高三化学一轮复习课件铁及其化合物.ppt

<p>,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,铁及其化合物,1,了解铁的主要性质及应用。,2,了解铁的重要化合物的主要性质及应用。,3,以,Fe,2,、,Fe,3,的相互转化为例理解变价金属元素的氧化还原反应。,1,Fe,2,、,Fe,3,的检验及其有关实验。,2,以铁及其化合物知识为载体，综合考查氧化还原反应、电化学、盐类水解及除杂等。,一、铁,1,铁的存在形态,在地壳中铁的含量位于第,位，在自然界铁既有游离态,(,存在于陨石中,),，也有化合态，主要化合价为,，其,更稳定。,2,铁的物理性质,纯铁具有金属的共性，如具有,金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被,吸引的特性。,四,2,、,3,3,价化合物,银白色,磁铁,3.,铁的化学性质,Fe,2H,=Fe,2,H,2,钝化,Fe,Cu,2,=Cu,Fe,2,Fe,2Fe,3,=3Fe,2,铁化学性质活泼，为什么可以用铁罐贮存和运输浓,H,2,SO,4,和浓,HNO,3?,提示,常温下铁与浓,HNO,3,、浓,H,2,SO,4,发生钝化，在铁的表面能形成一层稳定的致密的氧化物薄膜，阻止反应继续进行。,高考链接,（,2012.,山东）,12,下列由相关实验现象所推出的结论正确的是,A,Cl,2,、,SO,2,均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性,B,向溶液中滴加酸化的,Ba(NO,3,),2,溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有,SO,4,2,C,Fe,与稀,HNO,3,、稀,H,2,SO,4,反应均有气泡产生，说明,Fe,与两种酸均发生置换反应,D,分别充满,HCl,、,NH,3,的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升，说明二者均易溶于水,D,二、铁的重要化合物,1,氧化物,氧化物,氧化亚铁,氧化铁,四氧化三铁,化学式,FeO,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,颜色状态,粉末,粉末,晶体,(,有磁性,),溶解性,难溶于水,难溶于水,难溶于水,铁的化合价,稳定性,不稳定,稳定,稳定,与,H,反应,FeO,2H,=Fe,2,H,2,O,Fe,2,O,3,6H,=2Fe,3,3H,2,O,Fe,3,O,4,8H,=Fe,2,2Fe,3,4H,2,O,黑色,红棕色,黑色,2,3,2,，,3,2.,氢氧化物,白,红褐,Fe(OH),2,Fe(OH),3,制法,可溶性亚铁盐与碱溶液反应,Fe,2,2OH,=Fe(OH),2,可溶性铁盐与碱溶液反应,Fe,3,3OH,=Fe(OH),3,二者的关系,在空气中，,Fe(OH),2,能够非常迅速地被氧气氧化成,Fe(OH),3,，现象是白色絮状沉淀迅速变成,灰绿,色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为,4Fe(OH),2,O,2,2H,2,O=4Fe(OH),3,四个措施,实验室制备氢氧化亚铁的防氧化措施,(1),将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气。,(2),将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部，再慢慢挤出,NaOH,溶液。,(3),在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。,(4),用铁作阳极，石墨作阴极，电解,NaOH,溶液或,NaCl,溶液，利用新产生的,Fe,2,与,OH,反应制取。