高三化学综合复习第一轮：金属元素—铁人教实验版知识精讲.doc

高三化学综合复习第一轮：金属元素—铁人教实验版

【本讲教育信息】
一. 教学内容：
高三综合复习第一轮：金属元素—铁

二. 重点、难点
1. 以Fe（II）、Fe（III）的相互转化为例，了解变价金属元素的氧化性还原性
2. 掌握若干常见金属的活动顺序

三. 具体内容
（一）铁元素在周期表____周期，_____族。
（二）铁的化学性质
1. 与非金属反应（O2、Cl2等）
2. 与水反应
3. 与酸反应
与稀硫酸反应 ______________________________
遇冷浓硫酸、浓硝酸 ________
与稀硝酸反应：少量铁 _
过量铁 ______________________
4. 与盐溶液反应
与CuCl2反应 _______________________
与FeCl3 反应 _______________________

（三）铁的氧化物

FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
--------------------

颜色、状态

水溶性

稳定性

---------------
-------------------
与H+（稀硫酸、盐酸）反应

与氧化性酸 （稀硝酸）反应
生成
生成
生成
共性

主要用途
--------

（四）铁的氢氧化物

Fe（OH）2
Fe（OH）3
制备

实验现象

化学性质

（五）亚铁盐 绿矾FeSO4·7H2O
① 水解
② 还原性
与活泼非金属反应（Cl2、Br2、O2），写出FeCl2与氯气反应的离子方程式
与氧化性盐反应
与氧化性酸反应
与H2O2（H+）反应 写酸性条件下FeCl2与H2O2反应的离子方程式
③ 氧化性 与活泼金属（Zn等）反应
④ 鉴别 （写出鉴别方法及离子方程式）

（六）铁盐
① 水解
② 氧化性
与金属（Fe、Zn、Cu等）反应 写出FeCl3与Fe反应的离子方程式
与还原性酸（H2S、HI、H2SO3等）反应
与还原性盐 Na2S、NaI、Na2SO3 反应
③ 鉴别

（七）离子共存问题
亚铁离子在溶液中与 不能大量共存。
三价铁离子在溶液中与 不能大量共存。

（八）金属冶炼及金属活动顺序

K Ca Na
Mg Al
Zn Fe Sn Pb

H
Cu Hg Ag
Pt Au
原子失电子能力
→
跟O2反应

跟H2O反应

跟酸置换

跟盐溶液反应

冶炼方法

【典型例题】
[例1] 在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是（ ）
A. 若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+
B. 若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+和Fe3+
C. 若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，可能含有Cu2+和Fe3+
D. 若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+，一定不含Cu2+
答案：B
解析：考查金属与盐的反应顺序判断。

[例2] 某稀溶液中含有Fe（NO3）3 、Cu（NO3）2 、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO3物质的量浓度之比为______________

答案：1：1：4
解析：考查氧化还原反应顺序的判断。

[例3] 某合金（仅含铜、铁）中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50mL bmol·L－1的硝酸溶液中，加热使其充分反应（假设NO是唯一的还原产物）。下列说法正确的是（ ）
A. 若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解
B. 若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3＋
C. 若金属全部溶解，且产生336mL气体（标准状况），则b＝0.3
D. 当溶液中金属离子只有Fe3＋、Cu2＋时，则a与b的关系为：b≥80y（1－a/3）
答案：AD
解析：考查铁元素氧化还原反应的判断。

[例4] 向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入100ml 1mol/L 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出2.24L（标况）的气体。所得溶液中，加入KSCN溶液无血红色出现，那么用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，得到铁的质量为（ ）
A. 11.2g B. 5.6g C. 2.8g D. 无法计算
答案：C
解析：考查关系式的运用。

[例5] 根据下列框图回答问题（答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示）：

（1）写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式： 。
（2）某同学取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式： 、 。
（3）写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式： 。
（4）由E制备的E（C2H5）2的结构如下图，其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为：。核磁共振法能够区分这两种结构。在核磁共振氢谱中，正确的结构有 种峰，错误的结构有 种峰。

答案：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O；4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；2Fe3++2I-=2Fe2++I2；3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O；1；3。
解析：考查金属推断和氧化还原的结合

[例6] 用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
（3）生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 。
方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。

（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是 。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是 。
（3）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。
（4）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 。
答案：稀硫酸和铁屑；加热煮沸；防止生成的氢氧化亚铁沉淀接触氧气；稀硫酸和铁屑；氢氧化钠溶液；检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度，当排出的氢气纯净时，再夹紧止水夹；试管Ⅰ中反应生成的氢气充满了试管Ⅰ和Ⅱ，且外界空气不容易进入。
解析：考查亚铁制备的特殊性。

[例7] 将6 g的铁粉加入200 mLFe2（SO4）3和CuSO4的混合溶液, 充分反应得到200 mL、 0.5mol /LFeSO4溶液和5.2 g固体沉淀物。试计算：（1）反应后生成铜的质量；（2）原Fe2（SO4）3溶液的物质的量浓度。
答案：2.56g；0.1mol/L。
解析：考查铁与多种盐反应的计算方法。
[例8] 某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐。根据以下化学反应框图填空：

