(课件)第8讲 铁及其化合物高一化学同步课件+练习

二、铁的重要化合物 1.铁的氧化物
2.铁的氢氧化物
3.亚铁盐和铁盐
(1)亚铁盐
含有Fe2+的溶液呈浅绿色,Fe2+既有氧化性,又有还原性,Fe2+与Zn、Cl2反
应的离子方程式分别为Zn+Fe2+
Zn2++Fe,⑥ 2Fe2++Cl2
2Fe3++
2Cl- 。
(2)铁盐
a.氧化性
含有Fe3+的溶液呈⑦ 棕黄 色,Fe3+具有氧化性,Fe3+与Fe、Cu反应的离
2Fe3++S2-
2Fe2++S↓
2Fe3++Cu
2Fe2++Cu2+
2Fe3++Fe
3Fe2+
2Fe3++2I(6)Fe2+
2Fe2++I2 Fe
亚铁化合物与比较活泼的金属(如Al、Zn)、CO、H2、C等反应。
FeCl2+Zn ZnCl2+Fe
FeO+H2 Fe+H2O 2.“铁三角”的应用
(1)判断离子共存
3Fe3++NO↑+2H2O
可通过较强还原剂实现,如Al、CO、H2等。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3 (4)Fe Fe3+ 铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3)在一定条件下反应可实现该转化。
2Fe+3Cl2 2FeCl3
(5)Fe3+
Fe2+
铁盐溶液与某些还原剂(如Fe、Cu、I-、S2-等)反应。
(4)Fe与Cl2在点燃条件下反应,Cl2过量时生成FeCl3,Fe过量时生成FeCl2
(✕ )
(5)Fe与稀HNO3反应,无论生成Fe(NO3)3、Fe(NO3)2,还是二者的混合物,
1
被还原的HNO3总是占参与反应的HNO3的 4
(√ )
(6)将水蒸气通过灼热的铁粉,铁与水在高温下反应,粉末变红 ( ✕ )
子方程式分别为2Fe3++Fe
3Fe2+,2Fe3++Cu
2Fe2++Cu2+。
b.特性
含有Fe3+的溶液遇到KSCN溶液时变成⑧ 红 色。
自测3 判断正误,正确的划“√”,错误的划“✕”。
(1)磁性氧化铁溶于稀硝酸:3Fe2++4H++NO3
3Fe3++NO↑+2H2O (✕ )
(2)因为Fe3+具有氧化性,所以可以用KSCN溶液鉴别Fe3+ ( ✕ )
考点二 Fe2+与Fe3+的检验
1.直接观察颜色 含Fe2+的溶液呈浅绿色,含Fe3+的溶液呈棕黄色。 2.利用显色反应 (1)
(2)
(3)
3.利用生成的氢氧化物沉淀的颜色
4.利用Fe3+的氧化性 (1) (2) (3)
5.利用Fe2+的还原性 (1) (2)
典例2 (2017北京海淀二模,12)向FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,测定混 合后溶液pH随混合前溶液中c(SO32 )/c(Fe3+)变化的曲线如下图所示。
(7)1 mol Cl2和Fe反应生成FeCl3转移电子数为3NA (✕ )
自测2 铁元素是典型的变价金属元素,它在化合物中主要表现为+2价 和+3价,请归纳总结: (1)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成+2价? (2)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成+3价?
