高三铁及其化合物复习.docx
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高三铁及其化合物复习
铁及其化合物
一、铁的结构和性质
1铁位于第周期第族,是过渡金属元素的代表,其原子结构示意图为
2.物理性质
纯铁是一种色金属,质软,是电和热的导体。
铁的化学性质
(1)与非金属反应(X2、。
2、S等)
1与02:
常温下铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分;点燃
2与S:
③与12:
④与%
(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,化学方程式为
(3)与酸反应
1与非氧化性酸:
离子反应式
2与氧化性酸:
常温下,遇冷的浓HNO3、浓H2SO4钝化。
反应
与稀HN03反应
(不会产生H£
厂稀HN03过量
Y
Fe过量
1将铁屑溶于过量盐酸后,再加下列物质,会有三价铁生成的是()
A.稀硫酸B.氯气C.氯化锌D.氯化铜
2.向盛有FeCI3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的
是()
A.烧杯中有铜无铁B.烧杯中有铁无铜C.烧杯中铁、铜都有D.烧杯中铁、铜均无
3•在氯化铁、氯化铜的混合溶液中加入铁粉,待反应结束,所剩余的固体能被磁铁吸弓I,贝U
反应后溶液中存在较多的离子是()A.Cu2+B.Fe3+C.Fe2+D.H+
4•将铁片投入下列溶液,铁片溶解且可使溶液的质量增加的是①NaN03溶液②FeC%③
Cu(NO3)2溶液④NaHS04溶液()A.①②B.③④C.①③D.②
④
5.ag铁粉与含有H2S04的CuS04溶液完全反应后,得到agCu,则参与反应的CuS04与H2SO4的物质量之比为()A.1:
7B.7:
1C.7:
8D.8:
7
6•下列图象是表示铁跟一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系,其中正
二、铁的重要化合物
1铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
色态
价态
与非氧化性酸反应
(H)离子方程式
+2+
FeO+2H=Fe+
H2O
与还原剂(CO、C、
H2)反应
确的是()
例1下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.铁与水蒸气在高温下反应的产物为Fe2O3和h2
C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉,然后过滤
D.Fe3+与KSCN反应产生红色沉淀
例2•有一铁的氧化物样品,用140mL5mol/L盐酸可恰好使其完全溶解。
所得溶液可吸收标况
下0.56L氯气,使其中的Fe2+全部转化为Fe3+。
该样品可能的化学式为()
A.Fe4O5B.Fe2O3C.Fe5O7D.Fe3O4
2.铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
水溶性
与HCI反应的离子方程式
受热分解
易氧化为Fe(OH)3,在空气中加
热得到Fe2O3
△
2Fe(OH)3——Fe2O3+3出0
制法
亚铁盐溶液与可溶性碱反应Fe2
++2OH一=Fe(OH)2J(防止被氧
化)
铁盐溶液与可溶性碱反应Fe3+
+3OH一=Fe(OH)3J
蟲葩翹鎚騒極觸减感蔽轟
闵歙勲!
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乞熬瀚豫犧导删鹼邂$珈總鱼出瀏鑒■—吗4■豳总
u羲憩疊孵策灵翊妙爨
2卫横锻钾是-书新型、高效、多功能水处理剂•是比CI:
.O^CIO:
KMnOt氧化件更强,无二次污染的绿色水业理利・T业是先制得福铁酸钠”然后在低iUF.在岛铁酸钠溶薇中加人KOH至惟和就町析出高帙酸钾(凡氓厲)•制雀烏铁酸牺的两种方法的主嘤反应原理如下:
1湿法制备,沁OHh+3CI0~+40H"2FeOr+3Cr+5HO
2干法制备,2他SCX+6Na;0a2NaaFeO<+2Na^O+
2gg+0;A
下列有关说法不正确的是()
A.高铁酸钾中铁显+6价
Ik湿法中每生成lmolNaFc(\转移!
