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《优化指导》高考化学总复习 11-2 铁和铁的化合物 金属的冶炼课件 人教版.ppt

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《优化指导》高考化学总复习 11-2 铁和铁的化合物 金属的冶炼课件 人教版.ppt

第二节第二节 铁和铁的化合物铁和铁的化合物 金属的冶炼金属的冶炼 (对应学生用书对应学生用书P114)考纲预览考纲预览 热点提示热点提示 1.了解金属冶炼的一般原了解金属冶炼的一般原理。初步了解金属的回收和理。初步了解金属的回收和资源保护。资源保护。2掌握铁的化学性质。掌握铁的化学性质。3以以Fe()、Fe()的相互的相互转化为例,理解变价金属元转化为例,理解变价金属元素的氧化还原性。素的氧化还原性。1.结合环境保护考查金属的结合环境保护考查金属的冶炼。冶炼。2结合铜及其化合物综合结合铜及其化合物综合考查铁及其化合物的性质及考查铁及其化合物的性质及应用。应用。3“铁三角铁三角”中典型反应中典型反应的分析与计算的考查。的分析与计算的考查。4Fe(OH)2的制取及的制取及Fe2、Fe3的检验的考查。的检验的考查。(对应学生用书对应学生用书P114)一、铁一、铁 1原子结构特征原子结构特征(1)位置:铁位于元素周期表第位置:铁位于元素周期表第 周期周期 族,是过渡金族,是过渡金属元素的代表。属元素的代表。(2)结构:铁的原子结构示意图为结构:铁的原子结构示意图为 。(3)化合化合价:铁通常显价:铁通常显 价和价和 价,且价,且 价更价更稳定。稳定。四四 2 3 3 2化学性质化学性质(1)与非金属反应与非金属反应 FeS=,FeI2=,3Fe2O2=点燃点燃 ,2Fe3Cl2=点燃点燃 。(2)与水反应与水反应 3Fe4H2O(g)=。(3)与酸反应与酸反应 与与非氧化性酸反应非氧化性酸反应 Fe2H=;FeS FeI2 Fe3O4 2FeCl3 Fe3O44H2 Fe2H2 与氧化性酸反应与氧化性酸反应 3Fe(过量过量)8HNO3(稀稀)=,Fe(不足不足)4HNO3(稀稀)=。注意:注意:铁在冷的浓铁在冷的浓H2SO4、浓、浓HNO3中钝化。中钝化。(4)与盐反应与盐反应 FeCu2=,Fe2Fe3=。3Fe(NO3)22NO4H2O Fe(NO3)3NO2H2O Fe2Cu 3Fe2 二、铁的重要化合物二、铁的重要化合物 1.铁的氧化物铁的氧化物 铁的氧化物铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名俗名/铁红铁红 磁性氧化铁磁性氧化铁 色态色态 黑色粉末黑色粉末 红棕色粉红棕色粉末末 黑色晶体黑色晶体 铁的价态铁的价态 2 3 2、3 水溶性水溶性 不溶不溶 不溶不溶 不溶不溶 铁的氧化物铁的氧化物与盐酸反应与盐酸反应 FeO2HCl=FeCl2H2O Fe2O36HCl=2FeCl33H2O Fe3O48HCl=FeCl22FeCl34H2O 铁的氧化物铁的氧化物 与与CO反应反应 FexOyyCO=高温高温xFeyCO2 2.铁的氢氧化物铁的氢氧化物 化学式化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态色态 白色絮状白色絮状 红褐色红褐色 与非氧化与非氧化 性酸反应性酸反应 Fe(OH)22H=Fe22H2O Fe(OH)33H=Fe33H2O 与氧化性与氧化性 酸反应酸反应 3Fe(OH)210HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)3NO8H2O 同上同上 稳定性稳定性 分解产物很复杂分解产物很复杂 2Fe(OH)3=Fe2O33H2O 制法制法 Fe22OH=Fe(OH)2 Fe33OH=Fe(OH)3 二者的二者的 关系关系 在空气中在空气中Fe(OH)2能够非常迅速地被氧化成能够非常迅速地被氧化成 Fe(OH)3,现象为,现象为白色絮状白色絮状沉淀迅速变成沉淀迅速变成灰绿灰绿色色,最后变成,最后变成红褐色红褐色。化学方程式为:。化学方程式为:4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 实验室制备氢氧化亚铁时,为什么要隔绝空气?