新教材高中化学第三章铁金属材料第一节第2课时铁的重要化合物学案新人教版必修1.docx

1、新教材高中化学第三章铁金属材料第一节第2课时铁的重要化合物学案新人教版必修1第2课时铁的重要化合物1铁的氧化物2.铁的氢氧化物3.铁盐、亚铁盐(1)Fe3的检验：(2)Fe2和Fe3的转化：Fe2Fe3写出下列反应的离子方程式：FeCl3溶液与铁粉：2Fe3Fe=3Fe2；FeCl2溶液与氯水：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)铁盐的净水作用：铁盐在天然水中可生成Fe(OH)3胶体,和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来。知识点一：铁的氧化物、氢氧化物性质探究(1)从物质类别讨论性质FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,具有与酸反应生成盐和水的性质。Fe3O4可以看作FeOFe2O3。Fe(OH

2、)2、Fe(OH)3属于碱,具有碱的通性,如与酸反应。(2)从化合价分析：2价铁的化合物FeO、Fe(OH)2具有还原性,可与氧化剂反应。如4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。3价铁的化合物Fe2O3、Fe(OH)3具有氧化性,可与还原剂反应。知识点二：Fe2、Fe3、Fe的相互转变“铁三角”(1)Fe只具有还原性,可以被氧化剂氧化为Fe2、Fe3。能被S、Cu2、H等较弱氧化剂及Fe3氧化为Fe2FeSFeS；FeCu2=Fe2Cu；Fe2H=Fe2H2；2Fe3Fe=3Fe2能被Cl2等强氧化剂氧化为Fe32Fe3Cl22FeCl3(2)Fe2既具有氧化性又具有还原性,可以被氧

3、化为Fe3,也可以被还原为Fe。被Cl2等强氧化剂氧化为Fe32Fe2Cl2=2Fe32Cl被C、H2、CO、活泼金属还原为Fe2FeOC2FeCO2；FeOCOFeCO2；FeOH2FeH2O；ZnFe2=Zn2Fe知识点三：Fe2、Fe3的检验题组一氢氧化亚铁的制备1下列各图中,不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(C)解析：A项,先打开开关K,旋转活塞使稀硫酸滴入烧瓶中与铁反应产生氢气,排尽装置内的空气后关闭开关K,则在气压作用下烧瓶中产生的FeSO4溶液沿着导管进入锥形瓶中与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀；B项,铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气,再

4、挤压长胶头滴管使NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀；C项,由于液面上方没有采取隔离氧气的措施,因此生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色；D项,FeSO4溶液上方的苯层可以隔绝空气,所以NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成的Fe(OH)2可以较长时间稳定存在。2某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案,实验装置如图所示。(1)在试管B中加入NaOH溶液,加热煮沸12 min立即加入2 mL液体石蜡,该操作的目的是除去溶解在NaOH溶液中的O2,并防止O2再进入溶液。(2)在具支试管A中加入稀硫酸和略微过量的铁粉,试分析铁粉过量的原因：保证溶液中不存在Fe3。(3)

5、连接好导管,同时打开活塞,当铁粉与稀硫酸反应平稳时,关闭活塞,这时试管A中的现象是溶液经导管进入试管B中,产生该现象的原因是生成的H2使试管A、B内产生了压强。试管B中的现象为产生白色沉淀。(4)若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气,发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。解析：氢氧化亚铁不稳定,容易被氧化为氢氧化铁,因此在制备过程中应避免其与氧化性物质接触。制备Fe(OH)2的改进方法方法1：有机覆盖层法将吸有不含氧气的NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,慢慢挤出NaOH溶液；并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应。方

6、法2：还原气体保护法用产生的H2将装置内的空气排尽后,再关闭止水夹,利用产生的H2将亚铁盐与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀。题组二铁三角及其应用3下列物质反应后一定有3价铁生成的是(A)A过量的Fe与Cl2反应BFe与过量稀硫酸反应CFeCl3溶液中加入过量FeD足量Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中解析：A项,Cl2氧化性强,能将铁元素由0价氧化为3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原；B项,Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2；C项,在溶液中Fe3被Fe还原为Fe2；D项,Fe与盐酸反应生成FeCl2,Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3,但题中铁是足量的,则能将生

