高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第二章 第4講 鐵及其重要化合物 魯科

第4講鐵及其重要化合物最新展示1.了解鐵的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。3.掌握Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)方法。熱點(diǎn)定位1.Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化的知識(shí)綜合。2.Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)檢驗(yàn)及其重要實(shí)驗(yàn)的綜合。3.以鐵及其化合物知識(shí)為載體，綜合考查氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)、鹽類水解及除雜等。編輯ppt一、鐵單質(zhì)1．原子結(jié)構(gòu)位置：鐵位于元素周期表

，是過渡金屬元素的代表。第四周期Ⅷ族結(jié)構(gòu)：鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖為編輯ppt2．化學(xué)性質(zhì)編輯ppt1．通過比較Fe與Cl2、O2、S反應(yīng)，能否得出O2、Cl2、S三種非金屬單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱關(guān)系的結(jié)論？結(jié)果怎樣？【提示】能，可以通過被氧化元素化合價(jià)升高的程度，說明氧化劑的強(qiáng)弱，其關(guān)系是：Cl2>O2>S。編輯ppt二、鐵的重要化合物1．氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱色態(tài)

粉末

色粉末

晶體Fe元素的價(jià)態(tài)

與鹽酸反應(yīng)的離子方程式與還原劑反應(yīng)鐵紅磁性氧化鐵黑色紅棕黑色＋2＋3＋2，＋3FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OH2＋FeOFe＋H2OFe2O3＋3CO2Fe＋3CO28Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3編輯ppt2.氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)與非氧化性酸反應(yīng)離子方程式與稀HNO3反應(yīng)離子方程式穩(wěn)定性分解產(chǎn)物很復(fù)雜制法(填離子方程式)可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)關(guān)系二者的

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

，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3白色固體紅褐色固體Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O3Fe(OH)2＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋8H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2OFe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色編輯ppt編輯ppt1．(2009年臺(tái)灣高考)已知鐵銹的化學(xué)式為Fe(OH)3。在常溫常壓下，鐵生銹除了需要氧，還必須有下列哪一種物質(zhì)的存在(

)A．水B．鹽C．氮D．氧E．臭氧【解析】

鐵生銹涉及到的化學(xué)反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3―→鐵銹，故鐵生銹除氧氣外還有水?！敬鸢浮?/p>

A編輯ppt2．(2009年北京高考節(jié)選)以富含硫酸亞鐵的工業(yè)廢液為原料生產(chǎn)氧化鐵的工藝如下(部分操作和條件略)：Ⅰ.從廢液中提純并結(jié)晶出FeSO4·7H2O。Ⅱ.將FeSO4·7H2O配制成溶液。Ⅲ.FeSO4溶液與稍過量的NH4HCO3溶液混合，得到含F(xiàn)eCO3的濁液。Ⅳ.將濁液過濾，用90℃熱水洗滌沉淀，干燥后得到FeCO3固體。Ⅴ.煅燒FeCO3，得到Fe2O3固體。已知：NH4HCO3在熱水中分解。編輯ppt(1)Ⅰ中，加足量的鐵屑除去廢液中的Fe3＋，該反應(yīng)的離子方程式是__________________。(2)Ⅱ中，需加一定量硫酸。運(yùn)用化學(xué)平衡原理簡述硫酸的作用__________________________________________________________________________________________________________________。(3)Ⅲ中，生成FeCO3的離子方程式是_____________________________________________________________________________________。若FeCO3濁液長時(shí)間暴露在空氣中，會(huì)有部分固體表面變?yōu)榧t褐色，該變化的化學(xué)方程式是_______________________________________________________________________編輯ppt【解析】

(1)注意配平。(2)FeSO4屬強(qiáng)酸弱堿鹽，F(xiàn)e2＋水解，加硫酸顯然是為了抑制Fe2＋的水解。(3)可分步理解：Fe2＋＋HCO3－===FeCO3↓＋H＋，H＋＋HCO3－===H2O＋CO2↑。FeCO3的變化屬信息方程式的書寫，由Fe(OH)3的生成確定H2O、O2參與反應(yīng)?！敬鸢浮?/p>

(1)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(2)加入硫酸，H＋濃度增大，使Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，從而抑制Fe2＋的水解(3)Fe2＋＋2HCO3－===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O4FeCO3＋6H2O＋O2===4Fe(OH)3＋4CO2編輯ppt3．(2008年寧夏高考)某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等離子。有人設(shè)計(jì)了如下圖所示的工藝流程，利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。

編輯ppt填寫下面空白。(1)圖中標(biāo)號(hào)處需加入的相應(yīng)物質(zhì)分別是①、②、③、④、⑤；(2)寫出①處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式____________________________________________________________________________________________________________________________________；寫出③處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________________________；(3)鐵紅的化學(xué)式為；分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途：鐵紅；氧化銅

