版高考化学一轮复习 专题3 金属及其化合物 3 铁、铜的获取及应用课件 苏教版-苏教版高三全册化学课件

1、第三单元铁、铜的获取及应用1.1.铁的主要性质及工业炼铁铁的主要性质及工业炼铁(a(a、b)b)(1)(1)铁的物理性质铁的物理性质颜色状态颜色状态导电、导热导电、导热性、延展性性、延展性特性特性地壳含量地壳含量及存在形式及存在形式_色色固体固体良好良好被磁铁被磁铁吸引吸引占第占第_位位, ,主要以主要以_存在存在银白银白4 4化合态化合态(2)(2)铁的化学性质铁的化学性质铁元素性质活泼铁元素性质活泼, ,单质有较强的还原性单质有较强的还原性, ,主要化合价为主要化合价为+2+2价和价和+3+3价。价。与非金属单质的反应与非金属单质的反应化学方程式化学方程式与与S S反应反应_与与I I2

2、2反应反应_与与O O2 2反应反应_与与ClCl2 2反应反应2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 2FeCl 2FeCl3 3Fe+S FeSFe+S FeSFe+IFe+I2 2 FeI FeI2 23Fe+2O3Fe+2O2 2 Fe Fe3 3O O4 4=点燃点燃=点燃点燃=与水的反应与水的反应常温下铁与水不反应常温下铁与水不反应, ,在高温条件下与水蒸气反应在高温条件下与水蒸气反应: :3Fe+4H3Fe+4H2 2O(g) FeO(g) Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2。高温高温=与酸的反应与酸的反应酸酸化学方程式或现象化学方程式或现象稀硫酸稀硫酸Fe+HFe+H2 2S

3、OSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 2稀稀硝硝酸酸FeFe不足不足Fe+4HNOFe+4HNO3 3=Fe(NO=Fe(NO3 3) )3 3+NO+2H+NO+2H2 2O OFeFe过量过量3Fe+8HNO3Fe+8HNO3 3=3Fe(NO=3Fe(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O浓硝酸、浓硝酸、浓硫酸浓硫酸常温下常温下_钝化钝化与某些盐溶液的反应与某些盐溶液的反应a.a.与与CuSOCuSO4 4溶液反应的离子方程式溶液反应的离子方程式:_:_。b.b.与与FeClFeCl3 3溶液反应的离子方程式溶液反应的离子方程式:_:_。Fe+CuFe

4、+Cu2+2+=Fe=Fe2+2+Cu+CuFe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe=3Fe2+2+(3)(3)铁的冶炼铁的冶炼设备设备炼炼 铁铁 高高 炉炉原料原料_反应反应原理原理_、_铁矿石、焦炭、空气、石灰石铁矿石、焦炭、空气、石灰石C+OC+O2 2 CO CO2 2、C+COC+CO2 2 2CO 2COFeFe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2点燃点燃=高温高温=炉渣炉渣形成形成_产品产品含碳含碳2%2%4.5%4.5%的的_,_,进一步炼制进一步炼制, ,可得到含碳可得到含碳0.03%0.03%2%2%的钢的钢CaCOCaCO3 3 CaO

5、+CO CaO+CO2 2、CaO+SiOCaO+SiO2 2 CaSiO CaSiO3 3生铁生铁高温高温=高温高温=2.2.铁的化合物铁的化合物(a(a、b)b)(1)(1)铁的氧化物铁的氧化物化学式化学式FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4俗名俗名_磁性氧化铁磁性氧化铁颜色状态颜色状态_色粉末色粉末_色色粉末粉末黑色晶体黑色晶体( (有磁性有磁性) )溶解性溶解性难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水铁红铁红黑黑红棕红棕化学式化学式FeOFeOFeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4铁的化合价铁的化合价_与与H H+ +反应的反应的离子方

6、程式离子方程式_FeFe3 3O O4 4+8H+8H+ += = FeFe2+2+2Fe+2Fe3+3+ +4H4H2 2O O+2+2+3+3+2+2、+3+3FeO+2HFeO+2H+ +=FeFe2+2+H+H2 2O OFeFe2 2O O3 3+6H+6H+ +=2Fe2Fe3+3+3H+3H2 2O O(2)(2)铁的氢氧化物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_与盐酸与盐酸反应反应_Fe(OH)Fe(OH)3 3+3H+3H+ +=FeFe3+3+3H+3H2 2O O受热分受热分解解_ _ _白色固体白色固体红褐色固体红

