专题3.2.3,铁的重要化合物--高一化学人教版(必修1)

第三章 金属及其化合物 第二节 几种重要的金属化合物 第3课时 铁的重要化合物 一、铁的氧化物 铁的氧化物 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 ______ ______ ______ 价态 ______ ______ ______ 颜色、状态 黑色粉末 ______色粉末 ______晶体 在水中的溶解性 不溶于水,也不和水反应 与稀酸的反应生成相应的盐[来源学科网] FeO2H Fe2 H2O Fe2O36H 2Fe3 3H2O Fe3O48H 2Fe3 Fe24H2O 与CO的反应 FexOy yCOxFeyCO2 存在 不稳定,在空气中受热易被氧化成_____ 赤铁矿 磁铁矿 用途 红色油漆和涂料、炼铁原料 炼铁、磁性材料 二、铁的氢氧化物 FeOH2 FeOH3 颜色 _____色 _____色 溶解性 _____溶于水 _____溶于水 稳定性 在空气中易转化为_____ ___FeOH3_____ 与盐酸反应离子方程式 ___________________ ___________________ 制备 Fe2 2OH−FeOH2↓ Fe33OH−FeOH3↓ 转化 化学方程式 ______________________________ 现象 白色沉淀迅速变为 _______色,最终变为_______色 三、铁盐和亚铁盐的性质 l.Fe3检验的实验探究 实验操作 现象 解释 结论与应用 溶液的颜色______ Fe3 3SCN−FeSCN3 红色 含有Fe3的盐溶液遇到KSCN溶液时,变成_______;
可以利用该反应检验_______的存在[来源学。科。网][来源学科网ZXXK] [来源Zxxk.Com][来源学科网ZXXK] 溶液的颜色_______ 2.Fe3的氧化性 实验操作 实验现象 加适量铁粉振荡后,溶液变成_______色,再加KSCN溶液_______,再滴加氯水后,溶液变成_______ 离子方程式 ________________________ 结论 Fe3遇到较强的还原剂时,会被还原成_______;

Fe2在较强的氧化剂的作用下会被氧化成_______ 四、铜盐 1.物理性质 硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐溶于水;
铜绿的主要成分是__________,其难溶于水。

2.化学性质 1铜的化学性质_______,使用铜器皿比较安全。

2铜盐属于重金属盐,都有毒,原因是铜离子能与蛋白质作用,使蛋白质_______而失去生理活性。

【答案】一、FeO Fe2O3 Fe3O4 2 3 2、3 红 棕 黑色 Fe3O4 二、白 红褐 不 不 FeOH3 2 Fe2O3 3H2O FeOH2 2HFe22H2O FeOH3 3HFe33H2O 4FeOH2 O2 2H2O 4FeOH3 灰绿 红褐 三、1.变成红色 无明显变化 红色 Fe3 2.浅绿 不变红 红色 2Fe3Fe 3Fe2、2Fe2Cl22Fe32Cl− Fe2 Fe3 四、1.Cu2OH2CO3\ 2. 不活泼 变性 一、铁的氢氧化物的性质及制取 1.氢氧化铁和氢氧化亚铁的物质类别是不溶性碱,其主要化学性质为都能与酸反应生成盐和水,不稳定,受热易分解。

2.铁的氢氧化物的制取方法是相应盐和碱反应,制取氢氧化亚铁时,常得到红褐色沉淀是因为FeOH2极易被空气中的O2氧化成FeOH3,所以为了防止NaOH溶液加入时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入到FeSO4液面下,再挤出NaOH溶液。

二、Fe3、Fe2的检验 Fe2 Fe3 1观察法 浅绿色 棕黄色 2加碱法NaOH ①现象白色沉淀灰绿色红褐色沉淀 ②反应Fe22OH−FeOH2↓白色、4FeOH2O22H2O4FeOH3红褐色 ①现象红褐色沉淀 ②反应Fe33OH− FeOH3↓红褐色 3加盐法SCN− ①现象加入KSCN溶液无明显现象,再滴入氯水变成红色溶液 ②反应2Fe2Cl22Fe32Cl− Fe33SCN− FeSCN3红色 ①现象加入KSCN溶液,溶液变为红色 ②反应Fe33SCN−FeSCN3红色 三、铁及其化合物之间的转化“铁三角” 从Fe、Fe2和Fe3的结构可知Fe只有还原性,Fe3通常只有氧化性,Fe2既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应,才能实现不同价态铁的相互转化,我们把这个相互转化设计成三角形,常称为铁三角。

1Fe3的形成 由于Fe3的氧化性较强,要想生成Fe3,需要强氧化剂,通常有Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4H。

与Cl2反应2Fe2Cl22Fe32Cl−、2Fe3Cl22FeCl3;

与KMnO4反应5Fe28H5Fe3Mn24H2O。

2的形成 单质Fe的还原性较强,要想生成单质Fe,得需强还原剂,通常有Al、Zn、CO、H2。

Fe2ZnFeZn2;

FeOAlCO、H2FeAl2O3CO2、H2O ;