7、成的FeCl3还原为FeCl2。因此本题选A项。4已知有以下物质相互转化：试回答：(1)B的化学式：FeCl2,D的化学式：KCl。(2)写出由E转变成F的化学方程式：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3。(3)常用KSCN溶液检验G中的阳离子,其现象为棕黄色溶液变为红色溶液。(4)向G溶液加入A的有关反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2。解析：根据流程图,推知D溶液为KCl溶液,H为AgCl,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,G为FeCl3,然后根据图中物质间的转化关系,推知A为Fe,B为FeCl2,C为KOH。5电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,

8、制造印刷线路板。(1)检验溶液中Fe3存在的试剂是KSCN溶液,证明Fe3存在的现象是溶液变成红色。(2)写出FeCl3溶液与铜发生反应的化学方程式：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,准备采用下列步骤：A请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：Fe,FeCl2,Fe和Cu,HCl,FeCl2和HCl,Cl2(或H2O2)。B请写出相关反应的化学方程式：2FeCl3Fe=3FeCl2,CuCl2Fe=FeCl2Cu,Fe2HCl=FeCl2H2,2FeCl2Cl2=2FeCl3(或2FeCl2H2O22HCl=

9、2FeCl32H2O)。解析：(1)一般用KSCN溶液检验Fe3,如果加入KSCN溶液后,溶液显血红色,说明含有Fe3；(2)铜把Fe3还原成Fe2,反应的化学方程式为Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2；(3)根据流程目的是回收铜并制备FeCl3溶液,因此先向废液中加入过量的铁粉,即为铁,发生反应Fe2FeCl3=3FeCl2、FeCuCl2=FeCl2Cu,滤渣为铜单质和剩余的铁,利用铁与盐酸反应,铜不与盐酸反应,向滤渣中加入过量的,即盐酸,发生反应Fe2HCl=FeCl2H2,滤液为FeCl2溶液和盐酸,滤液为FeCl2溶液,然后和溶液合并,通入氯气或加入H2O2,发生反应：2FeC

10、l2Cl2=2FeCl3或2FeCl2H2O22HCl=2FeCl32H2O。与“铁三角”转化关系有关的常见问题(1)与Fe3、Fe2有关的离子共存问题Fe3与I、S2、HS、SO、HSO等因发生氧化还原反应而不能大量共存。Fe2与MnO(H)、NO(H)、ClO等因发生氧化还原反应而不能大量共存。(2)除杂问题(括号内物质为杂质)FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或双氧水或通入足量Cl2。FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉,充分反应后过滤。FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉,充分反应后过滤。铁粉(铝)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液,充分反应后过滤。题组三 6

11、下列有关物质检验方法不合理的是(B)A向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2B用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2C检验绿矾晶体是否已氧化变质,可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红D向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3解析：向含有Fe2的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变色,加入氯水后,Fe2被氧化为Fe3,溶液显红色,故A项正确。Cl也能和酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应从而使溶液的紫红色褪去,故B项错误。若绿矾变质则晶体中会有Fe3,绿矾晶体溶于稀硫酸后再加KSCN溶

12、液,若溶液显红色,则绿矾变质；若不显红色,说明绿矾没有变质,故C项正确。Fe3遇到OH会生成Fe(OH)3红褐色沉淀,故D项正确。7证明某溶液只含有Fe2而不含有Fe3的实验方法是(B)A先滴加氯水,再滴加硫氰化钾溶液后显红色B先滴加硫氰化钾溶液不显红色,再滴加氯水后显红色C先加入铁粉,再滴加硫氰化钾溶液不显红色D只需要滴加硫氰化钾溶液解析：先滴加氯水,再滴加硫氰化钾溶液后显红色,可能是原溶液中的Fe2被氯水氧化为Fe3或原溶液本来就含有Fe3,故A错误；先滴加硫氰化钾溶液不显红色,说明原溶液中不存在Fe3,再滴加氯水后显红色,说明Fe2被氯水氧化为Fe3,Fe3与SCN反应使溶液显红色,原溶

