人教版高三复习铁及铁的化合物学案

人教版高三复习铁及铁的化合物学案

‎ ‎ 铁 和 铁 的 化 合 物 ‎ ‎ ‎【考纲要求】: 1．了解铁和铁的化合物的物理性质，掌握它们的化学性质；‎ ‎ 2．掌握铁与铁的化合物之间的相互转化关系。‎ ‎ 3．Fe、Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3、Fe(OH)2之间的相互转化关系 ‎ 4．Fe(OH)2 的不稳定性；Fe3+ 盐和Fe2+盐之间的互变 ‎【复习过程】:‎ 一、铁的性质 ‎1．周期表中的位置 （什么是过渡元素？）‎ ‎2．原子结构示意图 ‎3．化合价：‎ ‎4．铁的物理性质 ‎ 思考：铁有何物理特性？‎ ‎ 纯铁抗蚀能力特别强，而我们常见的铁并非如此，何故？‎ ‎5．铁的化学性质： 性，常温下 活泼。‎ 铁的化学性质 铜的化学性质 与氧气 反应 与氯气反应 与硫、碘 反应 与H2O反应 与H+反应 与氧化性酸 反应 与盐溶液反应 ‎(CuCl2、FeCl3)‎ 与强碱溶液反应 ‎ [思考]把金属铁加入含FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合液中充分反应后过滤，滤出不溶物有铜，则滤液中肯定有阳离子 ，肯定不存在阳离子 ，‎ 可能有阳离子 （若铁过量呢？）‎ ‎ [思考]（a）冷的浓HNO3或浓H2SO4使铁发生 ‎ ‎ （b）2.8克铁与160ml 1mol/L稀硝酸作用放出NO气体，则在反应中HNO3‎ ‎ - 9 -‎ ‎ 共得电子 摩。‎ ‎ [思考]若使Fe和H2O（气）的反应顺利进行，应采取的措施是 ‎ ‎6．用途：‎ ‎7．冶炼 二、铁的氧化物和氢氧化物 ‎1．氧化物 ‎ 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ ‎ 俗 称 ‎ ---‎ ‎ 色 态 ‎ 价 态 与盐酸反应 与氧化性酸 反应 水溶性 与还原剂 反应 ‎ 2．氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 物理性质 与H+反应 与氧化性酸 反应 稳定性 制法 ‎ [思考](a)配制FeSO4溶液时，需加入 和 ，其作用分别是 、 ‎ ‎ .‎ ‎ (b)制取Fe(OH)2时，为什么要用新制的FeSO4溶液？为什么要将吸有NaOH ‎ 溶液的胶头滴管插入液面以下？‎ ‎ (c)若不用此法，还可用什么方法制得Fe(OH)2沉淀？‎ ‎ (d)烧过菜的铁锅未及时洗干净（残液中含NaCl），第二天便出现红棕 ‎ ‎ 色锈斑[Fe(OH)3失水的产物]，试用有关的电极反应式和化学方程式 ‎ 表示Fe(OH)3的生成过程 ‎ 、 、 .‎ 三、Fe2+和Fe3+的相互转化 ‎1．Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 ‎ - 9 -‎ ‎ Fe的化学性质：‎ ‎ Fe2+的化学性质：‎ ‎ Fe3+的化学性质：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎2．Fe3+与Fe2+的鉴别：‎ ‎（1）观察法：其溶液呈棕黄色者是Fe3+，呈浅绿色者是Fe2+‎ ‎（2）H2S法：通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析出者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。‎ ‎（3）KSCN法：加入或其它可溶性硫氰化物溶液，呈血红色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。Fe3++ SCN- = [Fe(SCN)]2+ ‎ ‎（4）苯酚法：加入苯酚溶液，呈紫者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。‎ ‎ Fe3++6C6H5OH → [Fe(C6H5O)6]3- + 6H+ ‎ ‎（5）碱液法：分别通入氨气或加入氨水或碱液，生成红褐色沉淀者是Fe3+，生成白色沉淀，并变为灰绿色，最终变成红褐色者是Fe2+。