aOH 溶液和苯酚溶液是否能证明 题 1? 提示 NaOH不能证明，因为 OH 与 Fe2 反应生成的 Fe(OH)2能够迅速被氧化为 Fe(OH)3，不易观察现象。苯酚溶液能证明， 因为 Fe3 与苯酚发生显色反应。 3 有两瓶显黄色的溶液，它们分别是溴水和 F e Cl 3 溶液。 ( 1) 如何鉴别它们？ ( 至少说出两种方案 ) ( 2) 用铁片 ( 或铁粉 ) 能否鉴别？ 提示 用 KSCN溶液或苯酚溶液 用 NaOH或其它碱溶液 用 AgNO3溶液 用铜片 用苯或 CCl4 提示 不能，因为二者均与 Fe反应 生成 Fe2 。 例 1 要证明某溶液中不含 Fe 3 而

10、可能含有 Fe 2 进 行如下实验操作时，最佳顺序为 ( ) 加入足量氯水 加入足量 K M n O 4 溶液 加 入少量 NH 4 S CN 溶液 A B C D 解析 在该溶液中先加入少量 NH 4 S CN 溶液，溶液不变红色，无 Fe 3 存在，再加入氯 水，将 Fe 2 氧化成 Fe 3 ，溶液变为红色。 K M n O 4 溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以这 儿不用 K M n O 4 溶液。 答案 C 规律总结 Fe 2 和 Fe 3 的检验方法 ( 1) 直接观察颜色： Fe 2 的溶液呈浅绿色， Fe 3 的溶液呈棕 黄色。 ( 2) Fe 2 溶液 Fe 3 溶液 K

11、 S CN 溶液 或 NH 4 S CN 溶液 有关离子反应方程式： Fe 3 S CN = = F e ( S C N) 2 ( 3) 利用其化合物沉淀的颜色： Fe 2 溶液 Fe 3 溶液 OH 溶液 有关反应的方程式： Fe 2 2O H = =F e ( OH) 2 4F e ( OH) 2 2H 2 O O 2 = =4F e ( OH) 3 Fe 3 3OH = =F e ( OH ) 3 溶液不呈红色 溶液呈红色 Fe2 Fe3 Fe2 白色沉淀迅速变为灰绿色， 最后变为红褐色 Fe3 产生红褐色沉淀 ( 4) 利用 Fe 3 的氧化性： Fe 2 溶液 Fe 3 溶液 Cu

12、片 无明显现象 铜片被腐蚀，溶液变为蓝色 Fe2 Fe3 有关离子反应方程式： 2F e 3 Cu = =2F e 2 Cu 2 Fe 2 溶液 Fe 3 溶液 KI - 淀粉试纸 试纸不变蓝 试纸变蓝 Fe2 Fe3 有关离子反应方程式： 2F e 3 2I = =2 F e 2 I 2 ( 5) 利用 Fe 2 的还原性： F e 2 溶液 Fe 3 溶液 K M nO 4 溶液 ( 酸性 ) KMnO4溶液紫色褪去 KMnO4溶液不褪色 Fe2 Fe3 有关离子反应方程式： 5F e 2 M n O 4 8H = = 5F e 3 Mn 2 4H 2 O Fe 2 溶液 Fe 3 溶液

13、溴水 溴水褪色 溴水不褪色 Fe2 Fe3 有关离子反应方程式： 2F e 2 Br 2 = =2F e 3 2Br 即时巩固 1 将几滴 K S CN ( S CN 是 “ 类卤离 子 ” ) 溶液加入酸性的含有 Fe 3 的溶液中，溶液变成红色，将 该红色溶液分为两份， 一份中加入适量 K M n O 4 溶液， 红色褪去； 向另一份中通入 SO 2 ，红色也褪去。下列 说法不正确的是 ( ) A 红色褪去的原因是 K M n O 4 将 S CN 氧化，使 F e ( S CN ) 3 消失 B 红色褪去的原因是 SO 2 将 Fe 3 还原为 Fe 2 C 红色褪去的原因是 SO 2

