高考化学一轮总复习配套课件:第三章 课时3 铁及其化合物1

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高考化学一轮总复习配套课件:第三章 课时3 铁及其化合物1

课时3 铁及其化合物 最新考纲 1.掌握铁的主要性质,了解其应用。 2.掌握铁的重要化合物的主要性质,了解其应用。 3.以Fe2+、Fe3+的相互转化为例理解变价金属元素的氧化还原反应。 考点一 铁及其重要化合物的性质 1.铁的存在 2.铁的物理性质 铁具有导电、导热和延展性,具有能被 吸引的特性。 3.铁的化学性质 铁单质性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。 磁体 4.铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 粉末 粉末 晶体 (有磁性) 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 黑色 红棕色 黑色 5.铁的氢氧化物 【示例1】 (2012·海南化学,14)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制 造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如 下: Ⅰ.向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和 滤液; Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时 鼓入足量的空气。 已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 回答下列问题: (1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为____________ ______________________________________________; (2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是________,分离得到固体的主要成分是 ________,从固体中分离出铜需采用的方法是________; (3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为___________________ ________________________________________________________________ __________________________________; (4)过程Ⅱ中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为________。(列式计算) 科学审题 此工艺流程为 1.(2014·广东六校高三联考)下列叙述不正确的是(双选) (  )。 A.Fe在空气中燃烧生成Fe2O3 B.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发 生置换反应 C.过量的铁与浓硝酸在加热条件下反应有一氧化氮生成 D.FeCl3溶液能与Cu反应,可用于蚀刻印刷电路 解析 Fe在空气中燃烧生成Fe3O4,A错;Fe与稀硝酸反应生成的气 体为NO,该反应不是置换反应,B错。 答案 AB 3.(2014·潮州检测)把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中,如反应 只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO,下列说法正确的是 (  )。 A.反应后生成的盐只为Fe(NO3)3 B.反应后生成的盐只为Fe(NO3)2 C.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,其物质的量之比为 1∶ 3 D.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,其物质的量之比为 3∶ 1 重要的转化关系——“铁三角” 1.Fe2+、Fe3+的性质 (1)Fe2+的氧化性和还原性 Fe2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性,其中以 为主,如:Fe2+遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H+)等均表现 。 (2)Fe3+的氧化性 Fe3+处于铁的高价态,只有 ,如:它能 Fe、Cu、HI、 H2S等。 考点二 Fe2+和Fe3+的性质及其检验方法 还原性 还原性 氧化性 氧化 2.Fe2+、Fe3+的检验方法 (1)直接观察颜色 Fe2+溶液呈 ,Fe3+溶液呈 。 (2)利用显色反应(形成络离子) 浅绿色 棕黄色 (3)利用铁的氢氧化物的颜色 (4)利用Fe3+的氧化性 (5)利用Fe2+的还原性 探究思考 1.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实 验,其中实验方案设计错误的是________。 答案 ③④ 2.如何除去括号中的杂质 (1)Fe2+(Fe3+):________________; (2)FeCl3(FeCl2):________________; (3)FeCl2(CuCl2):________________; (4)Fe(Al):________________; (5)Fe2O3(Al2O3、SiO2):________________。 