高中化學(xué)鐵及其化合物基礎(chǔ)知識講解導(dǎo)學(xué)案新人教版必修1

1、4高中化學(xué)鐵及其化合物基礎(chǔ)知識講解與學(xué)案新人教版必修1【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、鐵的性質(zhì)；2、鐵的重要化合物及其相互轉(zhuǎn)化。【要點梳理】要點一、鐵鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖如下：1 .物理性質(zhì)常溫下，純鐵是銀白色具有金屬光澤的金屬（純鐵的抗蝕力相當(dāng)強(qiáng)），易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，有延展性。鐵的熔沸點都很高：熔點是1535C,沸點是2750C o鐵能被磁體吸引，在磁場的作用下，自身也能產(chǎn)生磁性。2 .化學(xué)性質(zhì)當(dāng)跟弱氧化劑反應(yīng)時：Fe-2e = Fe2+;當(dāng)跟強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時： Fe-3e = Fe3+。鐵與非金屬的反應(yīng)：點鷹3Fe+2O2FesQ點燃2Fe+3cl 2,4=2FeCh , 2Fe+3B2= 2FeBr3AFe+I

2、2= Fei 2 , Fe+S FeS鐵和某些鹽（如 CuSQ）溶液的反應(yīng):Fe+CiJ+= Fe2+Cu鐵與酸的反應(yīng)：與非氧化性酸：Fe+2HI= Fe2+H2 TA鐵與水蒸汽的反應(yīng)：3Fe+4H2O（g）Fe3O+4Hb （注意產(chǎn)物是Fe3Q）注意：該實驗所用鐵粉為還原鐵粉（即剛用還原的方法得到的鐵粉）實驗中收集氣體，并通過爆鳴實驗來驗證氫氣的產(chǎn)生。要點二、鐵的化合物1 .鐵的氧化物（1） FeO不穩(wěn)定，在空氣里受熱，就迅速被氧化成Fe3Q。（2） FezQ常用作紅色油漆和涂料，赤鐵礦（主要成分是FezQ）是煉鐵的原料。（3） Fe的常見化合價只有+2價和+3價，F(xiàn)e3O4可以看成由FeO

3、和FezQ按物質(zhì)的量之比1 ： 1組合而成的 復(fù)雜氧化物，通常也可寫成FeO- Fe2O3的形式。FeQ Fe2O3屬于堿性氧化物，F(xiàn)e3O4不屬于堿性氧化物。2 .鐵的氫氧化物名稱氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3分類堿堿性質(zhì)色態(tài)白色固體紅褐色固體水溶性不溶于水不溶于水與酸反應(yīng)Fe(OH)2+2H+= Fe2+ + 2H 2。Fe(OH)3+3H+= FeXHbO還原性 穩(wěn)定性4Fe(OH)2 + OA2Fe(OH)32 + 2H2O = 4Fe(OH)3Fe2G3+3HO(受熱分解)制法原理Fe . Fe只具有還原性，可以被氧化劑氧化成Fe2+、Fe。(1) Fe 能被

4、S、Fe3+、ClT、H+等較弱氧化劑氧化為 Fe2+,如 Fe+S= FeS, Fe+2Fe3+= 3Fe2+。3+點燃(2) Fe 能被 Cl2、B2、HNQ 濃 H2SO等強(qiáng)氧化劑氧化為 Fe ,如 2Fe+3Clz2FeCl3。 . Fe2+既具有還原性又具有氧化性，可以被氧化為Fe3+,也可以被還原為 Fe。(1)當(dāng) Fe2+ 遇到強(qiáng)氧化劑 Q、Cl 2、HNQ KMnOfW,被氧化為 Fe3+,如 2Fe2+Cl 2= 2Fe3+2Cl，(2)當(dāng)Fe2+遇到C Al、Zn、CO等還原劑時，可以被還原為Fe,如 Fe2+Zn=Zn2+Fe, FeO+CO= Fe+CO。+ +2OH

5、= Fe(OH) 2 JFe . Fe3+具有較強(qiáng)氧化性，可被還原為Fe2+或Fe。(1) Fe3+被C、CO活潑的金屬(鉀、鈉、鈣除外)還原為Fe,如 Fe2c3+3CO2Fe+3CO, Fe2c3+2A1 ZFe+AlzQ。(2) Fe3+被 KI、H2S、Fe、Cu、SO等還原為 Fe2+,如 2Fe3+Cu= 2Fe2+Cu2+。+ +3OH = Fe(OH)3j1現(xiàn)象白色絮狀沉淀紅褐色沉淀要點詮釋：Fe(OH)2的制備要點：.硫酸亞鐵要現(xiàn)配(配制時，蒸儲水要煮沸，以減少蒸儲水中溶解的氧，防止亞鐵離子被氧化).制取Fe(OH)2時，要將吸有 NaOHm的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上

