2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第二單元 化學(xué)物質(zhì)及其變化 第4節(jié) 鐵及其重要化合物學(xué)案 魯科版

1、2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第二單元 化學(xué)物質(zhì)及其變化 第4節(jié) 鐵及其重要化合物學(xué)案 魯科版2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第二單元 化學(xué)物質(zhì)及其變化 第4節(jié) 鐵及其重要化合物學(xué)案 魯科版年級：姓名：- 24 -第4節(jié)鐵及其重要化合物備考要點素養(yǎng)要求1.結(jié)合應(yīng)用實例或通過實驗探究,了解鐵及其重要化合物的性質(zhì)及其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。2.了解常見金屬及其重要化合物的制備方法。1.宏觀辨識與微觀探析:認(rèn)識鐵及其化合物的性質(zhì),能以fe2+、fe3+的相互轉(zhuǎn)化為例,理解變價金屬元素的氧化還原反應(yīng)實質(zhì)。2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識:能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的氫氧化亞鐵的制備方案,進(jìn)行實驗探究?？键c一鐵的單質(zhì)、氧化物

2、及氫氧化物必備知識自主預(yù)診知識梳理1.鐵的物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性延展性地殼含量銀白色固體良好占第位2.鐵的化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式或離子方程式)鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑,有較強(qiáng)的還原性,主要化合價為價和價。微點撥(1)鐵分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得的產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)不同,fe與cl2反應(yīng)無論用量多少都生成fecl3,而fe與鹽酸反應(yīng)生成fecl2。(2)鐵在潮濕的空氣中生成鐵銹的主要成分是fe2o3,而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是fe3o4。3.鐵的制備方法(1)生鐵的冶煉。原料:鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。設(shè)備:高爐。主要反應(yīng):還原劑的生成c+o2co2、co2+c2co鐵的還原造渣反應(yīng)(2)利用鋁

3、熱反應(yīng)焊接無縫鋼軌,以氧化鐵和鋁粉為鋁熱劑,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。4.鐵的氧化物(1)物理性質(zhì)?；瘜W(xué)式feofe2o3fe3o4俗稱顏色、狀態(tài)粉末粉末晶體鐵的價態(tài)價價價(2)化學(xué)性質(zhì)。feo、fe2o3分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式:、。feo與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:。feo、fe2o3分別與hi溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:、。5.鐵的氫氧化物化學(xué)式fe(oh)2fe(oh)3顏色、狀態(tài)固體固體與鹽酸反應(yīng)續(xù)表受熱分解制法可溶性亞鐵鹽與強(qiáng)堿溶液反應(yīng):可溶性鐵鹽與強(qiáng)堿溶液反應(yīng):二者的關(guān)系在空氣中,生成的色絮狀沉淀迅速變成色,最后變成色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為微點撥feo、fe3o4、fe(oh)2與足量hno3

4、反應(yīng)時,均發(fā)生氧化還原反應(yīng),fe2+被hno3氧化生成fe3+。fe2o3、fe3o4、fe(oh)3與足量hi反應(yīng)時,均發(fā)生氧化還原反應(yīng),fe3+被i-還原生成fe2+。自我診斷1.判斷正誤,正確的打“”,錯誤的打“”。(1)fe分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同。()(2)fe與稀硝酸、稀硫酸反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生,說明fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)。()(3)fe在足量cl2中燃燒生成fecl3,在少量cl2中燃燒生成fecl2。()(4)鐵與硫混合加熱生成fe2s3。()(5)氧化鐵能與酸反應(yīng),所以可用于制作紅色染料。()(6)fe3o4可用feofe2o3表示,故fe3o4為混合物。()(7)