14、将 S CN 还原 D S CN 在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为 ( S CN ) 2 解析 由于 S C N 是 “ 类卤离子 ” ，与卤 素离子性质相似，可以被 KM n O 4 (H ) 氧化为 ( S C N ) 2 ，而使红色消失。 Fe 3 具有氧化性，可 被 SO 2 还原为 Fe 2 ，也可使红色消失。综上分 析可知 C 项错误。 答案 C 考点二 F e S O 4 、 F e Cl 3 的制备与实验方案 的设计与评价 1 在制备 F e S O 4 溶液时通常采用的方法有哪 些？如何配制？ 提示 (1)用 FeSO47H2O制备，先在烧杯中加入 少量稀硫酸然后加入适量

15、的 FeSO47H2O晶体，然 后加水溶解。 (2)用稀 H2SO4与 Fe反应制备。 2 实验室保存 F e S O 4 需采取什么措施？ 为什么？ 提示 酸要过量，以防止 Fe2 水解， 在溶液中加入铁钉以防止 Fe2 被氧 化。 3 如何制备 F e C l 3 溶液和 F e C l 3 晶体？ 提示 由于 Fe3 水解能力较强，当 pH4 时， Fe3 即可形成 Fe(OH)3沉淀。在配制 FeCl3溶液时，应先将固体盐溶于少量相 应的酸中抑制 Fe3 水解，再加水稀释至 所需浓度。在制 FeCl3固体时，加热浓缩 FeCl3稀溶液时应在 HCl氛围中进行。 例 2 某校化学小组学生

16、利用下图所列装 置进行 “ 铁与水反应 ” 的实验，并利用产物进 一步制取 F e C l 3 6H 2 O 晶体。 ( 图中夹持及尾气 处理装置均已略去 ) ( 1) 装置 B 中发生反应的化学方程式是 _ _ 。 ( 2) 装置 E 中的现象是 _ _ _ _ 。 ( 3) 停止反应，待 B 管冷却后，取其中的固体，加入过 量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中 Fe 3 的操作方法： _ 。 ( 4) 该小组学生利用上述滤液制取 F e Cl 3 6H 2 O 晶体，设 计流程如下： 滤液 Cl 2 F e Cl 3 溶液 Fe Cl 3 6H 2 O 晶体 步骤 中通入 Cl 2 的作

17、用是 _ _ 。 步骤 从 F e Cl 3 稀溶液中得到 F e Cl 3 6H 2 O 晶体的主 要操作包括： _ _ 。 该流程中需保持盐酸过量，主要原因是 ( 结合离子方 程式简要说明 ) _ _ _ _ 。 解析 装置中各部分的作用及可能发生的反应： A 产生水蒸气，碎瓷片起防止暴沸的作用； B 水蒸气在高温下与 Fe 反应， 3F e 4H 2 O(g) = = 高温 Fe 3 O 4 4H 2 ； C 缓冲、冷却气流，使气体中的 H 2 O 部分冷凝； D 干燥生成的 H 2 ； E H 2 在加热条件下还原 CuO ， H 2 CuO Cu H 2 O ； Fe 3 O 4 溶

18、于盐酸： Fe 3 O 4 8HCl = =2F e Cl 3 F e Cl 2 4H 2 O ， 其中 Fe 3 能和 S CN 反应，生成红色溶液： Fe 3 3 S CN = =F e ( S CN) 3 。在溶液中通入 Cl 2 能将 Fe 2 转变成 Fe 3 ： 2F e 2 Cl 2 = =2F e 3 2 Cl 。 答案 ( 1) 3F e 4H 2 O(g) = = 高温 Fe 3 O 4 4H 2 ( 2) 黑色固体变红，右端管壁有液珠 ( 3) 取少量滤液，滴入几滴 K S CN 溶液，观察溶液是否变红色 ( 4) 将 Fe 2 氧化成 Fe 3 加热浓缩，冷却结晶，过滤

19、 Fe 3 3H 2 3 3H ，过量盐酸抑制 Fe 3 水解 知识归纳 有关 Fe 2 、 Fe 3 的性质及之间 的转化经常应用在以下几个方面 ( 1) 判断离子共存 Fe 2 、 Fe 3 均水解，与 HCO 3 、 A lO 2 、 CO 2 3 等因水解相互促进，在溶液中不能大量共存。 Fe 3 与 S 2 、 I 、 HS 、 SO 2 3 ， Fe 2 与 NO 3 (H ) 、 C lO 、 M n O 4 (H ) 在溶液中因氧化还原反 应不能大量共存。 ( 2) 盐溶液的配制与保存 Fe 2 的盐溶液：加少量铁粉，防止 Fe 2 被氧 化；加少量相应的酸，防止 Fe 2 水

