新教材化學(xué)人教版學(xué)案第三章第一節(jié)第2課時(shí)鐵的重要化合物

第2課時(shí)鐵的重要化合物1．鐵的氧化物2.鐵的氫氧化物3.鐵鹽、亞鐵鹽(1)Fe3＋的檢驗(yàn)：(2)Fe2＋和Fe3＋的轉(zhuǎn)化：Fe2＋eq\o(,\s\up17(較強(qiáng)氧化劑),\s\do15(較強(qiáng)還原劑))Fe3＋寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式：①FeCl3溶液與鐵粉：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；②FeCl2溶液與氯水：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。(3)鐵鹽的凈水作用：鐵鹽在天然水中可生成Fe(OH)3膠體，和水中的懸浮物形成絮狀不溶物沉降下來(lái)。知識(shí)點(diǎn)一：鐵的氧化物、氫氧化物性質(zhì)探究(1)從物質(zhì)類別討論性質(zhì)①FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物，具有與酸反應(yīng)生成鹽和水的性質(zhì)。Fe3O4可以看作FeO·Fe2O3。②Fe(OH)2、Fe(OH)3屬于堿，具有堿的通性，如與酸反應(yīng)。(2)從化合價(jià)分析：①＋2價(jià)鐵的化合物FeO、Fe(OH)2具有還原性，可與氧化劑反應(yīng)。如4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。②＋3價(jià)鐵的化合物Fe2O3、Fe(OH)3具有氧化性，可與還原劑反應(yīng)。知識(shí)點(diǎn)二：Fe2＋、Fe3＋、Fe的相互轉(zhuǎn)變——“鐵三角”(1)Fe只具有還原性，可以被氧化劑氧化為Fe2＋、Fe3＋。①能被S、Cu2＋、H＋等較弱氧化劑及Fe3＋氧化為Fe2＋Fe＋Seq\o(=,\s\up17(△))FeS；Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu；Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋②能被Cl2等強(qiáng)氧化劑氧化為Fe3＋2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))2FeCl3(2)Fe2＋既具有氧化性又具有還原性，可以被氧化為Fe3＋，也可以被還原為Fe。①被Cl2等強(qiáng)氧化劑氧化為Fe3＋2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－②被C、H2、CO、活潑金屬還原為Fe2FeO＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))2Fe＋CO2；FeO＋COeq\o(=,\s\up17(高溫))Fe＋CO2；FeO＋H2eq\o(=,\s\up17(高溫))Fe＋H2O；Zn＋Fe2＋=Zn2＋＋Fe知識(shí)點(diǎn)三：Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)題組一氫氧化亞鐵的制備1．下列各圖中，不能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是(C)解析：A項(xiàng)，先打開(kāi)開(kāi)關(guān)K，旋轉(zhuǎn)活塞使稀硫酸滴入燒瓶中與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，排盡裝置內(nèi)的空氣后關(guān)閉開(kāi)關(guān)K，則在氣壓作用下燒瓶中產(chǎn)生的FeSO4溶液沿著導(dǎo)管進(jìn)入錐形瓶中與NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀；B項(xiàng)，鐵粉與滴入的稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣可以排盡裝置內(nèi)的空氣，再擠壓長(zhǎng)膠頭滴管使NaOH溶液與FeSO4溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀；C項(xiàng)，由于液面上方?jīng)]有采取隔離氧氣的措施，因此生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；D項(xiàng)，F(xiàn)eSO4溶液上方的苯層可以隔絕空氣，所以NaOH溶液與FeSO4溶液反應(yīng)生成的Fe(OH)2可以較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在。2．某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)制取氫氧化亞鐵的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)在試管B中加入NaOH溶液，加熱煮沸1～2min立即加入2mL液體石蠟，該操作的目的是除去溶解在NaOH溶液中的O2，并防止O2再進(jìn)入溶液。(2)在具支試管A中加入稀硫酸和略微過(guò)量的鐵粉，試分析鐵粉過(guò)量的原因：保證溶液中不存在Fe3＋。(3)連接好導(dǎo)管，同時(shí)打開(kāi)活塞，當(dāng)鐵粉與稀硫酸反應(yīng)平穩(wěn)時(shí)，關(guān)閉活塞，這時(shí)試管A中的現(xiàn)象是溶液經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入試管B中，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是生成的H2使試管A、B內(nèi)產(chǎn)生了壓強(qiáng)。試管B中的現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀。(4)若試管B中生成的氫氧化亞鐵遇到空氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。解析：氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，容易被氧化為氫氧化鐵，因此在制備過(guò)程中應(yīng)避免其與氧化性物質(zhì)接觸。制備Fe(OH)2的改進(jìn)方法方法1：有機(jī)覆蓋層法將吸有不含氧氣的NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，慢慢擠出NaOH溶液；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(yīng)。