高考化學 第3章第4節(jié)《鐵及其重要化合物》課件

一、鐵一、鐵 1(2008年高考廣東文基年高考廣東文基)鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法正鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法正確的是確的是()A不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素B一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應C鐵與鹽酸反應，鐵合金不與鹽酸反應鐵與鹽酸反應，鐵合金不與鹽酸反應D在空氣中，鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕在空氣中，鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕解析解析：本題考查了常見金屬鐵及其合金、金屬腐蝕的有關知識。不銹鋼本題考查了常見金屬鐵及其合金、金屬腐蝕的有關知識。不銹鋼是由普通鋼中加入鉻、鎳等多種元素煉成的，另外里面還含有碳元素，是由普通鋼中加入鉻、鎳等多種元素煉成的，另外里面還含有碳元素，A錯錯誤；鐵是一種較活潑的金屬單質(zhì)，在高溫的條件下可以與水蒸氣反應，誤；鐵是一種較活潑的金屬單質(zhì)，在高溫的條件下可以與水蒸氣反應，B正正確；鐵合金主要成分是鐵，能與鹽酸反應生成氫氣，確；鐵合金主要成分是鐵，能與鹽酸反應生成氫氣，C錯誤；鍍鋅鐵板比鐵錯誤；鍍鋅鐵板比鐵板耐腐蝕，板耐腐蝕，D錯誤。錯誤。答案答案：B1位置：位置：鐵位于周期表中第鐵位于周期表中第 周期，第周期，第 族。族。2化學性質(zhì)化學性質(zhì)(1)與與O2的反應的反應常溫下，鐵在潮濕的空氣中易被氧化生成鐵銹，主要成分為常溫下，鐵在潮濕的空氣中易被氧化生成鐵銹，主要成分為 。點燃條件下，鐵在純氧中反應生成點燃條件下，鐵在純氧中反應生成 ，化學方程式為：，化學方程式為： 。(2)與與S、I2反應生成反應生成 價鐵的化合物，化學方程式分別為：價鐵的化合物，化學方程式分別為： ， 。(3)和水的反應和水的反應鐵在高溫下與水蒸氣發(fā)生反應，化學方程式為：鐵在高溫下與水蒸氣發(fā)生反應，化學方程式為： 。四四 Fe2O3xH2O Fe3O4 2 (4)和酸的反應和酸的反應與非氧化性酸與非氧化性酸(如稀如稀H2SO4)的反應，離子方程式為：的反應，離子方程式為： 。與氧化性酸與氧化性酸(如稀如稀HNO3)的反應，離子方程式為：的反應，離子方程式為： 。常溫下，常溫下， 、 能使鐵鈍化。能使鐵鈍化。(5)和鹽溶液和鹽溶液如和如和CuSO4溶液的反應，離子方程式為：溶液的反應，離子方程式為： 。 濃濃H2SO4 濃濃HNO3 FeCu2=Fe2Cu 二、鐵的重要化合物二、鐵的重要化合物 2(2011年咸寧模擬年咸寧模擬)下列中學化學中常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如圖，下列中學化學中常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如圖，反應條件及部分反應物和產(chǎn)物未全部注明，已知反應條件及部分反應物和產(chǎn)物未全部注明，已知A、D為金屬單為金屬單質(zhì)，其他為化合物。質(zhì)，其他為化合物。 試推斷：試推斷：(1)A的化學式的化學式_，B的俗名的俗名_，G溶液呈溶液呈_色，色，I呈呈_色。色。(2)寫出下列反應的方程式：寫出下列反應的方程式：CF的離子方程式的離子方程式_；HI的化學方程式的化學方程式_； IB的化學方程式的化學方程式_。