2014屆高三化學一輪復習課件鐵及其化合物.ppt

第三講 鐵及其化合物,1了解鐵的主要性質(zhì)及應用。 2了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應用。 3以Fe2、Fe3的相互轉(zhuǎn)化為例理解變價金屬元素的氧化還原反應。 1Fe2、Fe3的檢驗及其有關(guān)實驗。 2以鐵及其化合物知識為載體，綜合考查氧化還原反應、電化學、鹽類水解及除雜等。,一、鐵 1鐵的存在形態(tài) 在地殼中鐵的含量位于第 位，在自然界鐵既有游離態(tài)(存在于隕石中)，也有化合態(tài)，主要化合價為 ，其 更穩(wěn)定。 2鐵的物理性質(zhì) 純鐵具有金屬的共性，如具有 金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導體，具有能被 吸引的特性，純鐵有很強的抗腐蝕能力。,四,2、3,3價化合物,銀白色,磁鐵,3,2,鐵化學性質(zhì)活潑，為什么可以用鐵罐貯存和運輸濃H2SO4和濃HNO3? 提示 常溫下鐵與濃HNO3、濃H2SO4發(fā)生鈍化，在鐵的表面能形成一層穩(wěn)定的致密的氧化物薄膜，阻止反應繼續(xù)進行。,二、鐵的重要化合物 1氧化物,黑色,紅棕色,黑色,2,3,2，3,2.氫氧化物,白,紅褐,Fe(OH)3分別與足量的HCl、HI反應有何異同？ 提示 Fe(OH)3作為一種堿能與酸反應生成鹽和水，但Fe3有較強的氧化性，若酸為還原性酸(如H2S、HI)則再發(fā)生氧化還原反應，故與HCl反應只是中和反應，而與HI反應的化學方程式如下：2Fe(OH)36HI=2FeI2I26H2O。,四個措施 實驗室制備氫氧化亞鐵的防氧化措施 (1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶解的氧氣。 (2)將盛有氫氧化鈉溶液的膠頭滴管尖端插入試管里的亞鐵鹽溶液底部，再慢慢擠出NaOH溶液。 (3)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，例如苯或植物油等。 (4)用鐵作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液或NaCl溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2與OH反應制取。,一個總結(jié) FeCl3溶液發(fā)生反應時的顏色變化 向FeCl3溶液中加幾滴KSCN溶液后，溶液呈紅色； FeCl3與NaOH溶液反應，生成紅褐色沉淀； 向FeCl3溶液中通入H2S氣體，生成淡黃色沉淀； 向FeCl3溶液中加入幾滴Na2S溶液，生成淡黃色沉淀，當加入的Na2S溶液過量時，又生成黑色沉淀；,向FeCl3溶液中加入過量Fe粉，溶液變成淺綠色； 將FeCl3溶液滴入到淀粉碘化鉀溶液中，溶液變成藍色； 向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液，溶液變成紫色； 將飽和FeCl3溶液滴入沸水中，生成紅褐色Fe(OH)3膠體。,問題征解 如何由FeCl3晶體配制FeCl3溶液？ 如何由FeCl3溶液制備FeCl3晶體？ 提示 由于Fe3水解能力較強，當pH4時，F(xiàn)e3即可水解形成Fe(OH)3沉淀。在配制FeCl3溶液時，應先將固體鹽溶于少量鹽的酸中抑制Fe3水解，再加水稀釋至所需濃度。在制備FeCl3固體時，溶液中FeCl3發(fā)生水解且生成HCl易揮發(fā)，為防止其水解，所以加熱濃縮FeCl3稀溶液時應在HCl氛圍中進行。,必考點21 “鐵三角”及其重要應用 1“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系,(2)除雜方法(括號內(nèi)為雜質(zhì)) Fe2(Fe3)：加過量鐵粉過濾 FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2 FeCl2(CuCl2)：加過量鐵粉過濾 Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加過量強堿溶液過濾 (3)鹽溶液的保存 含F(xiàn)e2的溶液： 加入少量鐵粉(或鐵釘、鐵屑)，防止Fe2被氧化；加入少量相應的酸，防止Fe2水解Fe(NO3)2例外。