7、褐色固体Fe(OH)Fe(OH)2 2+2H+2H+ +=FeFe2+2+2H+2H2 2O O2Fe(OH)2Fe(OH)3 3FeFe2 2O O3 3+3H+3H2 2O O=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可溶性亚铁盐与碱反应应:_:_可溶性铁盐与碱反可溶性铁盐与碱反应应:_:_二者的二者的关系关系空气中空气中,Fe(OH),Fe(OH)2 2能够非常迅速地被氧气氧能够非常迅速地被氧气氧化成化成Fe(OH)Fe(OH)3 3, ,现象是白色沉淀迅速变成现象是白色沉淀迅速变成_色色, ,最后变成最后变成_色色, ,化学方程

8、式为化学方程式为_FeFe2+2+2OH+2OH- -=Fe(OH)Fe(OH)2 2FeFe3+3+3OH+3OH- -=Fe(OH)Fe(OH)3 3灰绿灰绿红褐红褐4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 3(3)(3)铁盐和亚铁盐铁盐和亚铁盐亚铁盐亚铁盐: :含有含有FeFe2+2+的溶液呈的溶液呈_色色, ,既有氧化性既有氧化性, ,又有还原性。又有还原性。a.a.氧化性氧化性:Fe:Fe2+2+与与ZnZn反应的离子方程式反应的离子方程式: :Zn+FeZn+Fe2+2+=_=_。浅绿浅绿Fe+ZnFe+Zn2+2+b

9、.b.还原性还原性2Fe2Fe2+2+Cl+Cl2 2=_=_。MnMn +5Fe+5Fe2+2+8H+8H+ +=_=_。2Fe2Fe3+3+2Cl+2Cl- -5Fe5Fe3+3+Mn+Mn2+2+4H+4H2 2O O铁盐铁盐: :a.a.氧化性氧化性: :含含FeFe3+3+的溶液呈的溶液呈_色色,Fe,Fe3+3+具有较强的氧化性。具有较强的氧化性。2Fe2Fe3+3+Fe=_+Fe=_。2Fe2Fe3+3+2I+2I- -=_=_。2Fe2Fe3+3+H+H2 2S=_S=_。黄黄3Fe3Fe2+2+I I2 2+2Fe+2Fe2+2+2Fe2Fe2+2+S+2H+S+2H+ +b

10、.b.特性特性: :含有含有FeFe3+3+的盐溶液遇到的盐溶液遇到_时变成红色。时变成红色。c.FeClc.FeCl3 3易水解易水解: :将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为化学方程式为_。KSCNKSCNFeClFeCl3 3+3H+3H2 2O Fe(OH)O Fe(OH)3 3( (胶体胶体)+3HCl)+3HCl=FeFe2+2+、FeFe3+3+的相互转化的相互转化: :FeFe2+2+ Fe Fe3+3+上述转化关系中标号反应的离子方程式为上述转化关系中标号反应的离子方程式为a. _;a. _;b. _b. _c. _c. _。2Fe2F

11、e2+2+Cl+Cl2 2=2Fe=2Fe3+3+2Cl+2Cl- -2Fe2Fe3+3+Fe=3Fe+Fe=3Fe2+2+; ;2Fe2Fe3+3+Cu=2Fe+Cu=2Fe2+2+Cu+Cu2+2+【典例精析典例精析】【典例典例1 1】将将a ga g铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中充分反应后中充分反应后, ,固体无剩余固体无剩余, ,测得参加反应的测得参加反应的HClHCl为为0.08 mol,0.08 mol,放出标准状况下的气体放出标准状况下的气体0.224 L,0.224 L,已知氧化性已知氧化性FeFe3+3+大于大于H H+ +。则下列判断中正

