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高一化学必修一知识点及解题技巧铁及其化合物考纲定标1.了解铁的主要性质及应用。2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。热点定位1.铁及其化合物的转化关系。2.Fe2+、Fe3+的检验。3.Fe(OH)2的制备实验。4.结合铁及其化合物,考查氧化还原反应及相关计算。习要点夯基础理教材·基础化对应学生用书P42铁元素位于周期表中周期第族,其原子结构示意图为,其单质为晶体。盘点一铁的结构和性质第四Ⅷ金属1.与非金属的反应与O2的点燃条件下生成,常温下腐蚀生成铁锈的主要成分为,与Cl2点燃生成,与S加热生成。由此可以证明Cl2的氧化性S的氧化性。2.与H2O(g)的反应化学方程式为。Fe3O4Fe2O3FeCl3FeS强于3Fe+4H2O(g)=====高温Fe3O4+4H23.与酸的反应酸化学方程式或现象稀H2SO4Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑Fe不足Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O稀HNO3Fe过量3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O浓HNO3、浓H2SO4常温下钝化4.与盐溶液的反应(1)与CuSO4溶液。(2)与FeCl3溶液。Fe+CuSO4===FeSO4+CuFe+2FeCl3===3FeCl21.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+。(3)Fe与O2(点燃)或H2O(气态高温)生成Fe3O4。2.铁与不同量的稀硝酸反应的实质实际过程可理解为:先发生(Ⅰ)Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,Fe变为Fe3+,若仍然有Fe,则发生反应(Ⅱ)2Fe3++Fe===3Fe2+。另外也可发现稀硝酸生成NO时,每4mol稀硝酸只得3mole-,生成1molNO。而这3mole-可以由1molFe失去生成1molFe3+,结合3molNO-3生成1molFe(NO3)3;也可由1.5molFe失去3mole-生成1.5molFe2+,结合3molNO-3生成1.5molFe(NO3)2。1.现有2mol·L-1的盐酸和H2SO4溶液各100mL,分别加入等质量的铁粉,反应结束时,所生成的氢气质量比为,则往酸中加入的铁粉的质量为()A.2.8gB.5.6gC.8.4gD.16.8g[解析]虽然HCl和H2SO4的物质的量相等,但H2SO4是二元酸,分别与等质量的Fe反应,若Fe足量,则产生的H2应为1:2,若Fe不足(酸过量)则产生的H2应为1:1。实际产生的H2为2:3,因此必有一反应酸不足,另一反应酸足量,因2HCl―→H2,H2SO4―→H2,所以Fe对盐酸过量对H2SO4不足,可以通过与H2SO4反应放出的H2的量求铁的量。Fe与0.2molHCl反应放出H2为0.22mol=0.1mol,与H2SO4反应放出H2为:0.1×32mol=0.15mol,所以Fe也为0.15mol,即8.4g。[答案]C1.铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称-铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色固体黑色晶体价态+2价+3价1/3+2价,2/3+3价水溶性不溶不溶不溶盘点二铁的氧化物和氢氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4HClFeO+2H+===Fe2++H2OFe2O3+6H+===2Fe3++3H2OFe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O与酸反应稀HNO33FeO+10H++NO-3===3Fe3++NO↑+5H2OFe2O3+6H+===2Fe3++3H2O3Fe3O4+28H++NO-3===9Fe3++NO↑+14H2O化学式FeOFe2O3Fe3O4与酸反应HIFeO+2H+===Fe2++H2OFe2O3+6H++2I-===2Fe2++I2+3H2OFe3O4+8H++2I-===3Fe2++I2+4H2O与CO的反应FexOy+yCO=====高温xFe+yCO22.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,不溶于水红棕色固体,不溶于水与非氧化性酸如HCl反应Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁与氧化性酸如HNO3(稀)反应3Fe(OH)2+NO-3+10H+===3Fe3++NO↑+8H2O3Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O制法可溶性碱与亚铁盐溶液反应:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓可溶性碱与铁盐溶液反应:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓2.在下列各物质的转化关系中,A、B、D是三种单质,其中A、B是常见的两种气体,D是一种常见金属,其他物质均为化合物,H是一种沉淀(部分生成物已略去)。据此填写下列空白:(1)A的化学式是_______,G的化学式是_______。(2)C溶液和D反应的离子方程式为___________________________________________________________。(3)F―→H的离子方程式为_________________________________________________________________。[答案](1)Cl2Fe(OH)2(2)2Fe3++Fe===3Fe2+(3)2Fe2++H2O2+4OH-===2Fe(OH)3↓1.铁盐(Fe3+)(1)水溶液颜色:呈色(浓度大时为棕黄色),如FeCl3、Fe2(SO4)3溶液(2)水解显性:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+盘点三铁盐和亚铁盐黄酸(3)有较强的氧化性①能氧化Fe:2FeCl3+Fe===3FeCl2②能氧化Cu:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2③能氧化I-:2Fe3++2I-===2Fe2++I2④能氧化H2S:2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+⑤能氧化SO2:2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO2-4+4H+(4)与碱反应:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH+42.