2022届高考化学一轮复习-第3章-金属及其化合物-第3节-铁及其化合物教案-新人教版.doc
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1、2022届高考化学一轮复习 第3章 金属及其化合物 第3节 铁及其化合物教案 新人教版2022届高考化学一轮复习 第3章 金属及其化合物 第3节 铁及其化合物教案 新人教版年级:姓名:- 20 -第三节铁及其化合物考纲定位要点网络1.掌握铁的主要性质及应用。2.掌握铁的重要化合物的主要性质及应用。3.了解铁及其重要化合物的制备方法。4.了解Fe2、Fe3的检验方法。铁的单质、氧化物及氢氧化物知识梳理1铁的位置、存在和物理性质2铁单质的化学性质铁单质性质活泼,有较强的还原性。(1)与非金属单质的反应Fe与S反应:FeSFeS。(2)与水的反应常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:3Fe4
2、H2O(g)Fe3O44H2。(3)与酸的反应与非氧化性酸反应的离子方程式:Fe2H=Fe2H2。与氧化性酸反应:遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化,与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。(4)与某些盐溶液的反应与CuSO4溶液反应的离子方程式:FeCu2=CuFe2。与FeCl3溶液反应的离子方程式:Fe2Fe3=3Fe2。辨易错(1)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。()(2)Fe与少量Cl2反应生成FeCl2,与足量Cl2反应生成FeCl3。()(3)浓硫酸可以用铁制容器贮存,是因为常温下Fe与浓硫酸不反应。()(4)1 mol
3、Fe与足量水蒸气高温充分反应,转移电子数为3NA。()答案(1)(2)(3)(4)3铁的氧化物和氢氧化物(1)铁的三种典型氧化物物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的价态2价3价2价、3价化学性质aFeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为FeO2H=Fe2H2O,Fe2O36H=2Fe33H2O,Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O。bFeO不稳定,在空气中受热生成Fe3O4,其化学方程式为6FeOO22Fe3O4。注意:Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeOFe2O3,即有的铁显2
4、价,的铁显3价。(2)铁的氢氧化物的性质与制备Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体与H反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应:Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应:Fe33OH=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)2O22H2O=4Fe(OH)3辨易错(1)Fe3O4与任何酸溶液反应均生成亚铁盐和铁盐。()(2)因为Fe(OH
5、)2具有强还原性,实验室制备Fe(OH)2时要避免与空气接触。()(3)Fe(OH)3溶于HI溶液的离子方程式为Fe(OH)33H=Fe33H2O。()(4)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁。()答案(1)(2)(3)(4)知识应用1市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原性铁粉,可以治疗缺铁性贫血,其原理为 (用离子方程式表示)。答案Fe2H=Fe2H22铁制品在潮湿的空气中易生锈,铁锈的主要成分是 ,稀盐酸可以除去铁锈,其化学方程式为 。答案Fe2O3Fe2O36HCl=2FeCl33H2O3钢铁生产中,炽热的钢铁水注入模具前,模具进行充分干燥,原
6、因是 (写化学方程式)。答案3Fe4H2O(g)高温,Fe3O44H2命题点1铁及氧化物、氢氧化物的性质及应用1我国清代本草纲目拾遗中叙述了“铁线粉”:“粤中洋行有舶上铁丝,日久起销,用刀刮其销,所刮下之销末,名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指()AFeBFeCl3CFeO DFe2O3答案D2如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是()AFe4HNO=Fe3NO2H2OBFe3O48H=Fe22Fe34H2OCFe(OH)33H=Fe33H2OD3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2OBFe3O4中的2价Fe与HNO3反应生成Fe3
7、,不存在Fe2,B项不正确。3(2020望都模拟)“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦,有的是黑色的,有的却是红色的,你猜测其中的原因可能是 ()A土壤中含有铁粉、二氧化锰等B黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑,红砖瓦则是添加了红色耐高温染料C土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色CuO和红色CuD土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3DA项,土壤中不含铁粉;B项,黑砖瓦中含有C、Fe3O4、FeO等,红砖瓦含有Fe2O3;C项,煅烧生成的红色物质是Cu2O,不是Cu。4准确称取某种铁的氧化物2.88 g,用足量的C
8、O进行还原,将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀4.00 g,则这种铁的氧化物为()AFe3O4 BFe2O3CFeO D以上都不是Cn(CO2)n(CaCO3)n(CO)n(O) mol0.04 mol,n(Fe)0.04 mol,n(Fe)n(O)11,该氧化物为FeO。(1)Fe与一般酸反应时只生成Fe2,与氧化性酸(HNO3)反应时Fe少量生成Fe3,Fe过量生成Fe2。(2)Fe与浓硫酸、浓硝酸作用时常温钝化(形成致密氧化膜),加热可以持续反应。(3)Fe3O4中Fe有2、3价,但属于纯净物。命题点2Fe与HNO3反应的定量关系Fe与稀硝酸反应有关计算(1)此类计算涉及
