铁及其化合物讲义

铁及其化合物（复习）温馨提示：中华一号的基础填空要完成哦！学习重点：1、使学生掌握铁及其重要化合物的性质，将所学知识系统化、网络化。2、掌握Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化及其应用完成习题总结铁单质的性质1.下列物质不能通过单质间化合而生成的是（）A.FeCl3B.FeSC.FeI3D.Fe3O42.足量的铁屑跟下列酸反应时，在同温同压下产生H2体积最大的是（）A.20mL6mol/L的盐酸B.80mL1mol/L的硫酸C.100mL2mol/L的硝酸D.80mL18mol/L的硫酸3把铁片投入下列溶液中铁片溶解且铁片质量减少,没有气体产生，此溶液是()A.FeSO4B.H2SO4C.Fe2(SO4)3D.CuSO4【知识整理】一、铁过渡元素概念周期表中从IIIB族到VIII族的元素铁的特征电子排布式是3d64s2（一）物理性质：注：从金属分类来说，铁是有色金属吗（二）化学性质：归纳铁单质在反应中表现的价态规律：（1）FeFe2+总结Fe+S==Fe+CuCl2==Fe+FeCl3==[思考]1把金属铁加入含FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合液中充分反应后过滤，滤出不溶物有铜，则滤液中肯定有阳离子，肯定不存在阳离子，可能有阳离子（若铁过量呢？）（2）FeFe3+总结[思考]（a）冷的浓HNO3或浓H2SO4使铁发生（b）2.8克铁与160ml1mol/L稀硝酸作用放出NO气体，则在反应中HNO3共得电子摩。Fe（少量）+HNO3(稀)===Fe（足量）+HNO3(稀)===（3）FeFe3O4Fe+H2O===[思考]若使Fe和H2O（气）的反应顺利进行，应采取的措施是二、铁的氧化物和氢氧化物1、氧化物FeOFe2O3Fe3O4注意：俗称色态水溶性稳定性[思考]1在制砖瓦时，用粘土作成的坯经过烘烧后，铁和化合物转化成而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水，窑内会产生大量的气体，它们把该红色物质还原为黑色的化合物，同时还有未烧的碳粒而制得了青色砖瓦。2（1）FeO、Fe2O3、Fe3O4都是碱性氧化物吗？三铁的氢氧化物Fe（OH）2与Fe（OH）3颜色状态溶解性稳定性与H+反应Fe(OH)2Fe(OH)3颜色：（）……（）……（）反应方程式：[思考]（a）弄明中华一号例三方法与技巧8（b）在氯化亚铁溶液中投入一块钠，反应结束后过滤，把滤渣放入坩埚中加热，最后得到的固体是______。三铁盐FeSO4白色固体FeSO4·7H2O浅绿色晶体，俗称FeCl3棕黑色FeCl3·6H2O棕黄色总结高价铁盐溶液的稀释与低价铁盐的保存四、Fe2+和Fe3+的相互转化网络图：★在箭头上写出实现相互转化的试剂和条件,并写出有关的化学方程式或离子方程式:FeSFeOFe2+Fe(OH)2Fe3O4Fe2O3Fe3+Fe(OH)3Fe五、Fe2+和Fe3+的相互转化1．Fe2+Fe3+[思考]（a）为提高生活用水的标准，自来水厂常用氯气和绿矾同时进行消毒，净化改善水质，简述其原因。（b）在PH=4-5的环境中，Cu2+、Fe2+不生成沉淀，而Fe3+几乎完全沉淀。工业上制取CuCl2是将浓盐酸加热到800C左右，再缓缓加入粗氧化铜（含杂质FeO），充分搅拌使之溶解，欲除去溶液中的杂质离子，采取的措施可能是先在溶液中，再加，调节PH为4-5后过滤。（c）硫酸亚铁溶液放置久后，发现溶液由浅绿色逐渐变为黄色并在瓶壁上出现红褐色的物质，发生此变化的离子方程式为：。2．Fe3+Fe2+[思考]（a）电子工业常用FeCl3溶液腐蚀铜制印刷线路板，方程式为，如何从腐蚀后的废液中回收铜并制得三氯化铁溶液，请设计一个方案。（b）（1）SO2通入BaCl2和FeCl3混合液中，有何现象？（2）如何除去括号中杂质：FeCl2（FeCl3）FeCl2（CuCl2）FeCl3（FeCl2）六、Fe3+和Fe2+的检验：详细在中华一号见[思考]（a）红砖是一种常用的建筑材料，它是由黏土经高温烧制而成的。砖的红颜色就是由于含有氧化铁的缘故。设计实验证明红砖中含氧化铁。（b）．2004年2月３日，美国“机遇”号火星车向地球传回了火星土壤的显微照片，显示的是“机遇”号火星车的着陆区域——“梅里迪亚尼平面”，从照片上可以看出该地为红色和桔色（两种颜色近乎红棕色），所以可能存在赤铁矿（主要成分是Fe2O3）。试回答下列问题。(1)人们从“机遇”号火星车所发回的实物照片的红色和桔色，来推断火星上可能存在着赤铁矿，这是利用了物质的颜色这一_性质对物质的存在进行推测的。如果要进一步确定这种推测是否正确，必须通过实验验证。(2)假设有一块火星矿物样品，请同学们用学过的知识设计化学实验来证明该火星矿物中是否有三价铁元素。实验原理：。实验用品：锤头、研钵（研杵）、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、滤纸、试管、滴管、稀盐酸、KCNS溶液实验步骤及方法：①。②。③。④。实验结果分析及结论：。七、铁与硝酸反应的有关计算详细在中华一号见小结：八．总结铁三角的的相互的转变1、Fe→Fe3＋和Fe2＋→Fe3＋需要强的氧化剂。如O2、Cl2、Br2、HNO3(浓、稀)、H2SO4(浓)、KMnO4(H＋)溶液等。2Fe+3Cl2FeCl3；Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3；2FeCl2+Cl2=2FeCl3。