（1）单质F是______。
（2）写出由E生成G的离子反应方程式（或化学方程式）______。
（3）溶液I中所含金属离子是______。
（4）由C→E＋F若改用浓酸，则不能选用的浓酸是（写分子式）_
答案：H2；4Fe2++O2+8NH3·H2O+2H2O=4Fe（OH）3↓+8NH4+；Na+、Al3+；、
解析：考查推断题的突破口的判断。

【模拟试题】
1. 将Fe、Cu、Fe2＋、Fe3＋和Cu2＋盛于同一容器中充分反应，反应后Fe有剩余，则容器中其它存在的单质或离子只能是（ ）
A. Cu、Fe3＋ B. Fe2＋、Fe3＋ C. Cu、Cu2＋ D. Cu、Fe2＋
2. 将Na2O2投入FeCl2溶液中，可观察到的现象是（ ）
A. 生成白色沉淀 B. 生成红褐色沉淀
C. 有气泡产生 D. 无变化
3. 下列离子方程式书写正确的是（ ）
A. 铝粉投入到NaOH溶液中：2Al +2OH－══ 2AlO2－+ H2↑
B. AlCl3溶液中加入足量的氨水：Al3+ + 3OH－ ══ Al（OH）3↓
C. 三氯化铁溶液中加入铁粉
D. FeCl2溶液跟Cl2反应：2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－
4. 下列离子在溶液中能大量共存的是（ ）
A. B.
C. D.
5. 在硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,其现象是 。产生此现象的原因是（用化学方程式表示）
①__________ ② 。
6. 下列各组离子因发生氧化还原反应，在溶液不能大量共存的是（ ）
A. Fe3+、Fe2+、SCN—、Cl— B. Fe3+、K+、H+、I—
C. Fe2+、H+、OH—、Cl— D. Fe2+、K+、MnO4—、H+
7. 把金属铁加入氯化铁、氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中，反应后铁有剩余，则（ ）
A. 溶液中有Fe2＋、Cu2＋ B. 溶液中有Fe3＋、Fe2＋
C. 剩下的固体是Fe和Cu D. 溶液中不含Fe3＋、Cu2＋
8. 已知有以下物质相互转化

试回答：
（1）写出B的化学式 ，D的化学式 。
（2）写出由E转变成F的化学方程式 。
（3）向G溶液加入A的有关离子反应方程式 。
（4）F和盐酸反应的离子方程式 。
9. 把铝粉和某铁氧化物xFeO·yFe2O3粉末配成铝热剂，再分成两等份。一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放人足量的烧碱溶液中充分反应。前后两种情况下生成的气体质量比是5:7，则x:y为（ ）
A. 1 : 2 B. 1 : 1 C. 5 : 7 D. 7 : 5
10. 为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入（ ）
A. NaOH溶液 B. 铁片 C. KSCN溶液 D. 石蕊溶液
11. 将适量的铁粉加入FeCl3溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+的物质的量浓度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比（ ）
A. 3：2 B. 1：2 C. 2：1 D. 2：3
12. 往浅绿色的Fe（NO3）2溶液中逐滴加入稀盐酸，溶液的颜色变化应该是（ ）
A. 颜色变浅 B. 逐渐加深 C 没有改变 D. 变棕黄色

【试题答案】
1. D 2. BC 3. D 4. B
5. 产生白色沉淀，然后变成灰绿色，再变成红褐色沉淀；FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
6. BD 7. CD
8. FeCl2；KCl；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；2Fe3++Fe=3Fe2+；Fe（OH）3+3H+=Fe3++3H2O
9. A 10. C 11. D 12. D

【试题解析】
1. 能和铁反应的离子不能存在，即不能有铁离子和铜离子。
2. 过氧化钠遇水产生氧气，亚铁被氧化成铁离子，与生成的氢氧化钠反应生成沉淀。
3. A中反应物少H2O；B中氨水不能写成OH-；C中电荷不守恒。
4. A中Fe3+和SCN-不共存；C中Fe3+水解产生H+，和NO3-形成有氧化性的HNO3，与还原性的Fe2+不共存；D中NH4+与OH-不共存。
6. A中不是因氧化还原反应；B中Fe3+和I-会氧化还原；C中不是因为氧化还原；D中Fe2+和酸性高锰酸根离子会发生氧化还原反应。
7. 因为铁剩余，所以与铁反应的铜离子、铁离子都不能剩余，铜离子都变成铜单质，铁离子都变成亚铁离子。
8. 从F入手，为氢氧化铁，所以E为氢氧化亚铁，B中有亚铁离子，所以A为铁单质，气体为氢气，C中有氢氧根离子；溶液焰色和H，确定D为氯化钾。
9. 第一份为铁与盐酸反应产生氢气；第二份是铝与烧碱产生氢气；根据电子转移守恒：2x+3×2y=3n（Al），根据氢气关系：（x+2y）:3/2n（Al）=5/7。
10. 考查检验铁离子的方法。
11. 若反应的铁的物质的量为x，则生成的亚铁离子为3/2 x，而未反应的铁离子也为3/2 x。
12. 加入酸中的氢离子遇硝酸根离子为强氧化性的硝酸，氧化亚铁离子成铁离子。