3.2.3铁的重要化合物

第3课时铁的重要化合物河南青春小鸟梯度目标趣味导学1.了解铁的氧化物的性质和应用。2.了解铁的氢氧化物，铜的化合物的性质。3.掌握Fe2＋、Fe3＋间的转化，Fe2＋和Fe3＋的检验。这里有两种矿石，你知道它们的主要成分吗？其中金属元素的价态如何？不同价态的金属元素又有哪些不同的性质呢？铁的氧化物1．物理性质名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3________俗名_____磁性氧化铁铁的化合价＋2＋3__________颜色、状态黑色粉末___________黑色晶体溶解性都不溶于水铁红Fe3O4＋2、＋3红棕色粉末2.化学性质(1)FeO不稳定，在空气中受热易被氧化成_______。(2)FeO和Fe2O3属于_______氧化物，与盐酸反应的离子方程式分别为：_____________________________________________________。3．用途Fe2O3常用做红色油漆和涂料，赤铁矿主要成分是Fe2O3，是炼铁原料。Fe3O4碱性FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O1.Fe3O4与盐酸反应的产物是什么？[提示]Fe3O4与盐酸发生反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，产物为FeCl2、FeCl3和H2O。铁的氢氧化物Fe(OH)2与Fe(OH)3性质比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体________固体溶解性难溶于水难溶于水与盐酸反应(离子方程式)________________________________________________________________红褐色Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O稳定性不稳定，分解产物很复杂不稳定，受热易分解；____________________________2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2Na2SO4可溶性铁盐与碱反应：FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl化学方程式___________________________________转化(现象)白色沉淀迅速变成______色最终变成_________。4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3灰绿红褐色2.能利用Fe2O3与水反应制取Fe(OH)3吗？Fe(OH)3能通过化合反应得到吗？[提示]不能，Fe2O3不溶于水，也不与水反应；可以通过化合反应得到Fe(OH)3，反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。铁盐和亚铁盐1．Fe3＋的检验实验操作现象解释结论及应用溶液的颜色：由棕黄色变为血红色Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)利用该反应检验Fe3＋的存在溶液的颜色无变化3.铁盐的净水作用向混有少量泥沙的浑浊泥水中，加入Fe2(SO4)3溶液后，浑浊泥水会变澄清。3.配制FeSO4溶液时，为什么要往溶液中加入少量铁粉？[提示]加入铁粉的目的是将溶液中可能存在的Fe3＋还原为Fe2＋，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。铜盐1．物理性质硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐溶于水；铜绿的主要成分是_____________，其难溶于水。2．化学性质①铜的化学性质________，使用铜器皿比较安全。②铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质______而失去生理活性。Cu2(OH)2CO3不活泼变性1．中国每年要进口5亿吨左右的铁矿石，占世界海上铁矿石贸易量的一半以上，关于铁矿石的说法正确的是()A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同C．磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变成血红色D．FeO俗称铁红解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3，俗称铁红；铁矿石的种类不确定其主要成分也不确定，而铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O；磁铁矿主要成分是Fe3O4，与盐酸的反应为Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，加入KSCN，溶液变成血红色。答案：C2．(2011·兰州高一检测)下列化合物中，不能由单质直接化合而得到的是()A．FeCl2B．FeSC．Fe3O4D．FeCl3解析：铁单质在点燃条件下可以和Cl2反应生成FeCl3，和O2反应生成Fe3O4，在加热条件下可以和S反应生成FeS。答案：A3．能检验某溶液中有Fe2＋无Fe3＋的实验事实是()A．向溶液中加入2滴KSCN溶液立即变红色B．向溶液中加入少许氯水后再加2滴KSCN溶液立即变血红色C．向溶液中加入2滴KSCN溶液无明显变化，再加入少许氯水立即变血红色D．向溶液中加入少许NaOH溶液立即产生红褐色沉淀解析：A选项证实溶液中一定含Fe3＋，不一定含Fe2＋。B选项因先加氯水，后加KSCN溶液，变血红色，无法证明原溶液含Fe2＋还是Fe3＋。C选项先加KSCN溶液无变化，证明无Fe3＋，加氯水后，由于2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，生成的Fe3＋与KSCN反应生成血红色物质，证明溶液中含有Fe2＋。D选项证明溶液中含有Fe3＋。答案：CFe2＋、Fe3＋、Fe的相互转变——铁三角1．Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化(1)与弱氧化剂反应Fe能被S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等较弱氧化剂氧化为Fe2＋，如Fe＋S=====△FeS，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。(2)与强氧化剂反应Fe能被Cl2、HNO3等强氧化剂氧化为Fe3＋，如2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3。2．