2012高三化学一轮（全国版）课件：11.2铁和铁的化合物.ppt

1、 第二节铁和铁的化合物 1铁的化学性质及在社会生活中的应用。2Fe及Fe()、Fe()化合物的相互转化规律，Fe2、Fe3的鉴别方法 及应用。3Fe3的水解及其应用。4Fe()、Fe()化合物的实验制备及提纯。(1)铁在周期表中的位置、结构 铁是号元素、位于第周期、第族、属于。原子结构示意图为：，能失去最外层个电子表现价，也可再失去次外层一个电子而表现价。26四过渡元素223(2)铁的性质 纯净的铁是银白色金属，密度为7.86 g/cm3，熔、沸点高，易被磁铁吸引，也可被磁化。铁是比较活泼的金属，能与许多物质发生氧化还原反应，当遇强氧化剂时，铁呈，当遇弱氧化剂时，铁呈。高价低价 与非金属反应

2、Fe在Cl2中、O2中燃烧方程式分别为：2Fe3Cl2 2FeCl3 3Fe2O2 Fe3O4 FeSFeSFeI2FeI2 与水蒸气反应 3Fe4H2O(g)Fe3O44H2 与酸反应 非氧化性酸：氧化性酸 与盐的反应 FeCu2Fe2Cu Fe2Fe33Fe2Fe2H=Fe2H2下列反应中，铁只能生成高价化合物的是()A过量铁粉与稀硝酸反应 B铁粉与硫蒸气反应 C铁粉与过量的浓硫酸共热 D红热的铁粉与水蒸气反应【答案】C(1)铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁色态黑色粉末黑色晶体俗称组成价态Fe3O4与酸反应HClHNO33FeO10HNO=3Fe3NO5H2OHIFeO2H=Fe2H

3、2OFe2O36H2I=2Fe2I2Fe3变为Fe2与还原剂H2、CO、Al的反应FexOyyH2 xFeyH2OFexOyyCOxFeyCO23FexOy2yAl 3xFeyAl2O3FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O红棕色粉末铁红磁性氧化铁(2)铁的氢氧化物氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质白色固体，不溶于水红褐色固体，不溶于水化学性质Fe(OH)22H=Fe22H2O4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3白色絮状沉淀迅速，最后变成。Fe(OH)2溶于稀HNO3中：Fe(OH)33H=Fe

4、33H2O2Fe(OH)3 Fe2O33H2O Fe(OH)3溶解于HI酸中：制法可溶性碱与亚铁盐溶液反应：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性碱与铁盐溶液反应：Fe33OH=Fe(OH)3备注制取Fe(OH)2时，要将吸有NaOH溶液的胶头滴管变成灰绿色红褐色3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2O2Fe(OH)36H2I=2Fe2I26H2O插入到液面以下(2009年上海单科)实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是()AFe2O3和MnO2BMnO2和V2O5 CCr2O3和V2O5DFe3O4

5、和FeO【解析】9 g Al若全部参加反应总共失去电子的物质的量为31 mol。由得失电子守恒知，生成18 g金属单质最多得到1 mol电子(Al全部反应)，也可能小于1 mol电子(Al不能全部反应)，再结合平均值的思路分析如下：A项，Fe2O3：30.96 mol；MnO241.31 mol；B项，MnO2：1.31 mol，V2O5：51.76 mol。C项：Cr2O3：31.03 mol；V2O5：1.76 mol；D项，Fe3O4：0.85 mol，FeO：20.64 mol。综上分析可知：A、D选项正确。【答案】AD(1)“铁三角”是指Fe、Fe2、Fe3相互转化的三角关系(2)“

6、铁三角”的应用 制取Fe(OH)2和Fe(OH)3 A制取Fe(OH)2 a碱液沉淀法：Fe22OH=Fe(OH)2或 Fe22NH3H2O=Fe(OH)22NH4+b电解法：以铁棒作阳极，石墨作阴极，用NaOH溶液或NaCl溶液作电解质溶液进行电解。如右图所示：原理：阳极：Fe2e=Fe2 阴极：2H2e=H2，Fe22OH=Fe(OH)2 B制取Fe(OH)3 Fe33OH=Fe(OH)3或Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH4+判断离子共存 AFe3与S2、HS、AlO2-、ClO、CO32、HCO3-因水解相互促进而不能大量共存，Fe3与因发生氧化还原反应不能大量共存。BFe2与

