高考化学总复习 第三章 8 铁及其化合物课件

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1、第三章金属及其化合物 第8讲铁及其化合物 微考点大突破微充电大收获 微考点大突破 探微提能点点结合 1铁的物理性质纯铁具有金属的共性，如具有_色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被_吸引的特性。2铁的化学性质铁元素是一种变价金属元素，通常显_和_价。常温下，铁单质比较活泼，具有较强的_性。2 微考点1铁的性质 基础微回扣银白 磁铁 3 还原 (1)与非金属反应。 (2)与水的反应。常温下铁与水不反应，在高温条件下与水反应的化学方程式为：_。 (3)与酸反应。 Fe2Fe3=3Fe2 FeCu2=Fe2Cu 三个注意(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同，Fe与Cl2反应生成

2、FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2；(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4；(3)铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。 判断正误，正确的画“”，错误的画“”。1铁在过量氧气中燃烧生成Fe2O3( )警示：不论氧气是否过量均生成Fe3O4。2过量的铁与稀硝酸反应生成Fe3( )警示：过量的铁会与Fe3反应最终生成Fe2。3过量的Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同( )解析：不论Fe是否过量与氯气反应均生成FeCl 3，Fe只有在溶液中才与Fe3反应。4铁在常温下与浓硝酸反应比

3、与稀硝酸反应剧烈( )解析：铁在浓硝酸中发生钝化。 有关铁与硝酸反应的计算问题1硝酸的作用及其量的确定铁与硝酸的反应中，一是氧化剂作用，二是酸性作用。作为氧化剂的硝酸可以根据氧化还原反应中得失电子守恒的方法确定，作为酸性作用的可以通过金属铁的物质的量确定，即铁的物质的量乘以铁显示的化合价。2铁与稀HNO3反应随着两者量的不同，生成氧化产物亦不同，可用讨论方法确定。Fe4HNO 3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2OFe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)22可得：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O 方法微总结 对点微练铁及其化合物的性质1铁片投入下列溶液后，金属片质量减少

4、，但无气体产生的是() A冷的浓硝酸BCu(NO3)2溶液C稀硫酸 DFe(NO3)3溶液解析：A选项中铁片在浓硝酸中钝化，金属片质量不会减少；B选项中铁与Cu(NO 3)2溶液发生置换反应，铁片质量增加；C选项中有气体产生。答案：D 应用微提升 2铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请思考以下问题：装置一装置二实验装置 (1)方法一中，装置A的作用_。方法二中，装湿棉花的作用_。(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加K S C N溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：_。 提供水蒸气 提供水蒸气 在溶液中Fe3被未反应的铁粉完全还原为Fe2 对点微练铁及其化合物的定量

5、计算3含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3，同时析出0.1 mol Ag，下列结论错误的是()A溶液质量减轻BFe3的氧化性大于Cu2C溶液中Cu2与Fe2的物质的量比为1 1D1 mol Fe可还原2 mol Fe 3 解析：由溶液析出0.1 mol Ag，溶解0.1 mol铁粉可知溶液质量减轻；依信息可知只有Ag析出，Cu2没有参加反应，Ag全部被铁还原，2AgFe=2AgFe2，消耗Fe为0.05 mol，生成0.05 mol Fe2；溶液中不含Fe3，余下的0.0

6、5 mol Fe恰好完全反应，Fe2Fe3=3Fe2，生成0.15 mol Fe2；溶液中的Cu2与Fe2的物质的量比为1 2。答案：C 4把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是()A反应后生成的盐只为Fe(NO3)3B反应后生成的盐只为Fe(NO3)2C反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1 3D反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3 1 真题微探1(2015海南化学)工业上，向500600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生

7、产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。 回答下列问题：(1)制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为_，装置B中加入的试剂是_。(2)制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取_，尾气的成分是_。若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是_、_。(3)若操作不当，制得FeCl 2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是_，欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先_，再_。 浓硫酸 HCl HCl和H2 K SCN溶液 发生倒吸 可燃性气体H2不能被吸收 点燃C处的酒精灯 点燃A处的酒精灯 解析：(1)由题干信息知，制备无水FeCl3，需要先制备Cl2，实验室中用MnO