3mol电子
C.F法屮毎生成Imo)Na;FeOi转移了4mol电子
UK.FeOi处理水时'能消毒杀菌
基础巩固
1随着人们生活节奏的加快,方便的小包装食品已被广泛接受。
为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中可以放入的化学物质是()
A.无水硫酸铜B.硫酸亚铁C.食盐D.生石灰
2.A〜I分别表示中学化学中常见的物质,它们之间相互转化关系如下图所示(有部分反应
物、生成物没有列出):
已知ABC、DE、F六种物质中含有同一种元素,
(1)写出物质的化学式:
E,F,J
(2)写出反应的化学方程式:
①
②
③
G为主族元素的固态氧化物。
三、铁三角及其应用
1•铁三角(Fe、
1弱氧化剂,如
2强还原剂,如
3强氧化剂,如
4弱还原剂,如
5强还原剂,如
6强氧化剂,如
1.判断离子共存
1Fe3+、Fe2+与
共存。
Fe2+、Fe3+)的转化关系
等
HCO-、[AI(0H)4]「、CO3"等在溶液中因发生相互促进水解反应而不能大量
2
I-、HS-、SO32一在溶液中因发生氧化还原
Fe2》NO3(H+)、CIO-、Mn04-(H+),Fe'+与S2-、
反应而不能大量共存。
2.Fe3+的水解
①Fe3+半径小,所带电荷高,水解能力较强。
在常温下:
在沸水中:
2当Fe3+遇到HCO3「、CO32「、[Al(OH)4]「等离子时,水解完全。
如:
Fe3++3HCO3-=Fe(OH)3(+3CO2T
3将FeCb溶液蒸发,灼烧后得到。
4Fe3+只存在于pH<4的酸性溶液中,当pH>4时,它就会形成Fe(OH)3而析出沉淀。
3.Fe2+和Fe2+的保存
(1)含Fe2+的溶液:
加少量铁粉,防止Fe2+被氧化;加少量相应的酸,防止Fe2+水解。
⑵含Fe3+的溶液:
加少量相应的酸防止Fe3+水解。
1.已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+,下列物质反应后一定有+3价铁生成的是()
①过量的Fe与Cl2反应②Fe与过量稀硫酸反应③FeCb溶液中通入少量CI2
④Fe和FqOs的混合物溶于盐酸中
A.只有①B.只有①③
C.只有①②③D.全部
2.已知氧化性Fe3+>Cu2+,在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,充分反应后还有残留固体
物质,对溶液中的离子,下列说法不正确的是()
A.可能有Fe2+、Fe3+B.可能有Fe2+、Cu2+
C.可能全部是Fe2+D.—定无Fe3+
3HZlOOmL0.2mol/LFeCl,濬液于饶杯中”向其中加人一定fit的Fe.Cu混合*lb充分反应后仍有尚体剩余料F列叙述—定正翩的设陪軼井积不变•不苦虑爪解【対索、()
A.烧杯中有F亡无CtifC(Fe^+)0.3molL
II烧杯中有Cu无)=0.Smol.L
C:
烧杯中有(〉】无Fr»rD,烧杯冲3Fe、Cu均有・<(Ft■')—0*4mol1,
[I在SOOmLCuSO,和Fe^SCLh的IS合液中加人2L7g铁粉•待反应完全后'得到1乩知陵留固休從谑液中加人400mL4mo1/L的BaCh溶液‘恰好使溶液中的SOi~宜全沉淀.求原渥合液中(5SO和Fc;(玄打)的物隔的帛
四、Fe2+和Fe3+的检验
1溶液的颜色
含有Fe2+的溶液显色;含有Fe3+的溶液显色
2.用KSCN溶液和氯水
(1)流程:
溶液
—无明显加氯%溶液加KSCN溶液「现象变红色
一溶液变红色一he31
*■Fe
(2)有关反应:
3.用NaOH溶液
(1)流程:
溶加W0H溶液「白色沉淀灰绿色*红褐色甘液L红褐色沉淀—FeH
①加入足量氯水
②加入足量酸性
KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液
A.①③
B
.③②
C.③①
D
.①②③
(2)有关反应:
—
例1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
练2向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化。
当再滴入几滴新制氯水后,成红色,则下列结论错误的是()
A.该溶液中一定含有SCN—
B.氧化性:
Fe2+>CI2
C.Fe2+与SCN「不能形成红色物质
混合溶液变
D.Fe2+被氧化为Fe3+
练3将几滴KSCN(SCN「是“类卤离子”)溶液加入含有Fe3+的酸性溶液中,溶液变成红色。
将该红色溶液分为两份,①一份中加入适量KMnO4溶液,红色褪去;②向另一份中通入SO?
红色也褪去。
下列说法不正确的是()
A.①红色褪去的原因是
B.②红色褪去的原因是
C.②红色褪去的原因是
KMnO4将SCN「氧化,使Fe(SCN)3消失
SO2将Fe3+还原为Fe2+
SO2将SCN「还原
D.SCN「在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为(SCN)?
五、Fe(OH)2的制取
Fe(OH)2制备的方法很多,核心问题有两点,一是溶液中的溶解氧必须除去,二是反应过程必须与O?