12、确的是。则下列判断中正确的是( () )A.A.原混合物中原混合物中n(Fe)n(Fen(Fe)n(Fe2 2O O3 3)=21)=21B.B.向溶液中滴入向溶液中滴入KSCNKSCN溶液溶液, ,显红色显红色C.C.无法计算原混合物的质量无法计算原混合物的质量D.D.此时溶液中此时溶液中FeFe2+2+和和FeFe3+3+的物质的量之比为的物质的量之比为3131【解题思路解题思路】根据化学方程式根据化学方程式Fe+2HCl=FeClFe+2HCl=FeCl2 2+H+H2 2中中H H2 2的量来计算出的量来计算出FeFe和和HClHCl的量的量, ,再由再由FeFe2 2O O3 3+6

13、HCl=2FeCl+6HCl=2FeCl3 3+3H+3H2 2O O 算出算出FeFe2 2O O3 3和和FeClFeCl3 3的量的量, ,由由题目数据计算这个反应中消耗的题目数据计算这个反应中消耗的HClHCl的量的量, ,得出得出n(FeCln(FeCl3 3) )、n(Fen(Fe2 2O O3 3),),最后由最后由Fe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe=3Fe2+2+中中, ,根据铁离子的根据铁离子的量算出消耗量算出消耗FeFe的量即可。的量即可。【解析解析】选选A A。因为。因为FeFe3+3+和和H H+ +的氧化性强弱顺序为的氧化性强弱顺序为FeFe3+3+ H H+

14、+, ,所以当产生氢气时所以当产生氢气时,Fe,Fe3+3+已经全部被还原为已经全部被还原为FeFe2+2+, ,故向故向溶液中滴入溶液中滴入KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液不变红溶液不变红, ,故故B B、D D错误错误; ;根据化根据化学方程式学方程式Fe+2HCl=FeClFe+2HCl=FeCl2 2+H+H2 2中中H H2 2的量来计算出的量来计算出FeFe和和HClHCl的物质的量分别是的物质的量分别是n(Fe)=0.01 mol, n(HCl)= n(Fe)=0.01 mol, n(HCl)= 0.02 mol,0.02 mol,由由FeFe2 2O O3 3+6HCl=2F

15、eCl+6HCl=2FeCl3 3+3H+3H2 2O O算出算出FeFe2 2O O3 3和和FeClFeCl3 3的量的量, ,由题目可知由题目可知, ,这个反应中消耗的这个反应中消耗的HClHCl的量为的量为0.08 mol-0.02 mol=0.06 mol,0.08 mol-0.02 mol=0.06 mol,得出得出n(FeCln(FeCl3 3)=)=0.02 mol,n(Fe0.02 mol,n(Fe2 2O O3 3)=0.01 mol,)=0.01 mol,在反应在反应Fe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe=3Fe2+2+中中, ,根据根据FeFe3+3+的量的量0.02

16、 mol0.02 mol算出消耗算出消耗FeFe的量为的量为0.01 mol,0.01 mol,故故A A正确正确,C,C错误。错误。【考题变式考题变式】若将本题中的混合物在若将本题中的混合物在COCO气体中加热并气体中加热并充分冷却充分冷却, ,最后可得到固体的质量是多少最后可得到固体的质量是多少? ?提示提示: :2.24 g2.24 g。反应后铁元素已经全部被还原为。反应后铁元素已经全部被还原为FeFe2+2+, ,即即FeClFeCl2 2, ,根据消耗的根据消耗的HClHCl为为0.08 mol,0.08 mol,可知混合物中铁元素可知混合物中铁元素的物质的量为的物质的量为0.04

17、mol0.04 mol。根据元素守恒。根据元素守恒, ,混合物在混合物在COCO气气体中加热并充分冷却体中加热并充分冷却, ,最后可得到固体最后可得到固体FeFe的物质的量是的物质的量是0.04 mol0.04 mol。质量为。质量为2.24 g2.24 g。【典例典例2 2】下图中下图中, ,固体固体A A是铁锈的主要成分。是铁锈的主要成分。请回答请回答: :(1)(1)白色沉淀白色沉淀E E的化学式的化学式_。(2)(2)写出写出ABAB的化学方程式的化学方程式_。(3)(3)写出写出CDCD在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式_。【解析解析】铁锈的主要

