铁 及 其 化 合 物

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高高高高 高高高

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铁 及 其 化 合 物. 高三化学一轮复习. 2009 年浙江高考 26 .( 14 分)各物质之间的转化关系如下图,部分生成物省略。 C 、 D 是由 X 、 Y 、 Z 中两种元素组成的化合物, X 、 Y 、 Z 的原子序数依次增大,在周期表中 X 的原子半径最小, Y 、 Z 原子最外层电子数之和为 10 。 D 为无色非可燃性气体, G 为黄绿色单质气体, J 、 M 为金属, I 有漂作用,反应①常用于制作印刷电路板。. 2010 年浙江高考 13. 某钠盐溶液中可能含有. 等阴离子。某同学取 5 份此溶液样品,分别进行了如下实验: - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 铁 及 其 化 合 物

高三化学一轮复习

Page 2: 铁 及 其 化 合 物

2009 年浙江高考

26 .( 14 分)各物质之间的转化关系如下图,部分生成物省略。C 、 D 是由 X 、 Y 、 Z 中两种元素组成的化合物, X 、 Y 、 Z的原子序数依次增大,在周期表中 X 的原子半径最小, Y 、 Z原子最外层电子数之和为 10 。 D 为无色非可燃性气体, G 为黄绿色单质气体, J 、 M 为金属, I 有漂作用,反应①常用于制作印刷电路板。

A

B

C

E F

H IG

K

NaOHÈÜÒº

M ¢Ù¢Ú

L×Ø»ÆÉ«ÈÜÒº

GdzÂÌ É«ÈÜÒº

J

+

ÆÏ Ì ÑÌ Ç

D

H

Page 3: 铁 及 其 化 合 物

2 2 22 4 3 3NO SO SO CO Cl I 、 、 、 、 、

22 3NO CO Cl 、 、

2010 年浙江高考13. 某钠盐溶液中可能含有等阴离子。某同学取 5份此溶液样品,分别进行了如下实验:①用 pH计测得溶液 pH大于 7②加入盐酸,产生有色刺激性气体③加入硝酸酸化的 AgNO3 溶液产生白色沉淀,且放出有色刺

激性气体④ 加足量 BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,气体通入品红溶液,品红溶液不褪色⑤加足量 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的( NH4) 2Fe( SO4) 2溶液,再滴加 KSCN溶液,显红色该同学最终确定在上述六种离子中共含三种阴离子。请分析,该同学只需要完成上述哪几个实验,即可得出此结论。

A. ①②④⑤ B. ③④ C. ③④⑤ D. ②③⑤

Page 4: 铁 及 其 化 合 物

2010 年浙江高考

25. ( 14 分)洗车安全气囊是德国安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理,取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析确定该粉末仅 Na 、 Fe 、 N 、 O 四种元素 . 水溶性试验表明,固体粉末部分溶解 .

经检测,可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体,可溶于盐酸。取 13.0g 化合物甲,加热使其完全分解,生成氮气和单质乙,生

成的氮气折合成标准善下的体积为 6.72L 。单质就在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。

Page 5: 铁 及 其 化 合 物

Ì úÐâ»· (b)¸¯Ê Çø(a)

2011年浙江高考10.将 NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区 (a)

已被腐蚀而变暗,在液滴外沿棕色铁锈环 (b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是A.液滴中的 Cl-由 a区向 b区迁移B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

C.液滴下的 Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的 Fe2 +由 a区向b区迁移,与 b区的 OH―形成 Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加 NaCl溶液,则负极发生的电极反应为 Cu- 2e- = Cu2 +

Page 6: 铁 及 其 化 合 物

3IO 2

2 3S O

3IO

2011年浙江高考26. [15分 ]食盐中含有一定量的镁、铁等杂质,加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知:氧化性: > Fe3 +> I2;还原性: > I -

