2013年高考化學(xué) 教材回歸詳析 3.3 鐵及其重要化合物

第三節(jié) 鐵及其重要化合物考點梳理1.了解鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。一、鐵的性質(zhì)1.物理性質(zhì)銀白色光澤、密度大，熔沸點高，延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性較好、能被磁鐵吸引。2.化學(xué)性質(zhì)鐵是較活潑的金屬，鐵原子的最外層電子數(shù)為2個，可失去2個或3個電子而顯+2價或+3價，但+3價的化合物較穩(wěn)定。（1）與非金屬反應(yīng)：3Fe + 2O2Fe3O42Fe + 3C122FeCl3（鐵絲在氯氣中燃燒時，生成棕黃色的煙，加水振蕩后，溶液顯黃色）Fe + SFeS說明 鐵跟氯氣、硫反應(yīng)時，分別生成+2價和+3價的鐵，說明氧化性：氯氣硫（2）與水反應(yīng)：在常溫下，在水和空氣中的O2、CO2等的共同作用下，F(xiàn)e易被腐蝕(鐵生銹)在高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成H2：3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2（3）與酸反應(yīng)：與非氧化性酸(如稀鹽酸、稀H2SO4等)的反應(yīng)例如： Fe + 2H Fe2 + H2與氧化性酸。a.HNO3(稀)過量時生成Fe3：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O。b鐵粉過量時生成Fe2：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2Oc.鐵遇到冷的濃H2SO4、濃HNO3時，產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，因此金屬鐵難溶于冷的濃H2SO4或濃HNO3中 (4)鐵與鹽溶液的反應(yīng)鐵能與比它活動性弱的金屬的鹽溶液反應(yīng)，置換出這種金屬。 FeCuSO4=CuFeSO4。鐵能與FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2。離子方程式：2Fe3Fe=3Fe2。二、鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用1.鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱(鐵紅)(磁性氧化鐵)化合價+2+3+2、+3色、態(tài)黑色粉未紅棕色粉未黑色晶體水溶性均不溶于水和H+反應(yīng)FeO + 2H+ = Fe2+ + H2OFe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2OFe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O與CO的反應(yīng)穩(wěn)定性在空氣中氧化為Fe3O4空氣中穩(wěn)定在空氣中穩(wěn)定制備高溫熔融，過量的鐵與O2反應(yīng)：2Fe+O2 2FeO氫氧化鐵加熱分解2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O鐵在氧氣中燃燒3Fe + 2O2 Fe3O4【另】FeO與硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+5H2O。FeO、Fe2O3分別與HI溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：FeO+2HI=FeI2+H2O、Fe2O3+6HI=2FeI2+I2+3H2O。2.鐵的氫氧化物氫氧化亞鐵-Fe(OH)2氫氧化鐵- Fe(OH)3顏色狀態(tài)白色固體紅褐色固體水溶性難溶于水穩(wěn)定性不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化，顏色變化：白色灰綠色紅褐色4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3較穩(wěn)定空氣中久置會部分失水成鐵銹受熱易分解與酸反應(yīng)Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O制取新制FeSO4溶液與NaOH溶液隔絕空氣反應(yīng)：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2鐵鹽與可溶性堿反應(yīng)Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3二者的關(guān)系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3?，F(xiàn)象是：白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色化學(xué)方程式為：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【熱點難點】一、鐵的三角轉(zhuǎn)化關(guān)系1. .“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系 2.應(yīng)用（1）判斷離子共存Fe2、Fe3均水解，與HCO、AlO、CO等因水解相互促進，在溶液中不能大量共存。