高中化学必修一铁及其化合物完整版.docx
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高中化学必修一铁及其化合物
要点一:单质铁的物理及化学性质
1、铁单质的物理性质
铁具有金属的通性,具有被吸引的特性,一般铁粉为黑色,铁块为银白色。
2、化学性质
3、注意事项
(1)铁与弱氧化剂(如S、I2、H+、Fe3+、Cu2+)等反应所得产物为Fe2+,铁元素的价态为+2价。
(2)铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓H2SO4、硝酸等)反应所得产物为Fe3+,铁元素的价态为+3价。
①在氯气中燃烧,只生成氯化铁;与稀硝酸反应时则先产生+3价铁,若铁过量时则+3价铁再变为+2价铁;①铁在常温下遇到冷的浓硫酸、浓硝酸时发生钝化,属于化学反应。
(3)铁在纯氧中燃烧以及在高温下与H2O(g)反应得到的产物为Fe3O4,铁元素的价态为+2、+3价。
(4)铁不能与冷、热水反应,但能与水蒸气反应,与水蒸汽反应的产物也是Fe3O4。典型例题
1、某稀溶液中含有4mol KNO3和2.5mol H2SO4,向其中加入1.5mol Fe,充分反应(已知NO3﹣被还原为NO).下列说法正确的是()
A.反应后生成NO的体积为28 L
B.所得溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=1:1
C.所得溶液中c(NO3﹣)=2.75 mol/L
D.所得溶液中的溶质只有FeSO4
解:溶液中氢离子总物质的量为:n(H+)=2.5mol×2=5mol,n(NO3﹣)=4mol,铁粉的物质的量为1.5mol,
由3Fe+2NO3﹣+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O,
3 2 8
1.5mol 1mol 4mol,
则1.5molFe完全反应时,硝酸根离子与氢离子均过量,
则发生Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,
若1.5molFe完全反应时,氢离子不足,则两个反应均发生,
Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O
x 4x x x
3Fe+2NO3﹣+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O
y y y y
则:x+y=1.5、4x+y=5,
解得:x=0.75mol,y=0.75mol
生成NO的体积为(0.75mol+0.75mol×)×22.4L/mol=28L,
A.根据分析可知,反应后生成标况下28LNO,不是标况下,NO气体不一定为28L,故A错误;
B.反应后生成铁离子为0.75mol,亚铁离子为0.75mol,c(Fe2+):c(Fe3+)=n(Fe2+):n(Fe3+)=1:1,故B正确;
C.反应消耗硝酸根离子等于生成NO的量=0.75mol+0.75mol×=1.25mol,缺少溶液体积,无法计算溶液中硝酸根离子浓度,故C错误;
D.反应后中含有硫酸铁和硫酸亚铁,故D错误;故选B.
变式训练
1、向500mL 2mol/L 的CuSO4溶液中插入一块铁片,反应片刻后取出铁片,经洗涤、烘干,称其质量比原来增重2.0g.下列说法错误的是(设反应后溶液的体积不变)()A.则此过程中参加反应的铁的质量是14g
B.析出铜物质的量是0.25mol
C.反应后溶液中溶质物质的量浓度:c(CuSO4)=1.5mol/L
D.反应后溶液中溶质物质的量浓度:c(FeSO4)=1.5mol/L
2、将15g两种金属的混合物投入足量的盐酸中,反应完全后得到11.2L H2(标准状况),该混合物的组成可能是()
A.钠和铁B.镁和铜C.铝和镁D.锌和铁
要点二:铁的氧化物
要点三:铁的氢氧化物
1、常见的物理及化学性质
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O =4Fe(OH)3
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O(受热分解)
(2)Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化,生成Fe(OH)3,所以在制备Fe(OH)2时:
①要确保Fe2+溶液中无Fe3+,故需加Fe粉,把Fe3+转化为Fe2+。
②要尽量减少与O2的接触,故采取加热的方法赶走所需溶液中溶解的O2,冷却后再反应,同时应防止空气中的O2再溶于溶液。常用的方法有两种:
典型例题
1、如图,已知有以下物质相互转化
(1)A转化为B及气体这步反应中应加入的试剂是(填化学式).
(2)写出B的化学式,F的化学式.
(3)写出由G转变成H的化学方程式.
(4)写出检验I溶液中阳离子的离子方程式;向I溶液中加入A的有关离子反应方程式是.
【解答】解:F与硝酸酸化的硝酸银溶液产生白色沉淀J,则F中含有氯离子,J是AgCl,所得溶液焰色反应呈紫色,则溶液中含有钾离子,根据元素守恒知,F为KCl,白色沉淀G在空气中转化为红褐色沉淀H,则G是Fe(OH)2,H是Fe(OH)3,氢氧化铁
和盐酸反应生成氯化铁和水,则I是FeCl3;B和E发生复分解反应生成KCl和Fe(OH),且氯化铁和A反应生成B,则B为FeCl2,A是Fe,E为KOH,由A与试剂反应生2
成B与气体,则试剂为盐酸、气体为氢气,B与足量的气体C反应生成I,则C为氯气,(1)通过以上分析知,A转化为B及气体这步反应中应加入的试剂是盐酸,故答案为:HCl;
(2)由上述分析可知,B的化学式为FeCl2,F的化学式KCl,故答案为:FeCl2;KCl;
(3)Fe(OH)2被氧气氧化生成氢氧化铁,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe
(OH)3,
故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)I是FeCl3,铁离子和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液,所以铁离子可以用硫氰
化钾溶液检验,反应离子方程式为:Fe3++3SCN﹣=Fe(SCN)3;氯化铁和铁反应生成氯
化亚铁,反应离子反应方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,
故答案为:Fe3++3SCN﹣=Fe(SCN)3;2Fe3++Fe=3Fe2+.
变式训练
1、在40mL稀硫酸中加入1.6g氧化铁后溶液仍呈酸性,再加入5g 铁粉后,滴入硫氰
化钾溶液,没有红色出现,此时溶液尚残留铁粉 1.64g,原硫酸溶液的物质的量浓度是()
A.4 mol/L B.3.5 mol/L C.3 mol/L D.2 mol/L
要点四:铁盐及“铁三角”
1、铁盐、亚铁盐
2、记住铁、铜及其化合物的特殊颜色
(1)铁及其化合物常见的颜色