2020高考化学一轮复习 第三章 第3讲 铁及其重要化合物课件 新人教版

第3讲铁及其重要化合物考点一铁的单质、氧化物及氢氧化物一、铁1．铁的存在2．铁的性质(1)物质性质颜色状态导电、导热性、延展性特性地壳含量色固体良好被磁铁吸引占第位银白4(2)化学性质(写出化学方程式或离子方程式)注意①Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与盐酸反应生成FeCl2和H2。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。③铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。④铁元素有＋2、＋3等多种价态，反应物的状态、浓度不同，配比不同，反应条件(如温度)不同，反应产物可能不同，铁与非氧化性酸生成Fe2＋。少量的Fe与氧化性酸反应生成Fe3＋，过量的Fe与氧化性酸反应生成Fe2＋。⑤许多题目将Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设置为隐含反应，如Fe与Fe2O3的混合物溶于盐酸时，需要注意生成的Fe3＋还能氧化单质铁。[思维诊断1]判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性()(2)纯铁与O2反应在表面生成Fe3O4薄膜，对内部金属起保护作用()(3)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸()(4)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应()(5)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()√√×××(6)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()√二、铁的氧化物、氢氧化物1．铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名磁性氧化铁颜色状态黑色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价_铁红红棕色粉末＋2＋3＋2、＋3稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应的离子方程式————————————————————————————————————Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OFeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O2.铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态____________与盐酸反应_________________________________Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O受热分解——————————白色固体红褐色固体Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与强碱溶液反应：可溶性铁盐与强碱溶液反应：两者的关系在空气中，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，最后变成色，化学反应方程式为___________________________________Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓灰绿红褐Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3[思维诊断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：FeCl2、FeCl3和Fe(OH)3均能通过化合反应制取，而Fe(OH)2则不能。FeCl2：2FeCl3＋Fe===3FeCl2FeCl3：①2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3教材习题创编1．铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与______(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与________反应时只生成＋2价铁；与________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。所选试剂：①Cl2②O2③H2O(g)④S⑤盐酸⑥稀硝酸(足量)⑦稀硫酸⑧CuSO4溶液⑨FeCl2溶液答案：①⑥④⑤⑦⑧②③2．纳米Fe粉可治疗惊痫、癫狂、脚气冲心、贫血等。某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取纳米铁粉并检验该反应的产物，实验装置如图(加热及部分夹持装置省略)，下列说法正确的是()CA．①、②、③、④中依次盛装浓H2SO4、浓H2SO4、无水硫酸铜、澄清石灰水B．装置③、④的作用分别是检验CO2，吸收多余的H2C．加热装置Y前，应先让X反应一段时间，排除装置中的空气D．装置X也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气解析：选C。①、②、③、④中依次盛装稀H2SO4、浓H2SO4、无水硫酸铜、澄清石灰水，A项错误；装置③、④的作用分别是检验H2O、检验CO2，B项错误；H2与空气混合加热易发生爆炸，故加热装置Y前，应先通入一段时间H2排除装置中的空气，C项正确；用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气时，反应需要加热，D项错误。命题点制备FeOH2常用的三种方法方法一：有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图所示方法二：还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图所示方法三：电解法用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图所示1．用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应可制得白色的Fe(OH)2沉淀。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入__________________________。(2)除去蒸馏水中溶解的O2，常采用________的方法。(3)生成白色Fe(OH)2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____________________________________________________________________________________________。解析：(1)Fe2＋易水解，加入稀硫酸可抑制其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，加铁屑的目的是防止Fe2＋被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，故可用煮沸的方法除去水中的O2。(3)避免空气中的O2氧化生成的Fe(OH)2，影响产品的纯度。答案：(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免空气中的O2氧化生成的Fe(OH)2，影响产品的纯度2．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。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)。解析：因为Fe(OH)2在空气中很容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，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解NaCl溶液产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入同时阴极生成的H2将空气(O2)排出反应体系；⑤中液面加苯阻止了空气进入；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。答案：①②③⑤3．如图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________。(2)实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”)。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程___________________________________________________________________________________________________。(4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为__________________________________________________________________________________________________。答案：(1)铁屑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(2)打开(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，生成的H2使烧瓶内压强增大，将FeSO4溶液压入B中进行反应(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3考点二Fe2＋、Fe3＋的性质及检验一、亚铁盐、铁盐1．亚铁盐(1)Fe2＋的氧化性和还原性①含有Fe2＋的溶液呈色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO－3(H＋)等均表现为。②Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：_______________________________________浅绿还原性还原性2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。③Fe2＋易被NO－3(H＋)、ClO－、MnO－4(H＋)氧化，故Fe2＋与NO－3(H＋)、ClO－、MnO－4(H＋)不能大量共存。(2)可水解Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液因Fe2＋水解而呈性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量抑制Fe2＋的水解，加少量防止Fe2＋被氧化。酸硫酸铁屑2．铁盐的性质及应用(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为。①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO2－3等具有较强性离子不能大量共存。②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为_______________________________棕黄氧化性还原2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将FeCl3饱和溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2O=====△Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的Fe3＋。③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。④因Fe3＋易水解，故制备无水的FeCl3应在HC1气流中加热蒸干FeCl3溶液。⑤Fe3＋与HCO－3、AlO－2、CO2－3、ClO－等水解呈性的离子不能大量共存。碱[思维诊断1]判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe2＋()(2)硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的H2O2：Fe2＋＋2H＋＋H2O2===Fe3＋＋2H2O()(3)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓()(4)1molFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA()√×××二、铁三角书写下列反应的方程式，是离子反应的写离子方程式。(1)Fe和CuSO4溶液___________________________(2)Zn和FeSO4溶液反应___________________________(3)CO和Fe2O3高温下反应______________________________(4)Al和Fe2O3高温下反应______________________________Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋；Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2