,一个总结,FeCl,3,溶液发生反应时的颜色变化,向,FeCl,3,溶液中加几滴,KSCN,溶液后，溶液呈红色；,FeCl,3,与,NaOH,溶液反应，生成红褐色沉淀；,向,FeCl,3,溶液中通入,H,2,S,气体，生成淡黄色沉淀；,向,FeCl,3,溶液中加入几滴,Na,2,S,溶液，生成淡黄色沉淀，当加入的,Na,2,S,溶液过量时，又生成黑色沉淀；,向,FeCl,3,溶液中加入过量,Fe,粉，溶液变成浅绿色；,将,FeCl,3,溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变成蓝色；,向,FeCl,3,溶液中滴入苯酚溶液，溶液变成紫色；,将饱和,FeCl,3,溶液滴入沸水中，生成红褐色,Fe(OH),3,胶体。,问题征解,如何由,FeCl,3,晶体配制,FeCl,3,溶液？,如何由,FeCl,3,溶液制备,FeCl,3,晶体？,提示,由于,Fe,3,水解能力较强，当,pH4,时，,Fe,3,即可水解形成,Fe(OH),3,沉淀。在配制,FeCl,3,溶液时，应先将固体盐溶于少量盐的酸中抑制,Fe,3,水解，再加水稀释至所需浓度。,在制备,FeCl,3,固体时，溶液中,FeCl,3,发生水解且生成,HCl,易挥发，为防止其水解，所以加热浓缩,FeCl,3,稀溶液时应在,HCl,氛围中进行。,必考点,21,“,铁三角,”,及其重要应用,1,“,铁三角,”,中的转化关系,(2)除杂方法(括号内为杂质),Fe,2,(Fe,3,)：加过量铁粉过滤,FeCl,3,(FeCl,2,),：加氯水或,H,2,O,2,FeCl,2,(CuCl,2,)：加过量铁粉过滤,Fe(Al)、Fe,2,O,3,(Al,2,O,3,、SiO,2,)：加过量强碱溶液过滤,(3)盐溶液的保存,含Fe,2,的溶液：,加入少量铁粉(或铁钉、铁屑)，防止Fe,2,被氧化；加入少量相应的酸，防止Fe,2,水解Fe(NO,3,),2,例外。,含,Fe,3,的溶液：,加入少量相应的酸，防止,Fe,3,水解。,(4),物质制备,【,典例,1】,FeCl,3,可通过多种途径转化成,FeCl,2,。,(1),在,FeCl,3,溶液中加入适量氢碘酸，发生反应的离子方程式为,_,。,(2),工业上常将无水,FeCl,3,在氮气作保护气的条件下加热至,300,350,，通入干燥的,H,2,，而制得,FeCl,2,。该反应的化学方程式为,_,。,反应,(1),中，氢碘酸既表现了酸性，又表现了还原性,反应,(3),中，,HCl,为氧化产物,上述三个反应中，,FeCl,2,均为还原产物,(5),请另写一个,FeCl,3,转化成,FeCl,2,的化学方程式：,_,_,。,解析,(1)Fe,3,有氧化性，,I,有还原性，它们可以发生氧化还原反应；,(2),根据信息,FeCl,3,转化为,FeCl,2,，,Fe,的化合价降低，那么,H,的化合价必定升高，这样就可以写出化学反应方程式；,(3),根据反应产物，可以确定为取代反应；,(4),根据氧化还原反应概念，确定,是正确的；,(5)FeCl,3,转化为,FeCl,2,，另一种物质必须是还原剂。,【,应用,1】,常温下，往,H,2,O,2,溶液中滴加少量,FeSO,4,溶液，可发生如下两个反应：,2Fe,2,H,2,O,2,2H,=2Fe,3,2H,2,O,；,2Fe,3,H,2,O,2,=2Fe,2,O,2,2H,，下列说法不正确的是,(,),。,A,H,2,O,2,的氧化性比,Fe,3,强，其还原性比,Fe,2,强,B,在,H,2,O,2,分解过程中，溶液的,pH,逐渐下降,C,在,H,2,O,2,分解过程中，,Fe,2,和,Fe,3,的总量保持不变,D,H,2,O,2,生产过程要严格避免混入,Fe,2,答案,B,必考点,22 Fe,2,和,Fe,3,检验,1,直接观察颜色,Fe,2,溶液呈浅绿色，,Fe,3,溶液呈棕黄色。,2,利用显色反应,(,形成络离子,),3,利用,Fe(OH),3,沉淀的颜色,4,利用,Fe,3,的氧化性,5,利用,Fe,2,的还原性,【,典例,2】,(2013,北京东城调研,),一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后，将所得固体完全溶于稀盐酸，制得溶液,A,。,(1),铁在氯气中燃烧的化学方程式是,_,_,。,(2),推测,A,中可能含有的金属阳离子：,只有,Fe,3,；,只有,Fe,2,；,_,。甲同学为探究溶液的组成，实验如下：,实验步骤,实验现象,实验结论及反应离子方程式,取少量溶液,A,于试管中，加入,KSCN,溶液,_,假设,不成立，假设,或,成立；反应的离子方程式是,_,(3),乙同学继续探究溶液,A,的组成。