Fe2O3AlCO、H2FeAl2O3CO2、H2O。

3Fe2的形成 Fe2的氧化性、还原性都不强,所以,从Fe→Fe2,弱氧化剂即可,通常有S、H、Cu2、Fe3;
从Fe3→Fe2,能被Fe3氧化的还原剂有Fe、Cu、I−、S2−、HS−、SO2、。

A.→Fe2 Fe2HFe2H2↑;

FeCu2Fe2Cu湿法炼铜;

FeSFeS。

B.Fe3→Fe2 2Fe3Fe3Fe2据此反应,用Fe可除去Fe2溶液中的Fe3;
在FeSO4溶液中,常放少量铁粉,就是为了防止FeSO4被氧化;

2Fe3Cu2Fe2Cu2据此反应,可用FeCl3溶液腐蚀Cu来制线路板把一铜板粘在塑料板上,用油漆画出线路图,然后浸在FeCl3溶液中,Cu被FeCl3腐蚀,而用漆画过的线条留了下来,这就成了线路。

典例1 2017−2018学年上海杨浦高级中学高二上期末考试铁与下列物质反应的产物,能使 KSCN 溶液显红色的是 A.氯气 B.硫磺 C.稀硫酸 D.硫酸铜溶液 【答案】 A 【解析】本题考查的是铁及其化合物的性质,难度较小。能使硫氰化钾溶液显红色的产物含有铁离子。A.铁和氯气反应生成氯化铁,故正确;
B.铁和硫反应生成硫化亚铁,故错误;
C.铁和硫酸反应生成硫酸亚铁,故错误;
D.铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,故错误。故选A。

典例2 云南省腾冲市第八中学2017−2018学年高一上学期期末考试制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3Cu2FeCl2CuCl2。向盛有氯化铁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烧杯中 A.有铁无铜 B.有铜无铁 C.铁、铜都有 D.铁、铜都无 【答案】A 【解析】A、向FeCl3溶液中加入Fe和Cu,Fe还原性强于Cu,所以Fe先与FeCl3反应,若Fe反应完全,Cu再与FeCl3反应,所以不会出现有铁无铜的情形,故A错误;
B、当Fe反应完全,FeCl3少量,铜会有剩余,则可能出现有铜无铁的情形,故B正确;
C、若FeCl3量少,Fe也有可能有剩余,而此时Cu没有发生反应,则烧杯中铁、铜都有,故C正确;
D、若FeCl3量多,加入的铁和铜全部参加反应,都不会有剩余,故D正确。故选A。

典例3 1某化学兴趣小组利用下列试剂铁粉、锌粉、0.1 molL−1 FeCl3溶液、0.1 molL−1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,探究Fe2、Fe3的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。

①用所给试剂写出体现Fe2具有还原性的反应的化学方程式_________________________________。

②设计实验方案,完成下列表格。

探究内容 实验方案 实验现象 探究Fe3具有氧化性 取少量0.1 molL−1 FeCl3溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后,溶液颜色变为________。加入KSCN溶液后,溶液________ ③该兴趣小组为说明“Fe2具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为_________________________________________。

2某反应中反应物与生成物有Fe3、Mn2、H、、H2O和一种未知离子X,已知在反应中得到电子,则X离子是____________,该反应的离子方程式是____________________________。

3有一铁的氧化物样品,用5 molL−1的盐酸140 mL恰好完全溶解,所得溶液还能与通入的0.56 L氯气标准状况反应,使Fe2全部转化为Fe3,则此氧化物为________。

答案】 1①2FeCl2Cl22FeCl3 ②浅绿色 不变色 ③Fe2ZnZn2Fe 2Fe2 5Fe28HMn25Fe34H2O 3Fe5O7 【解析】1①在反应中Fe2作还原剂,体现其还原性,因此应选择氧化剂,所以选用氯水,反应为2FeCl2Cl22FeCl3。②向FeCl3溶液中加入铁粉,发生的反应为2Fe3Fe3Fe2,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。③向FeCl2的溶液中加入锌粉,离子反应为ZnFe2FeZn2。

2已知得电子,故是氧化剂,Mn2为还原产物,则题目提供的Fe3是氧化产物,故还原剂为Fe2。即X为Fe2。该反应中反应物为、Fe2和H,生成物为Mn2、Fe3和H2O,n∶nFe21∶5。

3nCl5 molL−10.14 L20.75 mol;
nH5 molL−10.14 L0.7 mol,所以,即该氧化物的化学式为Fe5O7。

K基础 1.下列关于铁矿石的说法正确的是 A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B.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 D.Fe3O4俗称铁红 2.下列关于Fe2和Fe3的叙述中,错误的是 A.Fe2的水溶液为浅绿色 B.Fe3的水溶液为黄色 C.Fe3具有氧化性,Fe2具有还原性 D.Fe3溶液中滴入含SCN−的溶液,立即出现红色沉淀 3.天津市六校2017−2018学年高一上学期期末联考下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是 A.Fe3O4