铁及其化合物(讲义)

铁及其化合物（讲义）教学重点与难点：重点：Fe2+、Fe3+的相互转化；Fe2+、Fe3+的检验难点：Fe2+、Fe3+的相互转化一、知识点睛1.铁（1）与非金属反应3Fe+2O2=Fe2O3（铁红、铁锈）3Fe+2O2Fe3O4（磁性氧化铁）2Fe+3Cl22FeCl3（2）与水反应3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2（3）与酸反应①与非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2++H2↑②与氧化性酸：Fe+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O③在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化（4）与盐反应Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2Fe3+=3Fe2+2.铁的氧化物铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4色态黑色粉末黑色固体:Z§xx§k.Com]红棕色固体俗名无铁红、铁锈磁性氧化铁铁的化合价[来源:Z#xx#k.Com]Fe2+Fe3+Fe2+、Fe3+溶解性难溶于水难溶于水难溶于水与酸反应FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O【注意】（1）Fe3O4有固定的组成，属于纯净物，由于其与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故不属于碱性氧化物；（2）Fe3O4可看成FeO.Fe2O3,所以书写Fe3O4与HCl反应看成FeO和Fe2O3分别于盐酸反应，然后相加；3.铁的氢氧化物【注意】制备Fe(OH)2的常用方法⑴制备原理：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓⑵成功关键：溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质在制备过程中要保证生成的Fe(OH)2在密闭隔绝空气体系中⑶常用方法法一：有机覆盖层法法二：还原气体保护法3.Fe3和Fe2的检验对于同一元素而言，一般地，最高价态只表现____性，最低价态只表现______性，而中间价态在一定条件下既可表现氧化性又可表现还原性。（1）Fe3的检验①滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀。②加硫氰化钾——KSCN溶液，溶液显红色：Fe3+3SCN―=Fe(SCN)3（2）Fe2的检验①滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。②加KSCN溶液，不显红色，再滴加新制氯水，显红色。铁的氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质白色固体，不溶于水红褐色固体，不溶于水化学性质Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3+2H+=Fe3++2H2O2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制法可溶性碱与亚铁盐反应Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe2++2NH3H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+可溶性碱与铁盐反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Fe3++3NH3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+2Fe2+Cl2=2Fe3+2ClFe3+3SCN=Fe(SCN)3（溶液显红色）③加铁氰化钾——K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀。4.铁及其化合物的转化关系①铁三角②应用实例-除杂方法主要物质杂质除杂方法Fe2Fe3加入铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2Cu2+加入铁粉后过滤Fe2Al加过量强碱后过滤Fe2O3Al2O3、SiO2加过量强碱后过滤【练一练】二、精讲精练1.下列物质能使铁溶解又不析出固体和放出气体的是（）A．稀H2SO4B．浓HNO3C．AgNO3溶液D．Fe2(SO4)3溶液2.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（）A．铁和氯气在点燃条件反应可得到氯化亚铁B．铁与水蒸气在加热下的反应产物为Fe2O3和H2C．氧化亚铁加入硝酸中可得到硝酸亚铁D．氧化亚铁和氧化铁都是难溶于水的碱性氧化物[来源:学+科+网Z+X+X+K]3.下列有关氢氧化亚铁及其制备方法的叙述错误的是（）A．氢氧化亚铁易被空气氧化B．氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀C．可利用如图所示装置，制备氢氧化亚铁D．实验制备中，氢氧化钠溶液应预先煮沸4.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（）A．Fe和氯气或盐酸反应的共同产物是FeCl2B．Fe和氧气或水反应的共同产物是Fe3O4C．Fe2O3不可与水反应生成Fe(OH)3，所以Fe2O3不是碱性氧化物D．在空气中加热Fe(OH)2可得FeO实验内容化学反应结论铁与稀盐酸、氯气反应FeCl2与氯水反应FeCl2与锌反应FeCl3与锌、铁、铜反应5.将铁片放入下列各溶液中，反应后溶液质量增加，但无气体产生的是（）A．CuCl2溶液B．AgNO3溶液C．Fe2(SO4)3溶液D．稀硫酸6.为防止FeCl2溶液长期放置而被氧化变质，可向溶液中加入一定量的（）A．铁粉B．锌粉C．铜粉D．氯化铁7.向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后烧杯中有金属剩余，下列分析正确的是（）①剩余金属只有Fe②剩余金属一定有Cu③反应后的溶液中一定有FeCl2④反应后的溶液中可能有FeCl3A．①③B．②④C．②③D．只有③8.在含有Fe3+、Fe2+、Cu2+的溶液中加入铁粉，充分反应后，固体残渣用盐酸处理有气体放出，则与铁粉反应后的溶液中离子最多的是（）A．Fe3+B．Fe2+C．Cu2+D．H+[来源:学&科&网]9.