Fe2＋既具有氧化性又具有还原性(1)与氧化剂反应当Fe2＋遇到强氧化剂(如Cl2、HNO3、KMnO4)时，被氧化为Fe3＋，如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(2)与还原剂反应当Fe2＋遇到C、Al、Zn、CO等还原剂时，可以被还原为Fe，如Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe，FeO＋CO=====△Fe＋CO23．Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe(1)Fe3＋被C、CO、Al等还原为Fe，如Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2，Fe2O3＋2Al=====高温2Fe＋Al2O3(2)Fe3＋被Fe、Cu、I－等还原为Fe2＋，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(1)不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时，注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。(2)亚铁盐保存时，为了防止被氧化为铁盐，通常在溶液中加少量还原铁粉或铁钉。已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式A、________，C、________，F、________，G、________。(2)保存C溶液时要加固体A的原因______________________________________________________________________________________。(3)写出下列转化的离子方程式或化学方程式。①E→F：________________________________________________________________________。②C→D：________________________________________________________________________。名师解析：根据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，X为H2。答案：(1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)防止Fe2＋被O2氧化(3)①4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－铁元素及其化合物的推断题的解题关键：一是寻找特征反应及特征现象，二是正确运用“铁三角”的转化关系，三是注意与其他金属及其化合物知识的综合。化学框图题综合性强，难度大，解题时常由于知识的综合性不够，找不到“突破口”而无法下手。1．在含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋的溶液中加入铁粉充分反应后，固体残渣用盐酸处理，有气体放出，则与Fe粉反应后的溶液中离子最多的是()A．Fe3＋B．Fe2＋C．Cu2＋D．OH－解析：溶液中加入铁粉可能发生的反应是：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，又因固体残渣用盐酸处理有气体放出，证明所加铁粉过量，故上述两个反应进行完全，溶液中离子最多是Fe2＋。答案：B(1)Fe3＋呈棕黄色，Fe2＋呈浅绿色，可作为推断题的突破口，但一般不用于离子的检验。(2)Fe3＋与SCN－作用后的“溶液”显红色，注意并不是沉淀。要证明某溶液中不含有Fe3＋而可能含Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序是()①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．①③B．③②C．③①D．①②③思路点拨：解答本题要注意以下两点：(1)首先检验溶液中是否有Fe3＋，可用KSCN溶液。(2)加入氧化剂，验证溶液中含有Fe2＋，但要注意加入的氧化剂不能对观察现象产生干扰。自主解答：加入KSCN无红色物质产生证明无Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，则Fe2＋可被氧化为Fe3＋，使KSCN变红色。KMnO4也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫色，加入足量KMnO4后，使Fe3＋与KSCN反应后溶液的颜色不易被观察。答案：C2．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是()A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋解析：加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性，若有Fe3＋，则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不可能存在，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。答案：D探究Fe3＋、Fe2＋的氧化性和还原性某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1mol·L－1FeCl3溶液，0.1mol·L－1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。(1)用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式______________________________。(2)设计实验方案，完成下列表格。探究内容实验方案实验现象探究Fe3＋具有氧化性取少量0.1mol·L－1FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液加入铁粉后，溶液颜色变为________。加入KSCN溶液后，溶液________(3)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(4)根据Fe3＋的性质，该兴趣小组利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板，反应的离子方程式是________________________________________________________________________。解析：(1)在反应中Fe2＋作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2