高二化学铁和铁的化合物人教版知识精讲

学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网高二化学铁和铁的化合物人教版【同步教育信息】一.本周教学内容：铁和铁的化合物二.重点、难点1.掌握铁的化学性质，理解铁盐和亚铁盐的相互转变。2.了解铁的氧化物和氢氧化物。3.掌握铁离子的检验方法。了解过渡元素在周期表中的位置，过渡元素的结构、重要物理性质及其主要用途。4.本节知识的学习重点是：铁的化学性质；Fe3+和Fe2+之间的转化、即Fe3+的氧化性、Fe2+的还原性；Fe3+的检验。这也是高考中反复考的知识点。5.本节知识学习的难点是二价铁和三价铁的相互转化，为突破难点，学习者应仔细观察演示实验或学生实验的现象、先有感性认识，然后用氧化还原反应的观点理解转化的实质，用离子方程式表示转化的过程。三.具体内容第二节铁和铁的化合物（一）铁的单质1.物理性质：铁与其他金属一样，具有金属的通性。纯铁为银白色，质软，重金属。铁位于第四周期第Ⅷ族，是过渡金属，有4个电子层，最外层有2个电子，从它的结构可以看出，铁容易失去最外层的2个电子，同时次外层的1个电子也经常参加反应，因此具有还原性：22FeeFe33FeeFe2.化学性质：（1）与非金属反应①O2：3Fe＋2O2=Fe3O4②Cl2：2Fe＋3Cl2点燃2FeCl3③S：FeSSFe（2）铁与水的反应3Fe＋4H2O高温Fe3O4＋4H2↑，H2O为氧化剂（3）铁与酸的反应Fe＋2H+==Fe2＋＋H2↑（4）铁与盐的反应Fe＋Cu2＋==Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋==3Fe2＋（二）铁的重要化合物1.铁的氧化物（1）不溶于水，不与水反应（2）与酸反应2.铁的氢氧化物33)(3OHFeOHFe（红褐色）学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网22)(2OHFeOHFe（白色）3222)(42)(4OHFeOHOOHFe3.铁化合物和亚铁化合物的相互转换（三）Fe3＋的检验33)(3SCNFeSCNFe（血红色）2FeCl2＋Cl2====2FeCl32FeCl3＋Fe=====3FeCl2【典型例题】[例1]将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是（）A.2:3B.3:2C.1:2D.1:1答案：A解析：Fe3+有较强的氧化性，与Fe反应如下：2Fe3++Fe=3Fe2+，由题意：)()(23FecFec，而要生成3molFe2+需消耗2molFe3+，显然n（反应Fe3+）:n（未反应Fe3+）=2:3[例2]将括号内的气体通入对应的溶液（或水中），气体只作氧化剂，反应后得一种澄清溶液的是（）A.氢氧化钠溶液（二氧化硫）B.氢硫酸（二氧化硫）C.水（二氧化氮）D.硫酸亚铁溶液（氯气）答案：D解析：A中SO2只作一般的反应物；B中溶液会浑浊；C中气体既作氧化剂又作还原剂。D中氯气只作氧化剂，且反应后溶液澄清。[例3]在通常情况下，铁与下列物质不反应的是（）A.水B.浓硫酸C.浓硝酸D.硫酸铜溶液答案：A解析：铁与水的反应条件是赤热的铁与水蒸气反应，而通常情况下不反应。2432443HOFeOHFe高温冷的浓硝酸、浓硫酸与铁反应生成致密的氧化物薄膜，可使铁表面钝化。硫酸铜和铁发生置换反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu[例4]A、B、C是中学常见的三种物质，它们之间存在如下转化关系，则A是（）A.CuB.FeC.AlD.Fe2O3答案：B解析：（1）H2与Cl2化合的产物溶于水所得的D应为盐酸。Cu与盐酸不反应，Fe2O3与Cl2不反应，此两种物质可先否掉。学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网（2）A既可与盐酸反应又可与氯气反应，而且与盐酸反应生成的氯化物又可被氯气氧化成高价的氯化物，只有Fe符合题意。[例5]能与Fe3+反应，又能证明Fe3+具有氧化性的微粒是（）①SCN②Fe③Fe2+④Cu⑤H2S⑥OHA.④⑤⑥B.①②③C.①③⑥D.②④⑤答案：D解析：此题的答案要符合两个条件：一是能与Fe3+反应；二是要发生氧化还原反应，微粒能失电子使Fe3+被还原。SCN能与Fe3+反应：33)(SCNFeSCNFe生成血红色溶液；Fe与Fe3+发生的是氧化还原反应Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe2+与Fe3+之间无中间价态不反应；Cu与Fe3+发生的是氧化还原反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；H2S与Fe3+发生的是氧化还原反应2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；OH与Fe3+发生的不是氧化还原反应33)(3OHFeOHFe。[例6]把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中，充分反应后，溶液中大量存在的金属阳离子是（）A.只有Fe2+B.只有Fe3+C.有Fe2+和Cu2+D.有Fe3+和Cu2+答案：A解析：在热的浓HNO3中加铁、铜分别生成Fe3+、Cu2+，过量的铁与Fe3+、Cu2+反应生成Fe2+和Cu。OHNONOFeHNOFe2233333)()(6浓OHNONOCuHNOCu2223322)()(4浓Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+Cu2+=Fe2++Cu所以充分反应后溶液中大量存在的金属阳离子是Fe2+[例7]根据图中现象和转化推断A、B、C、D、E、F、G各是什么物质？