8、2和浓盐酸加热反应获得Cl2，制备的C12中会混有水蒸气，故需要用浓硫酸吸收水蒸气。(2)制备无水FeCl2，需要先制备干燥的HCl，HCl与铁屑反应生成FeCl2和H2，尾气中会有H2和过量的HCl。D中的导管直接插入液面以下，会因HCl气体被吸收而产生倒吸，同时H2不能被溶液吸收。(3)Fe3遇K SCN溶液显红色，可用K SCN溶液鉴别Fe3。欲制得纯净的FeCl2，需先点燃A处的酒精灯，使生成的HCl充满整个装置，将空气除尽后，再点燃C处的酒精灯，使Fe与HCl反应。如不按此操作，则可能会混有铁的氧化物杂质，制备的FeCl 2将不纯。 1铁的氧化物微考点2铁的氧化物铁的氢氧化物 基础微

9、回扣比较项目氧化亚铁(FeO)氧化铁(Fe2O3)四氧化三铁(Fe3O4)俗名_色态_铁元素价态232、3与酸反应_铁红 磁性氧化铁 FeO2H =Fe2H2O 红棕色粉末 黑色晶体 F e 2 O 36 H=2Fe33H2O Fe3O48H=Fe22Fe34H2O 黑色粉末 2.铁的氢氧化物白色固体 红褐色固体 Fe(OH)22H=Fe22H2O Fe(OH)33H=Fe33H2O 白色沉淀 灰绿色沉淀 红褐 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 四个措施实验室制备氢氧化亚铁的防氧化措施1将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气。2将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶

10、液底部，再慢慢挤出NaOH溶液。3在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。4用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液，利用新产生的Fe 2与OH反应制取。 判断正误，正确的画“”，错误的画“”。1Fe2O3是碱性氧化物，所以Fe2O3可用作红色油漆和涂料( )警示：因为Fe2O3是红棕色，所以Fe2O3可用作红色油漆和涂料。2CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后，再加入K SCN溶液，溶液不显红色，不能确定黑色固体中有无Fe2O3( )警示：CO还原Fe2O3可以得到Fe单质，Fe单质会与Fe3O4和盐酸反应生成的Fe3反应，所以无法判断是否含有Fe3O4，正确。

11、Fe(OH)2的制备与实验条件的控制要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态。一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。既要除去三价铁离子，又不引入新的杂质，一般选用铁粉来还原三价铁离子。实验中一般采用新制的硫酸亚铁与NaOH溶液反应来制取Fe(OH)2沉淀。下面我们来探究其他制备氢氧化亚铁的方法。方法微总结 【微典通关2】下面是制备Fe(OH)2白色沉淀的几种方案。请回答下列各问题：(1)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。用硫酸亚铁晶体配制上述F e S O 4溶液时还需要加入_。除去蒸馏水中溶解

12、的O2常采用_的方法。生成Fe(OH) 2白色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_。避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 稀H2SO4、铁屑 煮沸 (2)在如右图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。 在试管里加入的试剂是_。在试管里加入的试剂是_。为了制得Fe(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_。这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是_。稀H2SO4和铁屑 NaOH溶液 检验试管出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止

13、水夹 试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界O2不易进入 (3)利用电解实验可以制得纯净的Fe(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。 a电极的材料应为_，电极反应式为_。电解液c可以是_(填选项字母)。A纯水BNaCl溶液CNaOH溶液 DCuCl2溶液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？_。为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是_(填选项字母)。A改用稀H 2SO4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 Fe2e=Fe2 Fe 隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 BC 加热煮沸，排出溶解的O2

14、 BC 若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(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_。白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 解析：(1)Fe2易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化的Fe3还原成Fe2，气体的溶解度随着温度升高而降低，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。(2)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FeSO4应放在试管中，而在试管中盛不含O2的NaOH溶液，当Fe与稀H2SO4放入试管后，产生的H2可以从试管内短管处排出，从而排尽试管内空气。再通入试管中，排尽试管

15、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FeSO4溶液通过长导管压入试管内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中O2的氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。 (3)电解时阳极反应Fe2e=Fe2，阴极反应2H2O2e=H22OH，或电解质溶液能直接提供OH，Fe2与OH发生反应Fe22OH=Fe(OH)2，当电解液选用NaOH溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀(大约在电解池中部)；当反接电源后，阳极反应4OH4e=2H2OO2，产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。 方案：装置如下