方法2：還原氣體保護(hù)法用產(chǎn)生的H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再關(guān)閉止水夾，利用產(chǎn)生的H2將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。題組二鐵三角及其應(yīng)用3．下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有＋3價(jià)鐵生成的是(A)A．過(guò)量的Fe與Cl2反應(yīng)B．Fe與過(guò)量稀硫酸反應(yīng)C．FeCl3溶液中加入過(guò)量FeD．足量Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中解析：A項(xiàng)，Cl2氧化性強(qiáng)，能將鐵元素由0價(jià)氧化為＋3價(jià)，由于不是在溶液中反應(yīng)，因此過(guò)量的鐵不會(huì)將氯化鐵還原；B項(xiàng)，F(xiàn)e與稀硫酸反應(yīng)只能生成Fe2＋；C項(xiàng)，在溶液中Fe3＋被Fe還原為Fe2＋；D項(xiàng)，F(xiàn)e與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2，F(xiàn)e2O3與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3，但題中鐵是足量的，則能將生成的FeCl3還原為FeCl2。因此本題選A項(xiàng)。4．已知有以下物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化：試回答：(1)B的化學(xué)式：FeCl2，D的化學(xué)式：KCl。(2)寫(xiě)出由E轉(zhuǎn)變成F的化學(xué)方程式：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3。(3)常用KSCN溶液檢驗(yàn)G中的陽(yáng)離子，其現(xiàn)象為棕黃色溶液變?yōu)榧t色溶液。(4)向G溶液加入A的有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。解析：根據(jù)流程圖，推知D溶液為KCl溶液，H為AgCl，E為Fe(OH)2，F(xiàn)為Fe(OH)3，G為FeCl3，然后根據(jù)圖中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，推知A為Fe，B為FeCl2，C為KOH。5．電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔，制造印刷線路板。(1)檢驗(yàn)溶液中Fe3＋存在的試劑是KSCN溶液，證明Fe3＋存在的現(xiàn)象是溶液變成紅色。(2)寫(xiě)出FeCl3溶液與銅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2。(3)某工程師為了從使用過(guò)的腐蝕廢液中回收銅，并重新獲得FeCl3溶液，準(zhǔn)備采用下列步驟：A．請(qǐng)寫(xiě)出上述實(shí)驗(yàn)中加入或生成的有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式：①Fe，②FeCl2，③Fe和Cu，④HCl，⑤FeCl2和HCl，⑥Cl2(或H2O2)。B．請(qǐng)寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeCl3＋Fe=3FeCl2，CuCl2＋Fe=FeCl2＋Cu，F(xiàn)e＋2HCl=FeCl2＋H2↑，2FeCl2＋Cl2=2FeCl3(或2FeCl2＋H2O2＋2HCl=2FeCl3＋2H2O)。解析：(1)一般用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋，如果加入KSCN溶液后，溶液顯血紅色，說(shuō)明含有Fe3＋；(2)銅把Fe3＋還原成Fe2＋，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuCl2；(3)根據(jù)流程目的是回收銅并制備FeCl3溶液，因此先向廢液中加入過(guò)量的鐵粉，即①為鐵，發(fā)生反應(yīng)Fe＋2FeCl3=3FeCl2、Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu，濾渣為銅單質(zhì)和剩余的鐵，利用鐵與鹽酸反應(yīng)，銅不與鹽酸反應(yīng)，向?yàn)V渣中加入過(guò)量的④，即鹽酸，發(fā)生反應(yīng)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，濾液⑤為FeCl2溶液和鹽酸，濾液②為FeCl2溶液，然后②和⑤溶液合并，通入氯氣或加入H2O2，發(fā)生反應(yīng)：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3或2FeCl2＋H2O2＋2HCl=2FeCl3＋2H2O。與“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系有關(guān)的常見(jiàn)問(wèn)題(1)與Fe3＋、Fe2＋有關(guān)的離子共存問(wèn)題①Fe3＋與I－、S2－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)等因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。②Fe2＋與MnOeq\o\al(－,4)(H＋)、NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－等因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。(2)除雜問(wèn)題(括號(hào)內(nèi)物質(zhì)為雜質(zhì))①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或雙氧水或通入足量Cl2。②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾。③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾。④鐵粉(鋁)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾。題組三6．