（北京专用）2020届高考化学一轮复习 专题六 铁及其化合物课件

专题六铁及其化合物高考化学(北京专用)五年高考A组自主命题·北京卷题组考点铁及其化合物1.(2014北京理综,11,6分)用右图装置(夹持、加热装置已略)进行实验,由②中现象,不能证实①中反应发生的是 ()答案AA项,肥皂水冒泡,不能证明产生了H2,也可能是气体受热膨胀所致,故选A;B项,产生的NH3溶于水呈碱性,可使酚酞变红;C项,NaHCO3固体受热分解产生的CO2气体可使澄清石灰水变浑浊;D项,石蜡油在碎瓷片的催化下发生分解,产生的烯烃可使Br2的CCl4溶液褪色。易错警示肥皂水冒泡说明有气体逸出,但不一定是反应生成了气体,也可能是装置内的气体受热膨胀所致。思路分析酚酞溶液变红说明有碱性气体产生;澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳产生;溴的四氯化碳溶液褪色说明有不饱和烃产生。2.(2017北京理综,28,16分)某小组在验证反应“Fe+2Ag+ Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。(1)检验产物①取出少量黑色固体,洗涤后,(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有。(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)②对Fe3+产生的原因作出如下假设:假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;假设b:空气中存在O2,由于(用离子方程式表示),可产生Fe3+;假设c:酸性溶液中的N 具有氧化性,可产生Fe3+;假设d:根据现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。实验Ⅰ:向硝酸酸化的溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。实验Ⅱ:装置如下图。其中甲溶液是,操作及现象是。3O序号取样时间/min现象ⅰ3产生大量白色沉淀;溶液呈红色ⅱ30产生白色沉淀,较3min时量少;溶液红色较3min时加深ⅲ120产生白色沉淀,较30min时量少;溶液红色较30min时变浅 (3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:。答案(1)①加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀②Fe2+(2)2Fe3++Fe 3Fe2+②4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O加入KSCN溶液后产生白色沉淀③0.05mol·L-1NaNO3FeSO4溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深(3)溶液中存在反应:①2Ag++Fe Fe2++2Ag,②Ag++Fe2+ Fe3++Ag,③Fe+2Fe3+ 3Fe2+。反应开始时,c(Ag+)大,以反应①、②为主,c(Fe3+)增大。约30min后,c(Ag+)小,以反应③为主,c(Fe3+)减小解析(1)①烧杯底部的黑色固体中含有银和过量的铁,要证明Ag的存在,可加硝酸并加热将固体溶解,然后用盐酸来检验Ag+的存在。(2)③要证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因,需将原实验中的溶液换成c(H+)、c(N )分别相同,但不含Ag+的溶液,可选用硝酸酸化的0.05mol·L-1NaNO3溶液(pH≈2),通过向上层清液中滴加KSCN溶液后的现象差异进行验证。实验Ⅱ中甲溶液是FeSO4溶液,电极反应为:负极Fe2+-e- Fe3+,正极Ag++e- Ag。一段时间后检验Fe3+的存在及浓度,即可得出Ag+能将Fe2+氧化成Fe3+的结论。3O破定止惯思维定式在解题时危害很大,学习时我们能够接触到Fe3++Ag Fe2++Ag+,所以就产生了Ag+不能氧化Fe2+的思维定式,从而影响该题的解答。3.(2013北京理综,27,12分)用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品。(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是。(2)将Mn 氧化Fe2+的离子方程式补充完整:1Mn + Fe2++  1Mn2++ Fe3++ 4O4O　　　　注:金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:。(4)已知:一定条件下,Mn 可与Mn2+反应生成MnO2。①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是。②Ⅳ中加入MnSO4的目的是。4OAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8答案(1)Al2O3+6H+ 2Al3++3H2O(2)58H+54H2O(3)pH约为3时,Fe2+和Al3+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀(4)①生成黄绿色气体②除去过量的Mn 4O(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH解析(2)由得失电子守恒知Fe2+和Mn 的化学计量数之比为5∶1,再由电荷守恒可知左边还应填8H+,由原子守恒推出右边还应填4H2O。(3)滤液中含有Fe2+、Fe3+、Al3+、H+、S ,由生成氢氧化物沉淀的pH可知,要使Fe2+和Fe3+完全沉淀而Al3+不生成Al(OH)3沉淀,应将Fe2+氧化为Fe3+,且控制pH在2.8~3.4之间。(4)①MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,Cl2是一种黄绿色气体。②由题干提供的信息可得出加入MnSO4的目的是除去溶液中过量的Mn :2Mn +3Mn2++2H2O 5MnO2↓+4H+。4O24O4O4O审题技巧仔细阅读实验流程,明确各步操作的原理或目的,根据题目要求作答。思路分析(3)分析生成氢氧化物沉淀的pH可知,调节pH约为3时,Fe3+可以形成氢氧化物沉淀,而Fe2+和Al3+不能形成氢氧化物沉淀,故将Fe2+氧化为Fe3+,可以使铁完全沉淀而除去。