1、高三化学总复习 铁及铁的化合物复习(44张)全局性掌控全局性掌控全局性掌控全局性掌控 本节的重点知识有铁的性质、铁的氧化物、氢氧化物、铁盐本节的重点知识有铁的性质、铁的氧化物、氢氧化物、铁盐的性质等的性质等主要考查铁及其化合物的转化关系,主要考查铁及其化合物的转化关系,FeFe2 2、FeFe3 3的还的还原性、氧化性,原性、氧化性,FeFe3 3和和FeFe2 2的检验的检验,Fe(OH)Fe(OH)3 3胶体、胶体、Fe(OH)Fe(OH)2 2的制的制备也是常考的内容预测备也是常考的内容预测20122012年高考还会以铁及铁的化合物为载年高考还会以铁及铁的化合物为载体,对基本概念、基本理
2、论进行考查同时铁的腐蚀、饮用水的净体,对基本概念、基本理论进行考查同时铁的腐蚀、饮用水的净化等与生产、生活联系密切的内容,也是今后高考的趋势化等与生产、生活联系密切的内容,也是今后高考的趋势选项式诊断选项式诊断诊断诊断判断正误,在诊断一栏内打判断正误,在诊断一栏内打“”“”或或“”1.1.磁性氧化铁溶于盐酸的离子方程式为磁性氧化铁溶于盐酸的离子方程式为FeFe3 3O O4 48H8H =3Fe3Fe3 34H4H2 2O O(2010(2010全国卷全国卷T T8 8B B)2.2.铁粉加入稀铁粉加入稀H H2 2SOSO4 4中的离子方程式为中的离子方程式为2Fe2Fe6H6H =2Fe2
3、Fe3 33H3H2 2(2010(2010全国卷全国卷T T8 8A A)3.3.将将NONO2 2通入通入FeSOFeSO4 4溶液中无明显现象溶液中无明显现象(2010(2010上海高上海高 考考T T1313A A)4.4.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀 (2010 (2010北京高考北京高考T T6 6B B)5.5.钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀 (2010 (2010北京高考北京高考T T6 6C C)【课前热身课前热身】1.写出下列化学反应的方程式写出下列化学反应的方程式 (1)
4、Fe粉与硫粉混合后共热粉与硫粉混合后共热 (2)Fe与稀硫酸反应与稀硫酸反应 (3)Fe丝在丝在Cl2中燃烧中燃烧 (4)Fe与稀与稀HNO3反应反应 (5)Fe与水蒸气在高温下反应与水蒸气在高温下反应Fe2O32与与H2O的反应的反应 .考点一考点一:铁及其化合物的性质铁及其化合物的性质3与酸的反应与酸的反应(1)与非氧化性酸与非氧化性酸(如稀硫酸如稀硫酸):.(2)氧化性酸氧化性酸稀硝酸稀硝酸Fe过量:过量:3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O .浓硝酸:常温下浓硝酸:常温下 浓硫酸:常温下浓硫酸:常温下 Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O钝化钝化钝化钝化Fe2H=
5、Fe2H2HNO3过量:过量:4与盐溶液的反应与盐溶液的反应(1)与与CuSO4溶液:溶液:.(2)与与FeCl3溶液:溶液:.FeCu2=Fe2CuFe2Fe3=3Fe21能否用铁制容器盛放热的浓能否用铁制容器盛放热的浓H2SO4?提示:提示:不能,铁与热浓不能,铁与热浓H2SO4反应反应3向盛有向盛有FeCl3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可能出现的是 ()A烧杯中有铜无铁烧杯中有铜无铁 B烧杯中有铁无铜烧杯中有铁无铜C烧杯中铁、铜都有烧杯中铁、铜都有 D烧杯中铁、铜均无烧杯中铁、铜均无B2.下列反应