Fe3與S2、I、HS、SO，F(xiàn)e2與NO(H)、ClO、MnO(H)在溶液中因發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能大量共存。（2）除雜方法(括號內(nèi)為雜質(zhì))Fe2+(Fe3+)：加過量鐵粉過濾FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2FeCl2(CuCl2)：加過量鐵粉過濾Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加過量強堿溶液過濾（3）鹽溶液的配制與保存Fe2的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2被氧化；加少量相應(yīng)的酸，防止Fe2水解。Fe3的鹽溶液：加少量相應(yīng)的酸防止Fe3水解。（4）制備物質(zhì)制備無水FeCl3在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液。制備Fe(OH)3膠體向沸水中加入飽和FeCl3溶液并煮沸至有紅褐色膠狀物出現(xiàn)為止?！镜淅?】某校探究性學(xué)習(xí)小組用已部分生銹的廢鐵屑制作印刷電路板的腐蝕劑，并回收銅。探究過程如下：請回答下列問題：(1)步驟中先加入熱的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名稱是_。(2)步驟中，除發(fā)生反應(yīng)Fe+2HCl=FeCl2+H2外，其他可能反應(yīng)的離子方程式為：_。(3)溶液C的顏色是_，溶液D中可能含有的金屬陽離子有_。(4)可以驗證溶液B中是否含有Fe2+的一種試劑是_(填選項序號)。a.稀硫酸 b.鐵c.硫氰化鉀 d.酸性高錳酸鉀溶液(5)操作乙的名稱是_，步驟產(chǎn)生金屬銅的化學(xué)方程式為：_?！窘馕觥?1)用熱的Na2CO3溶液除去廢鐵屑上的油污后，將兩者分離的方法是過濾。 (2)由于鐵銹的主要成分是Fe2O3，還發(fā)生反應(yīng)的離子方程式可能有：Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O、 Fe+2Fe3+=3Fe2+。(3)由BC發(fā)生的反應(yīng)為：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，F(xiàn)eCl3溶液呈棕黃色。向FeCl3溶液中加入印刷電路銅板，發(fā)生的反應(yīng)為：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ，若Cu不足量，則溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+、Fe3+；若Cu足量，則溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+，所以溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+、Fe3+。(4)由于Fe2+具有較強的還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，所以可用酸性高錳酸鉀溶液驗證溶液B中是否含有Fe2+。(5)由“DE+氯氣+銅”知，操作乙是電解過程，反應(yīng)產(chǎn)生金屬銅的化學(xué)方程式：CuCl2 Cu+Cl2。答案：(1)過濾(2) (3)棕黃色 Fe2+、Cu2+、Fe3+ (4)d(5)電解 CuCl2 Cu+Cl2二、Fe2+和Fe3+的檢驗1溶液顏色含有Fe2的溶液顯淺綠色含有Fe3的溶液顯黃色2用KSCN溶液和氯水相關(guān)離子方程式：2Fe2 + Cl2 2Fe3 + 2Cl Fe3 + 3SCN Fe(SCN)3 （血紅色）3. 用NaOH溶液或氨水相關(guān)反應(yīng)方程式：Fe33OH=Fe(OH)3(紅褐色)Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【提醒】FeCl3溶液在與許多試劑反應(yīng)時會出現(xiàn)特殊現(xiàn)象，可作為鑒別Fe3的依據(jù)。(1)向FeCl3溶液中加幾滴KSCN溶液呈紅色；(2)FeCl3與NaOH溶液反應(yīng)，生成紅褐色沉淀；(3)向FeCl3溶液中加入過量Fe粉，溶液變淺綠色；(4)向FeCl3溶液中加入過量Cu粉，溶液變藍(lán)綠色；(5)將FeCl3溶液滴入到淀粉碘化鉀溶液中，溶液變藍(lán)色；(6)將飽和FeCl3溶液滴入沸水中，生成紅褐色Fe(OH)3膠體?！镜淅?】下列離子的檢驗方法合理的是( )A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2+B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2+，不含有Mg2+【答案】選C?！窘馕觥肯蚰橙芤褐械稳隟SCN溶液呈紅色，說明含F(xiàn)e3+，但無法確定是否含F(xiàn)e2+；向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明此時含F(xiàn)e3+，但Cl2有氧化性，無法確定原來溶液中是Fe2+還是Fe3+；向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3+；向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中含有Fe2+，但由于紅褐色的掩蓋，無法說明是否含有Mg2+。