新教材高中化学第三章铁金属材料第一节第2课时铁的重要化合物学案新人教版必修1

第2课时铁的重要化合物1．铁的氧化物
2.铁的氢氧化物
3.铁盐、亚铁盐
(1)Fe3＋的检验：
(2)Fe2＋和Fe3＋的转化：
较强氧化剂
Fe2＋
Fe3＋
较强还原剂
写出下列反应的离子方程式：
①FeCl3溶液与铁粉：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
②FeCl 2溶液与氯水：2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －。

(3)铁盐的净水作用：铁盐在天然水中可生成Fe(OH)3胶体,和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来。

知识点一：铁的氧化物、氢氧化物性质探究
(1)从物质类别讨论性质
①FeO 、Fe 2O 3属于碱性氧化物,具有与酸反应生成盐和水的性质。

Fe 3O 4可以看作FeO·Fe 2O 3。

②Fe(OH)2、Fe(OH)3属于碱,具有碱的通性,如与酸反应。

(2)从化合价分析：
①＋2价铁的化合物FeO 、Fe(OH)2具有还原性,可与氧化剂反应。

如4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3。

②＋3价铁的化合物Fe 2O 3、Fe(OH)3具有氧化性,可与还原剂反应。

知识点二：Fe 2＋、Fe 3＋、Fe 的相互转变——“铁三角”
(1)Fe 只具有还原性,可以被氧化剂氧化为Fe 2＋、Fe 3＋。

①能被S 、Cu 2＋、H ＋等较弱氧化剂及Fe 3＋氧化为Fe 2＋
Fe ＋S=====△
FeS ；Fe ＋Cu 2＋===Fe 2＋＋Cu ；Fe ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2↑；2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋ ②能被Cl 2等强氧化剂氧化为Fe 3＋
2Fe ＋3Cl 2=====点燃
2FeCl 3
(2)Fe 2＋既具有氧化性又具有还原性,可以被氧化为Fe 3＋,也可以被还原为Fe 。

①被Cl 2等强氧化剂氧化为Fe 3＋
2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －
②被C 、H 2、CO 、活泼金属还原为Fe
2FeO ＋C=====高温2Fe ＋CO 2；FeO ＋CO=====高温Fe ＋CO 2；FeO ＋H 2=====高温
Fe ＋H 2O ；Zn ＋Fe 2＋===Zn 2＋＋
Fe
知识点三：Fe2＋、Fe3＋的检验
题组一氢氧化亚铁的制备
1．下列各图中,不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( C )
解析：A项,先打开开关K,旋转活塞使稀硫酸滴入烧瓶中与铁反应产生氢气,排尽装置内
的空气后关闭开关K,则在气压作用下烧瓶中产生的FeSO4溶液沿着导管进入锥形瓶中与NaOH 溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀；B项,铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气,再挤压长胶头滴管使NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀；C项,由于液面上方没有采取隔离氧气的措施,因此生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色；D 项,FeSO4溶液上方的苯层可以隔绝空气,所以NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成的Fe(OH)2可以较长时间稳定存在。

2．某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案,实验装置如图所示。

(1)在试管B中加入NaOH溶液,加热煮沸1～2 min立即加入2 mL液体石蜡,该操作的目的是除去溶解在NaOH溶液中的O2,并防止O2再进入溶液。

(2)在具支试管A中加入稀硫酸和略微过量的铁粉,试分析铁粉过量的原因：保证溶液中不存在Fe3＋。

(3)连接好导管,同时打开活塞,当铁粉与稀硫酸反应平稳时,关闭活塞,这时试管A中的现象是溶液经导管进入试管B中,产生该现象的原因是生成的H2使试管A、B内产生了压强。

试管B中的现象为产生白色沉淀。

(4)若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气,发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

解析：氢氧化亚铁不稳定,容易被氧化为氢氧化铁,因此在制备过程中应避免其与氧化性物质接触。

制备Fe(OH)2的改进方法
方法1：有机覆盖层法
将吸有不含氧气的NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,慢慢挤出NaOH溶液；并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应。

方法2：还原气体保护法
用产生的H2将装置内的空气排尽后,再关闭止水夹,利用产生的H2将亚铁盐与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀。