16、图所示。实验时，先打开活塞K，再将分液漏斗的旋塞和弹簧夹打开，稀H2SO4与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。 方案：装置如下图所示：以铁做阳极，石墨棒做阴极，电解液可以是NaCl溶液、NaOH溶液等。U形管中加入植物油的目的是隔绝空气。电解一段时间后可以看到U形管中有白色Fe(OH) 2沉淀生成，此时将电源反接，则会看到白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。 对点微练铁的化合物的性质及定量计算5铁屑溶于过

17、量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是()AFe(OH)3Fe2O3BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3DFe(OH) 2Fe3O4 应用微提升 解析：铁与稀硫酸生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为3，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。答案：B 6由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21 8，则这种混合物中FeO、Fe2O3与Fe3O4的物质的量之比是()A1 2 1B2

18、1 1C1 3 1 D1 1 3解析：可用平均组成法来求解：在混合物中铁原子和氧原子物质的量之比为(21/56)(8/16)34，则混合物的平均组成为Fe3O4，在三种组合中Fe 3O4则不必多考虑，应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4，所以在混合物中它们的物质的量之比必须是11。答案：D 对点微练Fe(OH)2的制备与实验条件的控制7下列各图示中，_能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。A B C D 解析：C由于液面上方没有采取隔离措施，因此只能看到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。答案：ABD 1亚铁盐含有Fe2的溶液呈_色，Fe2既有_性，也有_性，与Zn、Cl2反应

19、的离子方程式分别为：_，_。2铁盐(1)氧化性：含有Fe3的溶液呈_色，Fe3具有氧化性，与Cu、I反应的离子方程式分别为：_，_。微考点3铁盐与亚铁盐 基础微回扣浅绿 棕黄 氧化 还原 2Fe2Cl2=2Fe32Cl 2Fe2Cl2=2Fe32Cl 2Fe 3Cu=2Fe2Cu2 2Fe32I=2Fe2I2 (2)特性：含有Fe3的盐溶液遇K SCN溶液时变成_色，反应的离子方程式是 _ 。血红 Fe33SCN=Fe(SCN)3 一个总结FeCl3溶液发生反应时的颜色变化1向FeCl3溶液中加几滴K SCN溶液后，溶液呈红色；2FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀；3向FeCl3溶液

20、中通入H2S气体，生成淡黄色沉淀；4向FeCl3溶液中加入几滴Na2S溶液，生成淡黄色沉淀，当加入的Na2S溶液过量时，又生成黑色沉淀；5向FeCl 3溶液中加入过量Fe粉，溶液变成浅绿色；6将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变成蓝色；7向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液，溶液变成紫色；8将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3胶体。 判断正误，正确的画“”，错误的画“”。1加热蒸干氯化铁溶液最终得到FeCl3晶体( )警示：FeCl3水解生成Fe(OH)3和HCl，HCl易挥发，最终得到Fe(OH)3，受热分解生成Fe2O3。2Fe比Cu活泼，所以FeCl3溶液可以腐蚀

21、线路版上的Cu( )警示：说明三价铁离子氧化性比铜离子强，与Fe比Cu活泼无关。 3向某溶液中先滴加少量氯水，再滴加K SCN溶液，溶液变为红色，溶液中一定含有Fe2( )警示：如果原溶液中存在Fe3，也是此现象，故无法确定原溶液中一定含有Fe2。4取久置的绿矾(FeSO47H2O)溶于水，加入K SCN溶液，溶液变为红色，说明绿矾部分或全部被氧化( )警示：溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3，正确。 一、铁及其化合物的相互转化关系方法微总结 6Fe3Fe2铁盐溶液与比较强的还原剂反应，如Fe、Cu、碘化物、硫化物等。例如：2Fe3S2=2Fe2S；2Fe3Cu=2Fe2Cu2；2Fe3Fe=

22、3Fe2；2Fe32I=2Fe2I2。 【微典通关3】下列物质反应后一定有3价铁生成的是()过量的Fe与Cl2加热时发生反应Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加K NO3Fe与过量的S加热时发生反应Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中ABC D 二、Fe2和Fe3的检验1Fe2的检验方法一：在被检验的溶液中，滴加K SCN溶液，无现象，再通入Cl2，若变成红色溶液，说明有Fe2存在(鉴别时不能先通氯气)。2Fe2Cl2=2Fe32ClFe33SCNFe(SCN)3(红色)方法二：在被检验的溶液中加碱，产生白色絮状沉淀，很快白色絮状沉淀转变成灰绿色，最终变为红褐

