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1、第三講鐵及其化合物,1了解鐵及其重要化合物的主要性質和應用。 2以Fe2、Fe3為例理解變價金屬元素的氧化還原反應。,一、鐵 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。 鐵的化學性質 (1)與非金屬反應 Fe與較強的氧化劑反應生成____價化合物； Fe與較弱的氧化劑反應生成____價化合物。,1,2,四,2、3,3價化合物,3,2,(3)與酸反應 與非氧化性酸反應產生H2 如與稀H2SO4、鹽酸等反應，其離子方程式為：________ _______________。 與氧
2、化性酸反應不生成H2 過量鐵與稀硝酸反應的化學方程式為______ _________________________________， 少量鐵與足量稀硝酸反應的化學方程式為______ ______________________________。 常溫下鐵、鋁遇冷的濃HNO3、濃H2SO4時表面會生成一層致密的_______薄膜，化學上稱為______，屬于_____變化(填“物理”或“化學”)。,2H,Fe===H2Fe2,3Fe,8HNO3===3Fe(NO3)22NO4H2O,Fe,4HNO3===Fe(NO3)3NO2H2O,鈍化,化學,氧化物,二、鐵的氧化物,黑色,紅棕色,黑色,
3、2,3,2，3,Fe3O4是堿性氧化物嗎？Fe3O4可寫作FeOFe2O3，能否認為Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物？,三、鐵的氫氧化物和鹽類 1用化學方程式或離子方程式表示下列變化 _______________________________； _______________________________ _______________________________； _______________________________,4Fe(OH)2O22H2O===4Fe(OH)3,Fe(OH)22H===Fe22H2O,Fe22OH===Fe(OH)2,Fe(OH)
4、33H===Fe33H2O,__________________________； __________________________ __________________________。 以上反應屬于氧化還原反應的是___________，說明2價Fe與3價Fe之間在氧化劑、還原劑的作用下可以__________，F(xiàn)e2具有______，F(xiàn)e3具有____性。Fe(OH)2不穩(wěn)定，容易被空氣中的__________________。 反應、說明了Fe(OH)2、Fe(OH)3具有___性，能與___反應生成鹽和水。,Fe33OH===Fe(OH)3,2Fe2Cl2===2Fe32Cl,2
5、Fe3Cu===Cu22Fe2,2,3,、、,相互轉化,還原性,氧化,O2氧化生成Fe(OH)3,堿,酸,4反應、說明了Fe(OH)2、Fe(OH)3的__________。 5FeCl2、FeCl3的水溶液顯__性，說明Fe2、Fe3具有 ____性。 6檢驗溶液中是否有Fe3的方法是：向溶液中加入 ______溶液，現(xiàn)象是___________。 7Fe(OH)2、Fe(OH)3的顏色分別是____、______，F(xiàn)e2、 Fe3在水溶液中的顏色分別是_______、_______。,制備方法,酸,水解,KSCN,溶液顯紅色,白色,紅褐色,淺綠色,棕黃色,Fe(OH)3分別與足量
6、的HCl、HI反應有何異同？ 提示Fe(OH)3作為一種堿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反應的方程式如下：2Fe(OH)36HI===2FeI2I26H2O。,鐵的三角關系,五個措施 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)充入保護氣，如氫氣、氮氣、稀有氣體等。 (5)用鐵作陽極，石墨作
7、陰極，電解NaOH溶液或NaCl溶 液，利用新產生的Fe2與OH反應制取。,六種方法 1Fe2的檢驗方法： (1)含有Fe2的溶液呈淺綠色。 (2)向待檢溶液中滴加NaOH溶液或氨水，產生白色絮狀 沉淀，露置在空氣中一段時間后，沉淀變?yōu)榛揖G色，最 后變?yōu)榧t褐色，說明含F(xiàn)e2。 (3)向待檢液中先滴加KSCN溶液，無變化，再滴加新制 的氯水，溶液顯紅色，說明含F(xiàn)e2。 2Fe3的檢驗方法： (1)含有Fe3的溶液呈黃色。 (2)向待檢液中滴加NaOH溶液或氨水，產生紅褐色沉 淀，說明含F(xiàn)e3。 (3)向待檢液中滴加KSCN溶液，溶液呈紅色，說明含 Fe3。,1判斷離子共存