7、S2，酸性溶液中的NO3-、ClO、MnO4-等离子因发生复分解反应或氧化还原反应不能大量共存。Fe2具有较强的还原性，Fe3具有较强的水解能力，实际上pH4时，Fe3即可形成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2杂质时，一般先向该溶液中加入氧化剂(如H2O2)，使Fe2氧化为Fe3，然后通过加碱液调节pH，使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀除去。(2008年宁夏)某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3、Cu2、Au3等离子。有人设计了如下图中的工艺流程，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

8、_、_、_、_、_；(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】本题主要考查了元素与化合物的有关知识。通过对工业废水的处理，题目设计了高中重要的元素Fe、Cu的有关性质内容，涉及内容主要有物质推断、化学用语、物质用途等。在解此题时宜采用逆向推断法，从题中给出信息可知，首先分离的应是铁元素，所加最佳试剂应是铁粉，E溶液就为Fe2，铁红成分为Fe2O3，可联想到高中重要反应2Fe(OH)3Fe2O33H2O，试剂应为可溶性碱(NaOH或氨水)；当加入过量铁粉后，所得A应为固体Fe

9、、Cu、Au的混合物，此时，只需加入稀硫酸(试剂)后过滤可得Cu、Au混合物B，再加入稀硝酸试剂可使Cu、Au得到分离，Cu(NO3)2加可溶性碱后加热得到CuO。【答案】(1)铁屑 稀硫酸 稀硝酸 氢氧化钠 氢氧化钠(2)Fe2H=Fe2H22Fe3Fe=3Fe2Cu2Fe=CuFe22Au33Fe=2Au3Fe2 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)Fe2O3 用做红色涂料 用做制造铜盐的原料(1)亚铁盐(Fe2)的性质 性质：浅绿色，易水解 Fe22H2O Fe(OH)22H；易被氧化：4Fe2O24H=4Fe32H2O Cl2与FeBr2、FeI2溶液反应，由

10、于还原性：IFe2Br，所以：aCl2与FeBr2溶液反应情况 当Cl2不足：时，只有Fe2被氧化：2Fe2Cl2=2Fe32Cl 当Cl2过量：时，Fe2、Br均被氧化：2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26Cl 当时，Fe2完全被氧化，Br部分被氧化，离子方程式不定。bCl2与FeI2溶液反应时情况 当Cl2不足：时，只有I被氧化：Cl22I=2ClI2 当Cl2过量：时，Fe2、I均被完全氧化：2Fe24I3Cl2=2Fe32I26Cl 当时，I完全被氧化，Fe2部分被氧化，离子方程式不定。(2)亚铁盐溶液保存 贮存Fe2盐的溶液时，加入酸的目的是抑制水解，加入铁屑的目的是防止被O2

11、氧化。(3)铁盐(Fe3)的性质 水解性：Fe33H2OFe(OH)33H(Fe3呈棕黄色)故配制Fe3盐溶液时应加少量的相应的酸以防止Fe3水解。将饱和FeCl3溶液滴入沸水中至溶液呈红褐色，即可制得Fe(OH)3胶体：Fe33H2O Fe(OH)3(胶体)3H。Fe(OH)3胶体可吸附水中杂质起净水作用 强氧化性：AgFe3Cu2 所以：2Fe3Fe=3Fe2 2Fe3Cu=2Fe2Cu2 络合性：Fe33SCN=Fe(SCN)3(血红色)。用于Fe3的检验。(1)FeCl3溶液与Na2S溶液发生氧化还原反应时，Na2S的物质的量不同，反应的原理不一样：2Fe3S2(少量)=2Fe2S 2

12、Fe33S2(足量)=2FeSS(2)在空气中蒸干Fe2(SO4)3溶液，得到Fe2(SO4)3固体。用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：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。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2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_。方法二：如右图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2)在试管里加入的试剂

13、是_。(3)为了制得白色Fe(OH)2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Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。【解析】方法一：(1)FeSO4为还原性较强的强酸弱碱盐，其水溶液中Fe2易被氧化和水解。配制FeSO4溶液时，为防止Fe2的氧化和水解，需加铁屑(防Fe2被氧化)和稀H2SO4(抑制Fe2的水解)。(2)除去蒸馏水中溶解的O2可将蒸馏水煮沸，使O2逸出。(3)Fe(OH)2极易被氧化生成Fe(OH)3，不利于Fe(OH)2沉淀颜色的观察。通过该操作能避免生成的Fe(OH)2沉淀与O2接触而被氧化，以使沉淀能较长时间保持白色，

