高中化学必修一专题五-铁及其化合物

1专题五铁及其化合物1、铁元素的存在形态：游离态：陨铁化合态：铁元素主要以＋2价和＋3价的化合态存在。在地壳中的质量分数为4.65％，处于第四位，仅次于氧、硅和铝。2、按不同标准给铁及其化合物分类（1）按单质、氧化物、酸、碱、盐给上述物质分类。单质：铁；氧化物：FeO、Fe2O3、Fe3O4；碱：Fe(OH)2、Fe(OH)3；盐：FeCl2、FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)3（2）按铁元素的化合价给上述物质分类。0价：Fe；+2价：FeO、FeCl2、FeSO4、Fe(OH)2；+3价：Fe2O3、FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(OH)33、铁在氧化物——FeO、Fe2O3、Fe3O4性质的比较FeOFe2O3Fe3O4俗名——铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体水溶性难溶难溶难溶化合价＋2＋3＋2、＋3与CO、H2反应FeO＋CO△Fe＋CO2FeO＋H2△Fe＋H2OFe2O3＋3CO△2Fe＋3CO2Fe2O3＋3H2△2Fe＋3H2OFe3O4＋4CO△3Fe＋4CO2Fe3O4＋4H2△3Fe＋4H2O与稀硫酸反应FeO＋H2SO4＝FeSO4＋H2OFe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2OFe3O4＋4H2SO4＝Fe2(SO4)3＋FeSO4＋4H2O4．铁的氢氧化物——4Fe(OH)2和4Fe(OH)3性质的比较（1）氢氧化亚铁：制备：FeCl2＋2NaOH＝Fe(OH)2↓＋2NaCl物理性质：白色难溶的弱碱化学性质：①与强酸反应②还原性：易被氧化剂所氧化。如：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3思考：实验室在制备Fe(OH)2时，为防止被氧化，可以采取哪些措施？提示：实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁，更要注意隔绝空气。其方法是：①亚铁盐需新制（用足量铁与稀硫酸反应或还原氯化铁溶液）；②将所用氢氧化钠溶液煮沸以赶尽溶于其中的空气（O2）；③使用长滴管吸入氢氧化钠溶液后将滴管伸至氯化亚铁溶液的液面以下，慢慢挤压乳胶头使氢氧化钠与氯化亚铁接触。（2）氢氧化铁：制备：FeCl3＋3NaOH＝Fe(OH)3↓＋3NaCl物理性质：红褐色难溶固体化学性质：与强酸反应。Fe(OH)3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O5、探究铁及其化合物的氧化性和还原性预测：铁元素显0价时，只有还原性；显+3价时，只有氧化性；显+2价时，既有氧化性，又有还原性。2（1）Fe的还原性：与H+、Cu2+、Fe3+、Cl2等反应Fe＋2H+＝Fe2+＋H2↑、Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu、2Fe3+＋Fe＝3Fe2+、2Fe＋3Cl2加热2FeCl3（2）Fe3+的氧化性：与Fe、Cu、Zn反应2Fe3+＋Fe＝3Fe2+、2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+、3Zn＋2Fe3+＝3Zn2+＋2Fe（3）Fe2+的氧化性：与锌反应Zn＋Fe2+＝Zn2+＋Fe（4）Fe2+的还原性：与氯水、硝酸等反应2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl－（5）铁及其化合物的相互转化示意图FeFeCl2（氧化性）（氧化性）（还原性）FeCl3HNO3、Cl2Fe、Cu（还原性）HClFeCl3Cl2ZnZn6.Fe2+与Fe3+的鉴别（1）直接观察颜色：Fe2+的溶液呈浅绿色，Fe3+的溶液呈棕黄色。（2）利用显色反应：Fe2+的溶液＋KSCN或NH4SCN溶液，溶液不呈红色；Fe3+的溶液+KSCN或NH4SCN溶液，溶液呈血红色。有关离子方程式：Fe3+＋SCN－＝［Fe(SCN)］2+（3）利用铁化合物沉淀的颜色：Fe2+的溶液＋NaOH溶液，出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；Fe3+的溶液＋NaOH溶液，出现红褐色沉淀。反应式：Fe2+＋2OH－＝Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3；Fe3+＋3OH－＝Fe(OH)3↓（4）利用Fe3+的氧化性：①Fe2+的溶液＋Cu片，无明显现象；Fe3+的溶液＋Cu片，铜被腐蚀，溶液变为蓝绿色。有关离子方程式：2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+②Fe2+的溶液＋淀粉KI试纸，试纸不变蓝；Fe3+的溶液＋淀粉KI试纸，试纸变蓝。有关离子方程式：2Fe3+＋2I－＝2Fe2+＋I2（5）利用Fe2+的还原性：①Fe2+的溶液＋酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去；Fe3+的溶液＋酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色不褪。②Fe2+的溶液＋氯水，溶液变为棕黄色；Fe3+的溶液＋氯水，无明显现象。有关离子反应式：2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl－注意：以上方法以KSCN溶液鉴别最常用。7.其他重要反应（1）铁与强氧化性酸浓硫酸、硝酸的反应常温下钝化，所以可用铁罐储存运输浓硫酸和硝酸；加热时会反应，被氧化成Fe3+。3（2）铁与高温水蒸气反应高温Fe＋2H2O（g）＝Fe3O4＋H2↑（3）铝热反应-焊接铁轨Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3习题1．能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是（）A．稀H2SO4B．FeCl3溶液C．CuSO4溶液D．FeSO4溶液2．为了除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4杂质，可选用的试剂为（）A．NaOHB．氯水C．CuD．Fe3．下列操作中，溶液的颜色不发生变化的是（）A．碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸B．硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液C．碘水中滴加淀粉碘化钾溶液D．氯化铁溶液中加入铁粉4．硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列哪种物质（）A．锌粉B．镁粉C．铁粉D．铝粉5．