8、 (1)Fe2、Fe3均水解，與 等因水解相互促進，在溶液中不能大量共存。,Fe2 Fe3,、 的性質應用,2鹽溶液的配制與保存 (1)Fe2的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2被氧化；加 少量相應的酸，防止Fe2水解。 (2)Fe3的鹽溶液：加少量相應的酸，防止Fe3水 解。 3制取Fe(OH)3膠體 4制備無水FeCl3,5氧化性、還原性關系 氧化性：Cl2Br2Fe3I2S 還原性：Cl
9、Fe粉，過濾。,將1.12 g鐵粉加入25 mL 2 molL1的氯化鐵溶液中，充分反應后，其結果是()。 A鐵粉有剩余，溶液呈淺綠色，Cl基本保持不變 B往溶液中滴入無色KSCN溶液，溶液變紅色 CFe2和Fe3物質的量之比為51 D氧化產物和還原產物的物質的量之比為25 答案B,【典例1】,把22.4 g鐵粉完全溶解于某濃度的硝酸中，如反應只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列說法正確的是 ()。 A反應后生成的鹽只為Fe(NO3)3 B反應后生成的鹽只為Fe(NO3)2 C反應后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質的量之比 為13 D反應后生成的
10、鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質的量之比 為31,【應用1】,答案C,取少量MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3的混合粉末，加入過量鹽酸，充分反應后過濾，得到沉淀X和濾液Y。下列敘述正確的是()。 A上述四種氧化物對應的水化物中，Al(OH)3酸性最強 B向沉淀X中逐滴加入硝酸，沉淀慢慢溶解 C溶液Y中的陽離子主要是Mg2、Al3、Fe3、H D溶液Y中加入過量氨水，所得沉淀為Fe(OH)3和 Mg(OH)2,【應用2】,解析MgO2HCl===MgCl2H2O，Al2O36HCl===2AlCl33H2O，F(xiàn)e2O36HCl===2FeCl33H2O，SiO2不與HC
11、l反應，SiO2也不與HNO3反應，B錯誤；溶液X中陽離子有Mg2、Al3、Fe3、H，C正確；加入NH3H2O時，生成Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，D錯誤。 答案C,一、Fe2、Fe3的鑒別,鐵的重要化合物的鑒別和制備,二、常見鐵的重要化合物的制備與保存 1制備FeSO4溶液時通常采用的方法 (1)用FeSO47H2O制備，先在燒杯中加入少量稀硫酸然 后加入適量的FeSO47H2O晶體，然后加水溶解。 (2)用稀H2SO4與Fe反應制備。 2實驗室保存FeSO4需采取的措施 酸要過量，以防止Fe2水解，在溶液中加入鐵釘以防 止Fe2被氧化。 3制備FeCl3
12、溶液和FeCl3晶體 由于Fe3水解能力較強，當pH4時，F(xiàn)e3即可形成 Fe(OH)3沉淀。在配制FeCl3溶液時，應先將固體鹽溶 于少量相應的酸中抑制Fe3水解，再加水稀釋至所需 濃度。在制FeCl3固體時，加熱濃縮FeCl3稀溶液時應 在HCl氛圍中進行。,(2012淄博質檢)化學研究性學習小組擬通過實驗探究“新制的還原性鐵粉和過量鹽酸反應生成FeCl2還是FeCl3”。請你參與探究并回答有關問題： (1)一位同學用向反應后的溶液中滴加NaOH溶液的方法來驗證溶液中含有Fe2。可觀察到的實驗現(xiàn)象是_____ ___________，反應過程中發(fā)生反應的化學方程式是_____
13、___________________________________________。 (2)另一位同學向反應后的溶液中先滴加KSCN溶液，再向其中滴加新制氯水，溶液呈現(xiàn)紅色，但當滴加過量新制氯水時，卻發(fā)現(xiàn)紅色褪去。為了弄清溶液紅色褪去的原因，同學們查到如下資料：,【典例2】,.氯水具有很強的氧化性。 于是同學們提出兩種假設： 第一種假設是：Cl2可將Fe3氧化為FeO42-，請寫出該離子反應方程式______________________________________ ________________________________________________。 第二種假設是：__
