（通用版）高考化學微一輪復習 第10講 鐵及其重要的化合物學案.doc

第10講鐵及其重要的化合物考綱要求1.掌握鐵的主要性質及應用。2.掌握鐵的重要化合物的主要性質及應用。3.能鑒別溶液中的fe2、fe3?？键c一鐵的性質1位置、物理性質鐵位于元素周期表的第四周期族，主要化合價為2、3，在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁。鐵具有金屬的通性，具有被磁鐵吸引的特性。2化學性質(寫出化學方程式或離子方程式)【多維思考】1鐵、鋁遇冷的濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化，是物理變化還是化學變化？提示：化學變化。2fecl2、fecl3是否都可以通過化合反應制??？提示：都可以。鐵與氧化劑反應后的價態(tài)判斷方法(1)鐵與弱氧化劑(如s、i2、h、fe3、cu2)等反應所得產(chǎn)物為fe2，鐵元素的價態(tài)為2價。(2)鐵與強氧化劑(如cl2、br2、濃h2so4、硝酸等)反應所得產(chǎn)物為fe3，鐵元素的價態(tài)為3價。(3)鐵在純氧中燃燒以及在高溫下與h2o(g)反應得到的產(chǎn)物為fe3o4，鐵元素的價態(tài)為2、3價?？枷蛞昏F的存在和性質1下表中，對陳述、的正確性及其有無因果關系的判斷都正確的是()陳述陳述判斷a鐵是地殼中含量最高的金屬元素鐵是人類最早使用的金屬材料對；對；有b常溫下鐵與稀硫酸反應生成氫氣高溫下氫氣能還原氧化鐵得到鐵對；對；無c鐵元素屬于過渡元素鐵和鐵的某些化合物可用作催化劑錯；對；無d在空氣中鐵表面形成致密氧化膜鐵不能與氧氣反應對；對；有解析：a項，地殼中含量最高的金屬元素是al，錯，最早使用的金屬是銅，錯；c項，陳述、都正確，且有因果關系；d項，鐵在空氣中易形成鐵銹，而不是致密的氧化膜，且鐵與氧氣反應，、均錯。答案：b2下列關于鐵的說法正確的是()a純鐵為灰黑色，所以鐵屬于黑色金屬b鐵在硫蒸氣中燃燒生成fe2s3c純鐵的抗腐蝕能力非常強，鐵在干燥的空氣里不易被氧化d鐵的化學性質比較活潑，它能和水蒸氣反應生成h2和fe(oh)3解析：純鐵為銀白色，a錯；鐵在硫蒸氣中燃燒生成fes，b錯；3fe4h2o(g)fe3o44h2，d錯。答案：c考向二鐵反應后元素價態(tài)的判斷3下列物質反應后一定有3價鐵生成的是()過量的fe與cl2加熱時發(fā)生反應fe與過量稀h2so4反應后，再向其中加kno3fe與過量的s加熱時發(fā)生反應fe(no3)2溶液中加少量鹽酸fe和fe2o3的混合物溶于鹽酸中ab.c d解析：fe與cl2反應只生成fecl3；fe與s反應生成fes；fefe2fe3；fe2fe3；fe2o3溶于鹽酸生成fe3，當混合物中fe不足時，溶液中仍有fe3，當fe足量時，溶液中無fe3。答案：d4在一定量的稀hno3中慢慢加入鐵粉，得到的fe2的物質的量(縱坐標)與所加鐵粉的物質的量(橫坐標)的關系如圖所示。請將正確答案的序號填在相應的橫線上。fe3fe2fe、fe2fe2、fe3(1)ab段鐵元素以_形式存在。(2)bc段鐵元素以_形式存在。(3)cd段鐵元素以_形式存在。解析：向稀hno3中加入鐵粉，開始時稀hno3過量應生成fe3，故ab段鐵元素以fe3形式存在。隨著鐵粉的增加，溶液中的fe3與fe反應生成fe2，故bc段鐵元素以fe2、fe3形式存在。fe3全部轉化成fe2后，鐵粉不再溶解，故cd段鐵元素以fe、fe2形式存在。答案：(1)(2)(3)考點二鐵的氧化物與氫氧化物1鐵的氧化物化學式feofe2o3fe3o4俗名鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價232、3穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與h反應的離子方程式feo2h=fe2h2ofe2o36h=2fe33h2ofe3o48h=fe22fe34h2o2.鐵的氫氧化物化學式fe(oh)2fe(oh)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應fe(oh)22h=fe22h2ofe(oh)33h=fe33h2o受熱分解分解產(chǎn)物復雜2fe(oh)3fe2o33h2o制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應fe22oh= fe(oh)2可溶性鐵鹽與堿溶液反應fe33oh=fe(oh)3兩者的關系在空氣中，fe(oh)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成fe(oh)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應方程式為4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3【多維思考】1鹽酸、氫碘酸均是強酸，fe(oh)3分別與它們反應有何不同？寫出有關的反應方程式？提示：fe(oh)3懸濁液遇到鹽酸、氫碘酸均能使紅褐色沉淀溶解，但hi具有較強的還原性，能被fe3氧化為i2，使溶液顏色變深，故hcl與fe(oh)3反應只是中和反應：fe(oh)33hcl=fecl33h2o，而hi與fe(oh)3反應為氧化還原反應，反應方程式為2fe(oh)36hi=2fei2i26h2o。2用feso4溶液和naoh溶液制備fe(oh)2沉淀，應注意哪些問題？提示：(1)配制feso4溶液和naoh溶液的蒸餾水要加熱煮沸以除去蒸餾水中的o2；(2)用長滴管吸取naoh溶液插入feso4溶液液面以下擠出。1鐵的氧化物組成的判斷方法設鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質量比為mn，則氧化物中n(fe)n(o)a：b，若ab11，則鐵的氧化物為feo；若ab23，則鐵的氧化物為fe2o3；若ab34，則鐵的氧化物是fe3o4，或feo與fe2o3按物質的量比11的混合物，或feo、fe2o3、fe3o4的混合物其中feo、fe2o3物質的量之比為11，fe3o4為任意值。