答案 (1)加过量铁粉过滤 (2)加氯水或H2O2 (3)加过量铁粉过滤  (4)加过量强碱溶液过滤 (5)加过量强碱溶液过滤 【示例3】 (广东高考)某种催化剂为铁的氧化 物,化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁 元素的价态进行探究。将适量稀硝酸加入少 许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加 KSCN溶液后出现血红色,一位同学由此得出 该催化剂中铁元素价态为+3价的结论。 (1)请指出该结论是否合理,________(填 “ 合 理 ” 或 “ 不 合 理 ” ) , 并 说 明 理 由 : _______________________ ______________________________________ ________。 (2)请完成对铁元素价态的探究。限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻 璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹; 3 mol·L-1 H2SO4、3%H2O2溶液、6 mol·L-1 HNO3、 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液、NaOH稀溶液、0.1 mol·L-1 KI溶液、20%KSCN 溶液、蒸馏水。 ①提出合理假设 假设1:___________________________________________; 假设2:___________________________________________; 假设3:___________________________________________。 ②设计实验方案证明你的假设(此题不作答) ③实验过程 根据②的实验方案,进行实验。请写出实验操作步骤、预期现象与结论。 实验操作 预期现象与结论 步骤1: 步骤2: 步骤3: …… 解析 根据HNO3具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+。对铁的氧化物 中铁元素价态提出全为+2价或全为+3价或+2价和+3价共存三种假设。 实验过程:可用稀硫酸溶解铁的氧化物(要除去稀硫酸中溶解的O2),根据 溶液颜色变化,推测铁元素可能的化合价,然后取少量上述溶液,滴加 KMnO4溶液,根据KMnO4溶液是否褪色,确定是否存在+2价铁元素;另 取少量溶液,滴加KSCN溶液,根据溶液是否变血红色,确定是否存在+3 价铁元素。 答案 (1)不合理 稀硝酸有强氧化性,若该铁元素的价态为+2价,则被 氧化为+3价,同样可使KSCN溶液变血红色 (2)①催化剂中铁元素的价态 为+3价 催化剂中铁元素的价态为+2价 催化剂中铁元素的价态既有+3价,也有+2价 ③ 实验操作 预期现象与结论 步骤1:用滴管取一定量3 mol·L-1 H2SO4于试管中,加热煮沸数分钟以除 去溶于其中的氧 步骤2:用药匙取少量样品于试 管中,用滴管加入适量除氧后的 3 mol·L-1 H2SO4并加热,充分 反应后得A溶液 固体溶解,溶液颜色有变化 步骤3:取少许A溶液于试管中, 滴加1~2滴20%KSCN溶液,振 荡 (1)若溶液不呈血红色,则假 设2成立 (2)若溶液呈血红色,则假设 1或假设3成立 步骤4:另取少许A溶液于试管中, 滴加1~2滴0.01 mol·L-1 KMnO4 溶液,振荡 结合步骤3中的(2):(1)若溶 液呈紫红色,则假设1成立 (2)若溶液紫红色褪去,则假 设3成立 【示例4】 [2012·新课标,26(2)(3)](1)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合 物样品,通过实验方法测得 n(Fe)∶ n(Cl)=1∶ 2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为 ________。在实验室中,FeCl2可用铁粉和________反应制备,FeCl3 可用铁粉和__________反应制备。 (2)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为 _____________________________________ ___________________________________。 1.(广东高考试题汇编)下列有关叙述正确的是 (  )。 A.在水溶液中H+、Na+、Fe2+、MnO能大量共存 (2013·广东理综,8B) B.Fe3+有氧化性,因此FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜 (2012·广东12D) C.因为Fe3+具有氧化性,所以可以用KSCN溶液鉴别Fe3+ (2013·广东理综,10B) D.将水蒸气通过灼热的铁粉,铁粉变红,说明铁与水在高温下发 生反应 (2013·广东理综,23D) 2.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 (  )。 ①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量 NH4SCN溶液 A.①③ B.③② C.③① D.①②③ 解析 在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液,溶液不变血红色,证 明无Fe3+存在,再加入氯水,将Fe2+氧化成Fe3+,溶液变为血红色。 KMnO4溶液呈紫红色,溶液颜色变化不明显,所以不用KMnO4溶液。 答案 C 3.下列检验试剂选用正确的是 (  )。 A.用氯水、KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否有FeCl2 B.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否有FeCl2 C.