5、氫氧化鐵與hi溶液反應(yīng)的離子方程式為fe(oh)3+3h+fe3+3h2o。()2.下列各圖中能較長時間看到fe(oh)2白色沉淀的是(填序號)。關(guān)鍵能力考向突破考向1鐵單質(zhì)的性質(zhì)【典例1】(2020山東泰安第四中學(xué)期中)向含fe(no3)3、cu(no3)2、hno3的某種稀溶液中逐漸加入鐵粉,c(fe2+)的變化如圖所示。下列說法錯誤的是()a.橫軸01:fe+no3-+4h+fe3+no+2h2ob.橫軸12:fe+2fe3+3fe2+c.橫軸23:fe+cu2+fe2+cud.原溶液中三種溶質(zhì)濃度相等易錯警示反應(yīng)產(chǎn)物中鐵元素價態(tài)的判斷(1)鐵與弱氧化劑(如s、i2、h+、cu2+)等反

6、應(yīng)所得產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)為+2價,如fe+i2fei2。(2)鐵與強(qiáng)氧化劑(如cl2、br2、濃硫酸、過量硝酸等)反應(yīng)所得產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)為+3價,如2fe+3br22febr3。(3)鐵在純氧中燃燒得到的產(chǎn)物為fe3o4,鐵元素的價態(tài)為+2、+3價。(4)鐵與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)物的判斷。當(dāng)hno3過量時:反應(yīng)原理:fe+4hno3fe(no3)3+no+2h2o,鐵元素的存在形式為fe3+,鐵元素的價態(tài)為+3價。當(dāng)fe過量時:反應(yīng)原理:3fe+8hno33fe(no3)2+2no+4h2o,鐵元素的存在形式為fe2+,鐵元素的價態(tài)為+2價。當(dāng)14n(fe)n(hno3)fe3+cu2+,金屬鐵先

7、和氧化性強(qiáng)的離子反應(yīng);開始階段是金屬鐵和稀硝酸之間的反應(yīng):fe+4hno3fe(no3)3+no+2h2o,當(dāng)加入金屬鐵1mol時,生成三價鐵離子1mol,所以亞鐵離子的濃度不變,故a正確;金屬鐵和稀硝酸反應(yīng)結(jié)束后,生成1mol的三價鐵離子,然后發(fā)生反應(yīng)fe+2fe3+3fe2+,故b正確;反應(yīng)的最后階段為fe+cu2+fe2+cu,c正確;根據(jù)以上分析,整個過程的反應(yīng)方程式為4h+no3-+3fe+fe3+cu2+4fe2+cu+no+2h2o,則溶液中fe(no3)3、cu(no3)2、hno3物質(zhì)的量濃度之比為114,故d錯誤。對點演練1 c不銹鋼中含有鉻和鎳,增強(qiáng)了抗腐蝕能力,a正確;

8、電鍍時應(yīng)以鍍層金屬作為陽極,鍍件作為陰極,含鍍層金屬陽離子的溶液為電鍍液,b正確;鐵在濃硫酸中鈍化,不是不能反應(yīng),c錯誤;鋁熱反應(yīng)生成的鐵為液體,可用于焊接鐵軌,d正確。典例2答案(1)fe2o3制紅色油漆(或制涂料、煉鐵等,合理即可)(2)加鹽酸(3)取少量最后一次洗滌液置于試管中,加鹽酸酸化,再滴加氯化鋇溶液,不產(chǎn)生白色沉淀(4)fe2+2fe3+8oh-fe3o4+4h2o(5)反應(yīng)過程中部分亞鐵離子被氧氣氧化為鐵離子(6)6feooh+co2fe3o4+co2+3h2o12(7)膠體解析(1)feo(氧化亞鐵)是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣里很容易被氧化,在空氣中性質(zhì)比較穩(wěn)定的是fe2