将铁的某种化合物溶于盐酸，滴加KSCN溶液不发生颜色变化，再加入适量氯水，溶液立即呈红色.则此铁的化合物是（）A．Fe2O3B．FeCl3C．Fe2（SO4）3D．FeO6．下列离子在溶液中能大量共存的是（）A．FeNHSCNCl34、、、B．2432SONOHBa、、、C．FeFeNaNO233、、、D．FeNHClOH24、、、7．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是（）A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色D．只需滴加KSCN溶液8．在含有1molFeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤之，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是（）A．FeB．FeOC．Fe(OH)3D．Fe2O39．将Fe、Cu、Fe2＋、Fe3＋和Cu2＋盛于同一容器中充分反应，如Fe有剩余，则容器中只能有（）A．Cu、Fe3＋B．Fe2＋、Fe3＋C．Cu、Cu2＋、FeD．Cu、Fe2＋、Fe10．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2。向盛氯△4化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是（）A．烧杯中有铜无铁B．烧杯中有铁无铜C．烧杯中铁、铜都有D．烧杯中铁、铜都无11．下列物质中,能使铁溶解,又不析出固体和放出气体的是A．稀硫酸B．浓硝酸C．硝酸银溶液D．硫酸铁溶液12．下列物质的颜色叙述正确的是A.Fe2O3—黑色B.MgO—白色C.FeCl3溶液—红褐色D.Fe(OH)2—灰绿色13．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是A．Cu2＋B．Fe3＋C．Fe2＋D．H＋14．根据Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu、2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2两个反应，判断Fe3＋、Fe2Cu2＋的氧化性顺序为（）A．Cu2＋＞Fe2＋＞Fe3＋B．Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋C．Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋D．Fe2＋＞Fe3＋＞Cu2＋15．人体血红蛋白中含有Fe2+，如果误服亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2+转变为Fe3+，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力，服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有（）A．酸性B．碱性C．氧化性D．还原性16．将适量铁粉放入FeCl3溶液完全反应后，溶液中的c(Fe3+)和c(Fe2+)相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为（）A．3：2B．1：2C．1：1D．2：317.下列关于铁的叙述正确的是①铁能被磁铁吸引，但纯铁易锈蚀②在人体的血红蛋白中含有铁元素③铁位于周期表中的第四周期第ⅧB族④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧⑤铁与硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3⑥不能通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3A．①③B．②④C．②⑤D．④⑥18.下列反应后一定有＋3价铁生成的是①过量的Fe与Cl2反应②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸④把Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A．只有①B．只有①②C．只有①②③D．全部19.某学生设计了如图的方法对X盐进行鉴定：由此分析，下列结论中正确的是A．X中一定有Fe3＋B．Z中一定有Fe3＋C．Y为AgI沉淀D．X一定为FeBr2溶液20.在下列所指的各溶液中，分别滴加NH4SCN溶液后，溶液不呈血红色的是A.加入足量镁粉的Fe2(SO4)3溶液B.加入过量铁粉的稀硝酸溶液C.铁丝在足量的氯气中燃烧后，所得产物的溶液D.长期暴露在空气中的绿矾溶液21.将Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是5A．生成白色沉淀B．生成红褐色沉淀C．有气泡产生D．无变化22.下列离子方程式书写正确的是A．向溴化亚铁溶液中通入过量氯气：Fe2++2Br-+2Cl2==Fe3++Br2+4Cl－B．三氯化铁溶液跟过量氨水反应Fe3++3NH3•H2O==Fe(OH)3↓+3NH4+C．硫化亚铁与盐酸反应S2-+2H+==H2S↑D．过量铁粉与稀HNO3反应：Fe+4H＋+NO3－=Fe3＋+NO↑+2H2O23.把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3molNO2和0.2molNO，下列说法正确的是A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶124.将5.32g纯Fe溶于足量稀H2SO4中，在加热条件下用2.53gKNO3去氧化溶液中的Fe2+，充分反应后余下的Fe2+还原0.009molCl2才能完全氧化，则KNO3的还原产物中N的化合价是A．–3B．+4C．+3D．+225.下列反应，其产物的颜色按红色、淡黄色、蓝色顺序排列的是①金属钠在纯氧中燃烧；②FeCl3溶液滴入KSCN溶液；③无水硫酸铜放入医用酒精中。A.②①③B.③②①C.③①②D.①②③26．硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列哪种物质A．锌粉B．镁粉C．铁粉D．铝粉27．国际上推广使用中国铁锅，这是因为铁锅A．是单质B．含碳，属混合物C．化学性质活泼D．易使食物中含人体所需的铁元素28．将氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液，通过一步实验就能加以区别，并只用一种试剂，这种试剂是A．KSCNB．BaCl2C．NaOHD．HCl29．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色D．只需滴加KSCN溶液30.下图中所涉及的A、B、C、D、E和F等都是中学化学教材中常见的物质。反应①②是置换反应，反应①②③均在高温下进行。A在常温下为液态，C有磁性，F既能溶于NaOH又能溶于HCl。⑴A的电子式⑵写出反应①的化学方程式⑶写出