‎ ‎（6）淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝者Fe3+，无明显变化的是Fe2+。‎ ‎ 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2‎ ‎（7）铜片法：分别加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。 Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ ‎ ‎（8）KMnO4法：分别加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅的是Fe3+，颜色基本无变化的是Fe2+。‎ ‎ 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ +4H2O ‎[思考]（a）为提高生活用水的标准，自来水厂常用氯气和绿矾同时进行消毒， ‎ ‎ 净化改善水质，简述其原因 。‎ ‎ （b）在PH=4-5的环境中，Cu2+、Fe2+不生成沉淀，而Fe3+几乎完全沉淀。‎ ‎ 工业上制取CuCl2是将浓盐酸加热到80 0C左右，再缓缓加入粗氧 化 ‎ 铜（含杂质FeO），充分搅拌使之溶解，欲除去溶液中的杂质离子， ‎ ‎ - 9 -‎ ‎ 采取的措施可能是先在溶液中 ，再加 ， ‎ ‎ 调节PH为4-5后过滤。‎ ‎[思考]电子工业常用FeCl3溶液腐蚀铜制印刷线路板，反应为 ， ‎ ‎ 如何从腐蚀后的废液中回收铜并制得三氯化铁溶液，请设计一个方案。‎ ‎3．铁、铜及化合物的颜色 ‎ 红色：Fe2O3、[Fe(SCN)]2+、Fe(OH)3、Cu2O 、 Cu ‎ 黄色：Fe3+溶液、CuCl2、FeS2‎ ‎ 绿色：Fe2+溶液、FeSO4.7H2O 、Cu2(OH)2CO3、‎ ‎ 蓝色：Cu2+溶液、CuSO4.5H2O、 Cu(OH)2‎ ‎ 黑色：FeO、Fe3O4、FeS、Cu2S、CuS、Fe粉 白色：CuSO4、Fe(OH)2‎ 四、铁及铁的化合物之间的转化 ‎ ‎SCN-‎ 五、金属活动性及其的冶炼 ‎1．金属活动性 ‎ - 9 -‎ ‎ 注意：与酸反应：‎ ‎ K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb可以和非氧化性酸（盐酸、稀硫酸等）发生置换反应，生成氢气；与强氧化性酸（硝酸、浓硫酸等）也可以反应，但不是置换反应，没有氢气产生。‎ ‎ Cu Hg Ag Pt Au与非氧化性酸不反应；Cu Hg Ag与强氧化性酸（硝酸、浓硫酸等）也可以反应，但不是置换反应，没有氢气产生；‎ Pt Au只溶于王水。‎ 与碱反应：只有Al 、Zn可以和强碱反应，生成两性氢氧化物和氢气。‎ ‎2．金属的冶炼 ‎（1）自然界中的大多数金属以______态存在，少数不活泼金属能以________态存在。‎ ‎（2）从矿石中提取金属一般分三步，第一是________________‎ ‎ 第二是_____________________；第三是____________________.‎ ‎（3）炼的方法 ‎ 热分解法（适用于__________________________________）‎ ‎ 热还原法（适用于___________________________________）‎ ‎ 电解法（适用于_____________________________________）‎ ‎（4）湿法冶金：‎ ‎（5）对于废旧金属的最好的处理方法是_________。‎ ‎[典型例题]‎ 例1．请写出离子反应式（没离子反应式的写化学反应式）： ‎ ‎（1）FeO（或Fe2O3）与稀HNO3 ‎ Fe(OH)2露置在空气中 ‎ FeCl2与H2O2/H+ ‎ ‎（2）Fe2O3（或Fe(OH)3、）与氢碘酸 ‎ ‎ - 9 -‎ FeCl3与H2S ‎ 用FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体 ‎ FeCl3与硫氰化钾 ‎ ‎ 例2．