为了使FeCl2氧化成FeCl3且不引杂，应向溶液中加入（）A．氯水B．HNO3C．KMnO4D．Na2O210.能与Fe3+反应，且能够证明Fe3+具有氧化性的物质是（）①KSCN②Fe③FeCl2④Cu⑤NaOHA．④⑤B．②③C．①③D．②④11.现向一支装有FeCl2溶液的试管中滴加NaOH溶液，可观察到的现象是_______________________________________________________________________，有关的化学方程式为__________________________________________________。12.为了检验某未知溶液是否是FeCl2溶液，某同学设计了以下实验方案加以证明。方案：向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气，再滴加KSCN溶液，溶液呈现红色，证明该未知溶液是FeCl2溶液。你认为此方案是否合理______（填“合理”或“不合理”），若不合理，要检验Fe2+应如何操作______________________________________________________________________（若填“合理”，则此空不答）。13.在下列各物质的转化关系中，A、B、D是单质，其中A、B是常见的两种气体，D是一种常见的金属，其他物质均为化合物，H是一种沉淀（部分生成物已略去）。请回答：（1）A、B、F的化学式分别为______、______、_______。（2）C溶液与D反应的离子方程式为_________________。（3）GH的化学方程式为____________________________。14.已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。下列物质反应后一定有+3价铁生成的是（）①过量的Fe与Cl2反应②Fe与过量稀硫酸反应，再向其中加KNO3③FeCl2溶液中通入少量Cl2④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A．只有①B．只有①③C．只有①②③D．全部15.为了除去FeSO4中的Fe2(SO4)3和CuSO4，可选用（）A．镁B．氢氧化钠C．氯水D．铁16.向盛有FeCl3溶液的烧杯中加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列情况不可能的是（）A．烧杯中有铜无铁B．烧杯中有铁无铜C．烧杯中铜、铁均有D．烧杯中铜、铁均无17.将适量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3和Fe2+的浓度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+物质的量之比是。18.电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。（1）请用离子方程式表示用该方法制造电路板的原理：_______________________________；若反应过程中有2mol电子发生转移，会有______g铜溶解。（2）某工程师为了从使用过的腐蚀废液（不含FeCl3）中回收铜，并重新获得纯净的FeCl3溶液，采用下列步骤：请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：①_________②_________③_________④_________⑤_________⑥_________19.下列说法正确的是（）A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+B．向某溶液中滴入KSCN溶液呈无色，说明含Fe2+C．向某溶液中加入氯水，然后再加入KSCN溶液呈红色，说明含Fe2+D．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明含Fe3+20.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，最佳顺序是（）①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．③①B．③②C．①③D．①②③21.将1.12g铁粉加入到25mL2mol·L1的氯化铁溶液中，完全反应后，其结果是（）A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl浓度保持不变B．往溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变红C．溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6:1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:12.铁的氢氧化物铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4[来源:学&科&网]色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的化合价+2+3+2、+3与非氧化性酸的反应FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O——与氧化性酸的反应3FeO+10HNO3（稀）=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O同上——铁的氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色沉淀红褐色沉淀与酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O制法Fe2++2OH=Fe(OH)2↓Fe3++3OH=Fe(OH)3↓其他4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3+3H2O实验内容化学反应结论铁与稀盐酸、氯气的反应Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+3Cl22FeCl3Fe具有还原性FeCl2与氯水的反应2Fe2+Cl2=2Fe3+2ClFe2+具有还原性FeCl2与锌的反应Zn+Fe2+=Fe+Zn2+Fe2+具有氧化性FeCl3与锌、铁、铜的反应2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+Fe+2Fe3+=3Fe2+2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+Fe3+具有氧化性