1鐵的氧化物鐵的氧化物 氧化物氧化物氧化亞鐵氧化亞鐵氧化鐵氧化鐵四氧化三鐵四氧化三鐵化學式化學式FeOFe2O3Fe3O4顏色狀態(tài)顏色狀態(tài) 色粉末色粉末 色粉末色粉末 色晶體色晶體(有磁性有磁性)溶解性溶解性難溶于水難溶于水難溶于水難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價鐵的化合價穩(wěn)定性穩(wěn)定性不穩(wěn)定不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與與HFeO2H= Fe2H2OFe2O36H= 2Fe33H2O黑黑 紅棕紅棕 黑黑 2 3 2、3 Fe3O48H=Fe22Fe34H2O 2.鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物 氫氧化物氫氧化物氫氧化亞鐵氫氧化亞鐵氫氧化鐵氫氧化鐵化學式化學式Fe(OH)2Fe(OH)3顏色狀態(tài)顏色狀態(tài) 色固體色固體 色固體色固體溶解性溶解性 溶于水溶于水 溶于水溶于水穩(wěn)定性穩(wěn)定性很不穩(wěn)定，易被氧化很不穩(wěn)定，易被氧化不穩(wěn)定，受熱分解不穩(wěn)定，受熱分解與鹽酸反應與鹽酸反應二者的關系二者的關系空氣中空氣中Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)，現(xiàn)象是象是 迅速變成迅速變成 色，最后變成色，最后變成 色，色，反應方程式為反應方程式為白白 紅褐紅褐 難難 難難 Fe(OH)22H= Fe22H2O Fe(OH)33H= Fe33H2O 白色沉淀白色沉淀 灰綠灰綠 紅褐紅褐 4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3 3.鐵鹽鐵鹽(Fe3)和亞鐵鹽和亞鐵鹽(Fe2)(1)亞鐵鹽亞鐵鹽(Fe2)溶液呈溶液呈 色，在空氣中易被色，在空氣中易被O2氧化而變氧化而變質(zhì)，故保存時要加少量質(zhì)，故保存時要加少量 ，防止其氧化。，防止其氧化。(2)鐵鹽鐵鹽(Fe3)溶液呈溶液呈 色，極易水解生成色，極易水解生成Fe(OH)3膠體，膠體，故也可凈水。故也可凈水。Fe3具有具有 性，與性，與Fe、Cu、I反應的離子方反應的離子方程式分別為：程式分別為： 、 、 。淡綠淡綠 鐵釘鐵釘 棕黃棕黃 氧化氧化 2Fe3Fe = 3Fe2 2Fe3Cu=2Fe2Cu2 2Fe32I=2Fe2I2 鐵三角的轉(zhuǎn)化關系 1FeFe3和和Fe2Fe3需要強的氧化劑。如需要強的氧化劑。如O2、Cl2、Br2、HNO3(濃、稀濃、稀)、H2SO4(濃濃)、KMnO4(H)溶液等。溶液等。2Fe3Cl2 2FeCl3；Fe4HNO3(稀稀) = Fe(NO3)3NO2H2O；4Fe(OH)22H2OO2 = 4Fe(OH)3；2FeCl2Cl2 = 2FeCl3。2FeFe2需要較弱的氧化劑需要較弱的氧化劑。如。如S、Cu2(CuSO4)、H(稀稀H2SO4、鹽酸、鹽酸)等。等。FeCuSO4=FeSO4Cu；Fe2HCl=FeCl2H2。注意注意Fe與與O2、H2O的反應：的反應：3Fe2O2 Fe3O4；3Fe4H2O(g) Fe3O44H2。Fe3O4可能看作是由可能看作是由FeO、Fe2O3所組成的化合物，其中有所組成的化合物，其中有1/3是是Fe2、2/3是是Fe3。3Fe2Fe，在金屬活動性順序表中排在，在金屬活動性順序表中排在Fe前的金屬前的金屬。如。如Zn、Al等，可以將等，可以將Fe2還原成還原成Fe。ZnFeSO4=ZnSO4Fe注意注意：K、Ca、Na等活潑金屬，由于它們在水溶液中不能存在，等活潑金屬，由于它們在水溶液中不能存在，所以不能作為還原劑來完成所以不能作為還原劑來完成Fe2Fe的轉(zhuǎn)化。的轉(zhuǎn)化。 某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3、Cu2、Au3等離子。有人設計了圖中的工藝流程，利用常用的酸、堿和工業(yè)等離子。有人設計了圖中的工藝流程，利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。銅。