Fe、Cu、FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液五种物质共同置于同一容器中，在下述情况下哪些能存在，哪些不能存在（不考虑阴离子）？‎ ‎（1）若反应后有Fe剩余，则容器里还可能有 ；除Fe剩余外，还有相当量的Fe2+，则还可能有 。‎ ‎（2）若反应后容器里有相当量Cu2+，则可能还有 ；若除Cu2+外，还有相当量Cu，则不可能有 ；若除Cu2+外，还有相当量Fe3+ ，则还可能有 。‎ ‎ 例3．下列离子组能在溶液中大量共存的是（　　）‎ ‎ (A) Mg2+ 、Fe3+ 、SO42- 、 I– 　 (B) Fe2+ 、 H+ 、 Cl– 、 NO3-‎ ‎ (C) Na+ 、 Fe3+ 、 HCO3- 、 Cl– (D) Mg2+ 、Fe3+ 、SO42- 、Cl–‎ ‎ 例4．在含ng硝酸的溶液里放入mg铁粉，假设有n/4g硝酸被还原，且放出的气体是NO，试回答：反应后溶液中的溶质是什么？并求出与溶质对应的n/m值。‎ ‎ 例5．在500mLCuSO4和Fe2(SO4)3的混合溶液中加入12.7g的铁粉，待完全反应后，得到16.8g残留固体。在滤液中加入400ml 4mol/L BaCl2溶液，恰好使溶液中的SO42+完全沉淀。求原混合液中CuSO4和Fe2(SO4)3的物质的量的浓度。‎ 课 后 练 习 ‎1．在Fe2O3和Fe的混合物中加入适量稀H2SO4，充分反应后生成FeSO4溶液，当生成的Fe2+和H2的质量比为112 : 1时，则混合物中Fe2O3和Fe的质量比为 （ ）‎ ‎ A． 1 : 2 B．10 : 7 C．20 : 7 D．40 : 21‎ ‎ - 9 -‎ ‎2．将20 g铁粉放入一定量的稀HNO3中，充分反应放出气体2.24 L（标况），铁粉有剩余，则剩余的物质的质量是 （ ）‎ ‎ A．14.4g B．11.6g C．8.8g D．3.2g ‎ ‎3．下列各组离子的溶液中，加入FeBr2晶体时，有两种离子的浓度能明显减小的是（ ）‎ ‎ A．K+、OH-、CO32- B．Na+、Ag+、NO3- ‎ ‎ C．K+、SO42-、S2- D．H+、Cu2+、NO3-‎ ‎4．在一种酸性溶液中可能存在NO3-、I-、Cl-、Fe3+中的一种或几种离子，向该溶液中加入溴水，单质溴被还原，由此可以推断，该溶液中 （ ）‎ ‎ A．含有I-，不能确定是否有Cl- B．含有NO3- ‎ ‎ C．含有NO3-、I-、Cl- D． 不含Fe3+、NO3- ‎ ‎5．下列铁的化合物和硝酸作用时，硝酸同时起两种作用的是 （ ）‎ ‎ A．FeO B．Fe2O3 C．Fe(OH)3 D．Fe(OH)2‎ ‎6．下列离子方程式书写正确的是 （ ）‎ ‎ A．醋酸与小苏打溶液反应：‎ ‎ B．铁粉投入FeCl3溶液中：‎ ‎ C．Al粉投入NaOH溶液中：‎ ‎ D．稀H2SO4与Ba(OH)2反应：‎ ‎7．下列反应的离子方程式正确的是 （ ）‎ ‎ A．硫酸亚铁酸性溶液中加入过氧化氢4Fe2++2H2O2+4H+＝4Fe3++4H2O ‎ B．氯化铝溶液通入过量氨水Al3++4OH-=AlO2-+2H2O ‎ C．碳酸钙溶于醋酸CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O＋CO2↑‎ ‎ D．次氯酸钙溶液中通入过量二氧化碳Ca2++2ClO-+H2O+CO2＝CaCO3↓+2HClO ‎8．下列各组离子能大量共存于同一溶液中，且加入过量NaOH溶液或少量稀H2SO4 ,都能产生白色沉淀的是 （ ）‎ ‎ A．Ba2+、Mg2+、NO3-、CO32+ B．Na+、Al3+、Cl-、AlO2-‎ ‎ C．K+、Ba2+、Cl-、HCO3- D．NH4+、Ba2+、Fe3+、Cl-‎ ‎9．将一定量Fe和Fe2O3的混合物投入250mL、1.8mol·L－1的HNO3溶液中，固体完全溶解后，在标准状况下生成1.12L的NO（HNO3还原后的产物假定仅此一种），再向反应后的溶液中加1mol·L－1NaOH溶液，若要使铁元素完全沉淀下来，所加入的NaOH溶液的体积最少应为 （ ）‎ ‎ A．400mL B．