9、o3,fe2o3的用途是制紅色油漆、涂料、煉鐵等。(2)實驗室保存溶液b(fecl3溶液)時為了防止出現(xiàn)渾濁,通常采取的措施是加鹽酸抑制fecl3水解生成fe(oh)3沉淀。(3)要證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈,只要檢驗洗滌液中不含硫酸根離子即可,操作是取少量最后一次洗滌液置于試管中,加鹽酸酸化,滴加氯化鋇溶液,不產(chǎn)生白色沉淀。(4)該方法中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為fe2+2fe3+8oh-fe3o4+4h2o。(5)實際生產(chǎn)中為了提高產(chǎn)率,起始所用feso47h2o和fecl36h2o的物質(zhì)的量之比應(yīng)大于12,原因是反應(yīng)過程中部分亞鐵離子被氧氣氧化為鐵離子。(6)所給流程中第2步反應(yīng)是feooh

10、吸收co生成fe3o4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為6feooh+co2fe3o4+co2+3h2o,其中氧化產(chǎn)物co2和還原產(chǎn)物fe3o4的物質(zhì)的量之比為12。(7)將粒子直徑為幾十納米的fe3o4投入分散劑中形成的分散系是膠體。對點演練2 b制取硫酸亞鐵需要鐵屑,在燒瓶中應(yīng)該先加入鐵屑,所以a中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是鐵屑,故a正確;稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,實驗開始時應(yīng)打開活塞e,用氫氣排出裝置中的空氣,b錯誤;鐵和稀硫酸反應(yīng)有氫氣生成,關(guān)閉活塞e,導(dǎo)致a裝置中壓強(qiáng)逐漸增大,feso4溶液被壓入b瓶中進(jìn)行反應(yīng)生成氫氧化亞鐵,c正確;氫氧化亞鐵不穩(wěn)定,容易被溶解在溶液中的氧氣氧化生成紅褐色的氫氧化

11、鐵,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4fe(oh)2+o2+2h2o4fe(oh)3,故d正確?？键c二fe2+、fe3+的轉(zhuǎn)化與檢驗及鐵三角的應(yīng)用必備知識自主預(yù)診1.(1)氧化還原還原還原2fe2+h2o2+2h+2fe3+2h2o3fe2+no3-+4h+3fe3+no+2h2o(2)黃2fe3+fe3fe2+2fe3+cu2fe2+cu2+kscn溶液3.氯水鐵粉鐵粉4.(1)h2s+2fe3+s+2fe2+2h+(2)2i-+2fe3+i2+2fe2+(3)cu+2fe3+cu2+2fe2+(4)2fe2+h2o2+2h+2fe3+2h2o(5)3fe2+no3-+4h+3fe3+no+2h2o自我

12、診斷1.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.(1)kscn溶液溶液變成紅色(2)2fe3+cu2fe2+cu2+(3)fehcl(4)c(5)2fe2+cl22fe3+2cl-關(guān)鍵能力考向突破典例1b由圖中轉(zhuǎn)化可知,b為a與硝酸銀反應(yīng)生成的淺黃色沉淀,根據(jù)元素守恒知淺黃色沉淀為agbr,所以a中含有br-,c中加kscn溶液變?yōu)榧t色溶液,則c中含有fe3+,a中含有鐵元素,酸性條件下的no3-具有強(qiáng)氧化性,能氧化亞鐵離子生成鐵離子,所以a中可能含有fe3+或fe2+或二者都有。d溶液中含有fe(scn)3,a項正確;酸性條件下的no3-具有強(qiáng)氧化性,能將亞鐵離子氧化為鐵離子,所以a中可

13、能是febr2,也可能是febr3,也可能是二者的混合物,b項錯誤;能和銀離子反應(yīng)生成淡黃色沉淀的離子是溴離子,所以b是agbr,c項正確;c能和硫氰化鉀溶液反應(yīng)生成紅色溶液,說明濾液中含有fe3+,d項正確。對點演練1 ca項中只能說明原溶液中含有fe3+;b項原溶液中可能只有fe3+而沒有fe2+;d項中fe(oh)2被氧化后生成的紅褐色沉淀fe(oh)3也可能掩蓋了白色沉淀mg(oh)2。典例2c純堿是強(qiáng)堿弱酸鹽,co32-水解導(dǎo)致純堿溶液呈堿性,堿性條件下油污水解生成高級脂肪酸鹽和甘油,所以廢鐵屑在酸溶前可用熱的純堿溶液去油污,故a正確;naoh中和過量的酸,fe2+被h2o2氧化為f

