高三高考化學一輪復習課件：鐵及其化合物

第四章金屬及其化合物第12講

鐵及其氧化物和氫氧化物學習目標1.掌握鐵的主要性質及應用。2.知道不同價態(tài)的鐵的氧化物的主要性質和用途。3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性質及Fe(OH)2的制備方法。4.掌握Fe2＋和Fe3＋的檢驗方法。5.掌握鐵鹽、亞鐵鹽的性質，能實現(xiàn)Fe2＋和Fe3＋的轉化。鐵及其氧化物一

、鐵

1.存在及位置

(2)位置：鐵位于元素周期表中第___周期____族，是一種應用最廣泛的過渡金屬元素；鐵元素是一種典型的變價金屬元素。2.結構

四4

一

、鐵3.鐵的物理性質______色固體，熔點較高，具有良好的導熱、導電、延展性，能被______吸引。(2)原子結構示意圖：銀白磁鐵

一

、鐵(3)鐵的化學性質鐵比較活潑，還原性較強，失去電子后生成

價或

價的鐵。重要的化學反應為＋2＋3Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑鈍化＋3Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

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一

、鐵3.鐵的氧化物(1)物理性質化學式FeOFe2O3Fe3O4俗名—鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)_____粉末_______粉末_____晶體(有磁性)水溶性___________________________鐵的化合價二

、鐵的氧化物(2)化學性質①FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱，能迅速被氧化成

。②FeO、Fe2O3都屬于堿性氧化物，能溶于強酸，分別寫出它們溶于鹽酸的離子方程式：______________________，_______________________。③鐵的氧化物還能被CO、Al還原，以氧化鐵為例寫出化學方程式：_________________,___________________________。④寫出FeO溶于過量稀硝酸的化學方程式：_______________________。⑤寫出Fe2O3溶于過量氫碘酸(HI)的離子方程式：____________________________________。二

、鐵的氧化物

2.下列敘述正確的是A.故宮是中國最大的古代文化藝術博物館，氧化鐵可作故宮紅色外墻的涂料B.過量的鐵與氯氣反應生成FeCl2C.5.6gFe與足量的S反應轉移的電子數(shù)為0.3NAD.常溫下，過量鐵粉與濃硝酸反應生成Fe(NO3)2、NO2和H2O二、鐵與水反應實驗探究3.如圖所示的裝置可實現(xiàn)鐵和水蒸氣的反應。(1)加熱濕棉花的目的是_____________________________________________。(2)寫出還原鐵粉處發(fā)生反應的化學方程式：_____________________________。(3)B處酒精燈上網(wǎng)罩的作用是____________________，實驗開始時，應先點燃______(填“A”或“B”)酒精燈，目的是__________________________。(4)將產(chǎn)生的氣體導入肥皂液中的目的是__________。

提供水蒸氣，使之與還原鐵粉在高溫下發(fā)生反應集中火焰，產(chǎn)生高溫用水蒸氣排盡裝置中的空氣收集氣體鐵與水反應實驗探究

B

鐵與水反應實驗探究四、鐵的氧化物組成分析5.準確稱取某種鐵的氧化物2.88g，用足量的CO進行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，計算該氧化物的化學式：_____。6.有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140mL5.0mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變?yōu)镕e3＋，則該樣品的化學式可能為______。Fe5O7確定鐵的氧化物組成的基本方法設鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝＝a∶b。若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質的量之比為1∶1組成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物質的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4的物質的量為任意值)。鐵的氫氧化物氫氧化鐵和氫氧化亞鐵的比較白紅褐Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2OFe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色紅褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色、態(tài)

色固體

色固體與鹽酸反應________________________________________________________受熱分解

__________________________制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應：________________________可溶性鐵鹽與堿溶液反應：_________________________二者的關系在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是_____

，最后變成

，化學方程式為_______________________________1.Fe(OH)3在空氣中加熱分解生成Fe2O3，則Fe(OH)2在空氣中加熱分解生成FeO(

