2013高考化学一轮复习 第三章 第4讲 铁及其化合物课件 新人教版

第4讲第4讲铁及其化合物[考纲解读]1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。3.能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。基础再现·深度思考基础再现·深度思考考点一变价金属——铁的性质1．纯铁具有金属的共性，如具有色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。2．用化学方程式或离子方程式表示下列变化银白磁铁第4讲基础再现·深度思考(2)Fe＋H2O(g)――→④④(3)Fe—――→⑤Fe2＋――→⑥Fe3＋⑤⑥3Fe＋4H2O(g)=====△Fe3O4＋4H2↑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2O第4讲(4)与盐溶液反应（CuSO4.FeCl3)Fe+CuSO4==FeSO4+CuFe+2FeCl3==3FeCl2基础再现·深度思考深度思考1．铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物中主要表现为＋2价和＋3价，请归纳总结：(1)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成＋2价？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。答案Fe→Fe2＋：铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)，非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应，都可实现这种转化。如：Fe＋S=====△FeS,2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu。第4讲基础再现·深度思考(2)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成＋3价？写出有关反应的化学方程式。答案Fe→Fe3＋：铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3，Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O,2Fe＋6H2SO4(浓)=====△Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。第4讲基础再现·深度思考2．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。①Fe3＋②Fe2＋③Fe、Fe2＋④Fe2＋、Fe3＋(1)AB段铁元素以__________形式存在。(2)BC段铁元素以__________形式存在。(3)CD段铁元素以__________形式存在。第4讲①④③基础再现·深度思考归纳总结分析铁与稀HNO3反应的关键一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式：HNO3过量：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，Fe过量时：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，两者相加得总方程式：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，可以用数轴表示：第4讲基础再现·深度思考解题时需注意量的范围。即：①nHNO3nFe≥41，产物仅有Fe(NO3)3，HNO3可能有剩余；②nHNO3nFe≤83，产物仅有Fe(NO3)2，Fe可能有剩余；③83nHNO3nFe41，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，Fe和HNO3都反应完全。第4讲基础再现·深度思考考点二铁的氧化物、氢氧化物1．三种氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名色态铁元素价态与盐酸反应生成的离子Fe2＋Fe3＋Fe2＋、Fe3＋铁红黑色粉末红棕色粉末＋2＋3＋2、＋3磁性氧化铁黑色晶体第4讲基础再现·深度思考2.两种氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O受热分解2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成色，最后变成红褐色，反应方程式为Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓灰绿4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3第4讲基础再现·深度思考深度思考4．FeO分别溶于足量稀盐酸、稀硝酸，写出反应的离子方程式。答案FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O3FeO＋10H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O第4讲基础再现·深度思考5．向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100mL1mol·L－1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况)气体，在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是()A．11.2gB．5.6gC．2.8gD．无法计算第4讲C基础再现·深度思考6．写出Fe(OH)3和HI反应的离子方程式。答案2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋6H2O＋I2第4讲基础再现·深度思考考点三“铁三角”及其应用第4讲基础再现·深度思考深度思考7．Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性又有还原性，通常以还原性为主，你知道哪些物质能使Fe2＋转化为Fe3＋？用离子方程式表示。答案Fe2＋→Fe3＋，亚铁盐遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、O2、HNO3、H2O2等)都会被氧化为铁盐。(1)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(2)2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－(3)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O(4)3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O第4讲基础再现·深度思考8．Fe3＋处于铁的高价态，能与许多强还原性的物质发生反应，请用离子方程式列举你知道的能实现Fe3＋→Fe2＋的反应。答案Fe3＋→Fe2＋(1)2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋2H＋＋S↓(2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO2－4(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋(4)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2第4讲基础再现·深度思考9．如何除去括号中的杂质(1)Fe2＋(Fe3＋)：(2)FeCl3(FeCl2)：(3)FeCl2(CuCl2)：(4)Fe(Al)：(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量铁粉过滤加氯水或H2O2加过量铁粉过滤加过量强碱溶液过滤加过量强碱溶液过滤第4讲基础再现·深度思考归纳总结1判断离子共存①Fe2＋、Fe3＋均水解，与HCO－3、AlO－2、CO2－3等因水解相互促进，在溶液中不能大量共存。②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO2－3，Fe2＋与NO－3H＋、ClO－、MnO－4H＋在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。2盐溶液的配制与保存①Fe2＋的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2＋水解。②Fe3＋的盐溶液：加少量相应的酸防止Fe3＋水解。第4讲基础再现·深度思考考点四检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法1．溶液颜色含有Fe2＋的溶液显浅绿色含有Fe3＋的溶液显黄色2．用KSCN溶液和氯水(1)流程：(2)有关反应：Fe3＋＋3SCN－3(血红色)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－第4讲基础再现·深度思考3．用NaOH溶液(1)流程：(2)有关反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3第4讲基础再现·深度思考深度思考10．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．①②③C解析在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变血红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为血红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用KMnO4溶液。第4讲规律方法·解题指导实验探究Fe(OH)2的制备与实验方案的设计由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。下面是几种典型的制备方法：第4讲规律方法·解题指导方法一隔绝空气的复分解反应法【例3】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溶液时还需要加入__________。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成Fe(OH)2白色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_________________________________。第4讲稀H2SO4、铁屑煮沸避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化规律方法·解题指导方法二氢气氛围中的复分解反应法【例4】在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是_______________。(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是_______________。(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ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，理由是_________________________________________。第4讲规律方法·解题指导答案(1)稀H2SO4和铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，故外界O2不易进入第4讲规律方法·解题指导【例5】如图所示制备氢氧化亚铁的改进实验：第4讲规律方法·解题指导方案解析铁丝与稀HCl反应制取FeCl2，Na与H2O反应可产生NaOH，煤油能隔绝空气，减缓Na与稀盐酸溶液反应的速率。优点：完全隔绝O2，能长时间的看到白色沉淀Fe(OH)2。缺点：难以控制盐酸的浓度和用量，浓度小与铁丝反应速率慢，浓度大，用量大，所需金属钠多，易产生危险。第4讲规律方法·解题指导答案(1)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2Na＋2H2O＋FeCl2===Fe(OH)2↓＋2NaCl＋H2↑(也可写成3个：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2NaOH＋FeCl2===Fe(OH)2↓＋2NaCl)(2)在具支试管的出口处用向下排空气法收集满一小试管气体，用拇指堵住管口，移向酒精灯火焰，放开拇指，若听到“噗”的一声，则说明空气已排尽(3)钠不停地在煤油与稀盐酸界面处上下跳动，并有气泡产生，下层液体中很快有白色沉淀出现(4)A第4讲真题重组·规范集训真题重组·规范集训高考题组一有关铁及其化合物所参与的离子反应1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(1)FeCl3溶液与Cu的反应：Cu＋Fe3＋===Cu2＋＋Fe2＋()(2011·江苏，6A)×(2)铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO－3===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O()(2010·北京理综，10C)(3)将FeCl2溶液与稀HNO3混合：Fe2＋＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋2H2O＋NO↑()(2010·大纲全国卷Ⅰ，8C)××第4讲真题重组·规范集训(4)Fe3O4与稀HNO3反应：Fe