答案 (1)Fe Fe2+:铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)、非氧 化性酸(如盐酸、稀硫酸)和不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应,都 可实现这种转化。例如:Fe+S FeS、2H++Fe Fe2++H2↑、Cu2++ Fe Fe2++Cu。 (2)Fe Fe3+:铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3)在一定条件下反应可实现 这种转化。例如:2Fe+3Cl2 2FeCl3、Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)3+ NO↑+2H2O。
(4)物质制备
特别提示 Fe2+具有较强的还原性;Fe3+水解能力强,pH>3.7时,Fe3+几乎 完全水解生成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2+杂质,一般先向 溶液中加入氧化剂(如H2O2),将Fe2+氧化为Fe3+,然后加碱或盐调节pH,使 Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。
1-2 用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,向所得的溶液中加入铁粉。
对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是 ( C )
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+ B.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出 C.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+ D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出
答案 C A项,无固体剩余,说明铜全部以铜离子形式存在,加入的铁粉 没有与Cu2+反应,全部与Fe3+反应,溶液中一定含有Fe2+,可能含有Fe3+;B项, 若溶液中有Cu2+,加入的铁粉不足,可能只与Fe3+反应,也可能与Fe3+反应 后剩余的铁粉与部分Cu2+反应生成铜,所以可能有固体析出;C项,若有固 体存在,固体中一定有铜,可能有铁,溶液中一定含有Fe2+;D项,当加入的 铁粉较少,只发生反应Fe+2Fe3+ 3Fe2+时,不会有铜析出。
①Fe2+
NO3 (H+)、ClO-、MnO4 (H+)(因氧化还原反应)。
②Fe3+
S2-、I-、SO32 、HS-(因氧化还原反应)。
③Fe2+、Fe3+
HC
O3
、C
O32
、Al
O
2
等(因双水解反应)。
(2)除杂(括号中为杂质)
①Fe2+(Fe3+):加过量铁粉,过滤。 ②FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2溶液。 ③FeCl2(CuCl2):加过量铁粉,过滤。 ④Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2):加过量强碱溶液,过滤。 ⑤Cu2+(Fe3+):加CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调节pH至3.7左右。 (3)盐溶液的保存
为SO24,SO
2 4
能与BaCl2反应生成白色沉淀BaSO4;B项,a点到b点pH升高,
若反应生成H+,会使pH降低;C项,由ⅱ中信息可知,c点溶液中含有Fe3+,
且有Fe(OH)3生成,所以发生的反应为可逆反应;D项,滴加NaOH溶液,溶
液中Fe(SCN)3浓度降低,红色变浅。
2-1 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的
考点突破
考点一 铁及其化合物之间的相互转化 考点二 Fe2+与Fe3+的检验 考点三 Fe(OH)2的制备方法(教师用书专用)
考点一 铁及其化合物之间的相互转化
1.“铁三角”转化关系
(1)Fe
Fe2+
铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)、非氧化性酸溶液(如盐酸、
稀H2SO4)、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应:
典例1 实验: ①0.005 mol·L-1 FeCl3溶液和0.015 mol·L-1 KSCN溶液各1 mL混合得到红 色溶液a,均分溶液a置于b、c两支试管中; ②向b中滴加3滴饱和FeCl3溶液,溶液颜色加深; ③再向上述b中溶液中滴加3滴1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液颜色变浅且出 现浑浊; ④向c中逐渐滴加1 mol·L-1 KSCN溶液2 mL,溶液颜色先变深后变浅。
Fe—
自测1 判断正误,正确的划“√”,错误的划“✕”。
(1)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸 ( √ )
(2)将一定量的铁、铜的混合物加入100 mL 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液中,
充分反应后,溶液中有固体剩余,则剩余的固体中一定含有铜,可能含有
铁 ( √)
(3)Fe与Cl2、Br2、I2反应均生成+3价的Fe (✕ )