6、后一定有下列反应后一定有3价铁生成的是价铁生成的是()过量的过量的Fe与与Cl2反应反应Fe与过量稀与过量稀H2SO4反应后,再向其中反应后,再向其中加加KNO3Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸把溶液中加少量盐酸把Fe和和Fe2O3的混的混合物溶于盐酸中合物溶于盐酸中A只有只有 B只有只有C只有只有 D全部全部C名名 称称俗俗 称称化学式化学式色色 态态化合价化合价水溶性水溶性类类 型型氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁与酸与酸与还与还原剂原剂铁铁 红红磁性氧化铁磁性氧化铁黑色粉末黑色粉末 红棕色粉末红棕色粉末黑色晶体黑色晶体+2+3+2,+3不不 溶溶不不 溶溶不不 溶溶碱性氧
7、化物碱性氧化物都能与酸反应。如都能与酸反应。如都能被还原。如都能被还原。如高温高温二、铁的氧化物二、铁的氧化物共共性性全局性掌控全局性掌控1在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶,再加入下列物质:FeCl3Fe2O3Cu(NO3)2KNO3,铜粉溶解的是()A只有或 B只有或C只有或或 D上述四种物质中任意一种 2下列有关铁及其化合物的说法中正确的是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赤铁矿的主要成分是Fe3O4B铁与水蒸气在高温下的反应产物为铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和和H2C除去除去FeCl2溶液中的溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入杂质可以向溶液中加入铁
8、粉,然后过滤铁粉,然后过滤DFe3与与KSCN溶液产生红色沉淀溶液产生红色沉淀【课前热身课前热身】DC三、铁的氢氧化物三、铁的氢氧化物化学式化学式Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3色态色态与盐酸反与盐酸反应应Fe(OH)Fe(OH)3 33H3H =FeFe3 33H3H2 2O O受热受热分解分解白色固体白色固体 红褐色固体红褐色固体Fe(OH)22H=Fe22H2O化学式化学式Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3制法制法可溶性亚铁盐与碱反应可溶性亚铁盐与碱反应可溶性铁盐与碱反应可溶性铁盐与碱反应二者的关二者的关系系空气中,空气中,Fe(OH
9、)Fe(OH)2 2能够非常迅速地被氧气氧化成能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)Fe(OH)3 3,现象是,现象是 迅速变成迅速变成 色,最后变成色,最后变成 色,化学方程式为色,化学方程式为Fe22OH=Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)3白色沉淀白色沉淀灰绿灰绿红褐红褐4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)34制备制备Fe(OH)2时,采取哪些措施可防止时,采取哪些措施可防止Fe(OH)2被氧化?被氧化?提示:提示:配制溶液的蒸馏水加热煮沸,除去配制溶液的蒸馏水加热煮沸,除去O2.长胶头滴管伸入到液面以下加入液体长胶头滴管伸入到液面以下加入液体溶液表面覆盖植物油溶液表面覆盖