6、覆蓋一層苯或煤油(不能用CCL),以防止空氣與 Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)。3.鐵鹽和亞鐵鹽：鐵鹽(Fe3+)亞鐵鹽(Fe2+)顏色原;色淡綠色與堿反應(yīng)Fe3+3ON = Fe (OH 3 JFe2+2OH =Fe (OH 2 J氧化性、還原性氧化性2Fe3+Fe= 3Fe2+氧化 f生：Fe2+Zn= Zn2+Fe 還原性：2Fe2+Cl 2= 2Fe3+2Cl要點三、Fe2+、Fe3+、Fe的相互轉(zhuǎn)變一一“鐵三角要點詮釋：.不同價態(tài)的鐵及鐵的化合物在相互轉(zhuǎn)化時，要注意所用氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱不同。.利用以上轉(zhuǎn)化關(guān)系，可總結(jié)出鐵及不同價態(tài)的鐵的化合物的性質(zhì)、用途、試劑保存、溶液配制、除 雜等

7、。如Fe2+的溶液中含有Fe3+,可加入Fe粉以除去Fe3+等。要點四、Fe2+、Fe3+的鑒別鑒別方法L 2+FeFe3+觀察法淺綠色原;色加堿(NaOH 法迅諫最綾*現(xiàn)象：白色沉淀灰綠色紅褐色沉淀反應(yīng)：Fe2+2OH = Fe(OH)2 J (白色)4Fe(OH)2+Q+2H2O= 4Fe(OH)3 (紅褐色)現(xiàn)象：紅褐色沉淀反應(yīng)：Fe3+3O口 = Fe(OH)3 J (紅褐色)加鹽(SCN)法現(xiàn)象：加入KSCN無明顯現(xiàn)象， 再滴入 氯水變成紅色溶液反應(yīng)：2Fe2+Cl2= 2Fe3+2ClFe3+3SCN=Fe(SCN)3 (紅色)現(xiàn)象：加入 KSCN§液，溶液變?yōu)榧t色反應(yīng)：

8、Fe3+3SCN = Fe(SCN)3 (紅色)【典型例題】類型一：金屬與水(水蒸氣)反應(yīng)的實驗探究例1如下圖所示，在玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱并通入水蒸氣，用試管收集產(chǎn)生 的經(jīng)干燥的氣體，并靠近火焰點火。7(1)所觀察到的現(xiàn)象是 ,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。(2)干燥管內(nèi)可裝入的試劑是 ,其作用是。干燥管還可用 (填裝置名稱)代 替。(3)玻璃管中石棉絨的作用是 。實驗開始時應(yīng)先點燃 ,實驗結(jié)束時，應(yīng)先熄滅 ?！敬鸢浮?1)紅熱的鐵與水蒸氣反應(yīng)，放出氣體，這種氣體靠近火焰點火時，能燃燒或發(fā)出爆鳴聲 3Fe+4H2O (g) =Fe3Q+4Ha(2)堿石灰(或無水 CaCl2、

9、硅膠等)吸收水蒸氣，干燥氫氣 U形管(3)鐵粉的載體，增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積酒精燈 酒精噴燈【解析】常溫下 Fe不與H2O發(fā)生反應(yīng)，但在高溫下， Fe與HbO (g)反應(yīng)生成FrQ和H2。因鐵粉和FesQ 均為黑色，因此實驗過程中固體顏色無明顯變化，但產(chǎn)物Ha可用點燃的方法驗證。石棉絨成分為硅酸鹽，它期玻璃管耐高溫且性質(zhì)穩(wěn)定，是鐵粉的載體。大頭針舉一反三：【變式1】有人設(shè)計了如右圖所示的實驗裝置，目的是做鈉與水反應(yīng)的實驗并驗證：她兼鈉的物理性質(zhì)；鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物是什么。(1)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)操作時還需要的儀器有 。(2)如何進(jìn)行操作？ 。(3)實驗現(xiàn)象是?！敬鸢浮?1)小試管和酒精燈(2)將大頭