用NaOH溶液检验MgCl2溶液中是否有FeCl2 D.用硝酸检验某黄色固体是纯铜还是黄铜 解析 A项中的Fe3+产生的干扰无法消除;B项中酸性KMnO4溶液 还能氧化Cl-;C项中虽然Mg2+也能形成白色沉淀,但若有Fe2+,生 成的白色沉淀颜色会发生变化;纯铜和黄铜均能溶解在硝酸中,D项不 能达到目的。 答案 C 4.下列离子的检验方法合理的是(双选) (  )。 A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色,说明不含Fe2+ B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变血红色,说明原 溶液中含有Fe2+ C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有 Fe3+ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变 为红褐色,说明该溶液中一定含有Fe2+,也可能含有Mg2+ 解析 A项中只能说明含有Fe3+,不能说明不含Fe2+,不合理;B项原溶 液中也可能只有Fe3+而没有Fe2+;D项中氧化后生成的红褐色沉淀 Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2。 答案 CD (1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液;当溶液的浓度较稀时,利用 观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2+和Fe3+的存在。 (2)检验Fe2+和Fe3+混合溶液时,要分两次分别检验Fe2+和Fe3+,检验 Fe2+时要选择酸性高锰酸钾溶液,检验Fe3+时最好选择KSCN溶液。 (3)吸收液中除了含有H+、Cl-、SO以外,对其他成分 (Fe3+、Fe2+、H2SO3)的可能组合进行探究: ①提出假设。假设1:溶液中存在Fe3+、Fe2+; 假设2:溶液中存在________。 ②设计方案,进行实验,验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论 (可不填满)。限选实验试剂和仪器:试管、滴管、0.1 mol·L-1 KMnO4溶 液、0.1 mol·L-1 KSCN溶液、品红稀溶液。 实验步骤 预期现象和结论 步骤1:用试管取样品溶液 2~3 mL,并滴入___________ 若出现血红色,则假设1成 立;若未出现血红色,则 假设1不成立(或假设2成立) 步骤2:_________________ _________________________ _________________________ _________________________ 步骤3:_________________ _________________________ _________________________ _________________________ 科学审题 ①验证“假设2”不能使用KMnO4溶液,因为它可以同时氧化Fe2 +和H2SO3。②由于用FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气,Fe3+可以氧 化H2SO3,故Fe3+与H2SO3不能大量共存,溶液中有H2SO3就一定有Fe2 +。所以用品红验证了H2SO3的存在就不必再验证Fe2+。 [规范答案] (1)取少量样品溶液于试管中,先滴入足量的稀盐酸,再滴入 氯化钡溶液,如果有白色沉淀生成 (2)2H2O 2FeCl2 2HCl H2SO4 (3)①Fe2+、H2SO3 ② 实验步骤 预期现象和结论 步骤1:1~2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液 步骤2:另取2~3 mL样品溶 液于试管中,滴入1~2 mL 品红稀溶液 若品红溶液红色褪去, 则假设2成立;若品红 溶液不褪色,则假设2 不成立(或假设1成立) [答题模板] 取少许滤(溶)液,滴入少量×××溶液(试剂),若×××(现象),说明含有 ×××。 说明:解答此类题目要注意4个得分点:取样→选择试剂→描述现象→得 出结论。 (1)取样:要取“少许”试样。 (2)选择试剂:选择合理的试剂,确保有明显的现象发生。如本题中的 “稀盐酸”等。 (3)描述现象:规范准确描述实验现象。 (4)得出结论:根据现象得出结论。 [规 范 再 练] 某化工厂排放的污水中,常溶有某些对人体有害的物质,初步认为可能含 有Fe3+、Ba2+、K+、OH-、Cl-、CO、SO。为了进一步确认,取样进 行实验检测: ①取污水仔细观察,呈无色、透明、均一状态。 ②向取样的污水中,滴入稀硫酸,有大量白色沉淀产生,再加稀硝酸,白 色沉淀不消失。 ③用pH试纸测定污水的pH,试纸显深蓝色。 (1)由此可知,该污水中肯定含有的离子是________,肯定没有的离子是 ________,可能含有的离子是________。 (2)如何通过实验进一步确定溶液中可能存在的离子:_____ _________________________________________________。 答案 (1)Ba2+、OH- Fe3+、CO、SO K+、Cl- (2)用铂丝蘸少量污水在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,若发 现火焰呈紫色,则说明含有K+;另取少量污水于一洁净试管中,加入稀 硝酸再加几滴AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则说明污水中含有Cl-
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