写出①②反应的离子方程式，③④反应的化学方程式。答案：A：FeSB：H2SC：FeSO4D：CuSE：Na2SO4F：3)(OHFeG：S反应的化学方程式：①FeS+2H+=Fe2++H2S↑学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网②H2S+Cu2+=CuS↓+2H+③3222)(42)(4OHFeOHOOHFe④42434222)(SOHSFeSOSOFeSH解析：此题通过框图表示实验的过程和现象，我们首先要抓变化中的特殊现象去分析推断。关键突破口是白色沉淀在空气中放置发生的变化，可知白色沉淀是2)(OHFe，因此F是3)(OHFe。而C生成2)(OHFe，则C溶液含Fe2+，可知A是Fe或铁的化合物。若A是铁则B是H2，但H2不能与CuSO4溶液生成黑色沉淀，所以A不是铁，确定A是铁的化合物；而D只能是CuS，则A是FeS。进一步证实A是FeS的反应是：B与342)(SOFe溶液反应有黄色沉淀生成42434222)(SOHSFeSOSOFeSH，根据E与BaCl2溶液反应生成不溶于HCl的白色沉淀和溶液焰色反应为黄色，则E为Na2SO4溶液。[例8]40g铁粉投入到500g稀HNO3中，若两物质恰好完全反应（HNO3的还原产物为NO），求此稀HNO3的溶质质量分数和生成的气体在标准状况下的体积？答案：见解析解析：有三种不同情况：（1）若生成物全部为Fe3+；（2）若生成物全部为Fe2+；（3）若生成物为Fe3+与Fe2+共存的混合物。解：（1）若生成物全部为Fe3+时情况：设用去HNO3的质量为x。OHNONOFeHNOFe23332)(4g56g634L4.22g40XV1解得：gx180硝酸溶液的溶质的质量分数：%36%100500180生成NO体积；V1=16L（2）全部是Fe2+时情况：设用去HNO3的质量为Y。OHNONOFeHNOFe223342)(383g563g638L4.222g40YV2解得：gY120硝酸溶液的溶质的质量分数：%24%100500120生成NO体积V2=10.67L（3）若Fe3+与Fe2+共存：则放出的气体体积为10.67L＜V＜16L。硝酸溶液溶质的质量分数在24％——36％之间。【模拟试题】1.下列关于铁的叙述正确的是（）A.铁是第Ⅷ主族元素B.铁的原子序数是28C.铁是过渡元素D.铁位于第四周期第Ⅷ族2.下列关于铁的性质的叙述正确的是（）A.铁在氯气中燃烧生成FeCl2B.2342423)(32HSOFeSOHFeC.铁粉和硫粉混合加热生成硫化亚铁D.铁与水在高温下生成氢气学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网下列物质中，既可作氧化剂，又可作还原剂的是（）A.FeSO4B.FeC.F2D.HCl4.不能由单质直接化合而得到的化合物是（）A.FeCl2B.Al2S3C.CuCl2D.Mg3N25.已知：①2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl；②2FeCl2+Cl2=2FeCl3判断下列物质的氧化能力由大到小的顺序是（）A.Fe3+＞Cl2＞I2B.Cl2＞Fe3+＞I2C.I2＞Cl2＞Fe3+D.Cl2＞I2＞Fe3+6.为了除去FeSO4溶液中的342)(SOFe和CuSO4最好选用（）A.烧碱溶液B.浓氨水C.镁粉D.铁粉7.实验室制取FeSO4溶液应采用的方法是（）A.Fe粉溶解在过量的稀硫酸中B.FeO溶解在过量的稀硫酸中C.在浓硫酸中投入过量的铁屑D.在稀硫酸中投入过量的铁粉8.500mL1mol/LFeCl3溶液，加入铁粉至还原完全，除去多余铁粉后加足量NaOH溶液，所得沉淀物的物质的量为（）A.0.5molB.1molC.0.75molD.不能确定9.某溶液由相同物质的量的CuCl2、FeCl2、AlCl3混合而成，向该溶液中加入铁粉，充分搅拌后振荡，铁粉仍有剩余，则溶液中存在较多的阳离子是（）A.Fe3+、Cu2+B.Fe2+、Fe3+C.Fe3+、Al3+D.Fe2+、Al3+10.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中，错误的是（）A.2Fe的水溶液为黄色B.Fe3+的水溶液为黄色C.Fe2+既有氧化性，又有还原性D.Fe3+溶液中滴入含SCN的溶液，立即出现血红色沉淀11.下列试剂不可能将Fe3+转化成Fe2+的是（）A.Fe粉B.NH3·H2OC.H2SD.Cu12.下列离子方程式错误的是（）A.溴化亚铁溶液中通Cl22222BrClClBrB.嗅化亚铁溶液中通足量的Cl2ClBrFeClBrFe643242322C.铜片放入FeCl3溶液中2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应33)(3OHFeOHFe13.现有化学方程式为：aFeCl2+bKNO3+cHCl=dFeCl3+eKCl+fx+yH2O，若b=1，d=3，则x的化学式为（）A.N2B.NOC.NO2D.NH4Cl14.下列各组离子在溶液中不能同时大量共存的（）学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网Cl、Cu2+、Al3+、3NOB.Fe2+、Cl、H+、3NOC.Mg2+、Cl、H+、3NOD.3Fe、3NO、K+、I15.2.8gCO在高温下与5.8g某种铁的氧化物完全反应，这种氧化物是（）A.Fe3O4B.Fe2O3C.FeOD.Fe3O4和Fe2O3的混合物16.纯净的铁是光亮的______金属，抗腐蚀能力_______。但通常用的铁因含其它元素，使其熔点______，抗腐蚀能力______。铁有延展性、导热性，还有______性，在磁场的作用下，铁也可以产生______性，铁在一定条件下与______、______、______、______和______发生反应。17.