20、解。 Fe 3 的盐溶液：加少量相应的酸防止 Fe 3 水 解。 ( 3) 制取 F e ( OH) 3 胶体 Fe 3 3H 2 O( 沸水 ) = = Fe ( O H) 3 ( 胶体 ) 3H (4) 制备无水 F e Cl 3 F e Cl 3 6H 2 O = = = = = = HCl 气流中 F e Cl 3 6H 2 O (5) 氧化性、还原性关系 氧化性 ： Cl 2 B r 2 F e 3 I 2 S 还原性 ： Cl B r F e 2 I 4 时， Fe 3 即可形成 F e ( OH) 3 沉淀。欲除去某溶液中含有的 Fe 2 杂质时， 一般先向该溶液中加入氧化剂 (

21、 如 H 2 O 2 ) ，使 Fe 2 被 氧化为 Fe 3 ，然后通过加碱液调节 pH ，使 Fe 3 转化 为 F e ( OH) 3 沉淀除去 。 即时巩固 2 实验室可用氯气与金属铁反 应制备无水三氯化铁，该化合物呈棕红色、易 潮解， 100 左右时升华。下图是两个学生设 计的实验装置。左边的反应装置相同，而右边 的产品收集装置则不同，分别如 ( ) 和 ( ) 所 示。试回答： (1) B 中反应的化学方程式为： _ _ 。 (2) D 中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取 的方法是： 。 (3) D 中反应的化学方程式为： _ _ _ _ 。 (4) 装置 ( ) 的主要缺

22、点是： _ _ _ _ _ _ _ _ 。 (5) 装置 ( ) 的主要缺点是： _ _ 。如 果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施 是 。 解析 试题涉及用盐酸和氧化剂制氯气、氯气和铁 反应制无水三氯化铁、无水三氯化铁的收集等实验，氯 气有毒，无水三氯化铁易潮解，能升华。设计实验应考 虑这些性质。 (1) B 装置用来制备 Cl 2 。 (2) 实验前先使 Cl 2 生成反应开始发生一段时间，则 可使整个装置中都充满 Cl 2 。 (3) 2 F e 3Cl 2 = = 2F e Cl 3 。 ( 4) 装置 ( ) 的缺点：无水 F e C l 3 由 D 进入 E 是通过细玻璃管

23、。因 F e C l 3 易升华，细玻璃 管易被无水 F e C l 3 固体堵住。尾气含有未参加 反应的氯气，没有用 N aO H 溶液吸收，造成环 境污染。 ( 5) 装置 ( ) 的缺点：没有用盛浓 H 2 SO 4 的 洗气瓶吸收水蒸气，以防止无水 F e C l 3 潮解。 根据装置 ( ) 存在的问题采取的改进措施：在 E 和 F 两瓶之间连接一个装有干燥剂的装置， 防止无水 F e C l 3 潮解，如装一个氯 化钙干燥管。 答案 (1) 4HCl( 浓 ) M n O 2 = = M n Cl 2 Cl 2 2H 2 O (2) B 中的反应进行一段时间后，看到黄绿 色气体充满

24、装置，再开始加热 D (3) 2 F e 3Cl 2 = = 2F e Cl 3 (4) 导管易被产物堵塞，尾气排入空气，易 造成环境污染 (5) 产品易潮解 在瓶 E 和 F 之间连接装 有干燥剂的装置 实验探究 F e (OH) 2 的制备原理和方法 实验目的 利用亚铁盐溶液和碱反应制备 Fe (OH) 2 。 实验原理 Fe 2 2O H = =F e (OH) 2 成功关键 溶液中不含 Fe 3 和 O 2 等氧化性物质。 制备 过程中，保证生成的 F e (OH) 2 在密闭的隔绝空气的体系中。 探究活动 用下面三种方法均可制得 F e (OH) 2 白色沉淀。 方法一 用不含 Fe

