化学高考一轮复习课件第3章第4讲铁及其化合物高中化学课件

第4讲铁及其化合物基础盘点一、铁的化学性质用化学方程式或离子方程式表示下列变化第三章常见的金属及其化合物①______________________②______________________③______________________(1)Fe＋—O2—Cl2—S3Fe＋2O2Fe3O42Fe＋3Cl22FeCl3Fe＋SFeS(2)Fe＋H2O(g)——→④④____________________________________①②③3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2Fe＋4H＋＋===(3)Fe—Fe2＋Fe3＋⑤⑥⑤_______________________________Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑⑥____________________________________________________Fe3＋＋NO↑＋2H2ONO2思考1铁在有关的反应中，其产物价态为什么不同？有什么规律？提示由于铁是变价金属元素，它与氧化性不同的氧化剂反应时，其产物中铁元素的化合价不同：(1)Fe被弱氧化剂如S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化为Fe2＋；(2)Fe被强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4(△)等氧化为Fe3＋。二、铁的重要化合物1．铁的氧化物铁元素的主要化合价为＋2价和＋3价，通常可以形成三种氧化物[氧化铁(Fe2O3)、氧化亚铁(FeO)、四氧化三铁(Fe3O4)]。三种氧化物性质的比较如下表：名称(俗名)氧化亚铁氧化铁()四氧化三铁(_______________)化学式FeOFe2O3Fe3O4铁的化合价＋2＋3＋2()、＋3()颜色_____________________铁红磁性氧化铁黑色红棕色黑色3123溶解性____溶于水，但酸溶液与H＋反应__________________________________________________________________________________________________________与CO反应_____________________________________________________________________________________________________空气中的稳定性，空气中加热，生成Fe3O4___________生成方法2Fe(过量)＋O22FeO(炼钢炉)2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O3Fe＋2O2Fe3O4都不溶于FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OFeO＋COFe＋CO2Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2不稳定稳定稳定2.铁的氢氧化物和盐类(1)用化学方程式或离子方程式表示下列变化Fe(OH)3Fe(OH)2Fe2＋Fe3＋①②③④⑤⑥⑦①________________________________________②________________________________________③________________________________________④________________________________________⑤________________________________________⑥________________________________________⑦________________________________________4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2OFe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋(2)以上反应属于氧化还原反应的是，说明＋2价Fe与＋3价Fe之间在氧化剂、还原剂的作用下可以___________，Fe3＋具有性，Fe2＋具有性。Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的。(3)反应②、④说明Fe(OH)2、Fe(OH)3具有性，能与__反应生成盐和水。(4)反应③、⑤说明了Fe(OH)3、Fe(OH)2的。(5)FeCl2、FeCl3的水溶液显性，说明了Fe2＋、Fe3＋具有_____性。①、⑥、⑦相互转化氧化还原O2氧化生成Fe(OH)3碱酸制备方法水解酸(6)检验溶液中是否会有Fe3＋的方法是：向溶液中加入_______溶液，现象是。(7)Fe(OH)2、Fe(OH)3的颜色分别是、，Fe2＋、Fe3＋在水溶液中的颜色分别是、。KSCN溶液显红色白色红褐色浅绿色棕黄色思考2教材中有关Fe(OH)2的制备方法，实际上只能瞬间观察到白色Fe(OH)2沉淀(几乎分辨不出来)。为什么不容易观察到白色的Fe(OH)2沉淀呢？可采取哪些措施使Fe(OH)2沉淀能够维持较长时间不被氧化呢？提示Fe(OH)2极易被氧化，转化为Fe(OH)3。要想长时间观察到白色沉淀的生成，关键是降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量。就教材中的实验来说，常采用的方法有：(1)采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；(2)将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解在蒸馏水中的氧气)；(3)将碱直接加到亚铁盐溶液的底部(使Fe(OH)2与空气隔离)；(4)在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小，而又不溶于水的有机溶剂)。考点精讲考点一Fe3＋的检验1．如何证明一瓶FeSO4溶液是否变质？提示用洁净的试管取少量(1～2mL)的样品溶液，向其中滴入KSCN溶液(或NH4SCN溶液)1～2滴，若溶液立即显红色证明该溶液已被氧化变质。2．用NaOH溶液和苯酚溶液是否能证明题1?提示NaOH不能证明，因为OH－与Fe2＋反应生成的Fe(OH)2能够迅速被氧化为Fe(OH)3，不易观察现象。苯酚溶液能证明，因为Fe3＋与苯酚发生显色反应。