2021高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第3节铁及其化合物课件新人教版

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[答案] ①②③⑤ 铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气赶尽装置 内空气，当 B 中导管处氢气纯净，关闭止水夹 a，FeSO4 溶液被压 入在氢气保护下的 NaOH 溶液中
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Fe(OH)2 制备的三种思维方法 方法一：有机覆盖层法 将吸有 NaOH 溶液的胶头滴管插到液面以下，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， 如题中的③⑤。
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C [由于铁的物质的量为562g2·.m4 ogl－1＝0.4 mol，所以在反应的过 程中它失去的电子数应介于 0.8 mol(此时只产生 Fe2＋)和 1.2 mol(此 时只产生 Fe3＋)之间，又产生 0.3 mol NO2 和 0.2 mol NO，即反应过 程中硝酸得到的电子物质的量为 0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2) ＝0.9 mol，所以对应的产物既有 Fe(NO3)3 又有 Fe(NO3)2，设前者的 物质的量为 x，后者的物质的量为 y，则由铁原子守恒可得 x＋y＝0.4 mol，由得失电子守恒得 3x＋2y＝0.9 mol，解得 x＝0.1 mol，y＝0.3 mol。]
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3．铁的三种典型氧化物
(1)物理性质
化学式 俗称 色态
FeO — 黑色粉末
Fe2O3 _铁__红__ _红__棕__色__粉末
溶解性 难溶于水 难溶于水
铁的价态 _＋__2__价
_＋__3__价
Fe3O4 ___磁__性__氧__化__铁___
黑色晶体 难溶于水 ＋2 价、＋3 价
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(2)化学性质 ①FeO、Fe2O3、Fe3O4 分别与盐酸反应的离子方程式为 _F_e_O_＋__2_H__＋_=_=__=_F_e_2＋__＋__H_2_O__ ， _F_e_2_O__3＋__6_H__＋_=_=_=__2_F_e_3＋__＋__3_H_2_O____ ， Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 ②FeO 不稳定，在空气中受热生成 Fe3O4，其化学方程式为 _6_F__eO__＋__O__2=_=_△=_=_=__2_F_e_3O__4 __。
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5．向含 a g HNO3 的稀溶液中，加入 b g 铁粉充分反应后全部溶
解。已知有a4 g HNO3 被还原，则 a∶b 不可能是(
)
A．2∶1
B．3∶1
C．4∶1
D．9∶2
A [只生成 Fe2＋：4a×613×3＝5b6×2，ba＝3；只生成 Fe3＋：a4×613
×3＝5b6×3，ab＝29＝4.5。故 a∶b 的范围为 3∶1～9∶2。]
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铁盐、亚铁盐的性质及应用
1．亚铁盐(Fe2＋)和铁盐(Fe3＋)的氧化性或还原性 (1)亚铁盐的氧化性和还原性 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。 ①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式：_F__e_2＋__＋__Z_n_=_=_=__ _F_e_＋__Z__n_2＋_。
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3．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：
装置一
装置二
实验 装置
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(1)装置一中，装置 A 的作用：_________________________； 装置二中，装湿棉花的作用：_________________________。 (2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再 滴加 KSCN 溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：__________ ________________________________________________________。 [答案] (1)提供水蒸气 提供水蒸气 (2)固体中含有 Fe，在足 量酸中，固体溶解时发生 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe3＋被 Fe 还原为 Fe2＋
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2．化学性质 铁单质性质活泼，有较强的还原性。 (1)与非金属单质的反应
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Fe 与 S 反应：__F_e_＋__S_=_=_△=_=_=__F_e_S__。 (2)与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： _3_F__e_＋__4_H_2_O_(_g_)_=高_=_=温_=_=_F_e_3_O_4_＋__4_H__2 ___。
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Fe 与稀硝酸反应有关计算 (1)硝酸的作用及其量的确定 铁与硝酸的反应中，一是氧化剂作用，二是酸性作用。作为氧 化剂的硝酸可以根据氧化还原反应中得失电子守恒的方法确定，作 为酸性作用的可以通过金属铁的物质的量确定，即铁的物质的者量的不同，生成氧化产物亦不同，可用讨论的方法确 定。 ①Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ②Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2 ①×2＋②可得 ③3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
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(2)写出利用化合反应制备 FeCl2、Fe(OH)3、FeCl3 的化学方程 式分别为________________________________________________， ________________________________________________________， _______________________________________________________。
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命题点 3 Fe(OH)2 的性质及其制备 6 ． 下 列 各 图 示 中 能 较 长 时 间 看 到 Fe(OH)2 白 色 沉 淀 的 是 ________(填序号)。
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若用②装置制备，简述制备原理与操作为_________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ ________________________________________________________。
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[补短板] (1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同， Fe 与 Cl2 反应无论用量多少都生成 FeCl3，而 Fe 与盐酸反应生成 FeCl2。 (2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是 Fe2O3，而铁在 纯氧中燃烧的产物是 Fe3O4。 (3)Fe 与 S 蒸气、I2 蒸气反应时只生成＋2 价 Fe 的化合物。