25、 3 的 F e S O 4 溶液与不含 O 2 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 F e S O 4 溶液时还需要加入 _ 。 ( 2) 除去蒸馏水中溶解的 O 2 常采用 _ 的方法。 ( 3) 生成 F e ( OH) 2 白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O 2 的 Na OH 溶液，插入 F e S O 4 溶液液面下，再挤出 Na OH 溶液，这样操作的理由是 _ _ _ _ _ _ _ 。 方法二 在如右图所示的装置中，用 Na OH 溶液、 铁屑、稀 H 2 SO 4 等试剂制备。 ( 1) 在试管 里加入的试剂是 _ _ _ 。 (

26、2) 在试管 里加入的试剂是 _ _ _ 。 ( 3) 为了制得 F e ( OH) 2 白色沉淀，在试管 和 中加入试 剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 _ _ _ 。 ( 4) 这样生成的 F e ( OH) 2 沉淀能较长时间保持白色，理由是 _ _ _ 。 方法三 利用电解实验可以制得纯净的 F e ( OH) 2 白色沉淀，如右图所示，已知两 电极的材料分别为石墨和铁。 ( 1) a 电极的材料应为 _ _ _ ，电极反应 式为 _ 。 ( 2) 电解液 c 可以是 _ _( 填编号 ) 。 A 纯水 B Na Cl 溶液 C Na OH 溶液 D CuCl 2 溶液 ( 3)

27、 d 为苯，其作用是 _ _ _ ，在加入苯之前对 电解液 c 应作何简单处理？ _ _ _ _ _ 。 ( 4) 为了在较短时间内 看到白色沉淀，可采 取的措施是 _( 填编号 ) 。 A 改用稀 H 2 SO 4 作电 解液 B 适当增大电源的电压 C 适当减小两极间的距离 D 适当降低电解液的温度 ( 5) 若 c 用 Na 2 SO 4 溶液，当电解一段时间后看到白色 F e ( OH) 2 沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外， 另一明显现象为 _ _ _ _ 。 解析 方法一 Fe 2 易水解，要加入稀 H 2 SO 4 防止其水 解； Fe 2 易被空气中的 O 2 氧化，

28、要加铁粉，将被氧化的 Fe 3 还原成 Fe 2 。气体的溶解度是随温度升高而降低的， 所以煮沸后的蒸馏水中溶解的 O 2 变少。 方法二 两支试管，试管 是开口式，无法用产生的气体 将试液压入试管 中，所以制取 F e S O 4 应在试管 中， 而在试管 中盛不含 O 2 的 NaOH 溶液。当 Fe 与稀 H 2 SO 4 放入试管 后，产生的 H 2 可以从试管 内短管处排出， 从而排尽试管 内空气。再经过止水夹通入试管 中，排 尽试管 内空气。然后关闭止水夹，试管 内产生的 H 2 无法逸出，造成管内压强增大，将试管 内 F e S O 4 溶液 通过长导管压入试管 内，在此过程中，

29、液体都处于 H 2 环境，从而避免了被空气中的 O 2 氧化，使得 F e (OH ) 2 能 保存更长时间。 方法三 电解时阳极 Fe - 2e = Fe 2 ，阴极上 2H 2 O 2e = H 2 2 OH ，或电解质溶液能直接提供 OH 。当 Fe 2 与 OH 接触时 Fe 2 2OH = =F e ( OH) 2 ，当电解液选用 Na OH 溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，当选其他溶液 时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀 ( 大约在电池中部 ) ； 当反接电源后，阳极 4 OH - 4e = = 2H 2 O O 2 ，产生的 O 2 立即把 F e ( OH) 2 氧化为 F

30、 e ( OH) 3 。 答案 方法一 ( 1 ) 稀 H 2 SO 4 和铁屑 ( 2) 煮沸 ( 3) 避免生成 的 F e ( O H) 2 沉淀接触 O 2 而被氧化 方法二 ( 1) 稀 H 2 SO 4 和铁屑 ( 2) 煮沸过的 NaOH 溶液 ( 3) 检验试管 出口处排出的 H 2 的纯度，当排出的 H 2 已经纯 净时再夹紧止水夹 ( 4 ) 试管 中反应生成的 H 2 充满了试管 和试管 ，且外界 O 2 不易进入 方法三 ( 1) Fe Fe - 2e = Fe 2 ( 2) BC ( 3) 隔绝空气，防 止生成的 F e ( OH) 2 被氧化 加热煮沸，排出溶解的