填寫下面空白：填寫下面空白：(1)圖中標號處需加入的相應物質(zhì)分別是圖中標號處需加入的相應物質(zhì)分別是 、_、_、_、_；(2)寫出寫出處發(fā)生反應的離子方程式處發(fā)生反應的離子方程式_，寫出寫出處發(fā)生反應的化學方程式處發(fā)生反應的化學方程式_；(3)鐵紅的化學式為鐵紅的化學式為_；分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上；分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途：鐵紅的一種主要用途：鐵紅_；氧化銅；氧化銅_。思路點撥思路點撥解答本題時應從以下三點入手：解答本題時應從以下三點入手：(1)根據(jù)工藝流程最終得到的產(chǎn)物逆推出關鍵物質(zhì)。根據(jù)工藝流程最終得到的產(chǎn)物逆推出關鍵物質(zhì)。(2)正確運用正確運用“鐵三角鐵三角”的轉(zhuǎn)化關系。的轉(zhuǎn)化關系。(3)注意金屬及其化合物知識的綜合運用。注意金屬及其化合物知識的綜合運用。自主解答自主解答在解此題時宜采用逆向推斷法，從題中給出信息可在解此題時宜采用逆向推斷法，從題中給出信息可知，首先分離出的應是鐵元素，所加最佳試劑應是鐵屑，知，首先分離出的應是鐵元素，所加最佳試劑應是鐵屑，E溶液含溶液含F(xiàn)e2，鐵紅成分為，鐵紅成分為Fe2O3，可聯(lián)想到高中重要反應，可聯(lián)想到高中重要反應2Fe(OH)3 Fe2O33H2O，試劑，試劑應為可溶性堿應為可溶性堿(NaOH或氨水或氨水)；當加入過量鐵；當加入過量鐵粉后，所得粉后，所得A應為固體應為固體Fe、Cu、Au的混合物，此時，只需加入稀硫的混合物，此時，只需加入稀硫酸酸(試劑試劑)后過濾即得后過濾即得Cu、Au混合物混合物B，再加入稀硝酸，再加入稀硝酸(試劑試劑)可可使使Cu、Au得到分離，得到分離，Cu(NO3)2加可溶性堿后加熱得到加可溶性堿后加熱得到CuO。【答案【答案】(1)鐵屑鐵屑稀硫酸稀硫酸稀硝酸稀硝酸氫氧化鈉氫氧化鈉氫氫氧化鈉氧化鈉(合理即可合理即可)(2)Fe2H=Fe2H2，2Fe3Fe=3Fe2，Cu2Fe=CuFe2，2Au33Fe=2Au3Fe23Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)Fe2O3用作紅色涂料用作制造銅鹽的原料用作紅色涂料用作制造銅鹽的原料1將鐵粉投入到盛有將鐵粉投入到盛有Cu2、Ag、Fe3的溶液中，反應完畢時，的溶液中，反應完畢時，若燒杯底部有鐵粉剩余，溶液中一定不含的金屬離子是若燒杯底部有鐵粉剩余，溶液中一定不含的金屬離子是_，若燒，若燒杯中沒有鐵粉剩余，則溶液中一定含有的金屬離子是杯中沒有鐵粉剩余，則溶液中一定含有的金屬離子是_，若溶，若溶液中不含有液中不含有Cu2時，則一定不含有的金屬離子是時，則一定不含有的金屬離子是_。解析解析：因為因為Cu2、Ag、Fe3三種離子的氧化性順序為三種離子的氧化性順序為Ag Fe 3Cu2，當加入鐵粉時，按，當加入鐵粉時，按Ag、 Fe3、Cu 2的順序反應的順序反應，當鐵粉剩余時，當鐵粉剩余時，Cu2、Fe3、Ag全部反應，若鐵粉不剩余時，全部反應，若鐵粉不剩余時，溶液中一定含有的離子只有溶液中一定含有的離子只有Fe2；溶液中不含；溶液中不含Cu2時，因為時，因為Fe3、Ag的氧化性比的氧化性比Cu2強，所以溶液中一定不含有強，所以溶液中一定不含有Fe3和和Ag。答案答案：Ag、Fe3、Cu2Fe2Fe3、AgFe2和和Fe3的檢驗及鐵與的檢驗及鐵與HNO3的反應的反應 1Fe2和和Fe3的檢驗的檢驗(1)溶液顏色溶液顏色含有含有Fe2的溶液顯淺綠色，含有的溶液顯淺綠色，含有Fe3的溶液顯棕黃色。的溶液顯棕黃色。(2)用用KSCN溶液和氯水溶液和氯水流程：流程：有關反應：有關反應：Fe33SCN = Fe(SCN)3(紅色紅色) 2Fe2Cl2 = 2Fe32Cl(3)用用NaOH溶液溶液 流程：流程：有關反應：有關反應：Fe33OH = Fe(OH)3(紅褐色紅褐色) Fe22OH = Fe(OH)2(白色沉淀白色沉淀) 4Fe(OH)2O22H2O = 4Fe(OH)32FeCl3變色情況變色情況FeCl3溶液在與許多試劑反應時會出現(xiàn)特殊現(xiàn)象，可作為檢驗溶液在與許多試劑反應時會出現(xiàn)特殊現(xiàn)象，可作為檢驗Fe3的依據(jù)。