13、液中一定存在Fe2,故B正确；先加入铁粉,再滴加硫氰化钾溶液不显红色,说明原溶液可能存在Fe2、Fe3,故C错误；只滴加硫氰化钾溶液,若溶液不变色,不一定含有Fe2,故D错误。检验Fe2时的易错分析(1)只含Fe2的溶液,注意检验Fe2时加入试剂的颜色待测液不变色红色(含Fe2、不含Fe3)加KSCN溶液前,要注意不要加入氧化性物质使Fe2被氧化,如H2O2、NO(H)等。氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液,因为酸性KMnO4溶液本身显紫红色,对实验现象有干扰,且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN,即使溶液含Fe3也不变红色,不能证明不含Fe3。(2)同时含有Fe2和Fe3的溶液：Fe2对检验Fe

14、3无干扰,可以滴加KSCN溶液检验Fe3；Fe3对检验Fe2有干扰,不能通过先加入KSCN溶液再加氯水检验Fe2,通常向溶液中加入适量K3Fe(CN)6溶液,若产生蓝色沉淀,说明含有Fe2。题组四常见铁的化合物性质及应用8下列关于铁矿石的说法正确的是(C)A赤铁矿的主要成分是Fe3O4B铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同C磁铁矿粉末溶于盐酸后,加入KSCN溶液,溶液变红色DFeO俗称铁红解析：赤铁矿中“赤”为红色,其主要成分为Fe2O3,则A项错误；铁矿石为含有铁元素的矿石,而铁锈的主要成分为氧化铁,两者主要成分不一定相同,则B项错误；磁铁矿的主要成分为Fe3O4,能溶于盐酸生成Fe2和Fe

15、3,所得溶液加入KSCN溶液后变红色,则C项正确；FeO为黑色固体,Fe2O3俗称铁红。9将Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是(C)A先生成白色沉淀,然后变成灰绿色沉淀,放置较长时间后,逐渐变成红褐色沉淀B产生黄绿色且有刺激性气味的气体C溶液中立即有红褐色沉淀生成D放出无色、有臭味的气体解析：Na2O2与水反应生成无色无味的氧气和氢氧化钠,且Na2O2和水反应过程中生成的H2O2具有强氧化性,生成的Fe(OH)2立即被氧化成红褐色的Fe(OH)3。10下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是(D)A该溶液中K、Fe2、SCN、Br可以大量共存B和H2S反应的离子方程式：2Fe

16、3H2S=FeS2HC和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe3SOBa23OH=Fe(OH)3BaSO4D1 L 0.1 molL1该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2 g Fe解析：Fe2(SO4)3溶液中的Fe3与SCN反应生成络合物,在溶液中不能大量共存,故A错误；铁离子能够与H2S发生氧化还原反应,生成亚铁离子和硫单质,故B错误；Fe2(SO4)3溶液和Ba(OH)2溶液反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀,铁离子和硫酸根离子的物质的量之比为2 3,正确的离子方程式为2Fe33SO3Ba26OH=2Fe(OH)33BaSO4,故C错误；1 L 0.1 molL1该溶液中含有溶质硫酸铁0.1 mol,0.1 mol硫酸铁中含有0.2 mol铁离子,与足量锌反应可以生成0.2 mol铁,生成铁的质量为11.2 g,故D正确。(5)铁铵矾NH4Fe(SO4)2：无色晶体,易溶于水,常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。(6)赤血盐K3Fe(CN)6：红色晶体,易溶于水,常用于检验Fe2,生成蓝色沉淀。2Fe3变色总结