31、O 2 ( 4) BC ( 5) 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 实验拓展 某研究性学习小组在研究由 Fe 2 制备 F e ( OH) 2 的过程中， 设计了如下实验方案： 按照图示进行实验，容器 A 中的反应开始时，弹簧夹 C 处于打开状态，一段时间后，关闭弹簧夹 C ，容器 A 中的 反应仍在进行，最终在 _ 容器中观察到白色沉淀， 该实验中涉及到的化学方程式有： _ _ 。 探究思考 实验表明上述实验中出现的 白色沉淀会逐渐转变为灰绿 色或绿色，那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？ ( 1) 甲同学查阅资料后，得到 F e ( OH) 2 如下信息： 资料名称 物理性质描述

32、化学性质描述 化学辞典 ， 顾翼东编， 1989年版 P637 白色无定形粉末 或白色至淡绿色 六方晶体 与空气接触易被氧 化，将细粉喷于空气 中，则立即燃烧出火 花 大学普通化学 (下册 ) 傅鹰著 P637 白色沉淀 此沉淀易被氧化成微 绿色 Fe 3(OH)8 普通化学教 程 (下册 )P788 白色 能强烈吸收 O2，迅速 变成棕色 Fe(OH)3，这 时作为氧化的中间产 物为土绿色，其中含 有 Fe2 、 Fe3 阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象 的解释是 _ _ _ ； 资料中提及的微绿色 Fe 3 (OH) 8 ，用氧化物的形式表示可写 成 _ 。 (2) 乙同

33、学依据配色原理：白色和棕色不可能调配成绿色或 灰绿色的常识，认为绿色可能是形成 F e (OH) 2 n H 2 O 所致。 用热水浴的方式加热实验中生成的绿色沉淀，观察到沉淀 由绿变白的趋势。加热时，实验中弹簧夹 C 应处于 _( 填 “ 打开 ” 或 “ 关闭 ” ) 状态，容器 A 中的反应 须处于 _( 填 “ 停止 ” 或 “ 发生 ” ) 状态。 写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式 _ _ 。 ( 3) 欢迎你参加该研究小组的讨论，请提出一种在研究由 Fe 2 制备 F e ( OH) 2 的过程中，有助于对沉淀由 “ 白 ” 变 “ 绿 ” 的现象进行合理解释的实验设计新思路

34、。 答案 B Fe H 2 SO 4 = = F e SO 4 H 2 ； F e SO 4 2N a O H = = Fe( O H ) 2 Na 2 SO 4 ； H 2 SO 4 2N a O H = = N a 2 SO 4 2H 2 O 探究思考 （ 1 ）由于 F e ( OH) 2 部分被氧化，混入少量的 F e ( OH) 3 F e O Fe 2 O 3 4H 2 O （ 2 ）打开 发生 F e ( OH) 2 n H 2 O F e ( OH) 2 + n H 2 O ( 3) 向 Fe 2+ 和 Fe 3+ 的混合液中加入 Na O H 溶液后，观察生成的 沉淀的颜色是

35、否为灰绿色（或者可以将 F e ( O H) 3 和 F e ( OH) 2 混合后观察其颜色）。 纠错笔记 1. 注意铁单质与强氧化性物质反应时，也有生 成二价铁化合物的可能性，反应中若铁为足量，最终铁 元素将以二价铁形式存在，因为 2F e 3 Fe = =3F e 2 。 2 Fe 2 与 NO 3 在酸性条件下，不能共存。 3 注意 F e Cl 3 、 Fe 2 (SO 4 ) 3 的水溶液蒸干所得剩余固体的 区别。 F e Cl 3 溶液加热浓缩时，因 Fe 3 水解和 HC l 的 挥发，得到的固体为 F e (OH) 3 ，如灼烧后得到红棕色 的 Fe 2 O 3 固体。但 F