的依據(jù)。(1)向向FeCl3溶液中加幾滴溶液中加幾滴KSCN溶液呈紅色；溶液呈紅色；(2)FeCl3與與NaOH溶液反應，生成紅褐色沉淀；溶液反應，生成紅褐色沉淀；(3)向向FeCl3溶液中加入過量溶液中加入過量Fe粉，溶液變淺綠色；粉，溶液變淺綠色；(4)向向FeCl3溶液中加入過量溶液中加入過量Cu粉，溶液變藍綠色；粉，溶液變藍綠色；(5)將將FeCl3溶液滴入到淀粉碘化鉀溶液中，溶液變藍色；溶液滴入到淀粉碘化鉀溶液中，溶液變藍色；(6)將飽和將飽和FeCl3溶液滴入沸水中，生成紅褐色溶液滴入沸水中，生成紅褐色Fe(OH)3膠體。膠體。3Fe與與HNO3的反應的反應(1)鐵與濃硝酸在常溫下鈍化，在加熱時劇烈反應。鐵與濃硝酸在常溫下鈍化，在加熱時劇烈反應。(2)鐵與稀硝酸反應鐵與稀硝酸反應 HNO3過量時：過量時： Fe4HNO3(稀稀) = Fe(NO3)3NO 2H2O Fe過量時：過量時： 3Fe8HNO3(稀稀) = 3Fe(NO3)22NO4H2O鐵與稀硝酸反應有關量的問題，可用數(shù)軸表示為：鐵與稀硝酸反應有關量的問題，可用數(shù)軸表示為： 下列離子的檢驗方法合理的是下列離子的檢驗方法合理的是()A向某溶液中滴入向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2B向某溶液中通入向某溶液中通入Cl2，然后再加入，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液變紅色，說明原溶液中含有溶液中含有Fe2C向某溶液中加入向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有有Fe3D向某溶液中加入向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2，不含有，不含有Mg2自主解答自主解答 【答案【答案】C 2向某晶體的水溶液中加入含向某晶體的水溶液中加入含F(xiàn)e2的溶液后，無明顯變化，當?shù)娜芤汉螅瑹o明顯變化，當?shù)渭訋椎武逅螅旌弦撼霈F(xiàn)紅色，那么由此得出的下列結(jié)論，滴加幾滴溴水后，混合液出現(xiàn)紅色，那么由此得出的下列結(jié)論，錯誤的是錯誤的是()A該晶體中一定含有該晶體中一定含有SCNBFe3的氧化性比的氧化性比Br2的氧化性強的氧化性強CFe2被被Br2氧化為氧化為Fe3DFe2與與SCN不能形成紅色的化合物不能形成紅色的化合物答案答案：B1下列能通過化合反應制取的物質(zhì)是下列能通過化合反應制取的物質(zhì)是()Fe(OH)3FeCl2Fe(NO3)2 FeI2A BC D解析解析：要從早期兩種單質(zhì)生成化合物的思維模式中解脫出來。要從早期兩種單質(zhì)生成化合物的思維模式中解脫出來。例如例如：4Fe(OH)2O22H2O = 4Fe(OH)3。2FeCl3Fe = 3FeCl2。2Fe(NO3)3Fe = 3Fe(NO3)2。FeI2 = FeI2。答案答案：D2(2011年泰安模擬年泰安模擬)向含有向含有FeCl3和和BaCl2的酸性溶液中通入足的酸性溶液中通入足量的量的SO2，有白色沉淀生成，過濾后向濾液中滴入，有白色沉淀生成，過濾后向濾液中滴入KSCN溶液時，溶液時，無明顯現(xiàn)象，由此得出的正確結(jié)論是無明顯現(xiàn)象，由此得出的正確結(jié)論是()A白色沉淀是白色沉淀是FeSO3B白色沉淀是白色沉淀是BaSO3和和BaSO4的混合物的混合物C白色沉淀是白色沉淀是BaSO4DFeCl3已全部被已全部被SO2氧化成氧化成FeCl2答案：答案：C 3常溫下把鐵片投入到下列溶液中，鐵片溶解，溶液質(zhì)量增加，常溫下把鐵片投入到下列溶液中，鐵片溶解，溶液質(zhì)量增加，但是沒有氣體產(chǎn)生的是但是沒有氣體產(chǎn)生的是()A硫酸鐵溶液硫酸鐵溶液 B濃濃HNO3C鹽酸鹽酸 D硫酸銅溶液硫酸銅溶液答案答案：A4在下列有在下列有FeCl3溶液參加的反應中，與溶液參加的反應中，與Fe3水解有關的反應水解有關的反應是是()FeCl3與與Cu反應反應FeCl3與與KI反應反應FeCl3滴入沸水中滴入沸水中FeCl3與與NaHCO3反應反應FeCl3溶液中滴入石蕊試液溶液中滴入石蕊試液A BC D解析解析：是是Fe3的氧化性。