高考化学一轮复习 第2章 元素与物质世界 第4节 探究物质的氧化性、还原性课件

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化学式 溶解性
FeO 难溶于水
铁的化合价 稳定性
＋2 不稳定
与盐酸反应 的离子方程
式
FeO＋2H＋ ===Fe2＋＋
H2O
Fe2O3 难溶于水
＋3 稳定
Fe2O3＋6H＋ ===2Fe3＋＋
3H2O
Fe3O4 难溶于水
＋2、＋3 稳定
Fe3O4＋8H＋ ===Fe2＋＋2Fe3＋
＋4H2O
4.铁的氢氧化物
总 反 应 ： 3Fe ＋ 8HNO3===3Fe(NO3)2 ＋ 2NO↑ ＋ 4H2O，铁元素的存在形式为 Fe2＋，铁元素的价态为＋2 价。
③当
1 nFe 3 4<nHNO3<8
时：
铁元素的存在形式为 Fe2＋和 Fe3＋，铁元素的价态为
＋2、＋3 价。
可以用数轴表示：
总之，Fe 与 HNO3、Cl2、Br2 等强氧化剂反应时， 氧化剂的量不管是否过量，总是先生成 Fe3＋，然后 Fe3＋ 再与 Fe 反应生成 Fe2＋。
思考：FeCl3、FeCl2、Fe(OH)3 和 Fe(OH)2 是否都可 以通过化合反应得到？
提示：不是，前三种可以：2Fe＋3Cl2=点==燃==2FeCl3； 2FeCl3 ＋ Fe===3FeCl2 ； 4Fe(OH)2 ＋ 2H2O ＋ O2===4Fe(OH)3；Fe(OH)2 不能通过化合反应制得。
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，即发生 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 因此要较长时间看到 Fe(OH)2 白色沉淀，就要排除装置中 的 O2 或空气。①、②原理一样，都是先用 H2 将装置中的 空气排尽，并使生成的 Fe(OH)2 处在 H2 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；④由于带 入空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH)2 氧化，因而不能较长 时间看到白色沉淀；⑤中液面加苯阻止空气进入。
颜色状态
Fe(OH)2 白 色固体
Fe(OH)3 红褐 色固体
与盐酸 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋ Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋
反应
＋2H2O
＋3H2O
受热分解
-
2Fe(OH)3==△=== Fe2O3＋3H2O
Fe(OH)2
Fe(OH)3
可溶性亚铁盐与碱溶液 可溶性铁盐与碱溶液反
(3)与酸的反应
(4)与某些盐溶液的反应
①与 CuSO4 溶液反应的离子方程式 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 。
②与 FeCl3 溶液反应的离子方程式： 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 。
3．铁的氧化物
化学式 俗名
颜色状态
FeO -
黑色 粉末
Fe2O3 铁红 红棕色 粉末
Fe3O4 磁性氧化铁 黑色 晶体(有磁性)
第 4 节 探究物质的氧化性、还原性
1．铁的物理性质：铁是银白色金属，熔、沸点高， 抗腐蚀性 强 ，能被 磁铁 吸引，具有金属的通性。
2．铁的化学性质：铁单质性质活泼，有较强的还原 性，铁元素主要化合价为＋2 价和 ＋3 价。
(1)与非金属单质的反应 ①与 O2 的反应： 常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为 Fe2O3 。 点燃： 3Fe＋2O2=点==燃==Fe3O4 。 ②与 Cl2 的反应：2Fe＋3Cl2=点==燃==2FeCl3 。 ③与 S 的反应： Fe＋S==△===FeS 。 (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：3Fe＋4H2O(g)=高==温==Fe3O4＋4H2。
问题 1 Fe 与氯水、稀 HNO3 反应产物的判断 (1)Fe 与氯水反应产物的判断 ①当氯水过量时： 反应原理： 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 。 ②当 Fe 过量时： 反应原理：Fe 与 Cl2 反应先生成 FeCl3，生成的 FeCl3 再与 Fe 反应生成 FeCl2。 2Fe＋3Cl2===2FeCl3,2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
答案：①②③⑤
制备 Fe(OH)2 常用的 3 种方法 方法 1：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，如图 1 所示。
方法 2：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，如图 2 所示。
解析：向稀 HNO3 中加入铁粉，开始时稀 HNO3 过量应生成 Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3 反应 完全后，发生反应 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部转 化为 Fe2＋。
答案：(1)① (2)④ (3)③
2．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)。
(2)Fe 与稀 HNO3 反应产物的判断 ①当稀 HNO3 过量时： 反应原理： Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ， 铁元素的存在形式为 Fe3＋，铁元素的价态为＋3 价。 ②当 Fe 过量时： 反应原理：Fe 与 4HNO3 反应生成 Fe(NO3)3，生成的 Fe(NO3)3 与 Fe 反应生成 Fe(NO3)2。 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O， 2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2。
制法 反应：Fe2 ＋ ＋ 2OH － 应： Fe3＋＋3OH－
===Fe(OH)2↓
===Fe(OH)3↓
二者 的关
系
在空气中，Fe(OH)2 能够非常迅速地被氧气氧化成 Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成 灰绿 色，
最后变成红褐色，反应的化学方程式为 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[对点练] 在一定量的稀 HNO3 中慢慢加入铁粉，得到 的 Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加 铁粉的物质的量(横坐标)的关系如 图所示。请将正确答案的序号填在 相应的横线上。
①Fe3＋ ②Fe2＋ ③Fe、Fe2＋ ④Fe2＋、Fe3＋ (1)AB 段铁元素以________形式存在。 (2)BC 段铁元素以________形式存在。 (3)CD 段铁元素以________形式存在。