14、__________，提出該假設的理論依據是________________________________________________ ________________________________________________。,解析(1)向含有Fe2的溶液中滴加NaOH溶液，先生成白色的Fe(OH)2沉淀，后迅速變灰綠色，最終變成紅褐色的Fe(OH)3沉淀。 (2)紅色褪去的原因可能是氯水的加入氧化了Fe3或SCN。根據得失電子守恒、質量守恒和電荷守恒配平該離子方程式。第二種假設可能是SCN被Cl2氧化。 答案(1)產生白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變成紅褐色FeCl22NaOH
15、===Fe(OH)22NaCl、4Fe(OH)2O22H2O===4Fe(OH)3,某?；瘜W小組學生利用下圖所列裝置進行“鐵與水反應”的實驗，并利用產物進一步制取FeCl36H2O晶體。 (圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去),【應用3】,(1)裝置B中發(fā)生反應的化學方程式是__________________ ________________________________________________。 (2)裝置E中的現(xiàn)象是________________________________ ________________________________________________。 (
16、3)停止反應，待B管冷卻后，取其中的固體，加入過量稀鹽酸充分反應，過濾。簡述檢驗濾液中Fe3的操作方法：__________________________________________________________________________________________________。,(4)該小組學生利用上述濾液制取FeCl36H2O晶體，設計流程如下： 步驟中通入Cl2的作用是_________________________ _______________________________________________。 步驟從FeCl3稀溶液中得到FeCl36H2O晶體
17、的主要操作包括：__________________________________________ _______________________________________________。 該流程中需保持鹽酸過量，主要原因是(結合離子方程式簡要說明)__________________。,解析裝置中各部分的作用及可能發(fā)生的反應： A產生水蒸氣，碎瓷片起防止暴沸的作用； C緩沖、冷卻氣流，使氣體中的H2O部分冷凝； D干燥生成的H2； Fe3O4溶于鹽酸：Fe3O48HCl===2FeCl3FeCl24H2O，其中Fe3能與SCN反應，生成紅色溶液：Fe33SCN===Fe(SCN)3
18、。在溶液中通入Cl2能將Fe2轉變成Fe3：2Fe2Cl2===2Fe32Cl。,(2)黑色固體變紅，右端管壁有液珠 (3)取少量濾液，滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色 (4)將Fe2氧化成Fe3加熱濃縮，冷卻結晶，過濾Fe33H2O Fe(OH)33H，過量鹽酸抑制Fe3水解,將幾滴KSCN(SCN是“類鹵離子”)溶液加入酸性的含有Fe3的溶液中，溶液變成紅色，將該紅色溶液分為兩份，一份中加入適量KMnO4溶液，紅色褪去；向另一份中通入SO2，紅色也褪去。下列說法不正確的是 ()。 A紅色褪去的原因是KMnO4將SCN氧化，使Fe(SCN)3 消失 B紅色褪去的原因是SO2將
19、Fe3還原為Fe2 C紅色褪去的原因是SO2將SCN還原 DSCN在適當條件下可失去電子被氧化劑氧化為(SCN)2 解析由于SCN是“類鹵離子”，與鹵素離子性質相似，可以被KMnO4(H)氧化為(SCN)2，而使紅色消失。Fe3具有氧化性，可被SO2還原為Fe2，也可使紅色消失。綜上分析可知C項錯誤。 答案C,【應用4】,鐵及其化合物因為性質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，試題以化工生產為背景，以豐富的流程分析和物質轉化為特征，考查學生分析問題和解決問題的能力。2013年應高度重視。,單擊此處進入 高考揭秘, 名師偈語,【常見考點】 物質制備實驗方案的設計