)2.將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制備Fe(OH)3膠體(

)3.FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通過化合反應制取(

)4.氫氧化鐵與HI溶液僅發(fā)生中和反應(

)5.向氫氧化亞鐵中加入足量的稀硝酸，反應的離子方程式是Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(

)1.氫氧化亞鐵可以用來制顏料、藥物、催化劑、吸收劑和砷解毒劑等。某化學興趣小組同學設計以下實驗探究氫氧化亞鐵的制備?！続組實驗】用FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備Fe(OH)2。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需要加入_______________。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用______的方法。稀H2SO4、鐵屑煮沸Fe(OH)2的制備操作與條件控制(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液，這樣操作的理由是_____________________________________；為了使沉淀能持續(xù)一段時間不變色，還可在FeSO4溶液上面加保護層，如___________等。避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化苯(或煤油)【B組實驗】選用稀硫酸、鐵粉、NaOH溶液進行實驗，裝置如圖。(4)實驗時，先________(填“打開”或“關閉”，下同)止水夾K，然后打開分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸與鐵粉反應，一段時間后，_____止水夾K，利用氫氣造成試管內的壓強增大，將FeSO4溶液壓至NaOH溶液中反應制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持續(xù)一段時間不變色。沉淀能一段時間不變色的原因是___________________________________________。打開關閉稀硫酸與鐵粉反應產(chǎn)生的H2排出了裝置中的空氣Fe(OH)2的制備操作與條件控制【C組實驗】利用電解實驗可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。(5)①a電極的材料應為____，電極反應式為_______________。②電解液c可以是_____(填字母)。A.純水 B.NaCl溶液

C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液③d為苯，其作用是________________________________，在加入苯之前對電解液c應作何簡單處理？________________________。能否將苯替換成CCl4？___(填“能”或“否”)？理由是_____________________________________________。FeFe－2e－===Fe2＋BC隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化否加熱煮沸，排出溶解的O2CCl4比FeSO4溶液的密度大，在下層，無法隔絕空氣Fe(OH)2的制備操作與條件控制(6)若c為Na2SO4溶液，當電解一段時間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為________________________________________。白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色Fe(OH)2的制備操作與條件控制防止Fe(OH)2氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，排出溶解的氧氣。(2)將盛有氫氧化鈉溶液的膠頭滴管尖端插入試管里的亞鐵鹽溶液液面下，再慢慢擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，例如苯或植物油等。(4)充入保護氣，如氫氣、氮氣、稀有氣體等。(5)用鐵作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應制取Fe(OH)2，陰極產(chǎn)生H2，防止Fe(OH)2氧化。2.醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·2H2O]為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示。回答下列問題：(1)實驗中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是____________________，儀器a的名稱是___________。Fe(OH)2制備實驗的拓展(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置。打開K1、K2，關閉K3。①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色，該反應的離子方程式為___________________________。②同時c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是_________________。(3)打開K3，關閉K1和K2。c中亮藍色溶液流入d，d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是__________、______、洗滌、干燥。(4)指出裝置d可能存在的缺點：______________________________________________________。1.下列敘述不正確的是A.濃硝酸與鐵在常溫下不反應，所以可用鐵質容器貯運濃硝酸(2022·浙江6月選考，9C)B.工人將模具干燥后再注入熔融鋼水，是因為鐵與H2O高溫下會反應(2022·廣東，6C)C.將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2(2019·天津，3A)D.鐵銹的主要成分可表示為Fe2O3·nH2O(2020·浙江1月選考，9B)2.下列關于鐵及其化合物的說法正確的是A.FeS2在沸騰爐中與O2反應主要生成SO3(2020·浙江7月選考，12C)B.Mg加入到過量FeCl3溶液中可得Fe(2020·浙江7月選考，12B)C.鋼鐵在潮濕空氣中生銹主要是發(fā)生了電化學腐蝕(2020·浙江7月選考，8D)D.室溫下，F(xiàn)e與濃H2SO4反應生成FeSO4(2020·江蘇，6D)1233.(2019·浙江4月選考，28)某同學設計如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請回答：(1)儀器1的名稱____________。裝置5的作用_________________________。123分液漏斗液封，防止空氣進入裝置4(2)實驗開始時，關閉K2，打開K1，反應一段時間后，再打開K2，關閉K1，發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進入4中。請為裝置作一處改進，使溶液能進入4中____________________________。123在裝置2、3之間添加控制開關(3)裝置改進后，將3中反應后溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實驗操作過程分析沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因_______________________。123裝置4內的空氣沒有排盡返回鐵鹽亞鐵鹽及相互轉化