题组二铁三角及其应用
3．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是( A )
A．过量的Fe与Cl2反应
B．Fe与过量稀硫酸反应
C．FeCl3溶液中加入过量Fe
D．足量Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
解析：A项,Cl2氧化性强,能将铁元素由0价氧化为＋3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原；B项,Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋；C项,在溶液中Fe3＋被Fe 还原为Fe2＋；D项,Fe与盐酸反应生成FeCl2,Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3,但题中铁是足量的,则能将生成的FeCl3还原为FeCl2。

因此本题选A项。

4．已知有以下物质相互转化：
试回答：
(1)B的化学式：FeCl2,D的化学式：KCl。

(2)写出由E转变成F的化学方程式：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3。

(3)常用KSCN溶液检验G中的阳离子,其现象为棕黄色溶液变为红色溶液。

(4)向G溶液加入A的有关反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。

解析：根据流程图,推知D溶液为KCl溶液,H为AgCl,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,G为FeCl3,然后根据图中物质间的转化关系,推知A为Fe,B为FeCl2,C为KOH。

5．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷线路板。

(1)检验溶液中Fe3＋存在的试剂是KSCN溶液,证明Fe3＋存在的现象是溶液变成红色。

(2)写出FeCl3溶液与铜发生反应的化学方程式：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。

(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,准备采用下列
步骤：
A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：
①Fe,②FeCl2,③Fe和Cu,④HCl,
⑤FeCl2和HCl,⑥Cl2(或H2O2)。

B．请写出相关反应的化学方程式：
2FeCl3＋Fe===3FeCl2,CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu,Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(或2FeCl2＋H2O2＋2HCl===2FeCl3＋2H2O)。

解析：(1)一般用KSCN溶液检验Fe3＋,如果加入KSCN溶液后,溶液显血红色,说明含有Fe3＋；(2)铜把Fe3＋还原成Fe2＋,反应的化学方程式为Cu＋2FeCl
3===2FeCl2＋CuCl2；(3)根据流程目的是回收铜并制备FeCl3溶液,因此先向废液中加入过量的铁粉,即①为铁,发生反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2、Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu,滤渣为铜单质和剩余的铁,利用铁与盐酸反应,铜不与盐酸反应,向滤渣中加入过量的④,即盐酸,发生反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑,滤液⑤为FeCl2溶液和盐酸,滤液②为FeCl2溶液,然后②和⑤溶液合并,通入氯气或加入H2O2,发生反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3或2FeCl2＋H2O2＋2HCl===2FeCl3＋2H2O。

与“铁三角”转化关系有关的常见问题
(1)与Fe3＋、Fe2＋有关的离子共存问题
①Fe3＋与I－、S2－、HS－、SO2－3、HSO－3等因发生氧化还原反应而不能大量共存。

②Fe2＋与MnO－4(H＋)、NO－3(H＋)、ClO－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。

(2)除杂问题(括号内物质为杂质)
①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或双氧水或通入足量Cl2。

②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉,充分反应后过滤。

③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉,充分反应后过滤。

④铁粉(铝)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液,充分反应后过滤。

题组三
6．下列有关物质检验方法不合理的是( B )
A．向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2＋
B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
C．检验绿矾晶体是否已氧化变质,可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液,再观察
溶液是否变红
D ．向某溶液中加入NaOH 溶液产生红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe 3＋
解析：向含有Fe 2＋的溶液中加入KSCN 溶液,溶液不变色,加入氯水后,Fe 2＋被氧化为Fe 3＋,溶液显红色,故A 项正确。

Cl －也能和酸性KMnO 4溶液发生氧化还原反应从而使溶液的紫红色褪去,故B 项错误。

若绿矾变质则晶体中会有Fe 3＋,绿矾晶体溶于稀硫酸后再加KSCN 溶液,若溶液显红色,则绿矾变质；若不显红色,说明绿矾没有变质,故C 项正确。

Fe 3＋遇到OH －会生成Fe(OH)3红褐色沉淀,故D 项正确。

7．证明某溶液只含有Fe 2＋而不含有Fe 3＋的实验方法是( B )
A ．先滴加氯水,再滴加硫氰化钾溶液后显红色
B ．先滴加硫氰化钾溶液不显红色,再滴加氯水后显红色
C ．先加入铁粉,再滴加硫氰化钾溶液不显红色
D ．只需要滴加硫氰化钾溶液
解析：先滴加氯水,再滴加硫氰化钾溶液后显红色,可能是原溶液中的Fe 2＋被氯水氧化为Fe 3＋或原溶液本来就含有Fe 3＋,故A 错误；先滴加硫氰化钾溶液不显红色,说明原溶液中不存在Fe 3＋,再滴加氯水后显红色,说明Fe 2＋被氯水氧化为Fe 3＋,Fe 3＋与SCN －反应使溶液显红色,原溶液中一定存在Fe 2＋,故B 正确；先加入铁粉,再滴加硫氰化钾溶液不显红色,说明原溶液可能存在Fe 2＋、Fe 3＋,故C 错误；只滴加硫氰化钾溶液,若溶液不变色,不一定含有Fe 2＋,故D 错误。