10、植物油(或苯或苯),以隔绝空气,以隔绝空气实验创新实验创新 方案方案:装置如图:装置如图81所示。所示。在试管中加入适量的在试管中加入适量的5%FeSO4溶液,并覆溶液,并覆盖一层苯,再用长滴管注入不含盖一层苯,再用长滴管注入不含O2的的1 mol L1NaOH溶液。由于苯的液封作用,防止生成的溶液。由于苯的液封作用,防止生成的Fe(OH)2被氧化,因而可较长时间观察到白色被氧化,因而可较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀。沉淀。要点探究要点探究 方案方案:装置如图:装置如图82所示。所示。实验时,先打开活塞实验时,先打开活塞K,再将分液漏斗的旋塞打开,稀,再将分液漏斗的旋塞打开,稀H2SO4
11、与铁粉作用,用产生的与铁粉作用,用产生的H2排出装置中的空气;然后关闭排出装置中的空气;然后关闭K,使,使生成的生成的H2将试管中的将试管中的FeSO4溶液压入溶液压入NaOH溶液中,则可较长溶液中,则可较长时间观察到生成的白色时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞,则白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。塞,则白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。1(2011西安名校二模西安名校二模)下列有关铁元素的叙述中正确的是下列有关铁元素的叙述中正确的是 ()AFe(OH)2易被氧化成易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:,说明稳定性:Fe(OH)
12、2Fe(OH)3B铁是较活泼的金属,它与卤素铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为反应的生成物均为FeX3C氢氧化铁与氢碘酸反应:氢氧化铁与氢碘酸反应:Fe(OH)33HI=FeI33H2OD铁元素位于周期表的第铁元素位于周期表的第4周期第周期第B族族A试一试试一试,我行我行:2.能正确表示下列反应的离子方程式是能正确表示下列反应的离子方程式是()A将氧化亚铁溶于将氧化亚铁溶于稀硝酸稀硝酸:FeO2H=Fe2H2OB氢氧化铁溶于过量的氢碘酸:氢氧化铁溶于过量的氢碘酸:Fe(OH)33H=Fe33H2OC将磁性氧化铁溶于盐酸:将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O48H=Fe22Fe34H2
13、ODFeCl3溶液与溶液与KSCN溶液混合:溶液混合:Fe33SCN=Fe(SCN)3C考点二考点二:“铁三角铁三角”及其应用及其应用1.1.转化关系转化关系:1FeFe2例如:例如:FeCuSO4=CuFeSO4;Fe2FeCl3=3FeCl2;Fe2H=Fe2H2.6Fe3Fe2例如:例如:2Fe3S2=2Fe2S;2Fe3Cu=2Fe2Cu2;2Fe3Fe=3Fe2;2Fe32I=2Fe2I2.转转化化关关系系1)溶液的颜色溶液的颜色含有含有Fe2的溶液显浅绿色的溶液显浅绿色含有含有Fe3的溶液显黄色的溶液显黄色2 2FeFe2 2和和FeFe3 3的检验的检验:2)用用KSCN溶液和氯
14、水溶液和氯水(1)流程:流程:(2)有关反应:有关反应:Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色红色)2Fe2Cl2=2Fe32Cl3)用用NaOH溶液溶液(1)流程:流程:(2)有关反应:有关反应:Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色红褐色)Fe22OH=Fe(OH)2(白色沉淀白色沉淀)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)31下列离子的检验方法合理的是下列离子的检验方法合理的是 ()A向某溶液中滴入向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含溶液呈红色,说明不含Fe2B向某溶液中通入向某溶液中通入Cl2,然后再加入,然后再加入KSCN溶液变红色,溶液变红色,说明原溶液中含有说明原溶液中