隔绝。
制备方法探究
1在液面上加隔氧剂:
用密度比水小的且不溶于水的有机溶剂,如汽油、苯等物质滴加在反
应液面上进行液封,以减少Fe(OH)2与O2接触。
(不能用四氯化碳,因为四氯化碳比水密度大,加入它后会处于试管底部,起不到隔离空气的作用。
)
2用下图装置
打开止水夹A,向试管B中加入煮沸过的稀硫酸,加入稍过量的还原铁粉,反应一段时间后得到FeSO4溶液,且C中液面上充满氢气。
关闭止水夹A,FeSO4溶液被压入C中,可见白
色沉淀。
铁叭
BC
③用电解实验
电极材料:
石墨碳棒和铁片,(注意:
铁片表面氧化膜要去掉)将铁片与直流电源的正极连接,石墨棒与直流电源的负极连接。
电解液:
可选择Na2SO4溶液或NaOH溶液。
方法:
在进行电解前应对电解液进行简单处理:
加热一段时间驱赶溶液中氧气,然后再向电
解液中加入苯,隔绝空气,防止Fe(OH)2被氧化。
例1用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一:
用不含Fe3+的FeSOq溶液与不含。
2的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入。
⑵除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。
(3)生成白色Fe(0H)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含。
2的NaOH溶液,插入到FeSO4溶液
液面下,再挤出NaOH溶液。
这样操作的理由是。
方法二:
在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。
止水夹
(1)在试管I里加入的试剂是。
⑵在试管n里加入的试剂是。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管I和n中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验
步骤是。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是。
1.红珊瑚栖息于200〜2000米的海域,产于台湾海峡、中国南海,它与琥珀、珍珠被统称为有机宝石。
红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物,呈红色是因为在
海底长期积淀某种元素,该元素是()
A.NaB.FeC.SiD.Cu
2•下列物质能通过化合反应直接制得的是()
①FeCl2②H2SO4③NH4NO3④HCI
A.①②③B.②③C.①③④D.全部
3.向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300mL1mol•L-1的HCI溶液,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中加入KSCN溶液后无红色出现,若用过量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,则固体的质量减少了()
A.6.4gB.4.8gC.2.4gD.1.6g
4.铁屑溶于过量的稀硫酸,过滤后向滤液中加入适量硝酸,再加入过量的氨水,有红褐色
沉淀生成。
过滤,加热沉淀物至质量不再发生变化,得到红棕色的残渣。
上述沉淀和残渣分别为()
A.Fe(OH)3,Fe2O3
B.Fe(OH)2,FeO
C.Fe(OH)2、Fe(OH)3,Fe3O4
D.Fe2O3,Fe(OH)3
5.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是()
A
B
C
D
X
FeCl£溶殺
FeCh溶液
Fe
N旳SOj溶飯
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Z
Ch
Fe
NaOH溶液
HC1溶液
6.将1.12g铁粉加入25mL2mol/L的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是()
A.铁有剩余,溶液呈浅绿色,C「浓度基本不变
B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色
C.Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5:
1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:
5
7•某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时是白色絮状沉淀,迅速
变为灰绿色,最后变成红褐色。
下列结论正确的是()
A.一定有Fe2+存在,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+存在,一定没有Fe2+、Mg2+
C.一定有Fe3+存在,可能有Fe2+,—定没有Mg2+
D.一定有Fe2+存在,可能有Mg2+,—定没有Fe3+
8.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图所示,则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3
物质的量浓度之比为()
1:
3:
1C.3:
3:
8
9•下列中学化学中常见物质的转化关系图中,反应条件及部分反应物和产物未全部注明,
已知A、D为金属单质,其他为化合物。
试判断:
(1)写出物质的化学式:
A:
___、C:
、I:
⑵写出下列反应的方程式:
C-->F的离子方程式
H—tI的化学方程式
10.铁及铁的化合物应用广泛,如等。
FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂
(1)写出FeCb溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:
(2)若将
(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反
应式。
正极反应:
,
负极反应:
。
⑶腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol•L—1,请参照
下表给出的数据和药品,简述除去Cud?
溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤:
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时
的pH
匸3+
Fe
1.9
3.2
匚2+Fe
7.0
9.0
c2+Cu
4.7
6.7
提供的药品:
Cl2、浓硫酸、NaOH溶液CuO、Cu
(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。
请从上
表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应
的化学方程式。
劣质不锈钢腐蚀的实验现象
11.实验室用下面装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe?
O3的质量,D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。
(1)如何检查装置A的气密性?
。
⑵装置A发生的反应有时要向其中加入少量CuSO4溶液,其目的是
其原理是。
(4)装置B的作用是
⑶为了安全,在点燃D处的酒精灯之前,在b出口处必须。
;装置C中装的液体是,所起的作用是
O
(5)在气密性完好,并且进行了必要的安全操作后,点燃D处的酒精灯,在硬质双通玻璃管
中发生反应的化学方程式是。
⑹若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2g,反应完全后U型管的质量增加7.2g,则
混合物中卩勺03的质量为g。
⑺U形管E右边又连接干燥管F的目的是,若无干燥管F,测得Fe2O3
的质量将(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(8)若反应后得到的残留固体中还有少量FeO,测得的Fe2O3质量将(填“偏大”、“偏
小”或“无影响”)。