+ 5I -+ 3H2O; KI+ I2 KI33I2 + 6OH -

( 1)某学习小组对加碘盐进行如下实验:取一定量某加碘盐 (可能含有 KIO3 、 KI 、 Mg2 +、 Fe3 + ),用适量蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化,将所得溶液分为 3份。第一份试液中滴加 KSCN溶液后显红色;第二份试液中加足量 KI固体,溶液显淡黄色,用 CCl4萃取,下层溶液显紫红色;第三份试液中加入适量 KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色。①加 KSCN溶液显红色,该红色物质是 _________(用化学式表示)……( 4)对含 Fe2 +较多的食盐 (假设不含 Fe3 + ),可选用 KI作为加碘剂。请设计实验方案,检验该加碘盐中的 Fe2

+。 ________________。

Page 7: 铁 及 其 化 合 物

考情分析:

铁及其化合物的性质是高考热点之一,在近三年高考中频频出现。重点考查 Fe 、 Fe2+ 、 Fe3+的转化及检验、除杂上,试题联系生产、科技、生活等方面,设计成推断、实验、计算等形式。

Page 8: 铁 及 其 化 合 物

下列有关铁的说法中正确的是( )例题 1A.Fe 位于元素周期表中第四周期Ⅷ B 族

B. Fe 的原子结构示意图为:

C. 生活中的 “增铁酱油”中的铁指的是铁元素 。

D. 纯铁熔点比生铁的低,纯铁比生铁易生锈

E.与同浓度的盐酸反应 ,生铁速度快

F. 铁制容器贮可存冷的浓 HNO3 与浓 H2SO4 是因为铁和冷的浓 HNO3 与浓 H2SO4 不反应。

G. Fe 是一种常见的金属具有多种变价。

BCEG

Page 9: 铁 及 其 化 合 物

小结

Fe

位置

结构价态

物性

第四周期Ⅷ族

0 、+2 、+3 、+6

导电、导热、延展性银白色金属 ρ= 7.86 g·cm-3 ,熔点 1535℃

特性:能被磁铁吸引

3d64s2

Page 10: 铁 及 其 化 合 物

A. 已知 Fe 与 S 能直接化合得 FeS ,推测 Cu与 S 化合直接化合生成 CuS

B. 已知 Fe 与 Cl2 能直接化合得 FeCl3, 推测 Fe与 I2 能直接化合得 FeI3

C. 已知 Fe 与 HCl 反应产生 H2 ,推测 Fe 与 HNO3 反应产生 H2

D. 已知 Na 与水常温下反应产生 NaOH 和 H2 ,Mg 与沸水反应产生 Mg(OH)2 和 H2 ,推测 Fe与水要在高温下反应生成 Fe(OH)3 和 H2

E. 已知 Fe 与 CuSO4 溶液能反应,推测 Fe 与 FeCl3 溶液能反应

例题 2 下列几种类推的结论中正确的是( )E

Page 11: 铁 及 其 化 合 物

小结 Fe的化学性质

Fe

与非金属单质反应

与酸反应

与水反应

与盐反应

FeCl3 、 Fe3O4

FeS 、 FeI2

HNO3 、浓 H2SO4

HCl 等非氧化性酸

3Fe+4H2O=== Fe3O4+4 H2

高温

Cu2+ 、 Fe3+

Page 12: 铁 及 其 化 合 物

A. 已知 Fe2O3+ 6HCl=2FeCl3+3H2O,

推测 Fe2O3+ 6HI=2FeI3+3H2O

B. 已知 Fe2O3 和 HNO3 反应的离子方程式是 Fe2O3 + 6

H + =2Fe3 + +3H2O, 推测 FeO 和 HNO3 反应的离子方程式为 FeO + 2H + =Fe2 + +H2O

例题 3 下列几种类推的结论中正确的是 C

高温 高温 FeO + CO = Fe+CO2 , Fe3O4+4CO = 3Fe+4CO2

高温 C. 已知 Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2, 推测

Page 13: 铁 及 其 化 合 物

铁的氧化物

FeO Fe2O3 Fe3O4

黑色粉末 黑色晶体红棕色粉末

+2 +3 +2 、 +3难溶于水 难溶于水 难溶于水

FeO+2H+

= Fe2++H2O

Fe2O3+6H+

= Fe3++3H2O

Fe3O4+8H+

= Fe2+ + 2Fe3++ 3H2O

铁红 磁性氧化铁

小结

色态俗称价态溶解性

与酸反应

共性高温

高温时,都能被 C 、 CO 、 H2 、 Al等还原剂还原,最终都生成铁 FexOy+yCO = xFe+yCO2 , 2y Al + 3FexOy = y Al2O3+3xFe