15、含有Fe2C向某溶液中加入向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有溶液中含有Fe3D向某溶液中加入向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2,不含有不含有Mg2试一试试一试,我行我行:C2.要证明某溶液中不含要证明某溶液中不含Fe3,而可能含有,而可能含有Fe2,进行如下实,进行如下实验操作时最佳顺序为验操作时最佳顺序为()加入足量氯水加入足量酸性加入足量氯水加入足量酸性KMnO4溶液加入少量溶液加入少量KSCN溶液溶液AB C DC3.(201
16、0福建福州期末)某学生设计了如图的方法对X盐进行鉴定:由此分析,下列结论中正确的是()A.X中一定有Fe3B.Z中一定有Fe3 C.Y为AgI沉淀D.X一定为FeBr2溶液B4在在含有含有FeCl3和和BaCl2的酸性溶液的酸性溶液中,通入足量的中,通入足量的SO2后有白色沉淀生成,过滤后,向溶后有白色沉淀生成,过滤后,向溶液中滴加液中滴加KSCN溶液,无明显现象,下列叙述溶液,无明显现象,下列叙述不不正确的正确的是是 ()A白色沉淀是白色沉淀是BaSO4和和BaSO3B溶液的酸性增强溶液的酸性增强C白色沉淀是白色沉淀是BaSO4DFeCl3全部被还原为全部被还原为FeCl2A5.现有浓度分别
17、为现有浓度分别为1 mol/L1 mol/L的的FeClFeCl3 3、FeClFeCl2 2、CuClCuCl2 2,混混合溶液合溶液100 100 mLmL,加入一定量的铁粉,按下列情况填空,加入一定量的铁粉,按下列情况填空:(1)(1)充分反应后,如果溶液中还有一定量的充分反应后,如果溶液中还有一定量的Cu2Cu2,则,则溶液中一定含有的金属离子有溶液中一定含有的金属离子有,该离子在溶液,该离子在溶液中的物质的量范围为中的物质的量范围为,可能含有的金属或金属,可能含有的金属或金属离子为离子为。(2)(2)反应完毕后,铁粉有剩余,溶液中一定含有的金属反应完毕后,铁粉有剩余,溶液中一定含有的
18、金属离子为离子为 ,为,为molmol,一定没有的,一定没有的金属离子为金属离子为。6.A、B、C三种化合物均由三种化合物均由X、Y两种元素组成,均能与某溶液两种元素组成,均能与某溶液E反应;与同一种单质反应;与同一种单质G在相同的条件下反应均能生成单质在相同的条件下反应均能生成单质Y和和化合物化合物H,且此类反应在工业生产中具有重要意义,反应关系,且此类反应在工业生产中具有重要意义,反应关系如图如图85所示。所示。(1)A的化学式的化学式_。(2)写出写出B与与E反应的离子方程式反应的离子方程式_。(3)写出写出D到到F的离子方程式的离子方程式_。(4)写出写出C与与G反应的化学方程式反应的
19、化学方程式_。考点三考点三:铁及铁的化合物探究实验铁及铁的化合物探究实验对打印机墨粉中铁元素的研究对打印机墨粉中铁元素的研究代用粉(假粉),多采用代用粉(假粉),多采用 做原做原料,常含有多环芳烃系列及二甲基硝料,常含有多环芳烃系列及二甲基硝胺等,这些物质在胺等,这些物质在150-200易被氧化易被氧化成气体挥发到空气中,产生致癌物质,成气体挥发到空气中,产生致癌物质,引起肝肾损伤而导致死亡。引起肝肾损伤而导致死亡。炭黑炭黑Fe3O4验证墨粉中含有验证墨粉中含有FeFe3 3O O4 4设计验证方案设计验证方案1写出物质转化关系写出物质转化关系23 完成离子方程式完成离子方程式过滤过滤试管试管