36、e 2 (SO 4 ) 3 溶液蒸干时，因硫酸是难 挥发性酸，将不能得到 F e (OH) 3 固体。 4 注意亚铁盐及 F e (O H) 2 易被空气中氧氧化成三价铁的 化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色 沉淀，并不能断定该溶液中一定含有 Fe 3 ，也可能含 有 Fe 2 。 高考集训 题组一 Fe 及其化合物 1 判断正误 ( 1) 向含有少量 F e Cl 3 的 M gC l 2 溶液中加入足量 M g( OH) 2 粉末，搅拌一段时间后过滤，目的是除去 M gC l 2 溶液中少量的 F e Cl 3 ( ) ( 2010 江苏 10 B) ( 2) 相同条件下，溶液

37、中 Fe 3 、 Cu 2 、 Zn 2 的氧化性 依次减弱 ( ) ( 2010 江苏 8D ) ( 3) 铁溶于稀硝酸，溶液变黄： 3F e 8H 2N O 3 = =3F e 2 2N O 4H 2 O( ) ( 2010 北京理综 10C ) ( 4) 用 F e Cl 3 溶液腐蚀铜线路板： Cu 2F e 3 = =C u 2 2F e 2 ( ) ( 2010 天津理综 5A ) ( 5) 向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸： F e ( OH) 2 2H = =F e 2 2H 2 O( ) ( 2010 四川理综 9B) 解析 应发生氧化还原反应生成 Fe3 。 2 ( 2010

38、 安徽理综， 12 ) 右图是三种稀酸对 Fe Cr 合金随 Cr 含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法 正确的是 ( ) A 稀硝酸对 Fe Cr 合金的腐蚀性比稀 硫酸和稀盐酸的弱 B 稀硝酸和铁反应的化学方程式是： Fe 6HNO 3 ( 稀 ) = = F e ( N O 3 ) 3 3N O 2 3H 2 O C Cr 含量大于 13 % 时，因为三种酸中硫 酸的氢离子浓度最大，所以对 Fe Cr 合金的 腐蚀性最强 D 随着 Cr 含量增加，稀硝酸对 Fe Cr 合金的腐蚀性减弱 解析 根据图可知， Cr 的含量不同，三 种酸对 Fe Cr 合金的腐蚀性不同，当 w (C r )

39、 较小时，稀硝酸对其腐蚀性最强， A 不正确； 铁与稀硝酸反应生成的是 NO 而不是 NO 2 ， B 错；三种酸的质量分数相同，盐酸中的氢离子 浓度最大， C 错；根据图中稀 HNO 3 的曲线变 化，可知 D 正确。 答案 D 3 ( 2010 全国理综 ， 8) 能正确表示下列反应 的离子方程式是 ( ) A 将铁粉加入稀硫酸中： 2Fe 6H = =2F e 3 3H 2 B 将磁性氧化铁溶于盐酸： Fe 3 O 4 8H = =3F e 3 4H 2 O C 将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合： Fe 2 4H NO 3 = =F e 3 2H 2 O NO D 将铜屑加入 Fe 3 溶液中

40、： 2F e 3 Cu = = 2F e 2 Cu 2 解析 A 项，铁与稀硫酸反应，铁元素被氧化为 2 价，正确的离子方程式为 Fe 2H = =F e 2 H 2 ； B 项， 磁性氧化铁中有三分之二的三价铁、三分之一的二价铁， 故其正确的离子方程式为 Fe 3 O 4 8H = =2 F e 3 Fe 2 4H 2 O ； C 项，因为硝酸具有强氧化性，能将亚铁离子氧化 为三价铁离子，但该方程式没配平，各物质在方程式中的 化学计量数应分别为 3 、 4 、 1 、 3 、 2 、 1 ； D 项，三价铁离 子具有强氧化性，能将铜氧化，自身被还原为二价铁离子， D 正确。 答案 D 4 (

41、 2008 江苏， 16 改编 ) 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 H 2 SO 4 和 H 2 O 2 混合液的化学方 程式： _ _ 。 ( 2) 某同学取 X 的溶液，酸化后加入淀粉 K I 溶 液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方 程式： _ _ _ _ _ 、 _ _ _ _ _ _ 。 ( 3) 写出 N 转化为 Z 的现象及化学方程式： _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 4) 写出 Cl 2 将 Z 氧化为 K 2 EO 4 的化学方程式： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

