2013高考化学一轮总复习课件：第2章 第4讲 铁及其化合物(鲁科版)

一、铁1．铁元素在元素周期表中的位置。第4周期第Ⅷ族2．铁单质(1)物理性质：颜色密度熔沸点延展性导电(热)性特性4.5g·cm－3较高被磁铁吸引银白良良(2)化学性质：[思考·感悟]1．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运吗？[提示]能。铁与Cl2反应的条件是点燃；潮湿的Cl2不能用钢瓶贮运，因为Cl2与水反应生成盐酸，盐酸腐蚀钢瓶。2．过量的铁与氯气反应，能得到FeCl2吗？FeCl2能通过化合反应制得吗？[提示]反应2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3的产物与反应物的量无关，故Fe与Cl2反应的产物只有FeCl3；FeCl2能通过化合反应2FeCl3＋Fe===3FeCl2制得。化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称色、态色粉末色粉末色晶体铁的价态二、铁的重要化合物1．铁的氧化物铁红黑红棕磁性氧化铁黑＋2＋3＋2、＋3化学式FeOFe2O3Fe3O4与盐酸的反应(离子方程式)与CO的反应FexOy＋yCO=====高温xFe＋yCO2FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O2.铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色、态色固体色固体水溶性不溶稳定性易氧化为Fe3O4，空气中加热得不到FeO较稳定：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O白红褐不溶=====△化学式Fe(OH)2Fe(OH)3与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋===Fe(OH)3＋3H＋===二者的关系空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象：迅速变成。反应方程式为：Fe2＋＋2H2OFe3＋＋3H2O白色沉淀灰绿色，最后变成红褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3[思考·感悟]3．FeO、Fe(OH)2与硝酸反应能得到Fe(NO3)2吗？[提示]不能。HNO3具有强氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋。4．Fe2O3、Fe(OH)3固体中滴入氢碘酸、淀粉混合溶液，有什么现象？[提示]固体均溶解，溶液变蓝色。1．世博园地区改造规划区的实施将提升上海的环境质量。位于规划区的一座大钢铁厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物可能含有()A．FeO粉尘B．P2O5粉尘C．Fe2O3粉尘D．SiO2粉尘解析：钢铁厂产生的是污染空气的棕红色烟，只有Fe2O3颗粒为棕红色，FeO颗粒为黑色，P2O5、SiO2颗粒为白色。答案：C2．(2010·全国卷Ⅰ)能正确表示下列反应的离子方程式的是()A．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2OC．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋2H2O＋NO↑D．将铜屑加入含Fe3＋的溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋解析：本题考查离子方程式的正误判断，意在考查元素化合物知识。将铁粉加入稀硫酸中，发生反应的离子方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A项错误；磁性氧化铁可以看做FeO·Fe2O3，溶于盐酸时发生反应的离子方程式为：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，B项错误；氯化亚铁和稀硝酸反应，离子方程式为：3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，C项错误；将铜屑加入含Fe3＋的溶液中发生氧化还原反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，D项正确。答案：D3．(2011·东北三市部分中学联考)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．铁、O2在加热下的反应产物为Fe2O3C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤D．Fe3＋与KSCN溶液产生红色沉淀解析：A项为Fe2O3，B项为Fe3O4，D项生成的不是沉淀。答案：C4．在化学学习与研究中类推的思维方法有时会产生错误的结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论中，正确的是()A．Fe能与盐酸反应放出H2，则Fe也能与硝酸反应放出H2B．FeO为碱性氧化物，则铁的氧化物都为碱性氧化物C．Al遇冷浓硫酸会钝化，则Fe遇冷浓硫酸也能钝化D．铁能被磁铁吸引，则任何金属都能被磁铁吸引解析：A项，盐酸为非氧化性酸，硝酸为氧化性酸，Fe与HNO3反应不产生H2；B项，FeO、Fe2O3为碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物；D项，铁能被磁铁吸引，其他金属不能被磁铁吸引。答案：C5．常温下把铁片投入到下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但是没有气体产生的是()A．硫酸铁溶液B．浓HNO3C．盐酸D．硫酸锌溶液解析：Fe与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4。铁在浓HNO3中钝化，与盐酸反应放出气体，与ZnSO4不反应。答案：A6．金属单质A与盐酸反应生成浅绿色溶液B，同时放出气体C。如果在B溶液中通入氯气，则B转变成棕黄色溶液D，将溶液D分为两份，一份加入几滴KSCN溶液，生成红色物质，另一份加入A，则棕黄色溶液D重新变成浅绿色溶液B，在溶液B中滴加NaOH溶液生成白色沉淀E，露置在空气中，会逐渐变成红褐色沉淀F。(1)则各物质的化学式分别是：A________、B________、C________、D________、E________、F________。(2)有关反应的离子方程式(或化学反应方程式)为：①B转变为D___________________________________；②D加A_______________________________________；③B生成E_____________________________________；④E生成F_____________________________________。