高考化学一轮复习 第3章 金属及其化合物 第3讲 铁及其重要化合物课件 新人教版.ppt

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,第三章 金属及其化合物,,第三讲 铁及其重要化合物,[考纲要求] 1．了解铁的主要性质及应用。 2．了解铁的重要化合物的主要性质及应用。,考点一 铁的性质及应用,知识梳理,Ⅷ,2．铁的性质 (1)物理性质。 纯铁具有金属的共性，如具有__________金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被__________吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。 (2)化学性质。 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。,银白色,磁铁,,①与非金属单质的反应： a．与O2的反应： 常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为__________。 点燃时：____________________________。 b．与Cl2的反应：____________________________。 c．与S的反应：____________________________。,Fe2O3,②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： __________________________________。 ③与酸的反应： a．与非氧化性酸反应的离子方程式为________________________。 b．与氧化性酸： 遇冷的浓硫酸或浓硝酸__________，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： a．与CuSO4溶液反应的离子方程式为______________________。 b．与FeCl3溶液反应的离子方程式为__________________________,Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑,钝化,Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu,2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋,3．铁的应用 (1)用途：用途最广泛的是铁合金——钢，用于制造不锈钢、特种钢、钢板、钢管等。 (2)制备：工业上冶炼铁的反应方程式为 _____________________________________。,1．下列关于铁的说法正确的是( ) A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D．铁的化学性质比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3,题组训练,,2．把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到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)3 B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2 C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3 D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1,,3．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。 ①Fe3＋ ②Fe2＋ ③Fe、Fe2＋ ④Fe2＋、Fe3＋ (1)AB段铁元素以________形式存在。 (2)BC段铁元素以________形式存在。 (3)CD段铁元素以________形式存在。,,①,④,③,解析 向稀硝酸中加入铁粉，开始时稀硝酸过量应生成Fe3＋，故AB段铁元素以Fe3＋形式存在。随着铁粉的增加，溶液中的Fe3＋与Fe反应生成Fe2＋。Fe3＋全部转化成Fe2＋后，铁粉不再溶解，故CD段铁元素以Fe、Fe2＋形式存在。,,,1．铁的氧化物,考点二 铁的氧化物与氢氧化物,知识梳理,黑色,红棕色,黑色,＋2,＋3,＋2、＋3,FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O,Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2O,2.铁的氢氧化物,白色固体,红褐色固体,Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O,Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓,Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓,灰绿,红褐,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,1．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是( ) A．Fe(OH)3 Fe2O3 B．Fe(OH)2 Fe2O3 C．Fe(OH)2 Fe(OH)3 D．Fe(OH)2 Fe3O4,题组训练,解析 铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3 价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。 答案 B,解析 HNO3具有强氧化性，与Fe反应产生的气体为NO，A项错；铁与Cl2反应无论量的多少产物都是FeCl3，B项错；C项中Fe2O3溶解产生Fe3＋恰好将铁单质氧化，因而不能置换出H2，正确；FeCl3溶液加热时易水解，D项错。 答案 C,3．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是__________ (填序号)。,,①②③⑤,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)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②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；③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；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。,成功制备Fe(OH)2的关键 由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为 Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备 实验探究的热点。 制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质； ②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。,1．亚铁盐 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。 (1)氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式： _______________________________； (2)还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式： _______________________________。,考点三 Fe2＋、Fe3＋的性质及检验,知识梳理,Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋,2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－,2．铁盐 (1)氧化性： 含Fe3＋的溶液呈__________色，Fe3＋具有较强的氧化性。 ①Fe3＋与Cu反应的离子方程式：_________________________。 ②Fe3＋与I－反应的离子方程式：_________________________。 (2)特性： 含有Fe3＋的盐溶液遇KSCN溶液变成__________色。,黄,2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋,2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2,血红,上述转化关系中标号反应的离子方程式为 ①______________________________________； ②_________________________________________； ③______________________________； ④__________________________________。,2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O,2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋,2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋,1．下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是( ) ①氯气 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸 ⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥,题组训练,,2．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( ) A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋ B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋ C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出 D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出,解析 FeCl3溶液腐蚀铜，发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，则所得溶液中含有Fe2＋、Cu2＋，若FeCl3过量，则所得溶液中还含有Fe3＋。加入铁粉，Fe先与Fe3＋反应，再与Cu2＋反应。若无固体剩余，则Fe3＋可能完全反应，也可能部分反应，因此无法判断是否有Fe3＋，A项分析不合理；若有固体存在，则可能为Fe或Cu或Fe和Cu的混合物，无论是哪种情况，溶液中一定有Fe2＋，B项分析合理；若溶液中有Cu2＋，则Cu2＋可能部分反应或没有反应，因此溶液中可能有Cu析出，C项分析不合理；无论是否有Cu析出，溶液中一定有Fe2＋，D项分析不合理。 答案 B,3．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( ) A．1∶1∶1 B．1∶3∶1 C．3∶3∶8 D．1∶1∶4,,解析 据氧化性由强到弱的顺序HNO3Fe3＋Cu2＋，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为 4HNO3(稀)＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 4 mol 1 mol 1 mol 2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2 2 mol 1 mol 3 mol Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu 1 mol 1 mol 1 mol 所以原溶液中，Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为(2 mol－1 mol)∶1 mol∶4 mol＝1∶1∶4。 答案 D,4．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( ) A．④ B．③ C．③④ D．①②③④⑤,解析 ③不反应，实验方案及现象均错；④检验的是Cl－，与Fe3＋的性质无关。 答案 C,,5．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行如下实验操作时，最佳顺序为( ) ①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③,解析 在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变血红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为血红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用KMnO4溶液。 答案 C,6．下列离子的检验方法合理的是 ( ) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋,解析 A项中只能说明含有Fe3＋，不合理；B项原溶液中可能只有Fe3＋而没有Fe2＋；D项中氧化后生成红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2。 答案 C,检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法 1．根据溶液颜色 含有Fe2＋的溶液显浅绿色 含有Fe3＋的溶液显棕黄色 2．用KSCN溶液和氯水 (1)流程： (2)有关反应：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－,3．用NaOH溶液 (1)流程： (2)有关反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,