14、便于观察Fe(OH)2的颜色。方法二：由题给装置可确定，试管为FeSO4的制取装置，试管为Fe(OH)2的制备装置。(1)试管中加入的试剂为稀H2SO4、铁屑。(2)试管中加入试剂为NaOH溶液。(3)由于实验前装置中有空气，反应试剂稀H2SO4和NaOH溶液中也溶解有O2，因此在制取Fe(OH)2之前必须将装置内的空气和试剂中溶解的O2赶出。排净氧气的方法是先将止水夹打开使铁与稀H2SO4反应，利用反应生成的 H2将装置内的O2和溶液中的溶解的氧赶出。证明O2是否排净可通过检验排出H2的纯度来确定。当排出的氢气已纯净后，可将止水夹关闭，生成的FeSO4溶液进入试管与NaOH溶液反应生成Fe(

15、OH)2。(4)由于试管和试管中充满了H2，避免了Fe(OH)2与O2的接触，从而可使Fe(OH)2沉淀的白色保持较长时间。【答案】方法一：(1)稀H2SO4、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 方法二：(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹 (4)试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界空气不容易进入(1)Fe2的检验 方法一：在被检验的溶液中，滴加KSCN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)。Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色)2Fe2Cl2

16、=2Fe32Cl 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，最终变为红褐色，证明有Fe2存在。Fe22OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)Fe3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KSCN溶液，溶液变为红色。Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色)方法三：滴加苯酚溶液，溶液呈紫色。检验溶液中含有Fe2或Fe3时，首先要选择合适的检验试剂，然后要用化学语言描述相应的实验操作，实验现象及其结论，三者缺一不可，文字表达要规范、完整、准确。铁是人体必需的微量元素

17、，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2的存在，设计并进行了如下实验：(1)试剂1是_，加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是_；(2)加入KSCN溶液后，在未加新制氯水的情况下，溶液中也产生了红色，其可能的原因是_；(3)在实验中发现放置一段时间，溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究溶液褪色的原因，你认为产生该现象的原因可能有哪些？请设计实验进行验证。【解析】本实验其实是借助于补铁药物来考查Fe2的检验，背景虽新，但知识点并不陌生，难度也较小。

18、首先明确关于Fe2的有关知识：具有还原性，易被氧化，遇KSCN溶液不显色。然后分析给定的实验方案：药品碾碎并加入试剂1后得到了淡绿色溶液，这应是含Fe2的溶液，该溶液加入KSCN溶液后呈现淡红色，说明里面含有Fe3，即该试剂易部分被氧化，再加入氯水，由于氯水具有强氧化性，不难想到此步是将Fe2氧化成Fe3，因此证明药物“速力菲”中确实含有Fe2。最令人疑惑不解的是 最后一步：为什么红色溶液放置一段时间后又会褪色？题目在此处又一次进行了探究性设计：红色产生的原因是Fe2与SCN结合生成Fe(SCN)3，现在颜色重新褪去，原因不外乎两个：Fe3被还原剂还原；氯水具有强氧化性，将SCN氧化。为得到最

19、后的结论，可向褪色后的溶液中再加入KSCN溶液，如果溶液变红色，说明是原因所致；如果溶液不变红色，说明是原因所致。【答案】(1)稀盐酸(或稀硫酸)2Fe2Cl2=2Fe32Cl，Fe33SCN=Fe(SCN)3(2)少量的Fe2被空气中的氧气氧化(3)Fe3被还原剂还原；氯水具有强氧化性，将SCN氧化 实验方案：向褪色后的溶液中再加入KSCN溶液，如果溶液变红色，说明是原因所致；如果溶液不变红色，说明是原因所致。请你帮助他们完成以下实验报告：1实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性。2试剂：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。3仪器：胶头滴管、_(你认为本实验必不可少的

20、一种玻璃仪器。)4实验记录(划线部分不必填写)序号 实验内容实验现象离子方程式实验结论在FeCl2溶液中滴入适量氯水溶液由浅绿色变为黄色Fe2具有还原性在FeCl2溶液中加入锌片ZnFe2=Zn2Fe在FeCl3溶液中加入足量铁粉Fe2Fe3=3Fe2Fe3具有氧化性Fe3具有氧化性 5.实验结论：Fe只有还原性，Fe3只有氧化性，Fe2既有氧化性，又有还原性。(1)根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有_。(填序号)ACl2 BNa CNaDCl ESO2 FNO2(2)亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时应该_防止亚铁盐被氧化【解析】