3．有两瓶显黄色的溶液，它们分别是溴水和FeCl3溶液。(1)如何鉴别它们？(至少说出两种方案)(2)用铁片(或铁粉)能否鉴别？提示①用KSCN溶液或苯酚溶液②用NaOH或其它碱溶液③用AgNO3溶液④用铜片⑤用苯或CCl4提示不能，因为二者均与Fe反应生成Fe2＋。例1要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行如下实验操作时，最佳顺序为()①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③B．③②C．③①D．①②③解析在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以这儿不用KMnO4溶液。答案C规律总结Fe2＋和Fe3＋的检验方法(1)直接观察颜色：Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe3＋的溶液呈棕黄色。(2)Fe2＋溶液Fe3＋溶液KSCN溶液或NH4SCN溶液有关离子反应方程式：Fe3＋＋SCN－===[Fe(SCN)]2＋(3)利用其化合物沉淀的颜色：Fe2＋溶液Fe3＋溶液OH－溶液有关反应的方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓溶液不呈红色溶液呈红色Fe2＋Fe3＋Fe2＋白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色Fe3＋产生红褐色沉淀(4)利用Fe3＋的氧化性：①Fe2＋溶液Fe3＋溶液Cu片无明显现象铜片被腐蚀，溶液变为蓝色Fe2＋Fe3＋有关离子反应方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋②Fe2＋溶液Fe3＋溶液KI-淀粉试纸试纸不变蓝试纸变蓝Fe2＋Fe3＋有关离子反应方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(5)利用Fe2＋的还原性：①Fe2＋溶液Fe3＋溶液KMnO4溶液(酸性)KMnO4溶液紫色褪去KMnO4溶液不褪色Fe2＋Fe3＋有关离子反应方程式：5Fe2＋＋MnO－4＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O②Fe2＋溶液Fe3＋溶液溴水溴水褪色溴水不褪色Fe2＋Fe3＋有关离子反应方程式：2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－即时巩固1将几滴KSCN(SCN－是“类卤离子”)溶液加入酸性的含有Fe3＋的溶液中，溶液变成红色，将该红色溶液分为两份，①一份中加入适量KMnO4溶液，红色褪去；②向另一份中通入SO2，红色也褪去。下列说法不正确的是()A．①红色褪去的原因是KMnO4将SCN－氧化，使Fe(SCN)3消失B．②红色褪去的原因是SO2将Fe3＋还原为Fe2＋C．②红色褪去的原因是SO2将SCN－还原D．SCN－在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为(SCN)2解析由于SCN－是“类卤离子”，与卤素离子性质相似，可以被KMnO4(H＋)氧化为(SCN)2，而使红色消失。Fe3＋具有氧化性，可被SO2还原为Fe2＋，也可使红色消失。综上分析可知C项错误。答案C考点二FeSO4、FeCl3的制备与实验方案的设计与评价1．在制备FeSO4溶液时通常采用的方法有哪些？如何配制？提示(1)用FeSO4·7H2O制备，先在烧杯中加入少量稀硫酸然后加入适量的FeSO4·7H2O晶体，然后加水溶解。(2)用稀H2SO4与Fe反应制备。2．实验室保存FeSO4需采取什么措施？为什么？提示酸要过量，以防止Fe2＋水解，在溶液中加入铁钉以防止Fe2＋被氧化。3．如何制备FeCl3溶液和FeCl3晶体？提示由于Fe3＋水解能力较强，当pH4时，Fe3＋即可形成Fe(OH)3沉淀。在配制FeCl3溶液时，应先将固体盐溶于少量相应的酸中抑制Fe3＋水解，再加水稀释至所需浓度。在制FeCl3固体时，加热浓缩FeCl3稀溶液时应在HCl氛围中进行。例2某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。(图中夹持及尾气处理装置均已略去)(1)装置B中发生反应的化学方程式是__________。(2)装置E中的现象是__________________。(3)停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe3＋的操作方法：______________________________________。(4)该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体，设计流程如下：滤液——→Cl2ⅠFeCl3溶液FeCl3·6H2O晶体①步骤Ⅰ中通入Cl2的作用是____________________。②步骤Ⅱ从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括：____________________________。③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是(结合离子方程式简要说明)______________________。Ⅱ解析装置中各部分的作用及可能发生的反应：A．产生水蒸气，碎瓷片起防止暴沸的作用；B．水蒸气在高温下与Fe反应，3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2；C．缓冲、冷却气流，使气体中的H2O部分冷凝；D．干燥生成的H2；E．H2在加热条件下还原CuO，H2＋CuOCu＋H2O；Fe3O4溶于盐酸：Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，其中Fe3＋能和SCN－反应，生成红色溶液：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。在溶液中通入Cl2能将Fe2＋转变成Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。答案(1)3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2(2)黑色固体变红，右端管壁有液珠(3)取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色(