广东省2021版高考化学一轮复习第三单元第3节铁及其重要化合物课件新人教版

第3节铁及其重要化合物-2-考查要点说明核心素养解读1.了解铁及其重要化合物的制备方法。2.掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。1.宏观辨识与微观探析:认识铁及其化合物的性质,能以Fe2+、Fe3+的相互转化为例,理解变价金属元素氧化还原反应的实质。2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的氢氧化亚铁的制备探究方案,并能进行相关实验探究。-3-自主预诊考向突破铁的单质、氧化物及氢氧化物1.铁的物理性质颜色、状态导电、导热性延展性地壳含量银白色固体良好占第位2.铁的化学性质(写出化学方程式或离子方程式)铁的化学性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为价和价。良好4+2+3-4-自主预诊考向突破3Fe+2O2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3Fe+SFeS3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2Fe+4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2O3Fe+8H++2NO3-3Fe2++2NO↑+4H2O钝化Fe+2Fe3+3Fe2+-5-自主预诊考向突破微点拨(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同,Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3,而Fe与盐酸反应生成FeCl2。(2)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。-6-自主预诊考向突破3.铁的制备方法(1)生铁的冶炼①原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石。②设备:高炉。③主要反应:还原剂的生成C+O2CO2、CO2+C2CO铁的还原造渣反应(2)利用铝热反应焊接无缝钢轨,以氧化铁和铝粉为铝热剂,反应的化学方程式为。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CaCO3CaO+CO2↑、CaO+SiO2CaSiO32Al+Fe2O32Fe+Al2O3-7-自主预诊考向突破4.铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗称—铁红磁性氧化铁颜色、状态色固体色固体色晶体铁的价态+2价+3价+2、+3价水溶性不溶不溶不溶与盐酸反应的离子方程式与稀硝酸反应的离子方程式黑红棕黑FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O3FeO+NO3-+10H+3Fe3++NO↑+5H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O3Fe3O4+NO3-+28H+9Fe3++NO↑+14H2O-8-自主预诊考向突破与氢碘酸反应的离子方程式与CO反应的化学方程式FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+2I-+6H+=2Fe2++I2+3H2OFe3O4+2I-+8H+=3Fe2++I2+4H2OFeO+COFe+CO2Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Fe3O4+4CO3Fe+4CO2-9-自主预诊考向突破5.铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式颜色、状态受热分解的化学方程式—制备反应的离子方程式与盐酸反应的离子方程式与稀硝酸反应的离子方程式Fe(OH)2Fe(OH)3白色固体红褐色固体Fe(OH)3Fe2O3+3H2OFe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O3Fe(OH)2+NO3-+10H+=3Fe3++NO↑+8H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O-10-自主预诊考向突破名称氢氧化亚铁氢氧化铁与氢碘酸反应的离子方程式二者的关系空气中,Fe(OH)2沉淀迅速转变为色,最后变成色,发生反应的化学方程式为Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O2Fe(OH)3+2I-+6H+=2Fe2++I2+6H2O白色灰绿红褐4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3-11-自主预诊考向突破微点拨(1)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时,发生氧化还原反应,Fe2+被HNO3氧化生成Fe3+。(2)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时,发生氧化还原反应,Fe3+被I-还原生成Fe2+。-12-自主预诊考向突破自我诊断1.比较生铁和纯铁的熔点、硬度和抗腐蚀能力大小?2.通过化合反应能制取FeCl2、FeCl3、Fe(OH)2、Fe(OH)3吗?能制取的用化学方程式表示。提示:因生铁是铁碳合金,所以生铁的熔点低、硬度大。生铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀,故纯铁的抗腐蚀能力强。提示:FeCl2、FeCl3和Fe(OH)3均能通过化合反应制取,而Fe(OH)2不能通过化合反应制取。制FeCl2:2FeCl3+Fe3FeCl2;制FeCl3:①2Fe+3Cl22FeCl3;②2FeCl2+Cl22FeCl3;制Fe(OH)3:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3-13-自主预诊考向突破3.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。()(2)Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应。()(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。()(4)根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱。()答案:(1)√(2)×(3)×(4)√-14-自主预诊考向突破4.将下列物质的颜色、用途或性质用短线连接起来。①Fe2O3a.红褐色A.具有较强的还原性②Fe(OH)2b.红棕色B.易被氧化成灰绿色最终变成红褐色③Fe(OH)3c.白色C.红色油漆、涂料④Fe2+d.棕黄色D.受热分解成红棕色粉末⑤Fe3+e.浅绿色E.具有较强的氧化性答案:①—b—C②—c—B③—a—D④—e—A⑤—d—E-15-自主预诊考向突破考向1铁单质的制备和性质典例❶下列有关铁的说法正确的是()A.Fe在稀硝酸中发生钝化B.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2C.