18、成分是铁锈的主要成分是FeFe2 2O O3 3,Fe,Fe2 2O O3 3在高温下被在高温下被COCO还还原成原成Fe,Fe,反应的化学方程式为反应的化学方程式为FeFe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2。FeFe在加热条件下和氯气反应生成在加热条件下和氯气反应生成FeClFeCl3 3。FeClFeCl3 3具有强氧具有强氧化性化性, ,能够把能够把SOSO2 2氧化成氧化成H H2 2SOSO4 4, ,自身被还原成自身被还原成FeClFeCl2 2, ,反应反应的离子方程式为的离子方程式为2Fe2Fe3+3+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=

19、2FeO=2Fe2+2+ +4H+ +4H+ +。生成的生成的 和和BaClBaCl2 2溶液中的溶液中的BaBa2+2+反应生成反应生成BaSOBaSO4 4沉淀。沉淀。高温高温=24SO24SO答案答案: :(1)BaSO(1)BaSO4 4(2)Fe(2)Fe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2(3)SO(3)SO2 2+2H+2H2 2O+2FeO+2Fe3+3+=2Fe=2Fe2+2+ +4H+ +4H+ +24SO高温高温=【强化训练强化训练】1.1.判断下列叙述的正误判断下列叙述的正误( (正确的打正确的打“”“”, ,错误的打错误的打“”)”

20、)(1)(1)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性。铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性。( () )提示提示: :。(2)Fe(2)Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生, ,说明说明FeFe与与两种酸均发生置换反应。两种酸均发生置换反应。( () )提示提示: :。FeFe与稀硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铁和与稀硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铁和NO,NO,不是置换反应。不是置换反应。(3)Fe(3)Fe在足量在足量ClCl2 2中燃烧生成中燃烧生成FeClFeCl3 3, ,在少量在少量ClCl2 2中燃烧生中燃烧生成成FeClFeCl2 2。 (

21、 () )提示提示: :。FeFe在在ClCl2 2中燃烧只能生成中燃烧只能生成FeClFeCl3 3, ,无无FeClFeCl2 2生成生成。(4)(4)常温下常温下, ,将铁片浸入足量浓硫酸中将铁片浸入足量浓硫酸中, ,铁片不溶解铁片不溶解, ,说说明常温下明常温下, ,铁与浓硫酸不发生化学反应。铁与浓硫酸不发生化学反应。 ( () )提示提示: :。常温下。常温下, ,铁片在浓硫酸中发生钝化铁片在浓硫酸中发生钝化, ,生成一层生成一层致密的氧化膜致密的氧化膜, ,为化学反应。为化学反应。(5)(5)铁表面自然形成的氧化层能保护内层不被空气氧化铁表面自然形成的氧化层能保护内层不被空气氧化。

22、( () )提示提示: :。铁表面自然形成的氧化层为氧化铁。铁表面自然形成的氧化层为氧化铁, ,比较疏比较疏松松, ,不能保护内层不被空气氧化。不能保护内层不被空气氧化。2.2.把把22.4 g22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中, ,若反应只若反应只收集到收集到0.3 mol NO0.3 mol NO2 2和和0.2 mol NO,0.2 mol NO,下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.反应后生成的盐只为反应后生成的盐只为Fe(NOFe(NO3 3) )3 3B.B.反应后生成的盐只为反应后生成的盐只为Fe(NOFe(NO3 3) )2 2C

23、.C.反应后生成的盐为反应后生成的盐为Fe(NOFe(NO3 3) )3 3和和Fe(NOFe(NO3 3) )2 2, ,其物质的量之其物质的量之比为比为1313D.D.反应后生成的盐为反应后生成的盐为Fe(NOFe(NO3 3) )3 3和和Fe(NOFe(NO3 3) )2 2, ,其物质的量之其物质的量之比为比为3131【解析解析】选选C C。n(Fe)= =0.4 mol,Fen(Fe)= =0.4 mol,Fe在反应的在反应的过程中失去的电子数应介于过程中失去的电子数应介于0.8 mol(0.8 mol(此时只产生此时只产生FeFe2+2+) )和和1.2 mol(1.2 mol(