,查阅资料：,16HCl,2KMnO,4,=2KCl,2MnCl,2,5Cl,2,8H,2,O,实验过程：另取少量溶液,A,于试管中，逐滴加入酸性,KMnO,4,溶液，充分振荡，,KMnO,4,溶液紫色褪去。,实验结论：,_(,填写字母序号,),。,a,可能有,Fe,2,b,可能无,Fe,2,c,一定有,Fe,2,根据你选择的实验结论，简述理由：,_,。,解析,Fe,3,可以和铁单质反应生成,Fe,2,，,Fe,3,只有氧化性，,Fe,2,既有氧化性又有还原性，氯气具有强氧化性，与铁反应生成,Fe,3,。将一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后所得固体完全溶于稀盐酸，假如铁粉剩余，在所得溶液中铁粉可以把,Fe,3,还原为,Fe,2,，所以在溶液中可能含有的金属阳离子为,Fe,3,；,Fe,2,；,Fe,3,和,Fe,2,。在溶液中检验,Fe,3,常使用,KSCN,溶液，若加入,KSCN,溶液后溶液变为红色，说明溶液中含有,Fe,3,；若不变红色，说明不含,Fe,3,。,向溶液,A,中加入酸性高锰酸钾溶液时，酸性高锰酸钾可以氧化,Fe,2,，也可以氧化,Cl,，故不能确定溶液中是否含有,Fe,2,。,实验现象,实验结论及反应离子方程式,溶液呈红色,Fe,3,3SCN,=Fe(SCN),3,(3)a,因为还原性,Fe,2,Cl,，逐滴加入的酸性,KMnO,4,溶液，先将,Fe,2,氧化，而使,KMnO,4,紫色褪去，故可能含有,Fe,2,(,或,b,溶液中可能无,Fe,2,，加入的酸性,KMnO,4,溶液，将,Cl,氧化，而使,KMnO,4,紫色褪去,),(,1,),检验,Fe,2,时不能先加氯水后加,KSCN,溶液；当溶液的浓度较稀时，利用观察法或加,NaOH,溶液的方法都不宜检验,Fe,2,和,Fe,3,的存在。,(,2,),检验,Fe,2,和,Fe,3,混合溶液时，要分两次分别检验,Fe,2,和,Fe,3,，检验,Fe,2,时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验,Fe,3,时最好选择,KSCN,溶液。,【,应用,2】,(2013,哈尔滨模拟,),向某晶体的溶液中加入,Fe,2,的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现红色，由此得出下列的结论错误的是,(,),。,A,Fe,3,的氧化性比溴的氧化性强,B,该晶体中一定含有,SCN,C,Fe,2,与,SCN,不能形成红色化合物,D,Fe,2,被溴氧化成,Fe,3,解析,某晶体的溶液中没有与,Fe,2,发生反应的离子，当加入溴水后，,Fe,2,一定被氧化成,Fe,3,，此时溶液出现红色，说明原晶体是含有,SCN,的盐，很明显判断出,B,、,C,、,D,均正确，在,Br,2,与,Fe,2,反应中，,Fe,3,是氧化产物，,Br,2,是氧化剂，所以,Br,2,的氧化性应比,Fe,3,氧化性强。,答案,A,解题时要避免错误判断物质转化，应注意以下三点：,(1),注意牢记一些重要的转化关系，在解题时寻找相似，确定范围，如,“,铝三角,”,、,“,铁三角,”,等；,(2),注意对比总结，加深对实验过程的分析和对实验原理的理解，加深对物质的感性认识，提高应用实验分析问题、解决问题的能力；,(3),注意读懂题目中的信息，并挖掘题目中隐含的信息。,试卷采样,当场指导,1,铁是变价金属，通过铝热反应,(X,的单质与化合物,A,的反应,),可以将铝及其化合物与铁及其化合物的相关知识囊括在框图中。像这类具有,“,联络功能,”,的反应有,2Fe,3,Cu=2Fe,2,Cu,2,，可以将铁、铜及其化合物联系在一起；,4NaOH,AlCl,3,=NaAl(OH),4,3NaCl,，将钠、铝、氯元素及其化合物联系在一起；,FeCl,2,2NaOH=Fe(OH),2,2NaCl,，将铁、钠及其化合物联系在一起。,2,注意细致审题如,(2),中要求写离子方程式写成了化学方程式。,3,注意规范答题如,(1),中的反应条件，,(3),中的符号。,Hold,住考向,名师揭秘,铁及其化合物因为性质的复杂多变而成为高考命题的热点。题型以笔答题为主，在选择题中也有涉及，试题以化工生产为背景，以丰富的流程分析和物质转化为特征，考查学生分析问题和解决问题的能力。