的氧化性。答案答案：C5將將Fe和和Cu的混合粉末加入的混合粉末加入FeCl3溶液中。溶液中。(1)若反應后只有若反應后只有Cu剩余，則溶液中陽離子一定有剩余，則溶液中陽離子一定有_，可能有可能有_(水電離出的水電離出的H除外，下同除外，下同)。(2)若反應后有若反應后有Fe剩余，則溶液中陽離子一定有剩余，則溶液中陽離子一定有_，一定，一定沒有沒有_。(3)若反應后無固體剩余，溶液中陽離子一定有若反應后無固體剩余，溶液中陽離子一定有_，可能，可能有有_。(4)在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入下列固體粉末：在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入下列固體粉末：FeCl2；Fe2O3；Zn；KNO3，銅粉可溶解的是，銅粉可溶解的是_，使使Cu粉溶解的離子方程式：粉溶解的離子方程式：_。解析解析：Fe、Cu分別與分別與FeCl3反應，反應，F(xiàn)e2FeCl3=3FeCl2，Cu2FeCl3 =2FeCl2CuCl2，由于還原性，由于還原性FeCu，則，則Fe先與先與FeCl3反應，故溶液中一定反應，故溶液中一定有有Fe2。(1)只剩余只剩余Cu時，則時，則FeCl3一定反應完，故無一定反應完，故無Fe3，但無法確定，但無法確定Cu是否與是否與FeCl3反應，故無法確定是否含反應，故無法確定是否含Cu2。(2)固體有固體有Fe剩余，剩余，F(xiàn)eCl3完全反應，故無完全反應，故無Fe3，則，則Cu一定沒有反應，故一定沒有反應，故無無Cu2。(3)固體無剩余，則溶液中一定有固體無剩余，則溶液中一定有Cu2、Fe2，但，但Fe3是否反應完無法是否反應完無法確定。確定。(4)Cu被被Fe3、稀、稀HNO3氧化。氧化。Fe3的氧化性探究的氧化性探究 (2010年高考安徽理綜年高考安徽理綜)某研究性學習小組在網(wǎng)上收集到如下信某研究性學習小組在網(wǎng)上收集到如下信息：息：Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原因進行了如下探究：原因進行了如下探究：【實驗【實驗】制備銀鏡，并與制備銀鏡，并與Fe(NO3)3溶液反應，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。溶液反應，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。(1)下列有關制備銀鏡過程的說法正確的是下列有關制備銀鏡過程的說法正確的是_。a邊振蕩盛有邊振蕩盛有2%的的AgNO3溶液的試管，邊滴入溶液的試管，邊滴入2%的氨水，至的氨水，至最初的沉淀恰好溶解為止最初的沉淀恰好溶解為止b將幾滴銀氨溶液滴入將幾滴銀氨溶液滴入2 mL乙醛中乙醛中c制備銀鏡時，用酒精燈的外焰給試管底部加熱制備銀鏡時，用酒精燈的外焰給試管底部加熱d銀氨溶液具有較弱的氧化性銀氨溶液具有較弱的氧化性e在銀氨溶液配制過程中，溶液的在銀氨溶液配制過程中，溶液的pH增大增大實驗步驟實驗步驟(不要求寫具體操作過程不要求寫具體操作過程)預期現(xiàn)象和結(jié)論預期現(xiàn)象和結(jié)論若銀鏡消失，假設若銀鏡消失，假設2成立。成立。若銀鏡不消失，假設若銀鏡不消失，假設2不成立。不成立。【答案【答案】(1)a、d、e(2)AgFe3 = AgFe2(3)實驗步驟實驗步驟(不要求寫具體操作過程不要求寫具體操作過程)預期現(xiàn)象和結(jié)論預期現(xiàn)象和結(jié)論測定上述實驗用的測定上述實驗用的Fe(NO3)3溶液的溶液的pH配制相同配制相同pH的稀硝酸溶液，將此溶液加入有銀的稀硝酸溶液，將此溶液加入有銀鏡的試管內(nèi)鏡的試管內(nèi)