20、1:KSCN溶液溶液溶液呈红色溶液呈红色试管试管2:KMnO4溶液溶液溶液褪色溶液褪色设计验证方案设计验证方案1验证墨粉中含有验证墨粉中含有FeFe3 3O O4 4请写出上述流程中的物质转化关系请写出上述流程中的物质转化关系25Fe5Fe2+2+MnO+MnO4 4+8H+8H+5Fe5Fe3+3+Mn+Mn2+2+4H+4H2 2O O 3 完成完成离子方程式离子方程式已知酸性已知酸性KMnO4与与Fe2+反应生成反应生成Mn2+,写出写出并配平该并配平该反应的离子方程式。反应的离子方程式。酸酸稀稀H2SO4溶解溶解取适量墨粉取适量墨粉滤液滤液测定墨粉中测定墨粉中FeFe3 3O O4 4
21、的含量的含量设计测定方案设计测定方案1写出物质转化关系写出物质转化关系23 完成离子方程式完成离子方程式称量一定称量一定质量墨粉质量墨粉(含含Fe3O4)设计测定方案设计测定方案1测定墨粉中测定墨粉中FeFe3 3O O4 4的含量的含量还原剂还原剂(CO、H2 2、C)高温高温含铁的含铁的混合物混合物称量称量冷却冷却热还原法热还原法差量法差量法Fe3O4+3CO高温高温3Fe3CO2+m1m2mm1m223216864m(Fe3O4)请写出步骤的请写出步骤的离子方程式离子方程式称量一定称量一定质量墨粉质量墨粉(含含Fe3O4)稀稀H2SO4溶解溶解过滤过滤滤液滤液(含含Fe3+Fe2+)Fe
22、(OH)3沉淀沉淀设计测定方案设计测定方案1含含Fe3+溶液溶液NaOH溶液溶液Fe2O3过滤过滤洗涤洗涤灼烧灼烧Fe(OH)3固体固体沉淀法沉淀法称量称量测定墨粉中测定墨粉中FeFe3 3O O4 4的含量的含量氧化剂氧化剂冷却冷却H2O2溶液溶液Fe3O4Fe2O32131守恒法守恒法称量一定称量一定质量墨粉质量墨粉(含含Fe3O4)稀稀H2SO4溶解溶解过滤过滤滤液滤液(含含Fe3+Fe2+)含含Fe3+溶液溶液设计测定方案设计测定方案1KI溶液溶液含含Fe2+溶液溶液如何确定反如何确定反应完全了?应完全了?如何定量?如何定量?测定墨粉中测定墨粉中FeFe3 3O O4 4的含量的含量氧
23、化剂氧化剂适量酸性适量酸性KMnO4溶液溶液(1)(1)试剂是试剂是 ,加入试剂的目的是,加入试剂的目的是 ,步骤具体操作方法步骤具体操作方法 ;(2)(2)写出步骤所涉及的化学反应的离子方程式写出步骤所涉及的化学反应的离子方程式 ;(3)(3)试剂是试剂是 ,加入试剂的目的是,加入试剂的目的是 ,步骤实验现象是步骤实验现象是 ;(4)(4)在整个实验过程中需要记录在整个实验过程中需要记录 数据,可以计数据,可以计算出墨粉中四氧化三铁的含量。算出墨粉中四氧化三铁的含量。(1)(1)试剂是试剂是 ,加入试剂的目,加入试剂的目的是的是 ,步骤具体操作方法,步骤具体操作方法 是是 ;(2)(2)写出
24、步骤所涉及的化学反应的离子方程式写出步骤所涉及的化学反应的离子方程式 ;(3)(3)试剂是试剂是 ,加入试剂的目的是,加入试剂的目的是 ,步骤实验现象是,步骤实验现象是 ;(4)(4)在整个测定流程中需要记录在整个测定流程中需要记录 数据数据可以计算出墨粉中四氧化三铁的含量。可以计算出墨粉中四氧化三铁的含量。KMnO4(H+)溶液溶液 使使Fe2+恰好完全氧化恰好完全氧化 用用KMnO4(H+)溶液滴定,至溶液刚好变红为止溶液滴定,至溶液刚好变红为止 2Fe3+2I-2Fe2+I2 淀粉溶液淀粉溶液 作指示剂作指示剂 用用Na2S2O3滴定,至溶液蓝色刚好消失,滴定,至溶液蓝色刚好消失,停留半
25、分钟不恢复原色,停止滴定停留半分钟不恢复原色,停止滴定 V(Na2S2O3)取一定取一定质量墨粉质量墨粉(含含Fe3O4)稀稀H2SO4溶解溶解过滤过滤滤液滤液(含含Fe3+Fe2+)含含Fe3+溶液溶液适量酸性适量酸性KMnO4溶液溶液设计验证方案设计验证方案1滴定滴定KI溶液溶液含含Fe2+溶液溶液氧化还原滴定法氧化还原滴定法测定墨粉中测定墨粉中FeFe3 3O O4 4的含量的含量含含I2 2的溶液的溶液淀粉淀粉/Na2 2S2 2O3 3溶液溶液含含I-的的溶液溶液热还原法热还原法沉淀法沉淀法气体法气体法滴定法滴定法实战演练实战演练钛铁矿渣钛铁矿渣硫酸处理硫酸处理后的矿物后的矿物滤液滤