20、物質性質實驗方案的設計化學實驗方案的評價與改進設計實驗方案探究物質組成探究實驗原理方案的設計開放性探究實驗 【常考題型】 以非選擇題為主,(2010山東卷)聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學式為Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO47H2O)，過程如下：,物質制備實驗方案的設計,【例 1】,(1)驗證固體W焙燒后產生的氣體含有SO2的方法是__________________________________________________ __________________________
21、______________________。 (2)實驗室制備、收集干燥的SO2，所需儀器如下。裝置A產生SO2，按氣流方向連接各儀器接口，順序為a________________________________f。裝置D的作用是____________________________，裝置E中NaOH溶液的作用是_____________________________________。,(3)制備綠礬時，向溶液X中加入過量____________，充分反應后，經________________操作得到溶液Y，再經濃縮、結晶等步驟得到綠礬。 (4)溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質量分數，用pH
22、試紙測定溶液pH的操作方法為_______________________________ ________________________________________________。 若溶液Z的pH偏小，將導致聚鐵中鐵的質量分數偏_____ ________________________________________________。,解析(1)檢驗SO2常用品紅溶液。 (2)發(fā)生裝置中生成的SO2經干燥后用向上排空氣法收集。在制備有毒氣體時應連接尾氣處理裝置，SO2在NaOH溶液中的溶解度較大，故D為安全瓶，防止倒吸。 (3)溶液X中主要成分是硫酸鐵，加入過量鐵粉轉化成硫酸亞鐵，
23、然后過濾出多余鐵粉，得硫酸亞鐵溶液。 (4)pH試紙使用時不能濕潤，采用正確方法可測得較準確的pH；若溶液Z的pH偏小，則聚鐵中鐵的質量分數就會偏低。 答案 (1)將氣體通入品紅溶液，溶液褪色，加熱恢復原色 (2)decb防止倒吸吸收多余的SO2 (3)鐵屑過濾 (4)將小片pH試紙放在點滴板(或表面皿)上，用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙上，與標準比色卡對照低(小),物質的制備是綜合實驗題的重要命題素材，?？疾榈挠校?1)常見氣體的制備。根據中學教材中按反應的狀態(tài)和是否加熱可分三類：固固 (有O2、NH3等)；固(或液)液 (有Cl2、C2H4等)；塊狀固體液體(有H2、CO2、H
24、2S等)。將發(fā)生裝置拓展為燒瓶(或錐形瓶、大試管)分液漏斗，可以用于反應物為固(或液)液，且不需加熱的氣體制備實驗，如Na2O2與H2O或MnO2與H2O2反應制O2，CaC2與H2O制C2H2，濃H2SO4與濃HCl制HCl氣體，堿石灰與濃氨水制NH3，KMnO4與濃鹽酸制Cl2，Cu與濃HNO3制NO2等。(2)重要無機物的制備：Al(OH)3膠體、Fe(OH)3膠體、NaOH、CuSO4、FeSO4、Na2CO3、HNO3、鹽酸、Fe、Cu等。(3)重要有機物的制備：硝基苯、溴苯、乙酸乙酯等。,(2010安徽卷)某研究性學習小組在網上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀，制作美
25、麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原因進行了如下探究： 實驗制備銀鏡，并與Fe(NO3)3溶液反應，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。 (1)下列有關制備銀鏡過程的說法正確的是________。 a邊振蕩盛有2%的AgNO3溶液的試管，邊滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解為止 b將幾滴銀氨溶液滴入2 mL乙醛中 c制備銀鏡時，用酒精燈的外焰給試管底部加熱 d銀氨溶液具有較弱的氧化性 e在銀氨溶液配制過程中，溶液的pH增大,物質性質實驗方案的設計,【例2】,提出假設 假設1：Fe3具有氧化性，能氧化Ag。 假設2：Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO-3能氧化Ag。 設計實驗方案，驗證假設 (2)甲同學從上述實驗