2、2Fe→Fe2＋需要较弱的氧化剂，如S、Cu2＋(CuSO4)、H＋(稀H2SO4、盐酸)等。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；Fe+2HCl=FeCl2+H2↑注意Fe与O2、H2O的反应：3Fe+2O2Fe3O4；3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑Fe3O4可以看作是由FeO、Fe2O3所组成的化合物，其中有1/3是Fe＋、2/3是Fe3＋。3、Fe2＋→Fe，在金属活动性顺序表中排在Fe前的金属，如Zn、Al等，可以将Fe2＋还原成Fe。Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe注意：K、Ca、Na等活泼金属，由于它们在水溶液中不能存在，所以不能作为还原剂来完成Fe2+→Fe的转化。4、Fe3＋→Fe2＋需要较强的还原剂。如Fe、Zn、H2S(S2-)、KI(I-)、Na2SO3(SO32-)等，Cu虽不是强的还原剂，但因Fe3+具有较强的氧化性，可被Cu还原成Fe2＋。Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2；H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl2KI+2FeCl3=FeCl2+I2+2KCl5、Fe3＋→Fe常发生在金属的热还原反应中。如高温下用CO还原铁矿石中的铁。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2铝热剂反应也是这种转化的实列。如：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe【典例分析】例1500ml，1mol/L的FeCl3溶液，加入铁粉至还原完全，除去多余的铁粉后，加足量的NaOH溶液，所得到的沉淀的物质的量为（）A.0.5molB.1molC.0.75molD.不能确定例2把表面有氧化物的相同大小的铜块和铁块一起放入盐酸中充分反应后，所得溶液中的金属离子（）A.是Fe3+和Cu2+B.是Fe2+和Cu2+C.是Fe2+和Cu+D.只有Fe2+例3下列有关实验现象描述正确的是（）A.将Fe(OH)3和水充分搅拌，滴加入酚酞试液，溶液变红B.在FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，产生血红色沉淀C.在酸性FeSO4溶液中滴加KMnO4溶液至反应完全，溶液呈无色D.在FeCl3溶液中加入石灰石，产生气体例4某溶液中含有大量Fe2+,Fe3+,Mg2+和NH4+,其[H+]=10-2mol/L，在该溶液中可以大量存在的阴离子是（）A.SO42-B.NO3-C.SCN-D.CO32-例5在FeCl3和AlCl3的混合溶液中，先加入过量的KI，再加入足量的Na2S溶液，所得到的沉淀中不可能有（）A.FeSB.SC.Fe(OH)3D.Al(OH)3例6．在FeCl3、CuCl2和HCl的混合溶液中加入铁粉。待反应结束，剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液存在的较多阳离子是（）Ａ．Cu2+Ｂ．Fe3+Ｃ．Fe2+Ｄ．H+例7．在FeCl3与CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉，反应完毕后，剩余固体的质量恰好与所加铁粉的质量相等，则原混合液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比为（）Ａ．5∶2Ｂ．４∶３Ｃ．２∶７Ｄ．７∶４例8．将纯铁丝5.21g溶于过量的稀硫酸中，在加热下与2.53gKNO3氧化溶液反应，待反应完成后，剩下的Fe2＋尚需12mL0.3mol/LKMnO4溶液才能完全氧化，并知MnO4－的还原产物为Mn2＋。通过计算写出KNO3和FeSO4在酸性条件下反应的离子方程式例9．向一定物质的量的Fe3O4和Fe的混合物中加入50mL2mol·L-1H2SO4溶液，在一定条件下恰好使混合物完全溶解，放出448mL（标准状况下）的气体。在所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，那么，用足量的CO在高温下与相同质量的此混合物充分反应，能得到多少克？例10．在500mLCuSO4和Fe2(SO4)3的混合液中加入19.6g铁粉，充分反应后，滤出残留固体、洗涤、干燥后称重为16g，在滤液中加入5mol·L-1BaCl2溶液310mL，恰好使SO完全沉淀。求原混合液中CuSO4和Fe2(SO4)3的物质的量浓度。例11．将一表面生锈的铁片（表面有氧化铁）置于稀硝酸中，充分反应后（生成气体是NO）共收集到标准状况下1.12L气体，还有剩余固体物4g，将此固体过滤后，在滤液中通入标准状况下1.12L氯气恰好使溶液中的Fe2＋全部氧化。求生锈铁片的质量。铁及化合物答案答案例1C例2D例3D例4A例5C例6C例7C例83Fe2＋＋NO3－＋4H＋＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O例95.6g例10Fe2(SO4)3的浓度为0.2mol·L-1CuSO4的浓度为2.5mol·L-1。例1110g