26、液剩余铁粉剩余铁粉滤液滤液A:FeSO47H2O滤液滤液浓硫酸浓硫酸水水铁粉铁粉过滤过滤过滤过滤过滤过滤控温控温二氧化钛二氧化钛水合二氧化钛水合二氧化钛煅烧煅烧过滤过滤调节调节pH为为0.5加热加热(2)向滤液I中加入铁粉,发生反应的离子方程式为:_、_。(4)A可用于生产红色颜料(Fe2O3),其方法是:将556a kgA(摩尔质量为278 g/mol)溶于水中,加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应,鼓入足量空气搅拌,产生红褐色胶体;再向红褐色胶体中加入3336b kg A和112c kg铁粉,鼓入足量空气搅拌,反应完成后,有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出;过滤后,沉淀经高温灼烧得
27、红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁,则理论上可生产红色颜料_kg。钛铁矿渣钛铁矿渣硫酸处理硫酸处理后的矿物后的矿物滤液滤液剩余铁粉剩余铁粉滤液滤液A:FeSO47H2O滤液滤液浓硫酸浓硫酸水水铁粉铁粉过滤过滤过滤过滤过滤过滤控温控温二氧化钛二氧化钛水合二氧化钛水合二氧化钛煅烧煅烧过滤过滤调节调节pH为为0.5加热加热2Fe3+Fe=3Fe2 Fe+2H=Fe2+H2160a+320b+160cZnAl等等(强氧化剂)(强氧化剂)FeFe2+Fe3+Cu2+H+SI2等(弱氧化剂)(弱氧化剂)Cl2HNO3H2SO4(浓浓)等等ZnFeCuS2-I-等等Cl2O2HNO3H2O2KMn
28、O4(H+)Al等等(强氧化剂)(强氧化剂)(还原剂)(还原剂)OH _Fe(OH)3 Fe(OH)2 OH _O2+H2OH+H+FeO42ClO_Fe3O4 FeOFe2O3 CO/C/H2/AlH+O2O2CO/C/H2/AlO2O2CO/C/H2CO C H2 AlH2O(g)H+SCN_Fe(SCN)3O2H+苯酚苯酚显色反应显色反应 Fe Fe3 3O O4 4 Fe Fe3+3+2Fe2Fe3+3+2 I+2 I-2Fe 2Fe2+2+l+l2 2I I2 22S2S2 2O O3 32 22I2IS S4 4O O6 62 2 13 FeFe3 3O O4 4 2S2S2 2O
29、 O3 32 2 23 FeFe3 3O O4 4 FeFe3+3+2Fe2Fe3+3+2 I+2 I-2Fe 2Fe2+2+l l2 2I I2 22S2S2 2O O3 32 22I2IS S4 4O O6 62 2 13关系式法关系式法FeFe3 3O O4 4+8H+8H+2Fe2Fe3+3+Fe+Fe2+2+H+H2 2O OFeFe3+3+3SCN+3SCNFe(SCN)Fe(SCN)3 35Fe5Fe2+2+MnO+MnO4 4+8H+8H+5Fe5Fe3+3+Mn+Mn2+2+4H+4H2 2O O 验证墨粉中含有验证墨粉中含有FeFe3 3O O4 4?3 完成离子方程式完成离子方程式2Fe2Fe2+2+H+H2 2O O2 2+2H+2H+2Fe2Fe3+3+2H+2H2 2O O2Fe2Fe2+2+Cl+Cl2 22Fe2Fe3+3+2 Cl+2 Cl-FeFe3+3+3OH+3OH-Fe(OH)Fe(OH)3 3 2Fe2Fe3+3+2 I+2 I-2Fe 2Fe2+2+l+l2 2I I2 22S2S2 2O O3 32 22I2IS S4 4O O6 62 2