淺綠還原性

褪色

亞鐵鹽的性質及應用

酸硫酸鐵屑亞鐵鹽的性質及應用

棕黃氧化不能

鐵鹽的性質及應用

酸性氫氧化鐵鐵離子鹽酸不能

鐵鹽的性質及應用3.Fe2＋和Fe3＋的檢驗(1)K＋＋Fe2＋[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓溶液變紅灰綠色紅褐色(2)溶液變紅紅褐色沉淀顯紫色(3)含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的檢驗混合溶液溶液變紅色，說明含有

。混合溶液酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有

。Fe3＋Fe2＋1.氫氧化鐵與HI溶液僅能發(fā)生中和反應(

)2.中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、

(

)3.酸性條件下H2O2氧化Fe2＋的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(

)4.將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，溶液變紅，則Fe(NO3)2晶體已氧化變質(

)5.用酸性高錳酸鉀溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2(

)××√××3.(2016·全國卷Ⅱ,28)某班同學用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質。回答下列問題：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________________。(2)甲組同學取2mLFeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為__________________________。(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是_______________________________。123(4)丙組同學取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進行如下實驗：①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀；③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實驗②檢驗的離子是_______(填離子符號)；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有______(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應為__________。123(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應的離子方程式為___________________________________；一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是____________________，生成沉淀的原因是______________________________________________(用平衡移動原理解釋)。Fe、Fe2+、Fe3+間的轉化[2021·廣東卷]部分含鐵物質的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是(

)A.a可與e反應生成bB.b既可被氧化,也可被還原C.可將e加入濃堿液中制得d的膠體D.可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉化關系1.(2019·浙江4月選考，24)聚合硫酸鐵[Fe(OH)SO4]n能用作凈水劑(絮凝劑)，可由綠礬(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反應得到。下列說法不正確的是A.KClO3作氧化劑，每生成1mol[Fe(OH)SO4]n消耗B.生成聚合硫酸鐵后，水溶液的pH增大C.聚合硫酸鐵可在水中形成氫氧化鐵膠體而凈水D.在相同條件下，F(xiàn)e3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更強123√1232.(2022·河北，15)以焙燒黃鐵礦FeS2(雜質為石英等)產(chǎn)生的紅渣為原料制備銨鐵藍Fe(NH4)Fe(CN)6顏料。工藝流程如下：回答下列問題：(1)紅渣的主要成分為_____________(填化學式，下同)，濾渣①的主要成分為______。Fe2O3和SiO2SiO2123(2)黃鐵礦研細的目的是_____________________________________________________。(3)還原工序中，不生成S單質的反應的化學方程式為_____________________________________________。增大固液接觸面積，加快反應速率，提高黃鐵礦的利用率7Fe2(SO4)3＋FeS2(4)工序①的名稱為______________________________，所得母液循環(huán)使用。(5)沉鐵工序產(chǎn)生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合價為_____，氧化工序發(fā)生反應的離子方程式為______________________________________________________________________。蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌＋2123(6)若用還原工序得到的濾液制備Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，所加試劑為_______和__________(填化學式，不引入雜質)。H2O2NH3·H2O1233.(2016·全國卷Ⅱ,28)某班同學用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________________。防止Fe2＋被氧化亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2＋被空氣氧化。