21、根据探究实验目的和提供的试剂分析，本实验只需要试管和胶头滴管就可以完成。再结合实验记录中部分内容，就可以判断利用铁粉与FeCl3反应，探究出Fe的还原性，Fe3的氧化性；利用提供的氯水、FeCl2(aq)，推断Fe2具有还原性，利用FeCl2(aq)和锌片推断Fe2有氧化性。最后推出具有中间价态的Fe2既具有氧化性又具有还原性，从而判断A、E、F也符合以上规律。【答案】3.试管 4.Cl22Fe2=2Cl2Fe3 Fe2具有氧化性 铁粉逐渐溶解，溶液由黄色变为浅绿色 在FeCl3溶液中加入铜片 5.(1)AEF(2)在亚铁盐溶液中加入少量铁粉 1(2009年海南单科)在5 mL 0.05 mo

22、l/L的某金属氯化物溶液中，滴加0.1 mol/L AgNO3溶液，生成沉淀质量与加入AgNO3溶液体积关系如下图所示，则该氯化物中金属元素的化合价为()A1B2 C3 D4【解析】从图中可以看出，AgNO3溶液的体积应在78 mL之间。由于5 mL金属氯化物的溶液中所含Cl的物质的量与Ag的物质的量相等，设金属氯化物的化学式为MClx，粗略计算有：5.0 mL0.05 molL1x8.00.1 molL1，解得x3.2。所以，认定金属元素的化合物为3。【答案】C 2在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质：FeCl3Fe2O3Cu(NO3)2KNO3，铜粉溶解的是()A只有或B只有或 C

23、只有或或 D上述四种物质中任意一种【解析】、中3价的铁能将铜氧化，、中都存在NO ，和硫酸一起形成硝酸溶液，使铜溶解。【答案】D 3下列物质不能通过化合反应直接制得的是()AFeCl2BNaHSO3 CCu(OH)2 DFe(OH)3【解析】氧化铜和水不能反应。注意D项，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。【答案】C 4在某些高档点心的包装盒内有个小纸袋，将小纸袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将灰黑色粉末溶于盐酸，取上层清液，滴入KSCN溶液，再滴入几滴氯水，马上出现血红色。以下结论不正确的是()A该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B小袋中的原装粉末是Fe2O3 C小袋中

24、可能装有活性铁粉 D该灰黑色粉末不可食用【解析】上层清液中滴加氯水后，再滴加KSCN，溶液变血红色，说明清液中含有Fe2，由此推测小纸袋中原装粉末可能为还原性铁粉，用作还原剂，防止点心被氧化变质。【答案】B 5将1.12 g铁粉加入25 mL 2molL1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl浓度基本不变 B往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色 CFe2和Fe3的物质的量之比为61 D氧化产物与还原产物的物质的量之比为25【解析】n(Fe)0.02 mol，n(FeCl3)0.05 mol，由2Fe3Fe=3Fe2知，Fe3过量0.01 mol，铁粉全部溶解，反

25、应生成Fe2 0.06 mol，Fe3的特征反应之一是遇KSCN溶液变红色；氧化生成的Fe2与还原生成的Fe2物质的量之比为12。【答案】BC 6中学化学中几种常见物质的转化关系如下图所示：将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体。请回答下列问题：(1)红褐色胶体中F粒子直径大小的范围：_。(2)A、B、H的化学式：A_、B_、H_。(3)H2O2分子的电子式：_。写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：_。(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象：_。(5)在C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2，恰好使C转化为F，写出该反应的离子方程式：_。【解析】以红褐色胶体F是Fe(OH)3为突破口，再根据Fe(OH)3的生成和性质可推知：A为Fe，B为FeS，C为FeSO4，D为Fe2(SO4)3，E为(NH4)2SO4，H为稀H2SO4。【答案】(1)1100 nm(2)FeFeSH2SO4(稀)(3)H H2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(4)取少量E于试管中，用胶头滴管滴入NaOH溶液，加热试管，在试管口放一湿润的红色石蕊试纸，观察到红色石蕊试纸变蓝，证明E中NH存在(5)4Fe24Na2O26H2O=4Fe(OH)3O28Na