检验Fe 2＋时的易错分析
(1)只含Fe 2＋的溶液,注意检验Fe 2＋时加入试剂的颜色
待测液――→KSCN 溶液不变色――→氧化剂
如氯水、双氧水
红色(含Fe 2＋、不含Fe 3＋)
①加KSCN 溶液前,要注意不要加入氧化性物质使Fe 2＋被氧化,如H 2O 2、NO －3(H ＋
)等。

②氧化剂不能选用酸性KMnO 4溶液,因为酸性KMnO 4溶液本身显紫红色,对实验现象有干扰,且酸性KMnO 4溶液能氧化KSCN,即使溶液含Fe 3＋也不变红色,不能证明不含Fe 3＋。

(2)同时含有Fe 2＋和Fe 3＋的溶液：Fe 2＋对检验Fe 3＋无干扰,可以滴加KSCN 溶液检验Fe 3＋；Fe 3＋对检验Fe 2＋有干扰,不能通过先加入KSCN 溶液再加氯水检验Fe 2＋,通常向溶液中加入适量K 3[Fe(CN)6]溶液,若产生蓝色沉淀,说明含有Fe 2＋。

题组四 常见铁的化合物性质及应用
8．下列关于铁矿石的说法正确的是( C )
A ．赤铁矿的主要成分是Fe 3O 4
B ．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同
C ．磁铁矿粉末溶于盐酸后,加入KSCN 溶液,溶液变红色
D．FeO俗称铁红
解析：赤铁矿中“赤”为红色,其主要成分为Fe2O3,则A项错误；铁矿石为含有铁元素的矿石,而铁锈的主要成分为氧化铁,两者主要成分不一定相同,则B项错误；磁铁矿的主要成分为Fe3O4,能溶于盐酸生成Fe2＋和Fe3＋,所得溶液加入KSCN溶液后变红色,则C项正确；FeO为黑色固体,Fe2O3俗称铁红。

9．将Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是( C )
A．先生成白色沉淀,然后变成灰绿色沉淀,放置较长时间后,逐渐变成红褐色沉淀
B．产生黄绿色且有刺激性气味的气体
C．溶液中立即有红褐色沉淀生成
D．放出无色、有臭味的气体
解析：Na2O2与水反应生成无色无味的氧气和氢氧化钠,且Na2O2和水反应过程中生成的H2O2具有强氧化性,生成的Fe(OH)2立即被氧化成红褐色的Fe(OH)3。

10．下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是( D )
A．该溶液中K＋、Fe2＋、SCN－、Br－可以大量共存
B．和H2S反应的离子方程式：2Fe3＋＋H2S===FeS＋2H＋
C．和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe3＋＋SO2－4＋Ba2＋＋3OH－===Fe(OH)3↓＋BaSO4↓D．1 L 0.1 mol·L－1该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2 g Fe
解析：Fe2(SO4)3溶液中的Fe3＋与SCN－反应生成络合物,在溶液中不能大量共存,故A错误；铁离子能够与H2S发生氧化还原反应,生成亚铁离子和硫单质,故B错误；Fe2(SO4)3溶液和Ba(OH)2溶液反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀,铁离子和硫酸根离子的物质的量之比为2 3,正确的离子方程式为2Fe3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋6OH－===2Fe(OH)3↓＋3BaSO4↓,故C错误；1 L 0.1 mol·L－1该溶液中含有溶质硫酸铁0.1 mol,0.1 mol硫酸铁中含有0.2 mol铁离子,与足量锌反应可以生成0.2 mol铁,生成铁的质量为11.2 g,故D正确。

(5)铁铵矾[NH4Fe(SO4)2]：无色晶体,易溶于水,常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。

(6)赤血盐{K3[Fe(CN)6]}：红色晶体,易溶于水,常用于检验Fe2＋,生成蓝色沉淀。

2．Fe3＋变色总结。