10、針向上提，使鈉塊落入水中，將小試管扣在導(dǎo)管上收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，用拇指堵住小試管口移近酒精燈，松開拇指點燃小試管中的氣體(3)鈉浮在水面上很快熔化成閃亮的小球，并逐漸消失，水溶液由無色變成紅色，點燃小試管中的氣體時，有尖銳的爆鳴聲 類型二：鐵的氧化物、氫氧化物的性質(zhì)例2有0.4 g鐵的氧化物，用足量的CO在高溫下將其還原，把生成的CO全部通入足量的澄清石灰水中，得到0.75 g固體沉淀物。這種鐵的氧化物的化學(xué)式為()。A . FeO B . Fe2O3 C . Fe3O4 D . Fe4?！敬鸢浮緽高溫【解析】可設(shè)這種鐵的氧化物的化學(xué)式為FexQ,則發(fā)生的反應(yīng)為 FexQ+yCO=xFe+yC

11、Q, Ca(OH)2+CO= CaCOJ +H2Oo從而得到 FexOy與CaCO勺關(guān)系式為：Fe xO yCaCO 356x+16y100y0.4 g 0.75 g56x 16y100y0.4g0.75g解得：x ： y= 2 ： 3。所以，這種鐵的氧化物的化學(xué)式為FezQ?！究偨Y(jié)升華】(1) Fe3O4是一種純凈物，而不是由 FeO和F&Q組成的混合物。其組成也可用鹽的形式表示 為 Fe(FeO2) 2。(2)鐵的氧化物都能與鋁粉混合發(fā)生鋁熱反應(yīng)，其通式可以表示為： 高溫 2yAl+3Fe xQyAl 2c3+3xFe此反應(yīng)可應(yīng)用于野外焊接鋼軌，在定向爆破中熔斷鋼筋。 舉一反三：【

12、變式1】對于金屬的氫氧化物，下列說法正確的是()。A .全部由金屬氧化物溶于水制得B .可以用化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)制得C . Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH) 3都不溶于過量的強(qiáng)堿D .金屬氫氧化物的熱穩(wěn)定性均較差【答案】B類型三：鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì)例3將鐵粉、銅粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(yīng)(假定容器不參與反應(yīng))。試判斷下列情況下，溶液中存在的金屬離子和金屬單質(zhì)。(1)若鐵粉有剩余，則容器中不可能有的離子是： ;銅單質(zhì)(填“一定”或“可能”)(2)若氯化鐵和氯化銅都有剩余，則容器中不可能有的單質(zhì)是 , Fe2+ (填“一定”或 “可能”)存在?！敬鸢浮?

13、1) Fe3+、CiT 一定 (2) Fe、Cu 一定【解析】本題屬于物質(zhì)共存問題，解答時應(yīng)首先弄清物質(zhì)間可能發(fā)生的反應(yīng)，凡相互間能發(fā)生反應(yīng)的物 質(zhì)就不可能大量共存。本題涉及的反應(yīng)有： Fe+2FeCl3 = 3FeCl 2 Fe+CuCl2= Cu+FeCb Cu+2FeCL= 2FeCl 2+CUCI2(1)若鐵粉有剩余，則容器中不可能有Fe3+、Cu2+,因為它們能發(fā)生上述反應(yīng)，一定有銅單質(zhì)。(2)若FeCl3和CuCl2都有剩余，則容器中一定沒有Fe、Cu, 一定有Fe2+?！究偨Y(jié)升華】在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑與不同還原劑反應(yīng)時，應(yīng)先與還原性強(qiáng)的反應(yīng)；同樣，還原劑與不同氧化劑反應(yīng)時，也

14、應(yīng)先與氧化性強(qiáng)的反應(yīng)，即遵循“先強(qiáng)后弱”的規(guī)律。 舉一反三：【變式1】要證明某溶液中不含 Fe3+,而含有Fe2+,進(jìn)行如下實驗操作時最佳順序為()。加入少量氯水加入少量KMnO§液加入少量KSCN§液A. B . C . D .【答案】C類型四：Fe(OH)2的制取例4用下面方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。用不含F(xiàn)e3+的FeSO溶液與用不含02的蒸儲水配制的NaOH§液反應(yīng)制備。(1)除去蒸儲水中溶解的 Q常采用 的方法。(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含Q的NaOH§液，插入FeSO溶液液面下，再擠出NaOH§液。這樣操彳的理由是 ?！敬鸢浮?1)煮沸 (2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸Q(1)氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸儲水中溶解的Q變少。(2)避免生成的Fe(OH)2被空氣(氧氣)氧化。舉一反三：【變式1】根據(jù)下述實驗裝置和操作，回答有關(guān)問題。按右圖所示裝置，用兩種不同操作分別進(jìn)行實驗，觀察B管中的現(xiàn)象。操彳1:先夾緊止水夾 a,再使 A管開始反應(yīng)，實驗中 B管中觀察到的現(xiàn)象是