,含F(xiàn)e3的溶液： 加入少量相應的酸，防止Fe3水解。 (4)物質(zhì)制備,【典例1】 FeCl3可通過多種途徑轉(zhuǎn)化成FeCl2。 (1)在FeCl3溶液中加入適量氫碘酸，發(fā)生反應的離子方程式為_。 (2)工業(yè)上常將無水FeCl3在氮氣作保護氣的條件下加熱至300350 ，通入干燥的H2，而制得FeCl2。該反應的化學方程式為_。,反應(1)中，氫碘酸既表現(xiàn)了酸性，又表現(xiàn)了還原性 反應(3)中，HCl為氧化產(chǎn)物 上述三個反應中，F(xiàn)eCl2均為還原產(chǎn)物 (5)請另寫一個FeCl3轉(zhuǎn)化成FeCl2的化學方程式：_ _。,解析 (1)Fe3有氧化性，I有還原性，它們可以發(fā)生氧化還原反應；(2)根據(jù)信息FeCl3轉(zhuǎn)化為FeCl2，F(xiàn)e的化合價降低，那么H的化合價必定升高，這樣就可以寫出化學反應方程式；(3)根據(jù)反應產(chǎn)物，可以確定為取代反應；(4)根據(jù)氧化還原反應概念，確定是正確的；(5)FeCl3轉(zhuǎn)化為FeCl2，另一種物質(zhì)必須是還原劑。,【應用1】 常溫下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可發(fā)生如下兩個反應：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O；2Fe3H2O2=2Fe2O22H，下列說法不正確的是 ( )。 AH2O2的氧化性比Fe3強，其還原性比Fe2強 B在H2O2分解過程中，溶液的pH逐漸下降 C在H2O2分解過程中，F(xiàn)e2和Fe3的總量保持不變 DH2O2生產(chǎn)過程要嚴格避免混入Fe2,答案 B,必考點22 Fe2和Fe3檢驗 1直接觀察顏色 Fe2溶液呈淺綠色，F(xiàn)e3溶液呈棕黃色。 2利用顯色反應(形成絡離子),3利用Fe(OH)3沉淀的顏色 4利用Fe3的氧化性,5利用Fe2的還原性,【典例2】 (2013北京東城調(diào)研)一定量的鐵粉在氯氣中充分燃燒后，將所得固體完全溶于稀鹽酸，制得溶液A。 (1)鐵在氯氣中燃燒的化學方程式是_ _。,(2)推測A中可能含有的金屬陽離子：只有Fe3；只有Fe2；_。甲同學為探究溶液的組成，實驗如下：,(3)乙同學繼續(xù)探究溶液A的組成。 查閱資料：16HCl2KMnO4=2KCl2MnCl25Cl28H2O 實驗過程：另取少量溶液A于試管中，逐滴加入酸性KMnO4溶液，充分振蕩，KMnO4溶液紫色褪去。 實驗結(jié)論：_(填寫字母序號)。 a可能有Fe2 b可能無Fe2 c一定有Fe2 根據(jù)你選擇的實驗結(jié)論，簡述理由： _。,解析 Fe3可以和鐵單質(zhì)反應生成Fe2，F(xiàn)e3只有氧化性，F(xiàn)e2既有氧化性又有還原性，氯氣具有強氧化性，與鐵反應生成Fe3。將一定量的鐵粉在氯氣中充分燃燒后所得固體完全溶于稀鹽酸，假如鐵粉剩余，在所得溶液中鐵粉可以把Fe3還原為Fe2，所以在溶液中可能含有的金屬陽離子為Fe3；Fe2；Fe3和Fe2。在溶液中檢驗Fe3常使用KSCN溶液，若加入KSCN溶液后溶液變?yōu)榧t色，說明溶液中含有Fe3；若不變紅色，說明不含F(xiàn)e3。,向溶液A中加入酸性高錳酸鉀溶液時，酸性高錳酸鉀可以氧化Fe2，也可以氧化Cl，故不能確定溶液中是否含有Fe2。,(3)a 因為還原性Fe2Cl，逐滴加入的酸性KMnO4溶液，先將Fe2氧化，而使KMnO4紫色褪去，故可能含有Fe2(或b 溶液中可能無Fe2，加入的酸性KMnO4溶液，將Cl氧化，而使KMnO4紫色褪去),(1)檢驗Fe2時不能先加氯水后加KSCN溶液；當溶液的濃度較稀時，利用觀察法或加NaOH溶液的方法都不宜檢驗Fe2和Fe3的存在。 (2)檢驗Fe2和Fe3混合溶液時，要分兩次分別檢驗Fe2和Fe3，檢驗Fe2時要選擇酸性高錳酸鉀溶液，檢驗Fe3時最好選擇KSCN溶液。,【應用2】 (2013哈爾濱模擬)向某晶體的溶液中加入Fe2的溶液無明顯變化，當?shù)渭訋椎武逅螅旌弦撼霈F(xiàn)紅色，由此得出下列的結(jié)論錯誤的是 ( )。 AFe3的氧化性比溴的氧化性強 B該晶體中一定含有SCN CFe2與SCN不能形成紅色化合物 DFe2被溴氧化成Fe3,解析 某晶體的溶液中沒有與Fe2發(fā)生反應的離子，當加入溴水后，F(xiàn)e2一定被氧化成Fe3，此時溶液出現(xiàn)紅色，說明原晶體是含有SCN的鹽，很明顯判斷出B、C、D均正確，在Br2與Fe2反應中，F(xiàn)e3是氧化產(chǎn)物，Br2是氧化劑，所以Br2的氧化性應比Fe3氧化性強。 答案 A,解題時要避免錯誤判斷物質(zhì)轉(zhuǎn)化，應注意以下三點：(1)注意牢記一些重要的轉(zhuǎn)化關(guān)系，在解題時尋找相似，確定范圍，如“鋁三角”、“鐵三角”等；(2)注意對比總結(jié)，加深對實驗過程的分析和對實驗原理的理解，加深對物質(zhì)的感性認識，提高應用實驗分析問題、解決問題的能力；(3)注意讀懂題目中的信息，并挖掘題目中隱含的信息。,試卷采樣,當場指導 1鐵是變價金屬，通過鋁熱反應(X的單質(zhì)與化合物A的反應)可以將鋁及其化合物與鐵及其化合物的相關(guān)知識囊括在框圖中。像這類具有“聯(lián)絡功能”的反應有2Fe3Cu=2Fe2Cu2，可以將鐵、銅及其化合物聯(lián)系在一起；4NaOHAlCl3=NaAl(OH)43NaCl，將鈉、鋁、氯元素及其化合物聯(lián)系在一起；FeCl22NaOH=Fe(OH)22NaCl，將鐵、鈉及其化合物聯(lián)系在一起。 2注意細致審題如(2)中要求寫離子方程式寫成了化學方程式。 3注意規(guī)范答題如(1)中的反應條件，(3)中的符號。,Hold住考向 名師揭秘 鐵及其化合物因為性質(zhì)的復雜多變而成為高考命題的熱點。題型以筆答題為主，在選擇題中也有涉及，試題以化工生產(chǎn)為背景，以豐富的流程分析和物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特征，考查學生分析問題和解決問題的能力。2014年應高度重視。,(3)向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，攪拌一段時間后過濾，目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3 () (2010江蘇，10B) (4)相同條件下，溶液中Fe3、Cu2、Zn2的氧化性依次減弱 () (2010江蘇，8D),解析 A項，鐵與稀硫酸反應，鐵元素被氧化為2價，正確的離子方程式為Fe2H=Fe2H2；B項，磁性氧化鐵中有三分之二的三價鐵、三分之一的二價鐵，故其正確的離子方程式為Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O；C項，因為硝酸具有強氧化性，能將亞鐵離子氧化為三價鐵離子，但該離子方程式?jīng)]配平，各物質(zhì)在離子方程式中的系數(shù)應分別為3、4、1、3、2、1；D項，三價鐵離子具有強氧化性，能將銅氧化，自身被還原為二價鐵離子，D正確。 答案 D,1(2012海南化學，14)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(diào)節(jié)溶液pH，同時鼓入足量的空氣。 已知：KspFe(OH)34.01038 回答下列問題：,(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_，分離得到固體的主要成分是_，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_ _； (4)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH為5，金屬離子濃度為_。