24、此时只产生此时只产生FeFe3+3+) )之间之间, ,又产生又产生0.3 mol NO0.3 mol NO2 2和和0.2 mol NO,0.2 mol NO,即反应过程中硝酸得电子物质的量为即反应过程中硝酸得电子物质的量为0.3 mol0.3 mol(5-4)+0.2 mol(5-4)+0.2 mol(5-2)=0.9 mol,(5-2)=0.9 mol,产物既有产物既有Fe(NOFe(NO3 3) )3 3又有又有Fe(NOFe(NO3 3) )2 2, ,设前者的物质的量为设前者的物质的量为x,x,后者的物后者的物122.4 g56 g mol质的量为质的量为y,y,则由铁原子守恒可得

25、则由铁原子守恒可得x+y=0.4 mol,x+y=0.4 mol,由得失由得失电子守恒得电子守恒得3x+2y=0.9 mol,3x+2y=0.9 mol,解得解得x=0.1 mol,y=0.3 molx=0.1 mol,y=0.3 mol。3.(3.(高考试题改编高考试题改编) )下列各图示中能较长时间看到下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)Fe(OH)2 2白色沉淀的是白色沉淀的是_(_(填序号填序号) )。世纪金世纪金榜导学号榜导学号【解析解析】因为因为Fe(OH)Fe(OH)2 2在空气中很容易被氧化为红褐色在空气中很容易被氧化为红褐色的的Fe(OH)Fe(OH)3 3, ,即即4Fe

26、(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 3, ,因此要较因此要较长时间看到长时间看到Fe(OH)Fe(OH)2 2白色沉淀白色沉淀, ,就要排除装置中的氧气或就要排除装置中的氧气或空气。、原理一样空气。、原理一样, ,都是先用氢气将装置中的空气都是先用氢气将装置中的空气排尽排尽, ,并使生成的并使生成的Fe(OH)Fe(OH)2 2处在氢气的保护中处在氢气的保护中; ;的原理的原理为铁作阳极产生为铁作阳极产生FeFe2+2+, ,与电解水产生的与电解水产生的OHOH- -结合生成结合生成Fe(OH)Fe(OH)2 2, ,且液面用汽油

27、保护且液面用汽油保护, ,能防止空气进入能防止空气进入; ;中液面中液面加苯阻止了空气进入加苯阻止了空气进入; ;由于带入空气中的氧气由于带入空气中的氧气, ,能迅能迅速将速将Fe(OH)Fe(OH)2 2氧化氧化, ,因而不能较长时间看到白色沉淀。因而不能较长时间看到白色沉淀。答案答案: :4.4.某小组在验证反应某小组在验证反应“Fe+2AgFe+2Ag+ +=Fe=Fe2+2+2Ag”+2Ag”的实验的实验中检测到中检测到FeFe3+3+, ,发现和探究过程如下。发现和探究过程如下。向硝酸酸化的向硝酸酸化的0.05 molL0.05 molL-1-1硝酸银溶液硝酸银溶液(pH2)(pH2

28、)中加入中加入过量铁粉过量铁粉, ,搅拌后静置搅拌后静置, ,烧杯底部有黑色固体烧杯底部有黑色固体, ,溶液呈黄溶液呈黄色。色。(1)(1)检验产物检验产物取出少量黑色固体取出少量黑色固体, ,洗涤后洗涤后,_(,_(填操作填操作和现象和现象),),证明黑色固体中含有证明黑色固体中含有AgAg。取上层清液取上层清液, ,滴加滴加K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 溶液溶液, ,产生蓝色沉淀产生蓝色沉淀, ,说说明溶液中含有明溶液中含有_。(2)(2)针对针对“溶液呈黄色溶液呈黄色”, ,甲认为溶液中有甲认为溶液中有FeFe3+3+, ,乙认为乙认为铁粉过量时不可能有铁粉过量时不可能有F

29、eFe3+3+, ,乙依据的原理是乙依据的原理是_( (用离子方程式表示用离子方程式表示) )。针对两种观点继续实验。针对两种观点继续实验:取上层清液取上层清液, ,滴加滴加KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液变红溶液变红, ,证实了甲的猜证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生测。同时发现有白色沉淀产生, ,且溶液颜色深浅、沉淀且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关量多少与取样时间有关, ,对比实验记录如下对比实验记录如下: :序号序号取样时取样时间间/min/min现象现象3 3产生大量白色沉淀产生大量白色沉淀; ;溶液呈红色溶液呈红色3030产生白色沉淀产生白色沉淀; ;较较3 min3