溶液反应：Fe2＋＋ 2OH－===Fe(OH)2↓ ＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 在空气中，Fe(OH)2 能够非常迅速地被氧气氧化成 _F_e_(_O_H__)_3 __，现象是白色絮状沉淀迅速变成_灰__绿__色__， 最后变成红褐色，反应方程式为 _4_F__e_(O__H_)_2_＋__O_2_＋__2_H_2_O__=_=_=_4_F_e_(_O_H__)3____
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4．铁的氢氧化物的性质与制备
颜色状态
Fe(OH)2 白色固体
Fe(OH)3 红褐色固体
与 H＋反应 Fe(OH)2＋2H＋ ===Fe2＋＋2H2O
受热分解
—
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 2Fe(OH)3==△===Fe2O3＋3H2O
制法
二者 的关
系
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可溶性亚铁盐与碱 可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe3
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[知识应用] (1)铁有＋2、＋3 价两种价态，单质铁与________(填下列编号， 下同)反应时只生成＋3 价铁；与________反应时只生成＋2 价铁； 与________反应时既生成＋2 价铁也生成＋3 价铁。 所选试剂：①Cl2 ②O2 ③H2O(g) ④S ⑤盐酸 ⑥稀硝酸(足量) ⑦稀硫酸 ⑧CuSO4 溶液 ⑨FeCl2 溶液 ⑩ FeCl3 溶液 [答案] ①⑥ ④⑤⑦⑧⑩ ②③
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命题点 2 Fe 与 HNO3 反应的定量关系 4．把 22.4 g 铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到 0.3 mol NO2 和 0.2 mol NO，下列说法正确的是( ) A．反应后生成的盐只为 Fe(NO3)3 B．反应后生成的盐只为 Fe(NO3)2 C．反应后生成的盐为 Fe(NO3)3 和 Fe(NO3)2，其物质的量之比 为 1∶3 D．反应后生成的盐为 Fe(NO3)3 和 Fe(NO3)2，其物质的量之比 为 3∶1
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方法二：还原性气体保护法 用 H2 将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与 NaOH 溶液混合， 这样可长时间观察到白色沉淀，如题中的①②。 方法三：电解法 用铁作阳极，电解 NaCl(或 NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或 煤油)，如题中的③。 总之：Fe(OH)2 制备的关键 ①溶液中不含 Fe3＋和 O2 等氧化性物质； ②制备过程中，保证生成的 Fe(OH)2 在密闭隔绝空气的体系中。
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(4)Fe3O4 的组成可用氧化物的形式表示为 FeO·Fe2O3，即有13的 铁显＋2 价，32的铁显＋3 价；
(5)Fe3O4 与一般酸反应生成两种盐，Fe3O4 与稀硝酸反应只生成 一种盐[Fe(NO3)3]。
(6)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3 与足量 HI 反应时，发生氧化还原反 应，Fe3＋被 I－还原生成 Fe2＋。
第三章 金属及其化合物 第三节 铁及其化合物
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考纲定位 1．掌握铁的主要性质及应用。 2．掌握铁的重要化合物的主要性 质及应用。 3．了解铁及其重要化合物的制备 方法。 4．了解 Fe2＋、Fe3＋的检验方法。
要点网络
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A 层级
必备知识·关键能力
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铁的单质、氧化物及氢氧化物
1．铁的位置、存在和物理性质
[答案] Fe＋2FeCl3===3FeCl2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3 2Fe＋3Cl2=点==燃==2FeCl3 或 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
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命题点 1 铁及其氧化物的性质及实验探究
1．铁片投入下列溶液后，金属片质量减少，但无气体产生的是
A．冷的浓硝酸 C．稀硫酸 [答案] D
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(3)与酸的反应 ①与非氧化性酸反应的离子方程式：_F_e_＋__2_H_＋__=_=_=_F_e_2_＋_＋__H__2_↑_。 ②与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸_钝__化__，与稀硝酸或 在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无 H2 产生。 (4)与某些盐溶液的反应 ①与 CuSO4 溶液反应的离子方程式：F_e_＋__C__u_2_＋_=_=_=_C__u_＋__F_e_2_＋_。 ②与 FeCl3 溶液反应的离子方程式：_F__e＋___2_F_e_3＋__=_=_=_3_F_e_2_＋___。
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[ 解 析] 因 为 Fe(OH)2 在 空 气 中 很容 易 被 氧 化为 红褐 色 的 Fe(OH)3，即 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要较长时间 看到 Fe(OH)2 白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。①、②原 理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的 Fe(OH)2 处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生 Fe2＋，与电解水产生 的 OH－结合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入； ⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH)2 氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
B．Cu(NO3)2 溶液 D．Fe(NO3)3 溶液
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2．(2019·望都模拟)“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩 影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你 猜测其中的原因可能是 ( )
A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等 B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐 高温染料
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C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色 CuO 和红色 Cu
D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色 Fe3O4 或 FeO 和红色 Fe2O3
D [A 项，土壤中不含铁粉；B 项，黑砖瓦中含有 C、Fe3O4、 FeO 等，红砖瓦含有 Fe2O3；C 项，煅烧生成 Cu2O 红色物质，不是 Cu。]