1、第三讲 铁及其化合物,一、铁 1铁的存在形态在地壳中铁的含量位于第 位，在自然界铁既有游离态(存在于陨石中)，也有化合态，主要化合价为 ，其 更稳定。 2铁的物理性质纯铁具有金属的共性，如具有 金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被 吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。,四,2、3,3价化合物,银白色,磁铁,3,2,铁化学性质活泼，为什么可以用铁罐贮存和运输浓H2SO4和浓HNO3? 提示 常温下铁与浓HNO3、浓H2SO4发生钝化，在铁的表面能形成一层稳定的致密的氧化物薄膜，阻止反应继续进行。,二、铁的重要化合物 1氧化物,黑色,红棕色,黑色,2,3,2，3,2.氢氧化物,白,红
2、褐,Fe(OH)3分别与足量的HCl、HI反应有何异同？提示 Fe(OH)3作为一种碱能与酸反应生成盐和水，但Fe3有较强的氧化性，若酸为还原性酸(如H2S、HI)则再发生氧化还原反应，故与HCl反应只是中和反应，而与HI反应的化学方程式如下：2Fe(OH)36HI=2FeI2I26H2O。,四个措施实验室制备氢氧化亚铁的防氧化措施(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气。(2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部，再慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。(4)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液，利用新产生的Fe2
3、与OH反应制取。,一个总结FeCl3溶液发生反应时的颜色变化向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后，溶液呈红色；FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀；向FeCl3溶液中通入H2S气体，生成淡黄色沉淀；向FeCl3溶液中加入几滴Na2S溶液，生成淡黄色沉淀，当加入的Na2S溶液过量时，又生成黑色沉淀；,向FeCl3溶液中加入过量Fe粉，溶液变成浅绿色； 将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变成蓝色； 向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液，溶液变成紫色； 将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3胶体。,问题征解如何由FeCl3晶体配制FeCl3溶液？如何由FeCl3溶液制
4、备FeCl3晶体？提示 由于Fe3水解能力较强，当pH4时，Fe3即可水解形成Fe(OH)3沉淀。在配制FeCl3溶液时，应先将固体盐溶于少量盐的酸中抑制Fe3水解，再加水稀释至所需浓度。在制备FeCl3固体时，溶液中FeCl3发生水解且生成HCl易挥发，为防止其水解，所以加热浓缩FeCl3稀溶液时应在HCl氛围中进行。,必考点21 “铁三角”及其重要应用 1“铁三角”中的转化关系,(2)物质制备,(3)除杂方法(括号内为杂质) Fe2(Fe3)：加过量铁粉过滤 FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2 FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤 Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2
5、)：加过量强碱溶液过滤 (4)盐溶液的保存 含Fe2的溶液： 加入少量铁粉(或铁钉、铁屑)，防止Fe2被氧化；加入少量相应的酸，防止Fe2水解Fe(NO3)2例外。 含Fe3的溶液： 加入少量相应的酸，防止Fe3水解。,【典例1】FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。(1)在FeCl3溶液中加入适量氢碘酸，发生反应的离子方程式为_。(2)工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气的条件下加热至300350 ，通入干燥的H2，而制得FeCl2。该反应的化学方程式为_。,反应(1)中，氢碘酸既表现了酸性，又表现了还原性 反应(3)中，HCl为氧化产物 上述三个反应中，FeCl2均为还原产物 (5)
6、请另写一个FeCl3转化成FeCl2的化学方程式：_ _。,解析 (1)Fe3有氧化性，I有还原性，它们可以发生氧化还原反应；(2)根据信息FeCl3转化为FeCl2，Fe的化合价降低，那么H的化合价必定升高，这样就可以写出化学反应方程式；(3)根据反应产物，可以确定为取代反应；(4)根据氧化还原反应概念，确定是正确的；(5)FeCl3转化为FeCl2，另一种物质必须是还原剂。,【应用1】常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O；2Fe3H2O2=2Fe2O22H，下列说法不正确的是 ( )。AH2O2的氧化性比Fe3强，其还原