2制備fe(oh)2常用的三種方法方法一：有機覆蓋層法將吸有naoh溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用ccl4)，以防止空氣與fe(oh)2接觸發(fā)生反應，如圖1所示。方法二：還原性氣體保護法用h2將裝置內的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與naoh溶液混合，這樣可長時間觀察到白色沉淀。如圖2所示。方法三：電解法用鐵作陽極，電解nacl(或naoh)溶液，并在液面上覆蓋苯或煤油，如圖3所示。圖3考向一鐵的氧化物、氫氧化物的組成與性質1把少量廢鐵屑溶于過量稀硫酸中，過濾，除去雜質，在濾液中加入適量硝酸，再加入過量的氨水，有紅褐色沉淀生成。過濾，加熱沉淀物至質量不再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘渣。上述沉淀和殘渣分別為()afe(oh)3；fe2o3bfe(oh)2；feocfe(oh)2、fe(oh)3；fe3o4 dfe2o3；fe(oh)3解析：紅褐色沉淀應為fe(oh)3，因為加入hno3，fe(oh)2不存在；fe(oh)3受熱分解生成fe2o3。答案：a2由feo、fe2o3和fe3o4組成的混合物，測得其中鐵元素與氧元素的質量比為218，則這種混合物中feo、fe2o3和fe3o4的物質的量之比是()a121b211c131 d.113解析：混合物中，n(fe)n(o)34，故feo與fe2o3按物質的量11混合，d項符合要求。答案：d考向二fe(oh)2的制備3用下列方法可制得白色的fe(oh)2沉淀：用不含fe3的 feso4溶液與用不含o2的蒸餾水配制的naoh溶液反應制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述feso4溶液時還需加入_。(2)除去蒸餾水中溶解的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_。解析：(1)fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；fe2易被空氣中的o2氧化，要加fe粉防止fe2被氧化。(2)氣體的溶解度隨溫度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的o2較少。答案：(1)稀硫酸、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的fe(oh)2沉淀接觸o24下列各圖示中能較長時間看到fe(oh)2白色沉淀的是_(填序號)。解析：因為fe(oh)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的fe(oh)3，即4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3，因此要較長時間看到fe(oh)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。、原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的fe(oh)2處在氫氣的保護中；的原理為鐵作陽極產(chǎn)生fe2，與電解水產(chǎn)生的oh結合生成fe(oh)2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；中液面加苯阻止了空氣進入；由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將fe(oh)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。答案：考點三fe2、fe3的性質及檢驗1“鐵三角”的轉化關系寫出上述轉化關系中標號反應的離子方程式：2fe3fe=3fe2；2fe3h2s=2fe2s2h；2fe2h2o22h=2fe32h2o；3fe2no4h=3fe3no2h2o。2fe2和fe3的檢驗(1)fe2的檢驗：先加kscn溶液，無明顯現(xiàn)象，再加氯水出現(xiàn)紅色，反應的離子方程式：cl22fe2=2cl2fe3、fe33scnfe(scn)3。(2)fe3的檢驗：滴加kscn溶液，生成紅色溶液，反應的離子方程式為fe33scnfe(scn)3?！径嗑S思考】1如何除去fecl3溶液中的fe2？提示：加一定量的氯水或h2o2溶液。2fe2與no能否大量共存？若向其中再加入少量鹽酸，情況又會如何？提示：fe2與no能大量共存，但在酸性條件下no能將fe2氧化成fe3而不能大量共存。3檢驗fe2時能不能先加氯水再加kscn溶液？為什么？提示：不能，因為若溶液中含有fe3時，就無法排除其干擾。fe2、fe3的轉化應用除雜主要成分雜質除雜方法fecl3fecl2加入氯水或h2o2fecl2fecl3加過量鐵粉后過濾fecl2cucl2加過量鐵粉后過濾考向一fe2與fe3之間的轉化1如何除去括號中的雜質？(1)fe2(fe3)：_；(2)fecl3(fecl2)：_；(3)fecl2(cucl2)：_；(4)fe2o3(al2o3、sio2)：_。答案：(1)加過量鐵粉，過濾(2)加氯水或h2o2(3)加過量鐵粉，過濾(4)加過量強堿溶液，過濾2在fecl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過程簡述如下：.向廢液中投入過量鐵屑，充分反應后分離出固體和濾液；.向濾液中加入一定量石灰水，調節(jié)溶液ph，同時鼓入足量的空氣。(1)fecl3蝕刻銅箔反應的離子方程式為_。(2)過程加入鐵屑的主要作用是_，分離得到的固體主要成分是_，從固體中分離出銅需采用的方法是_。(3)過程中發(fā)生反應的化學方程式為_。