500 mL C．450 mL D．无法确定 ‎10．在标准状况下11.2 L氯气通入含0.5 mol FeBr2的溶液中发生反应的离子方程式是（ ）‎ ‎ A．2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl– B．2Br–＋Cl2=Br2＋2Cl–‎ ‎ C．2Fe2+＋2Br–＋2Cl2=2Fe3+＋Br2＋4Cl– D．2Fe2+＋4Br–＋3Cl2=2Fe3+＋2Br2＋6Cl–‎ ‎11．已知2Fe2+＋Br2=2Fe3+＋2Br–试写出在FeBr2溶液中通入少量氯气的离子方程式 ‎ 比较Fe3+与I–的还原性强弱,试举一个 ‎ 具体的反应式来说明 在FeI2溶液中通入少量氯气 ‎ 的离子方程式 往浅绿色的Fe ( NO3 )2溶液 ‎ 中逐滴加入稀盐酸时溶液的颜色应如何变化？　　　　　　　　反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎ - 9 -‎ ‎ 将Na2O2投入到FeCl2溶液中，可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎ 反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎12．某化学兴趣小组在空气中加热硫粉与铁粉的混合物制取FeS。现有浓H2SO4、浓HNO3‎ 稀HCl 、稀HNO3、FeCl3溶液、NH4SCN溶液，请用最简便可靠的实验方法检验残余 固体中是否含有少量的Fe2O3？‎ ‎13．已知X为和的混合物，取两份等质量的X样品进行下列实验：‎ 气体 X A B C X D E F ‎②‎ 过量CO ‎△完全反应 ‎①‎ 过量盐酸 ‎ ‎ ‎③‎ ‎ 固体 酸性溶液 无色气体 ‎ （1）写出①、②和③步所有反应的化学方程式；‎ ‎ （2）设从③步所得固体D的质量为，溶液E中只含有一种金属离子，气体F在标 准状况下体积为，试计算取用的每份X的质量和X中和的质量比。‎ ‎14．为使溶液中的三种阳离子A+、B2+、C3+　逐一沉淀分离，将含有A+、B2+、C3+　三种阳离 ‎ 子的溶液进行如下实验 A+‎ B2+‎ C3+‎ 白色沉淀 B2+、C3+‎ C3+‎ 沉淀 ‎ 足量HCl ‎ - 9 -‎ ‎ 过滤 通足量H2S ‎ 过滤 ‎ ‎ ‎ （1）C3+可能是Al3+或Fe3+吗？答　　　　　理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎ （2）B2+可能是Fe２+吗？答　　　　　理由：　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎15．今用铁粉和食盐为主要原料（水和和空气等不作限量）实验室制备一定量的Fe(OH)3可采用如下两种实验方案：‎ ‎ 首先：第（1）步2NaCl==2NaOH+H2+Cl2‎ ‎ 　　　　　　 第（2）步H2+Cl2==2 HCl ‎ 方案（Ⅰ）：Fe (3) + HCl Fe2+　 (4) + NaOH Fe(OH)2 (5) 露置空气中 Fe(OH)3‎ ‎ 方案（Ⅱ）Fe (3) + HCl Fe2+　 (4) + Cl2 Fe3+ (5) +NaOH Fe(OH)3‎ ‎ （1）请问上述哪一种方案比较节约时间？‎ ‎ （2）请问上述哪一种方案比较节约试剂？说明原因。‎ ‎ （3）原料相同，请设计一种步骤更少的方案。（以方程式表示）‎ ‎16．往2L CuSO4和Fe2(SO4)3混合溶液中加入30g纯铁粉，最后得到2L 0.25mol/L的FeSO4溶液以及26g固体沉淀物。求原混合液中CuSO4和Fe2(SO4)3的物质的量浓度。‎ ‎17．已知有关物质及离子的氧化性强弱顺序为：浓硫酸，现将30g铁粉（过量）与44mL浓硫酸在加热条件下充分反应，共收集到11.2L（标准状况下）气体，其质量为19.6g，试计算：‎ ‎ （1）浓硫酸的物质的量浓度 ‎ （2）反应后剩余铁粉的质量。‎ ‎ - 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