42、 _ 。 解析 分析本题应以 M 为红色金属 ( C u ) 和 Y 与 K S C N 溶液反应变红色着手。从转化 图中的转化关系和现象可知， E 、 X 、 Y 、 N 、 Z 、 K 2 EO 4 中均含有铁元素，且 Y 含 Fe 3 ，则 Z 为 F e ( OH ) 3 ， N 为 F e ( OH ) 2 ， X 为 F e S O 4 ， E 为 Fe 。确定相关物质后，即可完成各问题。 答案 ( 1) Cu H 2 O 2 H 2 SO 4 = =C u S O 4 2H 2 O ( 2) 4 F e 2 O 2 4H = = 4F e 3 2H 2 O 2F e 3 2I =

43、 =2F e 2 I 2 ( 3) 白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后变为红 褐色， 4F e ( OH) 2 O 2 2H 2 O = =4F e ( OH) 3 ( 4) 10K OH 3C l 2 2 F e ( OH) 3 = =2K 2 F e O 4 6K Cl 8H 2 O 题组二 Fe 2 、 Fe 3 的检验及相互转化 5 在一些茶叶的包装盒中有一个小袋，将小 袋打开可看到灰黑色粉末，其中有的已变成棕褐色。 将这种灰黑色粉末投入稀盐酸后，取其上层清液并加 几滴氯水，再滴加 K S CN 溶液，马上出现红色。以 下结论不正确的是 ( ) A 该灰黑色粉末作抗氧化剂 B 该灰黑色粉末

44、不可食用 C 小袋中原来装有铁粉 D 小袋中原来装有氧化铁 D 6 ( 2008 广东， 21) 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 K S CN 溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中 铁元素价态为 3 的结论。 ( 1) 请指出该结论是否合理并说明理由 _ _ _ 。 ( 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； 3 m ol /L H 2 SO 4 、 3 % H 2 O 2 、 6 m ol/ L HNO 3 、

45、0.01 m ol /L KM n O 4 、 Na OH 稀溶液、 0. 1 m ol/ L K I 、 20% K S CN 、蒸馏水。 提出合理假设 假设 1 ： _ _ _ ； 假设 2 ： _ _ _ ； 假设 3 ： _ _ _ 。 设计实验方案证明你的假设 实验过程 根据 的实验方案进行实验。请在下表中写出 实验操作步骤、预期现象与结论。 实验操作 预期现象与结论 步骤 1 ： 步骤 2 ： 步骤 3 ： 答案 ( 1) 不合理。实验设计不合理，因为 硝酸会氧化催化剂中可能存在的二价铁，所以 从实验结果只能判断样品溶解后的溶液中存 在三价铁而不能确定样品中铁元素的价态 ( 2)

46、催化剂中铁元素全部为 3 价 催化剂中铁元素全部为 2 价 催化剂中铁元素同时存在 2 价与 3 价 实验操作 预期现象与结论 步骤 1 ：用滴管取一 定量 3 m ol/ L H 2 SO 4 于试管中，加热煮 沸数分钟以除去溶 于其中的氧 步骤 2 ：用药匙取少 量样品于试管中， 用滴管加入适量除 氧的 3 m ol/ L H 2 SO 4 并加热，充分 反应后得 A 溶液 固体溶解，溶液颜 色有变化 步骤 3 ：取少许 A 溶 液于试管中，滴加 1 2 滴 20 % K S CN 溶液，振荡 ( 1) 若溶液不呈红 色，则假设 2 成立 ( 2) 若溶液呈红色， 则假设 1 或假设 3

47、成立 步骤 4 ：另取少许 A 溶液于试管中，滴 加 1 2 滴 0.01 m ol/L K M n O 4 溶 液，振荡 结合步骤 3 中的 ( 2) ： ( 1) 若溶液呈紫红 色，则假设 1 成立 ( 2) 若溶液紫红色褪 去，则假设 3 成立 7 ( 2008 宁夏理综， 26) 某厂的酸性工业废水 中含有一定量的 Fe 3 、 Cu 2 、 Au 3 等离子。有人 设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、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。 填写下面空白： (1) 图中标号处需加入的相应物质分别是 _ _ 、 _ _ _ 、 _ _ 、 _ 、 _ _