解析：本题的突破口较多，如B——浅绿色溶液，可知B中含Fe2＋；D——棕黄色溶液，可知D中含Fe3＋；D＋KSCN―→红色，验证D中含Fe3＋；F——红褐色沉淀，可知F为Fe(OH)3。答案：(1)FeFeCl2H2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)3(2)①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋③Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓④4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3考纲展示考点关注(1)了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用(2)掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)“铁三角”转化关系及应用(2)检验Fe2＋、Fe3＋的操作及试剂；分离、提纯Fe3＋、Fe2＋1．转化关系(1)Fe―→Fe2＋：铁与氧化性比较弱的非金属(如S、I2)，非氧化性酸(如盐酸、稀H2SO4)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)，FeCl3溶液反应，都可实现这种转化。例如：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4；Fe＋2FeCl3===3FeCl2；Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。(2)Fe2＋―→Fe：比较活泼的金属(如Al、Zn)、CO、H2、C等能从亚铁化合物中还原出铁来。例如：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe。(3)Fe―→Fe3＋：铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓H2SO4)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3。(4)Fe3＋―→Fe：可通过较强还原剂实现，如Al、Zn、CO、H2等。例如：Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2；Fe2O3＋2Al=====高温2Fe＋Al2O3；2FeCl3＋3Zn===2Fe＋3ZnCl2。(5)Fe2＋―→Fe3＋：亚铁盐与强氧化剂反应，如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸、H2O2、KMnO4(H＋)等。例如：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。(6)Fe3＋―→Fe2＋：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：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。2．应用(1)判断离子共存：①Fe2＋、Fe3＋均水解，与HCO－3、[Al(OH)4]－、CO2－3等相互促进水解而不能大量共存。②Fe2＋与NO－3(H＋)、ClO－、MnO－4(H＋)，Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO2－3在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。(2)除杂方法(括号内为杂质)：①Fe2＋(Fe3＋)；加过量铁粉过滤。②FeCl3(FeCl2)；加氯水或H2O2。③FeCl2(CuCl2)；加过量铁粉过滤。④Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤。(3)盐溶液的配制与保存：(4)物质制备：[特别提醒]Fe只有还原性，Fe3＋只有氧化性，Fe2＋既有氧化性又有还原性。[例1](2011·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＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，Na[Al(OH)4]易溶，过滤即可；D项，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，引入新的杂质NaCl。[答案]C1－1.例1中A、B、D三项中，应该怎样除杂？C项还有更简单的除杂方法吗？答案：A项，应该加入足量铁粉，过滤；B项，应该先加足量铁粉，过滤后再向滤液中通入足量Cl2；D项，应该加入适量H2SO4。C项，可用磁铁吸引。1－2.下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是()①过量的Fe与Cl2加热时发生反应②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3③Fe与过量的S加热时发生反应④Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A．只有①②⑤B．只有②④C．只有①②④D．只有②③④解析：Fe与Cl2反应只生成FeCl3，Fe与S反应只生成FeS；Fe―――――→过量稀H2SO4Fe2＋―――→H＋、NO－3Fe3＋，Fe2＋―――――→H＋、NO－3Fe3＋；Fe2O3溶于盐酸生成Fe3＋，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3＋，当Fe足量时，溶液中无Fe3＋。答案：C1－3.已知氧化性Fe3＋Cu2＋，在含有Fe3＋、Cu2＋的溶液中加入铁粉充分反应后还残留固体物质，对溶液中的离子下列说法不正确的是()A．可能有Fe2＋、Fe3＋B．可能有Fe2＋、Cu2＋C．可能全部是Fe2＋D．一定无Fe3＋.解析：反应后残留固体有两种可能：一是固体为单质铜，此时溶液中一定无Fe3＋，一定有Fe2＋，Cu2＋可能有也可能没有。二是固体为铁和铜的混合物，此时溶液中一定无Fe3＋和Cu2＋，一定有Fe2＋。答案：A1．根据溶液的颜色含Fe2＋的溶液呈浅绿色，含Fe3＋的溶液呈棕黄色。2．根据显色反应3．根据难溶氢氧化物4．根据Fe3＋的氧化性5．根据Fe2＋的还原性[特别提醒](1)含Fe3＋溶液浓度很小时，一般用显色反应法检验Fe3＋的存在；(2)检验Fe2＋存在时，不能用盐酸酸化的KMnO4溶液，因Cl－也能使KMnO4溶液退色；(3)检验Fe2＋、Fe3＋混合液时，须将样液分成两份，一份用KMnO4(H＋)溶液检验Fe2＋，另一份用KSCN溶液检验Fe3＋。[例2]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加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．③①B．③②C．①③D．①②③[解析]证明不含Fe3＋，只要加入少量KSC