评析本题考查了元素及其化合物、氧化还原反应方程式的配平等知识。重点考查考生综合分析问题的能力。考生不能准确应用(3)中的信息解释步骤Ⅱ的目的是本题的失分点。难度中等。1.(2019天津理综,3,6分)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是 ()A.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2B.铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业C.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良D.无水CoCl2呈蓝色,吸水会变为粉红色,可用于判断变色硅胶是否吸水考点铁及其化合物B组统一命题、省（区、市）卷题组答案C本题涉及的考点有铁、氯、钠及其化合物的性质,合金的性质与应用。考查学生对元素化合物基础知识的整合能力,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。A项,溶液中发生反应:2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe 3Fe2+,将废铁屑加入FeCl2溶液中可以除去工业废气中的Cl2,故正确;B项,铝、锂均为轻金属,铝中添加适量锂可以制得低密度、高强度的铝合金,故正确;C项,Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH,施加熟石灰生成了烧碱NaOH,碱性增强,不利于作物生长,故错误;D项,无水CoCl2吸水的现象(蓝色变粉红色)明显,可用于判断变色硅胶是否吸水,故正确。易错提醒C选项中,熟石灰虽然可以与Na2CO3反应,但反应后会生成碱性更强的烧碱,适得其反。解题时务必考虑周到,思维缜密。2.(2016课标Ⅲ,7,6分)化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是 ()化学性质实际应用A.Al2(SO4)3和小苏打反应泡沫灭火器灭火B.铁比铜金属性强FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板C.次氯酸盐具有氧化性漂白粉漂白织物D.HF与SiO2反应氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记答案BFeCl3与Cu的反应为2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2,不能用来比较铁与铜的金属性强弱,故错误。思路分析比较金属性强弱可以采用金属与盐溶液间的置换反应。易错警示FeCl3溶液与铜发生反应:2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2,常用于刻制印刷电路板,不能用于比较铁和铜的金属性强弱。3.(2019课标Ⅰ,27,15分)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下: 回答下列问题:(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是。(2)步骤②需要加热的目的是,温度保持80~95℃,采用的合适加热方式是。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为(填标号)。 (3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是。分批加入H2O2,同时为了,溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为。答案(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴C(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质防止Fe3+水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O解析本题涉及的考点有铁及其化合物、氧化还原反应和工艺流程等;考查了学生将实际问题分解,通过运用相关知识分析和解决化学问题的能力,体现了科学态度与社会责任的学科核心素养,以及关注社会发展的价值观念。(1)用热纯碱溶液洗去铁屑表面的油污后,再用水洗涤铁屑表面附着物。(2)加热可以加快化学反应速率,进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度在80~95℃,可采取水浴加热方式。铁屑中硫化物与稀H2SO4反应生成酸性气体H2S,可用碱液吸收,并用倒扣漏斗,既能充分吸收又能防止倒吸。(3)步骤③利用H2O2的强氧化性将Fe2+全部氧化为Fe3+。为防止Fe3+水解,需控制溶液的pH小于0.5。(4)从溶液中得到产品硫酸铁铵晶体,先加热浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥即可。(5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1mol,加热到150℃,失去1.5mol(即27g)水,质量减轻5.6%,则硫酸铁铵晶体的相对分子质量为 ≈482,NH4Fe(SO4)2的相对分子质量为266,则剩余部分为水, =12,故硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。275.6%482266184.(2019江苏单科,18,12分)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在约70℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式为;水解聚合反应会导致溶液的pH。(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000g,置于250mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。用5.000×10-2mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2 与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00mL。①上述实验中若不除去过量的Sn2+,样