23、色，证明有Fe 2存在。Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 2Fe3的检验方法一：加入NaOH等碱溶液，生成红褐色沉淀。Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色)方法二：加入K SCN溶液，溶液变为红色。 【微典通关4】下列离子的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入K SCN溶液呈血红色，说明不含Fe2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入K SCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe 2，不含有Mg2 解析：

24、A项仅能证明溶液中含有Fe3无法证明是否存在Fe2；B项加入K SCN溶液变红色说明有Fe3，至于Fe3是原溶液中就存在还是Fe2被Cl2氧化而来，无法确定；D项有无Mg2都存在此现象故无法证明Mg2的存在。答案：C 对点微练根据试剂判断Fe2、Fe3的转化8下列试剂中，不能使Fe2转化为Fe3的是()氯气NaCl溶液K MnO4溶液稀硝酸盐酸NaNO3溶液A BC D应用微提升 答案：D 9将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是()硫酸氯水硝酸锌氯化铜A BC D解析：盐酸中加入硝酸锌，相当于有HNO3存在，将Fe2氧化为Fe3。答案：D 对点微练实现转化时试剂的选择10如

25、何除去括号中的杂质(1)Fe2(Fe3)：_；(2)FeCl3(FeCl2)：_；(3)FeCl2(CuCl2)：_；(4)Fe(Al)：_；(5)Fe 2O3(Al2O3、SiO2)：_。加过量强碱溶液过滤 加过量铁粉过滤 加氯水或H2O2 加过量铁粉过滤 加过量强碱溶液过滤 对点微练Fe3、Fe2的检验11为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是()A B C D 解析：不反应，实验方案及现象均错；检验的是Cl，与Fe3的性质无关。答案：C 12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()加入足量氯水加入足量K M

26、nO4溶液加入少量NH4SCN溶液A B C D解析：在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变血红色，无Fe3存在，再加入氯水，将Fe2氧化成Fe3，溶液变为血红色。K MnO 4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用K MnO4溶液。答案：C 对点微练铁及其化合物应用题13向一定量的稀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)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe 3Fe2Fe、Fe2Fe2、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。 解析：向稀HNO3中加入铁

27、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。 真题微探1(2014山东理综)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()AFeOBFe2O3CFeSO4 DFe3O4解析：Fe2O3与硝酸反应不产生NO，等质量的FeO、FeSO4、Fe 3O4中2价铁的物质的量最大的是FeO，失电子数最多，产生NO的物质的量最多。答案：A 2判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作，是因为FeCl3能从含有Cu2的溶液中置换出铜( )(2)检验Fe(NO3)2晶体

28、是否已氧化变质，将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加K SCN溶液，观察溶液是否变红( )(3)将水蒸气通过灼热的铁粉，粉末变红，所以铁与水在高温下发生反应( )(4)因为Fe 3具有氧化性，所以可用K SCN溶液鉴别Fe3( )(5)向某溶液中滴加K SCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe2( ) 微充电大收获 听微决疑 点点链接 演变实验多思一些(2013广东高考)将水蒸气通过灼热的铁粉，如果粉末变红，则说明铁与水在高温下发生反应。( ) 迁移点拨多学一些铁与水蒸气的反应在高考中也可以通过以下角度考查：(1)钢铁在潮湿空气中长期露置所得的产物是什么？提示：钢铁在潮湿的空气中长期露置发生电化学腐蚀，最终得到铁锈的主要成分是Fe2O3。(2)如何通过实验验证铁与水蒸气反应生成气体的主要成分？提示：通过点燃收集到的气体，发出爆鸣声来判断收集的气体为H 2。(3)如何通过实验证明铁与水蒸气反应得到的黑色固体中既含Fe2又含Fe3？提示：将黑色固体溶于盐酸，将所得溶液分为两份，向其中一份中加入K SCN溶液，若溶液变成红色，证明含有Fe3；向另一份溶液中加入K MnO4(H)溶液，若溶液紫红色褪去，证明含有Fe2。