(列式計算),解析 (2)加入鐵屑可置換出銅，鐵過量，固體為鐵與銅的混合物，要分離出銅應加入鹽酸后過濾；(3)過程中亞鐵離子生成Fe(OH)2，鼓入空氣使Fe(OH)2轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3；(4)由Kspc(Fe3)c3(OH)，c(OH)KW/c(H)，可求得c(Fe3)。,2(2012課標，26)鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。 (1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式，可用離子交換和滴定的方法。實驗中稱取0.54 g的FeClx樣品，溶解后先進行陽離子交換預處理，再通過含有飽和OH的陰離子交換柱，使Cl和OH發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH用0.40 molL1的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25.0 mL。計算該樣品中氯的物質(zhì)的量，并求出FeClx中x值：_(列出計算過程)；,(2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，采用上述方法測得n(Fe)n(Cl)12.1，則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分數(shù)為_。在實驗室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和_反應制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和_反應制備； (3)FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質(zhì)，該反應的離子方程式為_；,(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為_。與MnO2Zn電池類似，K2FeO4Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應為 _， 該電池總反應的離子方程式為_。,【常見考點】 有關(guān)鐵及其化合物性質(zhì)的實驗探究 有關(guān)鐵及其化合物制備的實驗探究 有關(guān)鐵及其化合物物質(zhì)組成與推斷的實驗探究 【常考題型】 以非選擇題為主,【樣題1】 實驗報告的補充與完善 某化學小組欲探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，請回答下列問題： (1)除膠頭滴管外，你認為本實驗必不可少的一種玻璃儀器是_。 (2)請幫他們完成以下實驗報告： 實驗目的：_。,試劑：鐵粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、鋅片、銅片。 實驗記錄(劃斜線部分不必填寫)：,實驗結(jié)論：Fe只有還原性，F(xiàn)e3只有氧化性，F(xiàn)e2既有氧化性，又有還原性。 聯(lián)想發(fā)散： 簡述Fe2的檢驗方法：_ _。,將FeCl2溶液加熱蒸干并灼燒，最后得到的固體物質(zhì)是_，原因是_ _ _。,解析 檢驗Fe2的方法不止一種，例如在含有Fe2的溶液中加入NaOH溶液，可以生成白色的氫氧化亞鐵沉淀，而氫氧化亞鐵具有很強的還原性，少量氫氧化亞鐵立即被溶解在水中的氧氣氧化，使沉淀顏色變?yōu)榛揖G色，然后逐漸被空氣中的氧氣氧化，直至完全轉(zhuǎn)化成紅褐色的氫氧化鐵沉淀；,答案 (1)試管 (2)實驗目的：探究鐵及其化合物的氧化性和還原性 實驗記錄：Cl22Fe2=2Cl2Fe3 Fe2具有氧化性 鐵粉逐漸溶解，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色 在FeCl3溶液中加入銅片 聯(lián)想發(fā)散：取適