26、的生成物中檢驗出Fe2，驗證了假設1成立。請寫出Fe3氧化Ag的離子方程式：_________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。,(3)乙同學設計實驗驗證假設2，請幫他完成下表中內容(提示：NO3-在不同條件下的還原產物較復雜，有時難以觀察到氣體產生)。,思考與交流 (4)甲同學驗證了假設1成立，若乙同學驗證了假設2也成立，則丙同學
27、由此得出結論：Fe(NO3)3溶液中的Fe3和NO3-都氧化了Ag。 你是否同意丙同學的結論，并簡述理由：______________ ________________________________________________。 解析在銀鏡制備實驗采用水浴加熱，故(1)中c不正確，b中銀氨溶液應過量且滴加順序不正確，其他屬規(guī)范操作和合理描述。 答案(1)a、d、e (2)AgFe3===AgFe2,(3) (4)不同意。甲同學檢驗出了Fe2，可確定Fe3一定氧化了Ag；乙同學雖然驗證了此條件下NO3-能氧化Ag，但在硝酸鐵溶液氧化Ag時，由于沒有檢驗NO3-的還原產物，因此不能確定NO
28、3-是否氧化了Ag(3)、(4)其他合理答案均可,常見的物質性質實驗方案的設計思路 (1)證明酸性：用pH試紙或酸堿指示劑；與Na2O2溶液反應；與鋅反應等。 (2)證明弱酸或弱堿：證明存在電離平衡；測定對應鹽溶液的酸堿性；測量稀釋前后的pH變化。 (3)證明氧化性：與還原劑(如KI、SO2、H2S等)反應，產生明顯現(xiàn)象。 (4)證明還原性：與氧化劑(如酸性KMnO4溶液、溴水、濃HNO3等)反應，產生明顯現(xiàn)象。,(5)證明某分散系為膠體：丁達爾效應。 (6)比較金屬的活潑性：與水反應；與酸反應；置換反應；原電池；電解放電順序；最高價氧化物對應的水化物的堿性強弱。 (7)比較非金屬的活潑性：置
29、換反應；與氫氣反應的難易；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性；最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱。 (8)比較酸(堿)的酸(堿)性強弱；較強的酸(堿)制得較弱的酸(堿)。,(2010廣東)某研究小組用MnO2和濃鹽酸制備Cl2時，利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液對其尾氣進行吸收處理。 (1)請完成SO2與過量NaOH溶液反應的化學方程式：SO22NaOH===____________________。 (2)反應Cl2Na2SO32NaOH===2NaClNa2SO4H2O中的還原劑為________。,設計實驗方案探究物質組成的開放性實驗,【例3】,提出合理假設。 設計實驗方案，進行實驗。請寫出實驗步驟
30、以及預期現(xiàn)象和結論。限選實驗試劑：3 molL1 H2SO4、1 molL1 NaOH、0.01 molL1 KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊試液。,答案(1)Na2SO3H2O(2)Na2SO3 (3)只存在ClO ,實驗設計的創(chuàng)新和開放都是建立在課本實驗的基礎上。在平時的學習中應從以下幾個方面入手： (1)重視化學基本概念和基本理論的學習。 (2)重視課本實驗的基本操作、弄清實驗原理、相關的實驗儀器裝置，注重操作過程中的細節(jié)。 (3)在實驗數據及現(xiàn)象的分析、處理過程中，注意思維的有序性和條理性；對有關結論的概括，要用規(guī)范的學科語言來表達。 (4)注重發(fā)散性思維的訓練，抓住對實驗七個“一”的學習：一個實驗的多種現(xiàn)象，一個實驗現(xiàn)象的多種原因，一種裝置的多種用途，一種用途的多種裝置，一種儀器的多種用法，一種物質的多種制法，一組物質的多種鑒別方法。,單擊此處進入 活頁限時訓練,
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