解析：fecl3溶液蝕刻銅箔的離子方程式為2fe3cu=2fe2cu2，得到的廢液中含有fecl3、cucl2、fecl2。答案：(1)2fe3cu=2fe2cu2(2)反應掉fecl3、cucl2fe、cu加入足量稀鹽酸過濾(3)4fecl24ca(oh)2o22h2o=4fe(oh)34cacl2考向二探究fe2與fe3的性質3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0.1 moll1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2 ml fecl2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2 ml fecl2溶液中先加入0.5 ml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_。(4)丙組同學取10 ml 0.1 moll1 ki溶液，加入6 ml 0.1 moll1 fecl3溶液混合。分別取2 ml此溶液于3支試管中進行如下實驗：第一支試管中加入1 ml ccl4充分振蕩、靜置，ccl4層顯紫色；第二支試管中加入1滴k3fe(cn)6溶液，生成藍色沉淀；第三支試管中加入1滴kscn溶液，溶液變紅。實驗檢驗的離子是_(填離子符號)；實驗和說明：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_。(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)。解析：(1)fe2具有很強的還原性，易被空氣中的o2氧化為fe3，在fecl2溶液中加入少量鐵屑，可防止fe2被氧化。(2)fe2被氧化為fe3，cl2被還原為cl，反應的離子方程式為2fe2cl2=2fe32cl。(3)o2難溶于煤油，加入煤油能隔絕空氣，排除o2對實驗的影響。(4)ki溶液與fecl3溶液反應的離子方程式為2i2fe3=i22fe2。k3fe(cn)6是檢驗fe2的試劑。實驗溶液變紅，說明溶液中仍存在fe3，由此可說明該氧化還原反應為可逆反應。(5)酸化的fecl2溶液與h2o2反應，fe2被氧化為fe3，h2o2被還原為h2o，反應的離子方程式為h2o22fe22h=2fe32h2o。fe3對h2o2的分解起催化作用，當反應一段時間后，會發(fā)生反應：2h2o22h2oo2，故溶液中產(chǎn)生氣泡。由于h2o2分解反應放熱，促使fe33h2ofe(oh)33h平衡右移，最終出現(xiàn)fe(oh)3紅褐色沉淀。答案：(1)防止fe2被氧化(2)2fe2cl2=2fe32cl(3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)(4)fe2fe3可逆反應(5)2fe2h2o22h=2fe32h2ofe3催化h2o2分解產(chǎn)生o2h2o2分解反應放熱，促進fe3的水解平衡正向移動 1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)(2017高考江蘇卷，7a)fefecl2fe(oh)2()(2)(2017高考江蘇卷，9a)無色透明的溶液中： fe3、mg2、scn、cl 能大量共存()(3)(2017高考江蘇卷9c)c(fe2)1 moll1的溶液中：k、nh、mno、so能大量共存()(4)(2016高考四川卷，2b)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，則常溫下鐵與濃硫酸一定沒有發(fā)生化學反應()(5)(2016高考全國卷，7b)根據(jù)鐵比銅金屬性強，在實際應用中可用fecl3腐蝕cu刻制印刷電路板()(6)(2016高考全國卷，10c)配制氯化鐵溶液時，將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋()(7)(2016高考海南卷)將鐵屑放入稀hno3中證明fe比h2活潑()(8)(2015高考重慶卷，4a)觀察fe(oh)2生成()(9)(2015高考天津卷，2a)在溶液中加kscn，溶液顯紅色，證明原溶液中有fe3，無fe2()(10)(2015高考山東卷，11b)向某溶液中滴加氯水后再加入kscn溶液，溶液呈紅色，則溶液中一定含有fe2()(11)(2015高考四川卷，1a改編)鐵粉作食品袋內的脫氧劑，鐵粉起還原作用()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)2(2017高考全國卷)綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質進行探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加kscn溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_、_。(2)為測定綠礬中結晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關k1和k2)(設為裝置a)稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置a稱重，記為m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。 儀器b的名稱是_。將下列實驗操作步驟正確排序_(填標號)；重復上述操作步驟，直至a恒重，記為m3 g。a點燃酒精燈，加熱b熄滅酒精燈c關閉k1和k2 d打開k1和k2，緩緩通入n2e稱量a f冷卻到室溫根據(jù)實驗記錄，計算綠礬化學式中結晶水數(shù)目x_(列式表示)。若實驗時按a、d次序操作，則使x_(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置a接入下圖所示的裝置中，打開k1和k2，緩緩通入n2，加熱。