9、三个守恒:电子守恒、氮原子守恒、电荷守恒。(2)铁与稀硝酸反应随着两者量的不同,生成氧化产物亦不同,可用讨论的方法确定。Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2OFe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)22可得3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O5把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中,若反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO,下列说法正确的是()A反应后生成的盐只为Fe(NO3)3B反应后生成的盐只为Fe(NO3)2C反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,其物质的量之比为13D反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,
10、其物质的量之比为31C由于铁的物质的量为0.4 mol,所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 mol(此时只产生Fe2)和1.2 mol(此时只产生Fe3)之间,又产生0.3 mol NO2和0.2 mol NO,即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol(54)0.2 mol(52)0.9 mol,所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2,设前者的物质的量为x,后者的物质的量为y,则由铁原子守恒可得xy0.4 mol,由得失电子守恒得3x2y0.9 mol,解得x0.1 mol,y0.3 mol。6向一定量的铁粉中逐滴滴加稀硝酸,得到金属阳离子与所加硝酸的物质的
11、量的关系如图所示。对应金属阳离子为 ,对应金属阳离子为 ,c、b两点的数值比为 。解析开始时Fe过量生成Fe2,后期Fe2被HNO3氧化为Fe3。3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O3 mol8 molFe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O3 mol12 mol故Fe一定时消耗HNO3的物质的量之比为23,即c、b两点的数值比为23。答案Fe2Fe323命题点3Fe(OH)2的性质与制备7下列各图中能用于制备Fe(OH)2的装置是 (填序号)。(1)若用装置制备,简述制备原理与操作为 。(2)中的苯能否用CCl4替换 ,理由是: 。(3)若用制备,试管中的现象为 ,有关化学
12、方程式为 。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4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,因此要制备Fe(OH)2,就要排出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Fe2,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;由于空气中的氧气,能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能制备Fe(OH)2。答案(1)铁与稀硫酸反应产生氢气,让氢气赶尽装置内空气,当B中导管处氢气纯净,关闭止水夹a,FeSO4溶液被压入在氢气保护下的
13、NaOH溶液中(2)否CCl4比FeSO4溶液的密度大,不在上层,无法隔绝空气(3)生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色FeSO42NaOH=Fe(OH)2Na2SO4、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)2制备的三种思维方法方法一:有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应。方法二:还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀。方法三:电解法用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯(或煤油)。
14、总之:Fe(OH)2制备的关键溶液中不含Fe3和O2等氧化性物质;制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭隔绝空气的体系中。铁盐与亚铁盐知识梳理1Fe2、Fe3的检验(1)Fe2的检验(2)Fe3的检验注意:Fe2的检验方法3最灵敏且无干扰,Fe3的检验方法1最灵敏且无干扰。方法1检验Fe2应先向样品溶液中加KSCN溶液后加氧化剂,且氧化剂加入量不宜过多(如氯水、H2O2等可能氧化SCN)。用酸性KMnO4检验Fe2一定要注意其他还原性离子的干扰(如Cl等)。深思考如何证明Fe3O4中含2、3价铁元素?答案方法1:取Fe3O4少许于试管中加入足量稀硫酸充分溶解得到溶液,取少量溶液加入KSCN
15、溶液,溶液变血红,证明含3价铁,另取少量溶液加入KMnO4溶液,紫色褪去,证明含2价铁。方法2:取少量Fe3O4于试管中加入足量稀盐酸充分溶解得到溶液。取少许溶液加入KSCN溶液,溶液变血红,证明含3价铁;另取少许溶液加入K3Fe(CN)6溶液,有蓝色沉淀生成,证明含2价铁。2亚铁盐和铁盐的主要性质及应用(1)亚铁盐的氧化性和还原性含有Fe2的溶液呈浅绿色,既有氧化性,又有还原性。氧化性:Fe2与Zn反应的离子方程式:Fe2Zn=FeZn2。还原性:a向FeSO4溶液中滴入几滴KSCN溶液,再加入氯水(或通入Cl2),若溶液变血红色,证明Fe2具有还原性。反应原理用离子方程式表示为2Fe2Cl
16、2=2Fe32Cl。b向FeSO4溶液中滴入双氧水,溶液变黄,反应的离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。c向FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液,若溶液紫红色褪去,证明Fe2具有还原性。反应原理用离子方程式表示为MnO5Fe28H=5Fe3Mn24H2O。(2)铁盐的氧化性含Fe3的溶液呈黄色,Fe3具有较强的氧化性。向FeCl3溶液中滴入几滴KSCN溶液,再加入过量活泼金属(如Fe),若溶液血红色褪去,证明Fe3具有氧化性。反应原理用离子方程式表示为2Fe3Fe=3Fe2。向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液,若溶液变成蓝色,证明Fe3具有氧化性。反应原理用离子方程式表示
17、为2Fe32I=I22Fe2。向FeCl3溶液中通入H2S气体,若出现黄色浑浊,证明Fe3具有氧化性。反应原理为2Fe3H2S=2Fe2S2H。写出用氯化铁溶液蚀刻印刷电路板发生反应的离子方程式:2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(3)亚铁盐与铁盐的水解辨易错(1)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,溶液变血红,说明Fe(NO3)2晶体已氧化变质。()(2)配制FeCl3溶液时,为了防止FeCl3水解,可将FeCl3先溶于稀硝酸中。()(3)除去CaCl2溶液中的Fe3,可加入过量CaCO3,调节pH。()(4)制备无水FeCl3时,可将FeCl3溶液蒸干即可得到。()答案(1)
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