14、e3+,在堿性溶液中將fe3+轉(zhuǎn)化為fe(oh)3,步驟的目的是將溶液中fe2+轉(zhuǎn)化為fe(oh)3,故b正確;步驟中發(fā)生的反應(yīng)是堿性條件下發(fā)生的反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為2fe(oh)3+4oh-+3clo-2feo42-+3cl-+5h2o,故c錯誤;步驟中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2koh+na2feo4k2feo4+2naoh,溶解度大的物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為溶解度小的物質(zhì),反應(yīng)能發(fā)生的原因k2feo4的溶解度比na2feo4小,故d正確。對點演練2 bfe3+遇kscn會使溶液呈現(xiàn)紅色,fe2+遇kscn無明顯現(xiàn)象,如果溶液中滴加kscn溶液呈紅色,則證明存在fe3+,并不能證明無fe2+,故a錯誤;鐵

15、粉可作為食品袋內(nèi)的脫氧劑,fe與氧氣反應(yīng),鐵的化合價升高,鐵是還原劑,則鐵粉起還原作用,故b正確;cu與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅,沒有單質(zhì)生成,則不屬于置換反應(yīng),故c錯誤;c(fe2+)=1moll-1的溶液呈酸性,酸性溶液中fe2+與mno4-之間發(fā)生氧化還原反應(yīng),在溶液中不能大量共存,故d錯誤?？键c三鐵及其化合物的性質(zhì)必備知識自主預(yù)診4.(1)紅置換c.2fecl3+cucucl2+2fecl22i-+2fe3+i2+2fe2+c.fe2+znfe+zn2+5fe2+mno4-+8h+5fe3+mn2+4h2o紅色(2)紅色fe3+3scn-fe(scn)3自我診斷1.a氯氣能夠?qū)

16、e2+(淺綠色)氧化為fe3+(棕黃色),a項正確;b項得到的結(jié)論應(yīng)該是fe2+具有氧化性;c項的離子方程式電荷不守恒;d項的實驗現(xiàn)象應(yīng)該是銅粉逐漸溶解,溶液由棕黃色變?yōu)樗{(lán)色。2.答案(1)防止氯化亞鐵被氧化(2)2fe2+cl22fe3+2cl-(3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)(4)反應(yīng)生成的fe3+催化了h2o2的分解關(guān)鍵能力考向突破典例d開始實驗時生成的沉淀均為黑色沉淀,則應(yīng)為fe2s3,故a正確;硫化鈉具有還原性,可與鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成s,則產(chǎn)生黃色沉淀的反應(yīng)的化學(xué)方程式為fe2s3+4fecl36fecl2+3s,故b正確;na2s與fecl3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞鐵,當(dāng)硫化鈉過量時又生成fes,fes為黑色沉淀,故c正確;在na2s溶液過量的情況下,黑色沉淀應(yīng)為fes,而fe(oh)3為紅褐色沉淀,故d錯誤。對點演練1 ab項中co還原fe2o3得到單質(zhì)鐵,即使黑色固體中有fe3o4,其溶于鹽酸后產(chǎn)生的fe3+可能與fe發(fā)生反應(yīng)fe+2fe3+3fe2+,加入kscn溶液也不顯紅色,錯誤;c項中酸性條件下no3-具有強(qiáng)氧化性,而fe2+具有還原性,發(fā)生氧化還原反應(yīng)有fe3+生成,fe3+遇kscn溶液呈紅色,無法證明樣品是否變質(zhì),錯誤;d項中若原溶液中無fe2+