高温

色态俗称价态溶解性

与酸反应

共性

Page 14: 铁 及 其 化 合 物

Fe(OH)2制备制取 Fe(OH)2并使之能久存,可采取的操作有:

① 加入一些植物油 ; ② 溶解 FeSO4配成溶液 ;

③把蒸馏水加热煮沸并密封冷却 ;

④ 加入少量铁屑 ; ⑤ 加入少量 CCl4;

⑥向 FeSO4 溶液中滴入足量氨水 ;

⑦ 把盛有氨水的滴管伸入 FeSO4 溶液中后再挤出氨水。其中必须进行的操作及其正确顺序是( )

A . ③②⑤⑥④ B .③②④①⑦

C . ③②④⑤⑦ D .②④①⑦⑤

B

例题 4

Page 15: 铁 及 其 化 合 物

方法一

5%5%FeSOFeSO44

溶液溶液

1mol/L的 NaOH溶液(不含O2 ) 苯

直接滴加法

Page 16: 铁 及 其 化 合 物

方法二 微型混合法

5%FeSO4 溶液 1mol/LNaOH (不含O2 )

橡皮管

( 1)将右边注射器中的 NaOH溶液推入左边注射器,可观察到的现象是 。

( 2 )若拔去连接管,将有白色沉淀的注射器抽入空气,振荡,则可观察到 。

有白色絮状沉淀生成有白色絮状沉淀生成

白色沉淀迅速转变为灰白色沉淀迅速转变为灰绿色,最后变为红褐色绿色,最后变为红褐色。

其化学方程式为:4Fe(OH)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)3

Page 17: 铁 及 其 化 合 物

方法三 集气排液法 方法四 电解法

若反接电源,会有何现象?

Page 18: 铁 及 其 化 合 物

物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3

状态化学性质

转化

制取制取

铁的氢氧化物

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3常温,白色沉淀先变成灰绿色,后成为红褐色

不溶于水的白色固体 不溶于水红褐色固体

FeFe2+2+ + 2OH + 2OH-- = Fe(OH) = Fe(OH)22↓↓FeFe3+3+ + 3OH + 3OH-- = Fe(OH) = Fe(OH)33↓↓

新制新制 FeSOFeSO44 溶液与溶液与 NaOHNaOH隔绝空气:隔绝空气:

铁盐与可溶性碱反应铁盐与可溶性碱反应

小结

Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O2Fe(OH)3= Fe2O3+3H2O

Page 19: 铁 及 其 化 合 物

例题 5实验室有两瓶溶液,一瓶是 FeSO4 溶液,另一瓶是 FeCl3 溶液,但瓶上无标签,请你设计方案判断哪一瓶是 FeCl3?方案 1:观察溶液的颜色 , FeCl2 溶液浅绿色, FeCl3 溶液是棕黄色

方案 2: 取样,分别滴加 KSCN 溶液,溶液呈血红色的试液为 FeCl3 溶液

方案 3: 取样,分别滴加苯酚溶液,溶液呈紫色的试液为 FeCl3 溶液

方案 4: 取样,加 NaOH 溶液

方案 5: 取样,分别加 Fe片( Cu片), Fe片溶解的溶液是 FeCl3 溶液

方案 6: 取样,通 H2S 气体,溶液变混浊的是 FeCl3 溶液

方案 7: 取样,加 KI-淀粉溶液,溶液变蓝色的是 FeCl3 溶液

方案 8: 取样,滴入酸性 KMnO4 溶液,使酸性 KMnO4 溶液褪色的是 FeSO4 溶液

……方案 X :检验 SO4

2-或 Cl -;