实验室制备氢氧化亚铁时,为什么要隔绝空气?提示:提示:空气中的氧气容易把白色的氢氧化亚铁沉淀氧化空气中的氧气容易把白色的氢氧化亚铁沉淀氧化为为红褐色的氢氧化铁。红褐色的氢氧化铁。三、金属的冶炼三、金属的冶炼 1实质实质 在一定条件下,把金属从其化合物中还原出来:在一定条件下,把金属从其化合物中还原出来:MnM 2步骤步骤 3金属的冶炼方法金属的冶炼方法(1)热分解法热分解法(很不活泼金属很不活泼金属):适用于金属活动顺序表中:适用于金属活动顺序表中H后活动性差的金属。后活动性差的金属。2HgO=2HgO2;2Ag2O=4AgO2(2)热还原法:常用还原剂有热还原法:常用还原剂有H2、CO、C、活泼金属、活泼金属。2CuOC=高温高温2CuCO2;Fe2O33CO=高温高温2Fe3CO2;WO33H2=高温高温W3H2O;Cr2O32Al=高温高温2CrAl2O3。(3)电解法:适用于金属活动顺序表中活动性很强的金电解法:适用于金属活动顺序表中活动性很强的金属。属。Al2O3(熔融熔融)=电解电解4Al3O2;2NaCl(熔融熔融)=电解电解2NaCl2。(对应学生用书对应学生用书P115)一、一、“铁三角铁三角”及其应用及其应用 1“铁三角铁三角”(1)Fe与强氧化性物质反应生成三价铁盐,与氧化性较弱与强氧化性物质反应生成三价铁盐,与氧化性较弱的物质反应生成二价铁盐。的物质反应生成二价铁盐。(2)Fe2是不稳定的中间价态,主要表现为还原性,与较强是不稳定的中间价态,主要表现为还原性,与较强氧化剂反应生成氧化剂反应生成Fe3。(3)Fe3是铁比较稳定的价态,是铁比较稳定的价态,Fe3主要表现为氧化性,与主要表现为氧化性,与强还原剂反应生成强还原剂反应生成Fe,在溶液中与一般还原剂反应生成,在溶液中与一般还原剂反应生成Fe2。2“铁三角铁三角”的应用的应用(1)判断离子共存判断离子共存 Fe3与与S2、HS、I因发生氧化还原反应不能大量共因发生氧化还原反应不能大量共存。存。Fe2与酸性溶液中的与酸性溶液中的NO3、ClO、MnO4等离子因发生等离子因发生氧化还原反应不能大量共存。氧化还原反应不能大量共存。(2)解决实际问题解决实际问题 用用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板:溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板:2Fe3Cu=2Fe2Cu2 配制含配制含Fe2的溶液时,向溶液中加入铁钉或铁粉使被氧的溶液时,向溶液中加入铁钉或铁粉使被氧气氧化形成的气氧化形成的Fe3还原为还原为Fe2:2Fe3Fe=3Fe2。人体只能吸收人体只能吸收Fe2,维生素,维生素C可将可将Fe3还原成还原成Fe2,适,适量服用维生素量服用维生素C有利于铁元素的吸收。有利于铁元素的吸收。为除去废水中的为除去废水中的Fe2,常先将废水中的,常先将废水中的Fe2氧化为氧化为Fe3再调节溶液的再调节溶液的pH使使Fe3转化为转化为Fe(OH)3沉淀析出:沉淀析出:2Fe2Cl2=2Fe32Cl。工业冶铁工业冶铁 Fe2O33CO=2Fe3CO2 焊接钢轨焊接钢轨 2AlFe2O3=高温高温2FeAl2O3 在一次化学兴趣小在一次化学兴趣小组活动中,一小组利用物质间互组活动中,一小组利用物质间互变,设计成一平面变,设计成一平面“魔方魔方”,如图所示:,如图所示:已知:已知:A、B、C、D、G含有同一种元素。含有同一种元素。有下列表格:有下列表格:物质物质 纯纯A(单质单质)B(溶液溶液)D(固体固体)G(溶液溶液)颜色颜色 银白色银白色 黄色黄色 红棕色红棕色 浅绿色浅绿色 E是通常情况下密度最小的气体;是通常情况下密度最小的气体;B与硝酸银溶液反应与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀;在水溶液中生成不溶于稀硝酸的白色沉淀;在水溶液中B也能将一种气体也能将一种气体氧化物氧化为氧化物氧化为F,F是含有三种元素的化合物,与是含有三种元素的化合物,与A反应生成反应生成E和和G。根据以上信息填空:根据以上信息填空:(1)写出写出D的化学式的化学式_;G生成生成C的过程中所出现的的过程中所出现的现象为现象为_。(2)写出下列反应的化学方程式:写出下列反应的化学方程式:EA_;AB_。(3)BF的离子方程式为的离子方程式为_。