亚铁盐(Fe2+)(1)水溶液显色:如FeCl2、FeSO4溶液(2)水解显酸性:Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+(3)Fe2+的氧化性:Fe2++Zn===Zn2++Fe(4)与碱反应:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓Fe2+既有氧化性又有还原性,而且以还原性为主:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-浅绿3.Fe3+的检验向Fe3+溶液中加入溶液,溶液显色:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。KSCN红3.(2013·菏泽模拟)铁是人体必需的微量元素,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:药片――→碾碎后加入试剂1静置,过滤淡黄色溶液――→试剂2淡红色溶液――→新制氯水红色溶液――→一段时间后溶液褪色(1)试剂1是________,试剂2是________,加入新制氯水后溶液中发生的离子反应方程式是________。(2)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁,你认为该同学的猜想合理吗?________。若你认为合理,请说明理由(若你认为不合理,该空不要作答)________。若你认为不合理请提出你的猜想,并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理,该空不要作答)________。[答案](1)稀盐酸KSCN溶液2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3(2)不合理我的猜想是:Fe(SCN)3中的SCN-被过量的氯水氧化而褪色;在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液后,溶液仍不变红色析考点·重点化抓重点提能力对应学生用书P431.转化关系考点一“铁三角”的转化关系及应用2.重要应用(1)除杂:主要离子杂质离子除杂方法Fe2+Fe3+加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤(2)判断离子共存:Fe2+不共存NO-3(H+)、ClO-、MnO-4(H+)。Fe3+不共存S2-、I-、SO2-3Fe2+、Fe3+不共存HCO-3、CO2-3等相互促进水解的离子Fe3+水解程度较大,pH为4左右时几乎全部转化为Fe(OH)3沉淀,因而欲除去某溶液中的Fe2+,一般先向溶液中加入氧化剂,使之转化为Fe3+,然后再调溶液的pH使之沉淀。【例1】(2013·济宁高三质量检测)下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是()ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液HCl溶液【解析】A项,2FeCl2+Cl2===2FeCl3,除去了主体物质;B项,2FeCl3+Fe===3FeCl2,CuCl2+Fe===Cu+FeCl2,主体物质和杂质均被消耗;C项,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,NaAlO2易溶,过滤即可;D项,Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,引入新的杂质NaCl。【答案】C1.(2013·石家庄模拟)A、B、C为中学常见单质,其中一种为金属;通常情况下,A为固体,B为液体,C为气体。D、E、F、G、H、X均为化合物,其中X是一种无氧强酸、E为黑色固体,H在常温下为液体。它们之间的转化关系如下图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。(1)写出化学式:A________、D________、E________、X________。(2)在反应①~⑦中,不属于氧化还原反应的是________(填编号)。(3)反应⑥的离子方程式为:_________________;D除了可与F反应得到一种红色溶液外,还可与某有机物反应生成紫色物质,该有机物是(填名称)________。(4)反应⑦的化学方程式为________________;该反应中每消耗0.3mol的A,可转移电子___mol。(5)写出D的溶液与小苏打溶液反应的离子方程式:______________________________。[解析]依据题意可知A应为金属,B为液溴,A+Br2―→D,D+A―→G,说明A是一种变价金属,故为Fe,Fe与C生成黑色固体可推出C为O2,E+X―→D+G+H,说明X为HBr。[答案](1)FeFeBr3Fe3O4HBr(2)③⑥(3)Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3苯酚(4)3Fe+4H2O(g)=====高温Fe3O4+4H20.8(5)Fe3++3HCO-3===Fe(OH)3↓+3CO2↑1.直接观察颜色Fe2+溶液呈浅绿色,Fe3+的溶液呈棕黄色。考点二Fe2+与Fe3+的鉴别方法2.利用显色反应(形成络离子)3.利用Fe(OH)3沉淀的颜色4.利用Fe3+的氧化性5.利用Fe2+的还原性【例2】(2013·宝鸡模拟)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()①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A.①③B.③②C.③①D.①②③【解析】Fe2+遇SCN-不变色,加入适量氯水后,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,再加入NH4SCN溶液后会变为红色,故C正确。【答案】C2.将几滴KSCN(SCN-是“类卤离子”)溶液加入酸性的含有Fe3+的溶液中,溶液变成红色,将该红色溶液分为两份,①一份中加入适量KMnO4溶液,红色褪去;②向另一份中通入SO2,红色也褪去。下列说法不正确的是()A
本文标题:高一化学必修一铁及其化合物
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