48、 。 (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 _ _ _ 。 解析 ( 1) 本实验的目的是用废铁屑、常用 的酸和碱，从废水中回收金，并生产一定量的 铁红和氧化铜。而废水中含有 F e 3 、 Cu 2 、 Au 3 ，因此首先加入废铁屑将 Cu 和 Au 都置 换出来。 Cu 和 Au 的分离可以利用 Cu 与稀硝 酸能反应而 Au 不能，将其分离， Cu 2 和 Fe 2 分别加入碱使其转化为沉淀，灼烧分别生成

49、它 们的氧化物。 ( 2) 由于废水显酸性，又含有 Cu 2 、 Au 3 、 Fe 3 ，因此加入铁屑发生反应的离子方程式为： Fe 2H = =H 2 Fe 2 ， Fe Cu 2 = =C u Fe 2 ， 3F e 2A u 3 = =2A u 3 F e 2 ， 2F e 3 Fe = =3F e 2 。 ( 3) 铁红的化学式为 Fe 2 O 3 ，铁红常用作红 色颜料，氧化铜常用作制铜盐的原料。 答案 (1) 废铁屑 稀硫酸 稀硝酸 氢氧化钠 氢氧化钠 (2) F e 2H = =F e 2 H 2 ， 2F e 3 Fe = =3F e 2 ， Cu 2 Fe = =Cu Fe

50、 2 ， 2Au 3 3F e = =2Au 3F e 2 3Cu 8HNO 3 ( 稀 ) = =3 Cu(N O 3 ) 2 2NO 4H 2 O (3) F e 2 O 3 用作红色颜料 用作制造铜盐的原料 纠错笔记 品味高考题评分细则，提 高答题能力 学生答题案例 ( 20 1 0 山东 理综， 30 ) 聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为 Fe 2 ( OH) n ( S O 4 ) 3 0 . 5 n m ，广泛用于污水处理。实验室利用 硫酸厂烧渣 ( 主要成分为铁的氧化物及少量 Fe S 、 S i O 2 等 ) 制备聚铁和绿矾 ( F e S O 4 7H 2 O) 过程如下： (

51、 1) 验证固体 W 焙烧后产生的气体含有 SO 2 的方法是 _ _ 。 （ 2 ）实验室制备、收集干燥的 SO 2 ，所需仪器如下。装置 A 产生 SO 2 ，按气流方向连接各仪器接口，顺序为 a _ _ _ _ _ f 。装置 D 的作用是 _ _ _ ， 装置 E 中 Na OH 溶液的作用是 _ _ _ 。 看是否褪色 D E C B 收集气体 吸收尾气 ( 3) 制备绿矾时，向溶液 X 中加入过量 _ _ ，充分 反应后，经 _ _ 操作得到溶液 Y ，再经浓缩、结晶 等步骤得到绿矾。 ( 4) 溶液 Z 的 pH 影响聚铁中铁的质量分数，用 pH 试纸 测定溶液 pH 的操作方法

52、为 _ _ _ 。 若溶液 Z 的 pH 偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏 _ 。 H2SO4 过滤 把 pH试纸伸到溶液 Z中 低 规范答案 ( 1) 将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原色 ( 2) d e c b 防止倒吸 吸收多余的 SO 2 ，防止污染空气 ( 3) 铁屑 过滤 ( 4) 将一小片 pH 试纸放在点滴板 ( 或表面皿 ) 上，用玻璃棒蘸取 少量待测液点在试纸上，变色稳定后再与标准比色卡对照 低 ( 小 ) 答题规范点拨 1. 以下三种答案同样给分： ( 1) 将气体通入品红溶液，溶液褪色； ( 2) 将气体通入高锰酸钾溶 液，溶液褪色； ( 3) 将气体通入溴水溶液，溶液褪色。 不给分的情况：品红倒入；看是否褪色；出现错字等。 2 第一空大写字母不得分；第二防止回流、防倒流、防止氢 氧化钠回流、安全瓶等都得分，但有错别字不得分；第三空 溶 吸 收 SO 2 、除去 SO 2 、防止 SO 2 污染空气、与 SO 2 反应、 中和 SO 2 等都给分，但必须写出 SO 2 字样，否则不得分 如吸收尾气、除尾气、防止污染等都不给分。 3 只要出现 Fe 就有分，加入硫酸和铁不得分； “ 过滤 ” 写错别字不得分。 4 玻璃棒可写成胶头滴管或玻棒，润湿的 pH 试纸不得分， 必须有 “ 与标准比色卡对照 ” 字眼。