,2014,年应高度重视。,考向,1,铁及其重要化合物的性质,5,年,7,考,考向,2,铁及其重要化合物在工农业生产中的重要应用,5,年,6,考,(3),向含有少量,FeCl,3,的,MgCl,2,溶液中加入足量,Mg(OH),2,粉末，搅拌一段时间后过滤，目的是除去,MgCl,2,溶液中少量的,FeCl,3,(,),(2010,江苏，,10B),(4),相同条件下，溶液中,Fe,3,、,Cu,2,、,Zn,2,的氧化性依次减弱,(,),(2010,江苏，,8D),解析,A,项，铁与稀硫酸反应，铁元素被氧化为,2,价，正确的离子方程式为,Fe,2H,=Fe,2,H,2,；,B,项，磁性氧化铁中有三分之二的三价铁、三分之一的二价铁，故其正确的离子方程式为,Fe,3,O,4,8H,=2Fe,3,Fe,2,4H,2,O,；,C,项，因为硝酸具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，但该离子方程式没配平，各物质在离子方程式中的系数应分别为,3,、,4,、,1,、,3,、,2,、,1,；,D,项，三价铁离子具有强氧化性，能将铜氧化，自身被还原为二价铁离子，,D,正确。,答案,D,1,(2012,海南化学，,14),在,FeCl,3,溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：,.,向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；,.,向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液,pH,，同时鼓入足量的空气。,已知：,K,sp,Fe(OH),3,4.0,10,38,回答下列问题：,(1)FeCl,3,蚀刻铜箔反应的离子方程式为,_,_,；,(2),过程,加入铁屑的主要作用是,_,，分离得到固体的主要成分是,_,，从固体中分离出铜需采用的方法是,_,；,(3),过程,中发生反应的化学方程式为,_,_,；,(4),过程,中调节溶液的,pH,为,5,，金属离子浓度为,_,。,(,列式计算,),解析,(2),加入铁屑可置换出铜，铁过量，固体为铁与铜的混合物，要分离出铜应加入盐酸后过滤；,(3),过程,中亚铁离子生成,Fe(OH),2,，鼓入空气使,Fe(OH),2,转化成,Fe(OH),3,；,(4),由,K,sp,c,(Fe,3,),c,3,(OH,),，,c,(OH,),K,W,/,c,(H,),，可求得,c,(Fe,3,),。,2,(2012,课标，,26),铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。,(1),要确定铁的某氯化物,FeCl,x,的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取,0.54 g,的,FeCl,x,样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和,OH,的阴离子交换柱，使,Cl,和,OH,发生交换。交换完成后，流出溶液的,OH,用,0.40 mol,L,1,的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸,25.0 mL,。计算该样品中氯的物质的量，并求出,FeCl,x,中,x,值：,_(,列出计算过程,),；,(2),现有一含有,FeCl,2,和,FeCl,3,的混合物样品，采用上述方法测得,n,(Fe),n,(Cl),1,2.1,，则该样品中,FeCl,3,的物质的量分数为,_,。在实验室中，,FeCl,2,可用铁粉和,_,反应制备，,FeCl,3,可用铁粉和,_,反应制备；,(3)FeCl,3,与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为,_,；,(4),高铁酸钾,(K,2,FeO,4,),是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。,FeCl,3,与,KClO,在强碱性条件下反应可制取,K,2,FeO,4,，其反应的离子方程式为,_,。