。編輯ppt【解析】

在解此題時(shí)宜采用逆向推斷法，從題中給出信息可知，首先分離的應(yīng)是鐵元素，所加最佳試劑應(yīng)是鐵粉，E溶液就為Fe2+，鐵紅成分為Fe2O3，可聯(lián)想到高中重要反應(yīng)2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，試劑⑤應(yīng)為可溶性堿(NaOH或氨水)；當(dāng)加入過量鐵粉后，所得A應(yīng)為固體Fe、Cu、Au的混合物，此時(shí)，只需加入稀硫酸(試劑②)后過濾可得Cu、Au混合物B，再加入稀硝酸(試劑③)可使Cu、Au得到分離，Cu(NO3)2加可溶性堿后加熱得到CuO。編輯ppt【答案】

(1)①鐵屑②稀硫酸③稀硝酸④氫氧化鈉⑤氫氧化鈉(2)Fe+2H+===Fe2++H2↑、2Fe3++Fe===3Fe2+、Cu2++Fe===Cu+Fe2+、2Au3++3Fe===2Au+3Fe2+3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(3)Fe2O3用做紅色涂料用做制造銅鹽的原料編輯ppt一、Fe、Fe2＋和Fe3＋之間的相互轉(zhuǎn)化編輯ppt1．Fe只有還原性，可以被氧化成Fe2＋和Fe3＋，F(xiàn)e3＋只有氧化性，可被還原成Fe和Fe2＋，F(xiàn)e2＋既有氧化性又有還原性，遇到較強(qiáng)氧化劑時(shí)可被氧化成Fe3＋，遇較強(qiáng)還原劑時(shí)被還原為單質(zhì)Fe。2．轉(zhuǎn)化中的主要化學(xué)反應(yīng)(1)常見Fe2＋轉(zhuǎn)化成Fe3＋的離子方程式：2Fe2＋＋Cl2(Br2)===2Fe3＋＋2Cl－(Br－)4Fe2＋＋4H＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O3Fe2＋＋4H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O5Fe2＋＋8H＋＋MnO4－===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O編輯ppt(2)常見Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe2＋的離子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)22Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42－＋4H＋(3)Fe2＋、Fe3＋轉(zhuǎn)化成單質(zhì)鐵一般是高溫時(shí)利用還原劑(H2、C、CO、Al)進(jìn)行還原生成。編輯ppt【應(yīng)用指南】

(1)判斷離子共存①Fe2＋、Fe3＋均水解，與HCO3－、[Al(OH)4]－、CO32－等因水解相互促進(jìn)在溶液中不能大量共存②Fe3＋與S2－、I－、HS－、SO32－，F(xiàn)e2＋與NO3－(H＋)、ClO－、MnO4－(H＋)在溶液中因氧化還原反應(yīng)不能大量共存。(2)鹽溶液的配制與保存①Fe2＋的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相應(yīng)的酸，防止Fe2＋水解。②Fe3＋的鹽溶液：加少量相應(yīng)酸防止Fe3＋水解。編輯ppt編輯ppt

將Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2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______________。(2)若氯化銅有剩余，則容器中還可能有_______________________________________________________________。(3)若氯化鐵和氯化銅都有剩余，則容器中不可能有________，一定有________。(4)若氯化鐵有剩余，則容器中不可能有____________。編輯ppt【名師解析】該題屬物質(zhì)共存問題，解答該題應(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。該題涉及的反應(yīng)有：①Fe＋2FeCl3===3FeCl2②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2(1)若Fe粉有剩余，則容器中就不可能有Fe3＋、Cu2＋，因?yàn)樗鼈兡馨l(fā)生上述①②反應(yīng)。(2)若CuCl2有剩余，則容器中不可能有Fe，可能有Fe3＋；一定有Fe2＋。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，則容器中不可能有Fe、Cu，一定有Fe2＋。【答案】

(1)Fe3＋、Cu2＋(2)Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fe2＋(3)Fe、Cu

Fe2＋(4)Fe、Cu編輯ppt【拓展訓(xùn)練】

1.下列物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)其離子方程式正確的是(

)A．鐵與三氯化鐵溶液反應(yīng)：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋B．足量的氯氣通入溴化亞鐵溶液中：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－C．Fe與氫碘酸反應(yīng)：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑D．Fe(OH)2與稀硝酸反應(yīng)：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O【解析】

A項(xiàng)沒有配平，應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；C項(xiàng)應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；D項(xiàng)中NO3－在酸性環(huán)境中有強(qiáng)氧化性，將＋2價(jià)鐵氧化為＋3價(jià)鐵，應(yīng)為Fe3＋生成?！敬鸢浮?/p>