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色D.镀锌铁不如镀锡铁耐腐蚀答案解析解析关闭常温下,Fe在浓硝酸中发生钝化反应,A项错误;铁和亚铁离子能将氯气还原为氯离子,从而除去工业废气中的氯气,B项正确;FeCl2溶液中含Fe2+,NH4SCN可用于检验Fe3+,向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不会显红色,C项错误;镀锌铁因Zn比Fe活泼,镀层破损时Zn被腐蚀,镀锡铁因Fe比Sn活泼,因而镀层破损时是铁被腐蚀,所以镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀,D项错误。答案解析关闭B-16-自主预诊考向突破易错警示反应产物中铁元素价态的判断(1)铁与弱氧化剂(如S、I2、H+、Cu2+)等反应所得产物中铁元素的价态为+2价,如Fe+I2FeI2。(2)铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓硫酸、过量硝酸等)反应所得产物中铁元素的价态为+3价,如2Fe+3Br22FeBr3。(3)铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4,铁元素的价态为+2、+3价。(4)铁与稀硝酸反应产物的判断:①当HNO3过量时:反应原理:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,铁元素的存在形式为Fe3+,铁元素的价态为+3价。-17-自主预诊考向突破②当Fe过量时:反应原理:3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,铁元素的存在形式为Fe2+,铁元素的价态为+2价。③当14𝑛(Fe)𝑛(HNO3)38时:铁元素的存在形式为Fe2+和Fe3+,铁元素的价态为+2、+3价。-18-自主预诊考向突破对点演练1(2020湖北枝江月考)下列关于铁的说法正确的是()A.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3B.纯铁的抗腐蚀能力较差,铁在干燥的空气里易被氧化C.工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁D.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为+3价答案解析解析关闭Fe与S反应生成FeS,A项错误;纯铁不易发生电化学腐蚀,抗腐蚀能力较强,铁在干燥的空气里不易被氧化,B项错误;工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁,C项正确;铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4,其中铁的化合价有+2价和+3价两种价态,D项错误。答案解析关闭C-19-自主预诊考向突破考向2铁的氧化物、氢氧化物的制备和性质典例❷(2020浙江金华质检)纳米级Fe3O4是一种非常重要的磁性材料,同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。纳米级Fe3O4有多种不同的制法,请回答下列相关问题。Ⅰ.如图是用共沉淀法制备纳米四氧化三铁的流程。-20-自主预诊考向突破(1)除Fe3O4外铁的两种常见氧化物中在空气中性质比较稳定的是(填化学式),该物质的用途是(任写一种)。(2)实验室保存溶液B时为了防止出现浑浊,通常采取的措施是。(3)证明沉淀已经洗涤干净的操作是。(4)写出该方法中发生的主要反应的离子方程式:。(5)实际生产中为提高产率,起始所用FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比大于1∶2,原因是。-21-自主预诊考向突破Ⅱ.制备纳米四氧化三铁的另一种流程如图所示。FeCl3·6H2OFeOOH纳米Fe3O4(6)写出第2步反应的化学方程式:,其中氧化产物和还原产物的物质的量之比为。(7)将纳米Fe3O4投入分散剂中形成的分散系是。-22-自主预诊考向突破答案:(1)Fe2O3制红色油漆(或制涂料、炼铁等,合理即可)(2)加盐酸(3)取少量最后一次洗涤液置于试管中,加盐酸酸化,再滴加氯化钡溶液,不产生白色沉淀(4)Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O(5)反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子(6)6FeOOH+CO=2Fe3O4+CO2+3H2O1∶2(7)胶体-23-自主预诊考向突破解析:(1)FeO(氧化亚铁)是一种黑色粉末,不稳定,在空气里很容易被氧化,在空气中性质比较稳定的是Fe2O3,Fe2O3的用途是制红色油漆、涂料、炼铁等。(2)实验室保存溶液B(FeCl3溶液)时为了抑制水解防止出现浑浊,通常采取的措施是加盐酸抑制FeCl3水解生成Fe(OH)3沉淀。(3)证明沉淀已经洗涤干净,只要检验洗涤液中不含硫酸根离子即可,操作是取少量最后一次洗涤液置于试管中,加盐酸酸化,滴加氯化钡溶液,不产生白色沉淀。(4)该方法中发生的主要反应的离子方程式为Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O。-24-自主预诊考向突破(5)实际生产中为提高产率,起始所用FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比应大于1∶2,原因是反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子。(6)第2步反应是FeOOH吸收CO生成Fe3O4,反应的化学方程式为6FeOOH+CO=2Fe3O4+CO2+3H2O,其中氧化产物CO2和还原产物Fe3O4的物质的量之比等于方程式中的化学计量数之比1∶2。(7)纳米四氧化三铁的粒子大小在1纳米和100纳米之间,纳米Fe3O4投入分散剂中形成的分散系是胶体。-25-自主预诊考向突破对点演练2下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(填序号)。答案解析解析关闭因为Fe(OH)2在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的O2或空气。①、②原理相同,都是用H2将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在H2的保护中;③的原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解产生的OH-结合生成Fe(OH)2,液面用汽油保护,能防止空气进入;④由于带入空气中的氧气,能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀;⑤中液面加苯可阻止空气中O2进入溶液。答案解析关闭①②③⑤-26-自主预诊考向突破深度指津1.成功制备Fe(OH)2的关键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,成功的关键有以下两点: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。-27-自主预