30、min时量少时量少; ;溶液红色较溶液红色较3 min3 min时加深时加深120120产生白色沉淀产生白色沉淀; ;较较30 min30 min时量少时量少; ;溶液红色较溶液红色较30 min30 min时变浅时变浅( (资料资料:Ag:Ag+ +与与SCNSCN- -生成白色沉淀生成白色沉淀AgSCN)AgSCN)对对FeFe3+3+产生的原因作出如下假设产生的原因作出如下假设: :假设假设a:a:可能是铁粉表面有氧化层可能是铁粉表面有氧化层, ,能产生能产生FeFe3+3+; ;假设假设b:b:空气中存在空气中存在O O2 2, ,由于由于_(_(用离子方程用离子方程式表示式表示),)

31、,可产生可产生FeFe3+3+;假设假设c:c:酸性溶液中酸性溶液中 具有氧化性具有氧化性, ,可产生可产生FeFe3+3+; ;假设假设d:d:根据根据_现象现象, ,判断溶液中存在判断溶液中存在AgAg+ +, ,可产生可产生FeFe3+3+。3NO下列实验下列实验可证实假设可证实假设a a、b b、c c不是产生不是产生FeFe3+3+的主要的主要原因。原因。实验实验可证实假设可证实假设d d成立。成立。实验实验:向硝酸酸化的向硝酸酸化的_溶液溶液(pH2)(pH2)中加入过中加入过量铁粉量铁粉, ,搅拌后静置搅拌后静置, ,不同时间取上层清液滴加不同时间取上层清液滴加KSCNKSCN溶

32、溶液液,3 min,3 min时溶液呈浅红色时溶液呈浅红色,30 min,30 min后溶液几乎无色。后溶液几乎无色。实验实验:装置如图。其中甲溶液是装置如图。其中甲溶液是_,_,操作及现操作及现象是象是_。【解析解析】(1)(1)黑色固体中含有过量铁黑色固体中含有过量铁, ,如果同时含有如果同时含有银银, ,则可以加入则可以加入HClHCl或或H H2 2SOSO4 4溶解溶解Fe,Fe,而银不溶解。而银不溶解。K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 是检验是检验FeFe2+2+的试剂的试剂, ,所以产生蓝色沉淀说所以产生蓝色沉淀说明含有明含有FeFe2+2+。(2)(2)过量铁粉与过量

33、铁粉与FeFe3+3+反应生成反应生成FeFe2+2+, ,即即Fe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe=3Fe2+2+。O O2 2氧化氧化FeFe2+2+反应为反应为4Fe4Fe2+2+O+O2 2+4H+4H+ +=4Fe=4Fe3+3+2H+2H2 2O O。实验。实验的目的是证实的目的是证实假设假设a a、b b、c c非主要原因非主要原因, ,可以从后续现象中看出。可以从后续现象中看出。FeFe3+3+在在30 min30 min时几乎完全消失时几乎完全消失, ,故应使故应使a a、b b、c c、中变量全、中变量全部存在部存在, ,即溶液中只需不存在即溶液中只需不存在AgAg+

34、+, ,此时此时FeFe3+3+可被过量铁可被过量铁粉还原为粉还原为FeFe2+2+。故初始时加入。故初始时加入Fe(NOFe(NO3 3) )3 3溶液溶液, ,随时间进行随时间进行, ,可看到可看到FeFe3+3+浓度逐渐降低的实验现象。浓度逐渐降低的实验现象。实验实验是为了证实是为了证实AgAg+ +可能将可能将FeFe2+2+氧化为氧化为FeFe3+3+, ,故甲溶液故甲溶液必为必为FeFe2+2+溶液。由于溶液。由于 的影响已被实验的影响已被实验排除排除, ,为了为了避免其他阴离子干扰避免其他阴离子干扰, ,可选用可选用Fe(NOFe(NO3 3) )2 2。在原电池结构。在原电池结