7、性比Fe2强B在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降C在H2O2分解过程中，Fe2和Fe3的总量保持不变DH2O2生产过程要严格避免混入Fe2,答案 B,必考点22 Fe2和Fe3检验 1直接观察颜色Fe2溶液呈浅绿色，Fe3溶液呈棕黄色。 2利用显色反应(形成络离子),3利用Fe(OH)3沉淀的颜色4利用Fe3的氧化性,5利用Fe2的还原性,【典例2】(2013北京东城调研)一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后，将所得固体完全溶于稀盐酸，制得溶液A。(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是_。,(2)推测A中可能含有的金属阳离子：只有Fe3；只有Fe2；_。甲同学为探究溶液的组成，实验如下：,(3)乙
8、同学继续探究溶液A的组成。 查阅资料：16HCl2KMnO4=2KCl2MnCl25Cl28H2O 实验过程：另取少量溶液A于试管中，逐滴加入酸性KMnO4溶液，充分振荡，KMnO4溶液紫色褪去。 实验结论：_(填写字母序号)。 a可能有Fe2 b可能无Fe2 c一定有Fe2 根据你选择的实验结论，简述理由： _。,解析 Fe3可以和铁单质反应生成Fe2，Fe3只有氧化性，Fe2既有氧化性又有还原性，氯气具有强氧化性，与铁反应生成Fe3。将一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后所得固体完全溶于稀盐酸，假如铁粉剩余，在所得溶液中铁粉可以把Fe3还原为Fe2，所以在溶液中可能含有的金属阳离子为Fe3；Fe
9、2；Fe3和Fe2。在溶液中检验Fe3常使用KSCN溶液，若加入KSCN溶液后溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3；若不变红色，说明不含Fe3。,向溶液A中加入酸性高锰酸钾溶液时，酸性高锰酸钾可以氧化Fe2，也可以氧化Cl，故不能确定溶液中是否含有Fe2。,(3)a 因为还原性Fe2Cl，逐滴加入的酸性KMnO4溶液，先将Fe2氧化，而使KMnO4紫色褪去，故可能含有Fe2(或b 溶液中可能无Fe2，加入的酸性KMnO4溶液，将Cl氧化，而使KMnO4紫色褪去),(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。
10、(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。,【应用2】(2013哈尔滨模拟)向某晶体的溶液中加入Fe2的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现红色，由此得出下列的结论错误的是 ( )。AFe3的氧化性比溴的氧化性强B该晶体中一定含有SCNCFe2与SCN不能形成红色化合物DFe2被溴氧化成Fe3,解析 某晶体的溶液中没有与Fe2发生反应的离子，当加入溴水后，Fe2一定被氧化成Fe3，此时溶液出现红色，说明原晶体是含有SCN的盐，很明显判断出B、C、D均正确，在Br2与Fe2反应中，Fe3是氧化
11、产物，Br2是氧化剂，所以Br2的氧化性应比Fe3氧化性强。 答案 A,解题时要避免错误判断物质转化，应注意以下三点：(1)注意牢记一些重要的转化关系，在解题时寻找相似，确定范围，如“铝三角”、“铁三角”等；(2)注意对比总结，加深对实验过程的分析和对实验原理的理解，加深对物质的感性认识，提高应用实验分析问题、解决问题的能力；(3)注意读懂题目中的信息，并挖掘题目中隐含的信息。,试卷采样,当场指导 1铁是变价金属，通过铝热反应(X的单质与化合物A的反应)可以将铝及其化合物与铁及其化合物的相关知识囊括在框图中。像这类具有“联络功能”的反应有2Fe3Cu=2Fe2Cu2，可以将铁、铜及其化合物联系
12、在一起；4NaOHAlCl3=NaAl(OH)43NaCl，将钠、铝、氯元素及其化合物联系在一起；FeCl22NaOH=Fe(OH)22NaCl，将铁、钠及其化合物联系在一起。 2注意细致审题如(2)中要求写离子方程式写成了化学方程式。 3注意规范答题如(1)中的反应条件，(3)中的符号。,Hold住考向名师揭秘铁及其化合物因为性质的复杂多变而成为高考命题的热点。题型以笔答题为主，在选择题中也有涉及，试题以化工生产为背景，以丰富的流程分析和物质转化为特征，考查学生分析问题和解决问题的能力。2014年应高度重视。,(3)向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时
13、间后过滤，目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3 ()(2010江苏，10B) (4)相同条件下，溶液中Fe3、Cu2、Zn2的氧化性依次减弱 ()(2010江苏，8D),解析 A项，铁与稀硫酸反应，铁元素被氧化为2价，正确的离子方程式为Fe2H=Fe2H2；B项，磁性氧化铁中有三分之二的三价铁、三分之一的二价铁，故其正确的离子方程式为Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O；C项，因为硝酸具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，但该离子方程式没配平，各物质在离子方程式中的系数应分别为3、4、1、3、2、1；D项，三价铁离子具有强氧化性，能将铜氧化，自身被还原为二价铁离子，D正确。 答案
