2020版高中化学 第三章 金属及其化合物 第2节 几种重要的金属化合物 第3课时 铁的重要化合物课

第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物第三课时铁的重要化合物1.了解铁的氧化物的性质及应用。2.了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质；了解铜的化合物的性质及用途。3.掌握Fe2＋、Fe3＋间的相互转化以及Fe3＋、Fe2＋的检验方法。[晨背重点语句]1.“五颜六色”的铁(1)溶液：Fe3＋(棕黄色)；Fe2＋(浅绿色)；Fe(SCN)3(血红色)。(2)固体：Fe2O3(红棕色)；FeO和Fe3O4(黑色)；Fe(OH)2(白色)；Fe(OH)3(红褐色)。2.Fe3＋、Fe2＋的检验方法(1)Fe3＋：方法一，滴加KSCN溶液，溶液变为血红色；方法二，滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀。(2)Fe2＋：方法一，先滴加KSCN溶液无现象，再滴加氯水，溶液变为血红色；方法二，滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；方法三，滴加铁氰化钾，产生蓝色沉淀。知识梳理·对点练课后提能·层级练知识梳理·对点练知识点一铁的氧化物和氢氧化物1．铁元素的存在铁在地壳中含量仅次于氧、硅和1________，居第2____位，主要以3_____价和4________价化合物的形式存在。铝四＋2＋32．铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称－5_______6____________颜色和状态7___色粉末8______色粉末9_____色晶体铁的价态10______价11_________价＋2价、＋3价水溶性12_______13________14________铁红磁性氧化铁黑红棕黑＋2＋3不溶不溶不溶化学式FeOFe2O3Fe3O4与盐酸反应(离子方程式)FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===15____________Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O与CO的反应FexOy＋yCO=====高温xFe＋yCO22Fe3＋＋3H2O3.铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3颜色和溶解性16_________________17_____________________稳定性在空气中易转化为18_____________19________________________与盐酸反应(离子方程式)Fe(OH)2＋2H＋===20____________Fe(OH)3＋3H＋===21____________白色固体，不溶于水红褐色固体，不溶于水Fe(OH)32Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2OFe2＋＋2H2OFe3＋＋3H2OFe(OH)2Fe(OH)3制备Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓化学方程式4Fe(OH)2＋O2＋H2O===4Fe(OH)3转化现象白色沉淀迅速变为22_________色，最终变为23______色灰绿红褐1．下列说法正确的是()A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3C．铁锈的主要成分是Fe2O3D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物解析：选C赤铁矿、铁锈的主要成分是Fe2O3，A错误，C正确；Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B错误；Fe3O4为化合物，不是混合物，D错误。2．金属单质A可发生以下反应。试推断：(1)写出下列物质的化学式(B写主要成分)：A________、B________、C________、D________、E________。(2)写出反应③和⑤的离子方程式：③_______________________________________；⑤___________________________________________。解析：结合B、C的颜色，及A与CuCl2溶液反应，可推知。答案：(1)FeFe2O3Fe3O4CuH2(2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑3．用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：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，除加硫酸防止生成Fe(OH)2外，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溶液的液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_____________________________________。方法二：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里加入的试剂是________。(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是________。(3)为了制得白色的Fe(OH)2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，其理由是______________________。答案：方法一：(1)铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2转化成Fe(OH)3沉淀方法二：(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2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，且外界空气不容易进入[归纳总结]1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的物质类别是不溶性碱，其主要化学性质为都能与酸反应生成盐和水，不稳定，受热易分解。2．铁的氢氧化物的制取方法是相应盐和碱反应。制取氢氧化亚铁时，常得到红褐色沉淀是因为Fe(OH)2极易被空气中的O2氧化成Fe(OH)3。所以为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入到FeSO4液面以下，再挤出NaOH溶液。知识点二铁盐和亚铁盐铜盐1．铁元素有三种价态：0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为“铁三角”。写出部分标号反应的离子方程式：①24____________________________________；②25____________________________________；③26__________________________________________。Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋[特别提醒]铁的不同价态之间的转化，要通过氧化还原反应来实现，氧化剂或还原剂的强弱不同，则转化产物可能不同。2．Fe3＋的检验3．Fe2＋的检验4．铜盐(1)物理性质硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐可31____于水；铜绿的主要成分是32____________，其难溶于水。(2)化学性质①铜的化学性质33____________，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，使蛋白质变性而失去生理活性。溶Cu2(OH)2CO3不活泼(3)铜及其化合物的颜色①Cu：紫红色②CuO：34__________③Cu(OH)2：35__________④CuSO4：36________⑤CuSO4·5H2O：37__________黑色蓝色白色蓝色4．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是()A．Fe2＋的水溶液为浅绿色B．Fe3＋的水溶液为棕黄色C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀解析：选DFe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。5．有关铁的氧化物的说法中，不正确的是()A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料B．Fe3O4是黑色晶体，其中13的铁显＋2价，23的铁显＋3价C．FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3解析：选DFeO不稳定，在空气里受热迅速被氧化成Fe3O4。6．把等物质的量的Cu、Fe粉投入一定量的FeCl3溶液中充分反应，然后取出部分溶液(忽略水电离出的离子)。(1)若滴加一滴KSCN溶液，溶液显红色，则溶液中可能存在的离子有________。(2)若滴加一滴KSCN溶液，溶液不显红色，则溶液中一定存在的离子有________，可能存在的金属粉末有________。(3)若加入的金属全部溶解，则溶液中n(Cu2＋)∶n(Fe2＋)＝________。(4)若(3)反应后的溶液中有三种金属离子，欲从中回收Cu和FeCl3，需要用到的试剂有(按反应顺序填写)________。解析：还原性：Fe＞Cu，故Fe3＋优先与Fe反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后与Cu反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(1)若滴加KSCN溶液显红色，说明Fe3＋过量，则Cu、Fe粉均已溶解，故溶液中的离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－。(2)若滴加KSCN溶液，溶液不显红色，则Fe3＋已完全反应，溶液中一定存在的离子是Fe2＋、Cl－，金属粉末可能是Fe、Cu的混合物，也可能只有Cu。(3)通过反应方程式分析，等物质的量的Cu、Fe粉完全溶解，所产生的n(Cu2＋)∶n(Fe2＋)＝1∶5。(4)为从溶液中提取Cu，应向溶液中加入过量铁粉：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；然后用盐酸溶解过量的铁粉：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；过滤后，得到Cu，再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。答案：(1)Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－(2)Fe2＋、Cl－Fe、Cu(或Cu)(3)1∶5(4)Fe、稀盐酸、新制氯水[归纳总结]铁及其化合物的常见转化关系(1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H＋、S、Fe3＋等)氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)等]氧化为Fe3＋；可被还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。(3)Fe3＋只具有氧化性，可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2＋，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。