Page 20: 铁 及 其 化 合 物

小结1.Fe2+ 检验

(1)加入 NaOH 溶液, 白色沉淀→灰绿色→红褐色 (2)先加 KSCN 溶液无现象,再滴加氯水呈血红色

2. Fe3+ 检验

( 1 )遇 NaOH 溶液溶液生成红褐色沉淀

( 2 )遇 KSCN 溶液呈血红色

( 3 )遇苯酚溶液呈紫色3 . Fe 、 Fe2 +、 Fe3 +相互转化关系

Page 21: 铁 及 其 化 合 物

Fe

Fe3 +Fe2+

弱氧化剂

S、

I 2、

H+ 、

Cu2+、

Fe3+ 等

强氧化剂Cl

2 、Br

2 、O

2 、浓H

2 SO4 、

HNO3 等

还原剂C 、

CO 、H

2 、Al等

还原剂

C、

CO、

H 2、

Al 等

强氧化剂 Cl2 、 Br2 、 O2 、浓 H2SO4 、 HNO3

酸性 KMnO4 、 Na2O2 、 H2O2等

还原剂 Fe 、 Cu 、 I - 、 S2- 、 SO32-等

Page 22: 铁 及 其 化 合 物

(改编题)铁及铁的化合物应用广泛,如 FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出 FeCl3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 _______________ 。

(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若 Cu2 +、 Fe3 +和 Fe2 +的浓度均为 0.10 mol·L- 1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去 CuCl2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

Fe3 + 1.9 3.2

Fe2 + 7.0 9.0

Cu2 + 4.7 6.7

提供的药品: Cl2、浓 H2SO4、 NaOH溶液、 CuO、 Cu

(4) 实验室在配制和保存 FeSO4 溶液时要注意哪些问题?

(5)有同学认为 Na2FeO4 是一种新型高效水处理剂 ,你同意吗?

2Fe3 ++ Cu = 2Fe2 ++ Cu2 +

+C

FeCl3溶液

-Cu

Fe3 ++ e - = Fe2 + Cu- 2e - = Cu2 + ①通入足量氯气将 Fe2 +氧化成 Fe3 +②加入 CuO调节溶液的 pH至 3.2~ 4.7

③过滤

配制亚铁盐溶液应加少许对应酸抑制水解,加少许铁粉可防止 Fe3+ 的生成。

Page 23: 铁 及 其 化 合 物

总结

Fe

FeO

Fe3O4

Fe2O3

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Fe2+

Fe3+

Page 24: 铁 及 其 化 合 物

练习 1 、 a mol 的铁粉与含 0.8mol HNO3 的稀溶液完全反应(假设 HNO3还原为 N

O )(1) 当 a=0.15时,产物 n (Fe2+) =    mol ,  n(Fe3+) =    mol(2) 当 a=0.25时,产物 n (Fe2+) =    mol ,  n(Fe3+) =    mol 

2 、今用铁粉、食盐为主要原料(水、空气等限量),实验室制备一定量的氢氧化铁。可分别采用如下 2 种实验方案:首先第①步 2NaCl+ 2H2O 2NaOH+ H2+ Cl2 ,

第②步 H2+ Cl2 2HCl

方案 I : Fe Fe2+ FeOH2 FeOH3 并过滤、洗涤、烘干即得

方案 II : Fe Fe2+ Fe3+ FeOH3 ,并过滤、洗涤、烘干即得

( 1 )请问上述哪一种方案比较节约实验时间?( 2 )请问上述哪一种方案比较节约试剂?( 3 )请问上述哪一种方案会对环境造成污染?( 4 )原料相同,请设计一种更为节约实验操作步骤的方案?       

③HCl

④NaOH

⑤放置空气中

③HCl

④2Cl

⑤NaOH

II

II I

2Fe+ 3Cl2= 2FeCl3; FeCl3+ 3NaOH= FeOH3+ 3NaCl

0 0.15

0.15 0.1