35、构中中,Ag,Ag+ +将将FeFe2+2+氧化为氧化为FeFe3+3+, ,电流表应有偏转。为证实电流表应有偏转。为证实FeFe3+3+产生产生, ,应在电流表偏转后向左池加入应在电流表偏转后向左池加入KSCNKSCN验证。验证。3NO答案答案: :(1)(1)加入足量稀盐酸加入足量稀盐酸( (或稀硫酸或稀硫酸) )酸化酸化, ,固体未完固体未完全溶解全溶解FeFe2+2+(2)Fe+2Fe(2)Fe+2Fe3+3+=3Fe=3Fe2+2+4Fe4Fe2+2+O+O2 2+4H+4H+ +=4Fe=4Fe3+3+2H+2H2 2O O生成白色沉淀生成白色沉淀Fe(NOFe(NO3 3) )3

36、 3Fe(NOFe(NO3 3) )2 2当电流表指针偏转时当电流表指针偏转时, ,向左侧甲向左侧甲溶液中加入溶液中加入KSCNKSCN溶液溶液; ;溶液变红溶液变红【归纳总结归纳总结】1.1.防氧化是制备防氧化是制备Fe(OH)Fe(OH)2 2的关键的关键(1)(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸将配制溶液的蒸馏水煮沸, ,驱除溶液中的氧气。驱除溶液中的氧气。(2)(2)将盛有将盛有NaOHNaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部溶液底部, ,并慢慢挤出并慢慢挤出NaOHNaOH溶液。溶液。(3)(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气在亚铁盐溶液上面充入保护气

37、, ,如如H H2 2、N N2 2、稀有气体、稀有气体等。等。(4)(4)在亚铁盐溶液上面加保护层在亚铁盐溶液上面加保护层, ,如苯、植物油等。如苯、植物油等。 (5)(5)用用FeFe作阳极作阳极, ,石墨作阴极石墨作阴极, ,电解电解NaOHNaOH溶液溶液, ,利用新产利用新产生的生的FeFe2+2+与与OHOH- -反应制取。反应制取。2.2.数轴法分析铁与稀硝酸反应的产物数轴法分析铁与稀硝酸反应的产物一是明确哪种物质过量一是明确哪种物质过量, ,二是根据两种物质的量分析讨二是根据两种物质的量分析讨论判断论判断, ,根据反应方程式根据反应方程式: :(1)HNO(1)HNO3 3过量

38、过量:Fe+4HNO:Fe+4HNO3 3( (稀稀)=Fe(NO)=Fe(NO3 3) )3 3+NO+2H+NO+2H2 2O,O,铁铁元素的存在形式为元素的存在形式为FeFe3+3+。(2)Fe(2)Fe过量过量: 3Fe+8HNO: 3Fe+8HNO3 3( (稀稀)=3Fe(NO)=3Fe(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O,O,铁元素的存在形式为铁元素的存在形式为FeFe2+2+。(3)(3)用数轴表示用数轴表示: :(4)(4)解题时需注意量的范围解题时需注意量的范围: : 产物产物结论结论Fe(NOFe(NO3 3) )3 3HNOHNO3 3可能有剩余

39、可能有剩余Fe(NOFe(NO3 3) )2 2FeFe可能有剩余可能有剩余在在 之间之间Fe(NOFe(NO3 3) )3 3和和Fe(NOFe(NO3 3) )2 2FeFe和和HNOHNO3 3都反应完全都反应完全3n Fen HNO14381438考点考点2:2:铁的转化及铁的转化及FeFe2+2+、FeFe3+3+的检验的检验 1.“1.“铁三角铁三角”及应用及应用(c)(c)(1)(1)铁的转化关系铁的转化关系 (2)“ (2)“铁三角铁三角”转化关系的应用转化关系的应用判断离子能否共存判断离子能否共存 盐溶液的配制与保存盐溶液的配制与保存2.Fe2.Fe2+2+、FeFe3+3+

40、的检验方法的检验方法(c)(c)(1)(1)用用KSCNKSCN溶液和氯水溶液和氯水(2)(2)用用NaOHNaOH溶液溶液(3)(3)含含FeFe2+2+、FeFe3+3+的混合溶液中的混合溶液中FeFe3+3+、FeFe2+2+的检验的检验(4)Fe(4)Fe2+2+的特征检验方法的特征检验方法溶液溶液 产生蓝色沉淀产生蓝色沉淀, ,说明溶液中含有说明溶液中含有FeFe2+2+,3Fe,3Fe2+2+2Fe(CN)+2Fe(CN)6 6 3-3-=Fe=Fe3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 2 23.3.含含FeFe2+2+、FeFe3+3+的除杂问题的除杂问题(c)(c)主要成分主要