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)方法不合理的是(B)A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2＋B．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．檢驗(yàn)綠礬晶體是否已氧化變質(zhì)，可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再觀察溶液是否變紅D．向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，說(shuō)明溶液中含有Fe3＋解析：向含有Fe2＋的溶液中加入KSCN溶液，溶液不變色，加入氯水后，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，溶液顯紅色，故A項(xiàng)正確。Cl－也能和酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)從而使溶液的紫紅色褪去，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。若綠礬變質(zhì)則晶體中會(huì)有Fe3＋，綠礬晶體溶于稀硫酸后再加KSCN溶液，若溶液顯紅色，則綠礬變質(zhì)；若不顯紅色，說(shuō)明綠礬沒(méi)有變質(zhì)，故C項(xiàng)正確。Fe3＋遇到OH－會(huì)生成Fe(OH)3紅褐色沉淀，故D項(xiàng)正確。7．證明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的實(shí)驗(yàn)方法是(B)A．先滴加氯水，再滴加硫氰化鉀溶液后顯紅色B．先滴加硫氰化鉀溶液不顯紅色，再滴加氯水后顯紅色C．先加入鐵粉，再滴加硫氰化鉀溶液不顯紅色D．只需要滴加硫氰化鉀溶液解析：先滴加氯水，再滴加硫氰化鉀溶液后顯紅色，可能是原溶液中的Fe2＋被氯水氧化為Fe3＋或原溶液本來(lái)就含有Fe3＋，故A錯(cuò)誤；先滴加硫氰化鉀溶液不顯紅色，說(shuō)明原溶液中不存在Fe3＋，再滴加氯水后顯紅色，說(shuō)明Fe2＋被氯水氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋與SCN－反應(yīng)使溶液顯紅色，原溶液中一定存在Fe2＋，故B正確；先加入鐵粉，再滴加硫氰化鉀溶液不顯紅色，說(shuō)明原溶液可能存在Fe2＋、Fe3＋，故C錯(cuò)誤；只滴加硫氰化鉀溶液，若溶液不變色，不一定含有Fe2＋，故D錯(cuò)誤。檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)的易錯(cuò)分析(1)只含F(xiàn)e2＋的溶液，注意檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)加入試劑的顏色待測(cè)液eq\o(→,\s\up17(KSCN溶液))不變色eq\o(→,\s\up17(氧化劑),\s\do15(如氯水、雙氧水))紅色(含F(xiàn)e2＋、不含F(xiàn)e3＋)①加KSCN溶液前，要注意不要加入氧化性物質(zhì)使Fe2＋被氧化，如H2O2、NOeq\o\al(－,3)(H＋)等。②氧化劑不能選用酸性KMnO4溶液，因?yàn)樗嵝訩MnO4溶液本身顯紫紅色，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有干擾，且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，即使溶液含F(xiàn)e3＋也不變紅色，不能證明不含F(xiàn)e3＋。(2)同時(shí)含有Fe2＋和Fe3＋的溶液：Fe2＋對(duì)檢驗(yàn)Fe3＋無(wú)干擾，可以滴加KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋；Fe3＋對(duì)檢驗(yàn)Fe2＋有干擾，不能通過(guò)先加入KSCN溶液再加氯水檢驗(yàn)Fe2＋，通常向溶液中加入適量K3[Fe(CN)6]溶液，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說(shuō)明含有Fe2＋。題組四常見(jiàn)鐵的化合物性質(zhì)及應(yīng)用8．下列關(guān)于鐵礦石的說(shuō)法正確的是(C)A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵礦石的主要成分與鐵銹的主要成分相同C．磁鐵礦粉末溶于鹽酸后，加入KSCN溶液，溶液變紅色D．FeO俗稱鐵紅解析：赤鐵礦中“赤”為紅色，其主要成分為Fe2O3，則A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵礦石為含有鐵元素的礦石，而鐵銹的主要成分為氧化鐵，兩者主要成分不一定相同，則B項(xiàng)錯(cuò)誤；磁鐵礦的主要成分為Fe3O4，能溶于鹽酸生成Fe2＋和Fe3＋，所得溶液加入KSCN溶液后變紅色，則C項(xiàng)正確；FeO為黑色固體，F(xiàn)e2O3俗稱鐵紅。9．將Na2O2投入FeCl2溶液中，可觀察到的現(xiàn)象是(C)A．先生成白色沉淀，然后變成灰綠色沉淀，放置較長(zhǎng)時(shí)間后，逐漸變成紅褐色沉淀B．產(chǎn)生黃綠色且有刺激性氣味的氣體C．溶液中立即有紅褐色沉淀生成D．放出無(wú)色、有臭味的氣體解析：Na2O2與水反應(yīng)生成無(wú)色無(wú)味的氧氣和氫氧化鈉，且Na2O2和水反應(yīng)過(guò)程中生成的H2O2具有強(qiáng)氧化性，生成的Fe(OH)2立即被氧化成紅褐色的Fe(OH)3。10．下列有關(guān)Fe2(SO4)3溶液的敘述正確的是(D)A．該溶液中K＋、Fe2＋、SCN－、Br－可以大量共存B．和H2S反應(yīng)的離子方程式：2Fe3＋＋H2S=FeS＋2H＋C．和Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋3OH－=Fe(OH)3↓＋BaSO4↓D．1L0.1mol·L－1該溶液和足量的Zn充分反應(yīng)，生成11.2gFe解析：Fe2(SO4)3溶液中的Fe3＋與SCN－反應(yīng)生成絡(luò)合物，在溶液中不能大量共存，故A錯(cuò)誤；鐵離子能夠與H2S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成亞鐵離子和硫單質(zhì)，故B錯(cuò)誤；Fe2(SO4)3溶液和Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和硫酸鋇沉淀，鐵離子和硫酸根離子的物質(zhì)的量