答案 D A项,过量铁粉与稀硝酸充分反应后,铁最终转化为Fe2+,滴加 KSCN溶液后不出现红色;B项,铜粉与Fe2(SO4)3溶液发生反应2Fe3++Cu
2Fe2++Cu2+,不会有黑色固体出现;C项,FeCl3与Cu2+不反应,制作电路 板的原理为Fe3+能腐蚀铜,发生反应2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+;D项,室温 下,Fe遇浓H2SO4钝化,可用铁桶盛放浓H2SO4。
最佳顺序为 ( C )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液 A.①③ B.③② C.③① D.①②③
答案 C 先加入少量NH4SCN溶液,无明显现象,证明原溶液中不含Fe3+; 再加入足量氯水,溶液变为红色,则证明原溶液中含有Fe2+,否则不含Fe2+。 若溶液中含有Fe2+,第二步加入足量KMnO4溶液时,溶液颜色变化不明显, 所以不选用KMnO4溶液。
Fe+S FeS
Fe+2H+
Fe2++H2↑
Fe+CuSO4 Cu+FeSO4
(2)Fe2+
Fe3+
亚铁盐与强氧化剂[如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸、KMnO4(H+)、H2O2等]
反应。
2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-
2Fe2++H2O2+2H+
2Fe3++2H2O
3Fe2++4H++N O3 (3)Fe3+ Fe
(3)因为Fe3+有氧化性,所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜 (√ )
(4)在“硫酸亚铁铵的制备”实验中,为了得到硫酸亚铁铵晶体,应小火
加热蒸发皿,直到有大量晶体析出时停止加热 (✕ )
(5)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 ( ✕ )
(6)过量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液,溶液呈红色,
1-1 下列说法正确的是 ( D )
A.将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液,现象是有气体 生成,溶液呈红色,原因是稀硝酸将Fe氧化为Fe3+ B.将铜粉加入1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液中,现象是溶液变蓝、有黑色固体 出现,原因是金属铁比铜活泼 C.FeCl3溶液可用于铜质印刷电路板制作,是因为FeCl3能从含Cu2+的溶液 中置换出铜 D.室温下,能将浓硫酸盛放在铁桶中
2Fe2++SO24 +
C.c点溶液中发生的主要反应:2Fe3++3SO32 +6H2O
2Fe(OH)3+3H2SO3
D.向d点上层清液中滴加KSCN溶液,溶液变红;再滴加NaOH溶液,红色
பைடு நூலகம்
加深
答案 C A项,向a点溶液中加入NaOH溶液后有灰白色沉淀生成,说
明a点溶液中含有Fe2+,即SO32 和Fe3+发生了氧化还原反应,S O32被氧化
说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3+ ( ✕ )
自测4 (1)除去FeCl3溶液中的Fe2+有哪些措施? (2)Fe3+转化为Fe2+的实验方法有哪些? (3)Fe2+与NO3 能否大量共存?若向其中再加入少量盐酸,情况如何? (4)如何证明Fe3O4中既有+2价铁又有+3价铁?
答案 (1)通入氯气或氧气;加入氯水;加入H2O2等。 (2)加入铁粉或铜粉;加入NaI溶液;加入Na2S溶液等。 (3)在中性条件下,Fe2+与NO3 能大量共存,但在酸性条件下,NO3 能将Fe2+ 氧化成Fe3+而不能大量共存。 (4)取一定量Fe3O4溶于稀硫酸,形成溶液,分别取该溶液于两支试管中,一 支试管中加入KSCN溶液,溶液变红,说明含有Fe3+,证明Fe3O4中有+3价 铁;另一支试管中加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,说明含有Fe2+,证明 Fe3O4中有+2价铁。
第8讲 铁及其化合物
教材研读
一、铁的存在与性质 1.铁位于元素周期表中第① 四 周期第② Ⅷ 族,是一种应用最广 泛的过渡金属元素;铁元素是一种变价金属元素,通常显+2价、+3价,其
原子结构示意图为③
。
2.物理性质 铁是④ 银白 色金属,熔沸点⑤ 较高 ,抗腐蚀性强,能被磁铁吸引, 具有金属的一般物理性质。 3.化学性质
下列分析不正确的是 ( C )
A.实验②中增大Fe3+浓度使平衡Fe3++3SCN- Fe(SCN)3正向移动 B.实验③中发生反应:Fe3++3OH- Fe(OH)3↓ C.实验③和④中溶液颜色变浅的原因相同 D.实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡移动的影响
答案 C ③中OH-消耗Fe3+,使Fe3+浓度减小,导致平衡逆向移动,溶液颜 色变浅;④中加入KSCN溶液,引入了SCN-和水,开始时SCN-浓度增大为 主要因素,平衡右移,溶液颜色加深,一段时间后,溶液体积变化为主要因 素,因此溶液颜色又变浅。
实验发现:
ⅰ.a点溶液澄清透明,向其中滴加NaOH溶液后,立即产生灰白色沉淀,滴
入KSCN溶液显红色;
ⅱ.c点和d点溶液中产生红褐色沉淀,无气体逸出。取其上层清液滴加
NaOH溶液后无明显现象,滴加KSCN溶液显红色。
下列分析合理的是 ( C )
A.向a点溶液中滴加BaCl2溶液,无明显现象
B.b点较a点溶液pH升高的主要原因:2Fe3++SO32 +H2O 2H+