与,MnO,2,Zn,电池类似，,K,2,FeO,4,Zn,也可以组成碱性电池，,K,2,FeO,4,在电池中作为正极材料，其电极反应为,_,，,该电池总反应的离子方程式为,_,。,【,常见考点,】,有关铁及其化合物性质的实验探究,有关铁及其化合物制备的实验探究,有关铁及其化合物物质组成与推断的实验探究,【,常考题型,】,以非选择题为主,【,样题,1】,实验报告的补充与完善,某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题：,(1),除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是,_,。,(2),请帮他们完成以下实验报告：,实验目的：,_,。,试剂：铁粉、,FeCl,3,溶液、,FeCl,2,溶液、氯水、锌片、铜片。,实验记录,(,划斜线部分不必填写,),：,序号,实验内容,实验现象,离子方程式,实验结论,在,FeCl,2,溶液中滴入适量氯水,溶液由浅绿色变为棕黄色,Fe,2,具有还原性,在,FeCl,2,溶液中加入锌片,Zn,Fe,2,=Zn,2,Fe,在,FeCl,3,溶液中加入足量铁粉,Fe,2Fe,3,=3Fe,2,Fe,3,具有氧化性,Fe,3,具有氧化性,实验结论：,Fe,只有还原性，,Fe,3,只有氧化性，,Fe,2,既有氧化性，又有还原性。,联想发散：,简述,Fe,2,的检验方法：,_,_,。,将,FeCl,2,溶液加热蒸干并灼烧，最后得到的固体物质是,_,，原因是,_,_,_,。,解析,检验,Fe,2,的方法不止一种，例如在含有,Fe,2,的溶液中加入,NaOH,溶液，可以生成白色的氢氧化亚铁沉淀，而氢氧化亚铁具有很强的还原性，少量氢氧化亚铁立即被溶解在水中的氧气氧化，使沉淀颜色变为灰绿色，然后逐渐被空气中的氧气氧化，直至完全转化成红褐色的氢氧化铁沉淀；,答案,(1),试管,(2),实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性,实验记录：,Cl,2,2Fe,2,=2Cl,2Fe,3,Fe,2,具有氧化性,铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色,在,FeCl,3,溶液中加入铜片,联想发散：,取适量待测液于试管中，滴加少量,KSCN,溶液，无红色出现，向混合液中滴入少量氯水，溶液变为红色，则证明有,Fe,2,(,或其他合理答案,),Fe,2,O,3,在,FeCl,2,溶液中存在平衡,FeCl,2,2H,2,O,Fe(OH),2,2HCl,，加热时，,HCl,挥发，平衡右移，生成的氢氧化亚铁很快被氧化成氢氧化铁，灼烧时氢氧化铁分解生成,Fe,2,O,3,【,样题,2】,多角度探究,Fe(OH),2,的制备,由于,Fe(OH),2,具有很强的还原性，易被氧化为,Fe(OH),3,，在实验室中制备,Fe(OH),2,，并使,Fe(OH),2,长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。,制备原理：,Fe,2,2OH,=Fe(OH),2,成功关键：,溶液中不含,Fe,3,和,O,2,等氧化性物质。,制备过程中，保证生成的,Fe(OH),2,在密闭的隔绝空气的体系中。,下列各图示中能较长时间看到,Fe(OH),2,白色沉淀的是,_(,填序号,),。,解析,因为,Fe(OH),2,在空气中很容易被氧化为红褐色的,Fe(OH),3,，即发生,4Fe(OH),2,O,2,2H,2,O=4Fe(OH),3,。因此要较长时间看到Fe(OH),2,白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。,、,原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH),2,处在氢气的保护中；,的原理为铁作阳极产生Fe,2,，与电解水产生的OH,结合生成Fe(OH),2,，且液面用汽油保护，能防止空气进入；,中液面加苯阻止了空气进入；,由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH),2,氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。,答案,</p>