14、 D,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：.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；.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：KspFe(OH)34.01038回答下列问题：,(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为_ _； (2)过程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)过程中发生反应的化学方程式为_ _； (4)过程中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为_。(列式计算),解析 (2)加入铁屑可置换出铜，铁过量，固体为铁与铜的混合物
15、，要分离出铜应加入盐酸后过滤；(3)过程中亚铁离子生成Fe(OH)2，鼓入空气使Fe(OH)2转化成Fe(OH)3；(4)由Kspc(Fe3)c3(OH)，c(OH)KW/c(H)，可求得c(Fe3)。,2(2012课标，26)铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH的阴离子交换柱，使Cl和OH发生交换。交换完成后，流出溶液的OH用0.40 molL1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该
16、样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：_(列出计算过程)；,(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)n(Cl)12.1，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； (3)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_；,(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_。与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正
17、极材料，其电极反应为 _， 该电池总反应的离子方程式为_。,【常见考点】 有关铁及其化合物性质的实验探究 有关铁及其化合物制备的实验探究 有关铁及其化合物物质组成与推断的实验探究 【常考题型】 以非选择题为主,【样题1】 实验报告的补充与完善某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题：(1)除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是_。(2)请帮他们完成以下实验报告：实验目的：_。,试剂：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。 实验记录(划斜线部分不必填写)：,实验结论：Fe只有还原性，Fe3只有氧化性，Fe2既有氧化性，又有还原性。 联想发散： 简
18、述Fe2的检验方法：_ _。,将FeCl2溶液加热蒸干并灼烧，最后得到的固体物质是_，原因是_ _ _。,解析 检验Fe2的方法不止一种，例如在含有Fe2的溶液中加入NaOH溶液，可以生成白色的氢氧化亚铁沉淀，而氢氧化亚铁具有很强的还原性，少量氢氧化亚铁立即被溶解在水中的氧气氧化，使沉淀颜色变为灰绿色，然后逐渐被空气中的氧气氧化，直至完全转化成红褐色的氢氧化铁沉淀；,答案 (1)试管 (2)实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性 实验记录：Cl22Fe2=2Cl2Fe3 Fe2具有氧化性 铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色 在FeCl3溶液中加入铜片 联想发散：取适量待测液于试管中，滴加
19、少量KSCN溶液，无红色出现，向混合液中滴入少量氯水，溶液变为红色，则证明有Fe2(或其他合理答案),Fe2O3 在FeCl2溶液中存在平衡FeCl22H2OFe(OH)22HCl，加热时，HCl挥发，平衡右移，生成的氢氧化亚铁很快被氧化成氢氧化铁，灼烧时氢氧化铁分解生成Fe2O3,【例题】 多角度探究Fe(OH)2的制备由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：Fe22OH=Fe(OH)2成功关键：溶液中不含Fe3和O2等氧化性物质。制备过程中，保证生成的Fe(O
20、H)2在密闭的隔绝空气的体系中。下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是_(填序号)。,解析 因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。、原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；的原理为铁作阳极产生Fe2，与电解水产生的OH结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。 答案 ,