B編輯ppt二、Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)1．溶液顏色含有Fe2＋的溶液顯淺綠色含有Fe3＋的溶液顯黃色2．用KSCN溶液和氯水(1)流程(2)有關(guān)反應(yīng)：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(紅色)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－編輯ppt3．用NaOH溶液(1)流程(2)有關(guān)反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(紅褐色)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3編輯ppt

已知：A是硫酸鹽，且A和G、C和D、F和H元素組成分別相同。G和KSCN溶液混合后溶液顯紅色，B、C和D均為氧化物。反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水在圖示中已略去?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出G和H的化學(xué)式：G________，H________。(2)工業(yè)生產(chǎn)中D轉(zhuǎn)化為C的反應(yīng)條件是：__________________________________。(3)B跟E反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________________________。編輯ppt【思路點(diǎn)撥】解答本題的關(guān)鍵有以下兩點(diǎn)：(1)確定G；(2)確定D和C。【嘗試解答】由題意知G溶液中含有Fe3＋，再由A和G元素組成相同，A是硫酸鹽可知，G為Fe2(SO4)3，同時(shí)知A為FeSO4。由于C、D為氧化物(鐵的氧化物或硫的氧化物)且二者元素組成相同，又DC可知D為SO2，C為SO3。進(jìn)一步可知E為H2SO4，F(xiàn)為Na2SO3，H為Na2SO4，B為Fe2O3。【答案】

(1)Fe2(SO4)3

Na2SO4

(2)催化劑和適當(dāng)?shù)臏囟?3)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O編輯ppt【拓展訓(xùn)練】

2.某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下圖所示的方法，鑒定鹽A的組成成分。由此分析，下列結(jié)論中正確的是(

)A．A中一定有Fe3＋

B．C中一定有Fe3＋C．B為AgI沉淀D．A一定為FeBr2溶液【解析】

B一定為AgBr，A中一定含有Br－；C中一定含有Fe3＋；Fe2＋、Fe3＋二者至少有一種存在于A中?！敬鸢浮?/p>

B編輯ppt1．下列反應(yīng)中，其產(chǎn)物的顏色按紅、紅褐、淡黃、藍(lán)色順序排列的是(

)①金屬鈉在純氧中燃燒②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空氣中放置一段時(shí)間③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液④無水硫酸銅放入醫(yī)用酒精中A．②③①④B．③②①④C．③①②④D．①②③④【解析】產(chǎn)物及顏色分別為：①Na2O2——淡黃色；②Fe(OH)3——紅褐色；③Fe(SCN)3——紅色；④CuSO4·5H2O——藍(lán)色?！敬鸢浮?/p>

B編輯ppt2．鐵屑溶于過量的稀硫酸，過濾后向?yàn)V液中加入適量硝酸，再加入過量的氨水，有紅褐色沉淀生成。過濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e為(

)A．Fe(OH)3；Fe2O3B．Fe(OH)2；FeOC．Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4D．Fe2O3；Fe(OH)3【答案】

A編輯ppt3．欲證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋可能含有Fe2＋，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)最佳順序?yàn)?

)①加入少量氯水②加入少量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．①③B．③②C．③①D．①②③【解析】

Fe3＋與KSCN溶液反應(yīng)變紅色，F(xiàn)e2＋與KSCN溶液不反應(yīng)，但加入氧化劑后Fe2＋被氧化成Fe3＋，使KSCN變紅色。所以應(yīng)先加入KSCN，如果溶液不變色，再加入氯水，溶液變成紅色，則可證明溶液中不含F(xiàn)e3＋含有Fe2＋?！敬鸢浮?/p>

C編輯ppt4．將1.12g鐵粉加入25mL2mol·L－1的氯化鐵溶液中，充分反應(yīng)后，其結(jié)果是(

)A．鐵有剩余，溶液呈淺綠色，Cl－濃度基本不變B．往溶液中滴入無色KSCN溶液，顯血紅色C．Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為5∶1D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶5編輯ppt【解析】

n(Fe)＝＝0.02mol，n(Fe3＋)＝0.025L×2mol·L－1＝0.05mol，由反應(yīng)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知Fe3＋過量，加入KSCN顯血紅色，溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06mol，溶液中剩余的n(Fe3＋)＝0.05mol－2n(Fe)＝0.01mol，即Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為6∶1；氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2?！敬鸢浮?/p>

B編輯ppt5．(1)鐵是人體必需的微量元素，目前市售補(bǔ)鐵營養(yǎng)品較多，某研究性學(xué)習(xí)小組對補(bǔ)鐵劑中鐵的含量進(jìn)行了測定。提供藥品：FeCl2溶液(淺綠色)、FeCl3溶液(黃色)、鐵粉、銅粉、KSCN