【规范解答】【规范解答】E 是密度最小的气体,则是密度最小的气体,则 E 为氢气。为氢气。B 与硝与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,则酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,则 B 中含中含 Cl,所以所以 B 为氯化铁。为氯化铁。D 为红棕色固体,则为红棕色固体,则 D 为氧化铁。为氧化铁。F 与铁反应生成氢气和与铁反应生成氢气和 G,F 是一种气体氧化物在水溶液是一种气体氧化物在水溶液中被氯化铁氧化而成,说明中被氯化铁氧化而成,说明 F 为硫酸,为硫酸,G 为硫酸亚铁,则为硫酸亚铁,则 C 为为氢氧化铁。氢氧化铁。(1)D 的化学式为的化学式为 Fe2O3,由硫酸亚铁生成氢氧化铁可以加,由硫酸亚铁生成氢氧化铁可以加氢氧化钠溶液,反应时先产生白色沉淀氢氧化亚铁,然后颜色氢氧化钠溶液,反应时先产生白色沉淀氢氧化亚铁,然后颜色逐渐变为灰绿色,最终变为红褐色氢氧化铁。逐渐变为灰绿色,最终变为红褐色氢氧化铁。答案:答案:(1)Fe2O3 先产生白色沉淀,逐渐变为灰绿色,最先产生白色沉淀,逐渐变为灰绿色,最后变为红褐色后变为红褐色(2)4H2 Fe3O4=3Fe 4H2O(合 理 即 可合 理 即 可)2Fe 3Cl2=点燃点燃2FeCl3 (3)2Fe3SO22H2O=2Fe2SO244H(2)由由EA的化学方程式为的化学方程式为FeOH2=FeH2O或为或为H2还原还原Fe3O4的方程式。由的方程式。由AB的化学方程式为的化学方程式为2Fe3Cl2=点燃点燃2FeCl3。(3)由由BF的离子方程式为的离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SO244H。【规律方法】【规律方法】铁的化合物的特殊颜色:铁的化合物的特殊颜色:(1)铁粉、铁粉、FeO、FeS呈黑色,与呈黑色,与H反应后生成反应后生成Fe2呈淡绿呈淡绿色。色。(2)Fe2遇遇HNO3、Cl2、H2O2等生成等生成Fe3呈棕黄色。呈棕黄色。(3)Fe2O3红棕色粉末。红棕色粉末。(4)Fe(OH)2白色絮状沉淀,在空气中迅速变为灰绿色,最白色絮状沉淀,在空气中迅速变为灰绿色,最后变成红褐色。后变成红褐色。(5)Fe3KSCN血红色溶液血红色溶液 Fe3OH红褐色沉淀红褐色沉淀 Fe3苯酚苯酚变紫色变紫色 1(2012咸宁模拟咸宁模拟)下列中学化学中常见物质的转化关系下列中学化学中常见物质的转化关系如图,反应条件及部分反应物和产物未全部注明,已知如图,反应条件及部分反应物和产物未全部注明,已知A、D为金属单质,其他为化合物。为金属单质,其他为化合物。试推断:试推断:(1)写出物质的化学式:写出物质的化学式:A_、C_、I_。(2)写出下列反应的方程式:写出下列反应的方程式:CF的离的离子方程式子方程式_。HI的化学方程式的化学方程式_。GH的离子方程式的离子方程式_。IB的化学方程式的化学方程式_。解析:解析:假定红棕色粉末假定红棕色粉末B为为Fe2O3,逆推可知,逆推可知I为为Fe(OH)3、H为为Fe(OH)2、G为为Fe2盐、盐、D为为Fe;据;据AB 高温高温CD,可推知该反应为铝热反应,可推知该反应为铝热反应,A为为Al,B为为Fe2O3,C为为Al2O3,试剂,试剂应为非氧化性强酸,试剂应为非氧化性强酸,试剂为强碱溶液,最后为强碱溶液,最后代入验证知推断正确。代入验证知推断正确。答案答案:(1)Al Al2O3 Fe(OH)3(2)Al2O32OH=2AlO2H2O 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 Fe22OH=Fe(OH)2 2Fe(OH)3=Fe2O33H2O 二、二、Fe2与与Fe3的性质的性质 1Fe2的性质及检验的性质及检验(1)性质:浅绿色,易水解:性质:浅绿色,易水解:Fe22H2OFe(OH)22H;易被氧化:易被氧化:4Fe2O24H=4Fe32H2O,所以,配,所以,配制制Fe2盐溶液时应加少量的对应酸抑制水解,并加少量的铁盐溶液时应加少量的对应酸抑制水解,并加少量的铁粉粉防止防止Fe2被氧

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