41、成分杂质杂质除杂方法除杂方法FeClFeCl3 3(aq)(aq)FeClFeCl2 2(aq)(aq)加入氯水或加入氯水或H H2 2O O2 2FeClFeCl2 2(aq)(aq)FeClFeCl3 3(aq)(aq)加过量铁粉后过滤加过量铁粉后过滤FeClFeCl2 2(aq)(aq)CuClCuCl2 2(aq)(aq)加过量铁粉后过滤加过量铁粉后过滤4.4.溶液中溶液中FeFe2+2+、FeFe3+3+的除去方法的除去方法(c)(c)(1)(1)原理原理:Fe:Fe3+3+、FeFe2+2+完全生成氢氧化物沉淀时完全生成氢氧化物沉淀时, ,溶液的溶液的pHpH分别为分别为pH3.7

42、pH3.7、pH9.6pH9.6。(2)(2)步骤步骤: :除去溶液中的除去溶液中的FeFe3+3+时时, ,一般是加入能与酸反应的物质一般是加入能与酸反应的物质( (但不能引入新的杂质但不能引入新的杂质),),使溶液的使溶液的pHpH至至3 34,4,使使FeFe3+3+水解水解生成生成Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀而除去。沉淀而除去。除去溶液中的除去溶液中的FeFe2+2+时时, ,先加入先加入H H2 2O O2 2( (或其他氧化剂或其他氧化剂, ,但不但不引入新杂质引入新杂质) )使使FeFe2+2+转化为转化为FeFe3+3+, ,然后调节溶液的然后调节溶液的pHpH至至3 3

43、4,4,使使FeFe3+3+水解生成水解生成Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀而除去。沉淀而除去。(3)(3)示例示例: :除去除去MgClMgCl2 2溶液中的溶液中的FeFe3+3+可在加热搅拌条件下可在加热搅拌条件下, ,加入足加入足量量MgOMgO或或MgCOMgCO3 3或或Mg(OH)Mg(OH)2 2, ,搅拌、充分反应后过滤除去。搅拌、充分反应后过滤除去。除去除去CuClCuCl2 2溶液中的溶液中的FeFe2+2+, ,先加入先加入H H2 2O O2 2( (或或ClCl2 2),),然后在然后在加热搅拌条件下加热搅拌条件下, ,加入足量加入足量CuOCuO或或CuCOCu

44、CO3 3或或Cu(OH)Cu(OH)2 2, ,搅拌搅拌、充分反应后过滤除去。、充分反应后过滤除去。【典例精析典例精析】【典例典例】硫酸亚铁晶体硫酸亚铁晶体(FeSO(FeSO4 47H7H2 2O)O)在医药上作补血在医药上作补血剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下量。实验步骤如下: :请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)证明步骤滤液中含有证明步骤滤液中含有FeFe2+2+的方法是取样的方法是取样, ,先滴加先滴加KSCNKSCN溶液溶液, ,再滴加再滴加_,_,该过程的现象为该过程的现象为_。(2)(2)步

45、骤加入过量步骤加入过量H H2 2O O2 2的目的是的目的是_。(3)(3)步骤步骤反应的离子方程式是反应的离子方程式是_。(4)(4)步骤步骤中一系列处理的操作步骤中一系列处理的操作步骤: :过滤、过滤、_、 灼烧、灼烧、_、称量。、称量。(5)(5)若实验中铁无损耗若实验中铁无损耗, ,则每片补血剂中含铁元素的质则每片补血剂中含铁元素的质量为量为_ g_ g。【解析解析】(1)(1)证明步骤证明步骤滤液中含有滤液中含有FeFe2+2+的方法是取样的方法是取样, ,先滴加先滴加KSCNKSCN溶液溶液, ,再滴加氯水或双氧水、稀硝酸等再滴加氯水或双氧水、稀硝酸等, ,若若滤液由浅绿色变为血

46、红色滤液由浅绿色变为血红色, ,则说明滤液中含有则说明滤液中含有FeFe2+2+。(2)(2)由于由于H H2 2O O2 2具有氧化性具有氧化性, ,加入过量加入过量H H2 2O O2 2的目的是将的目的是将FeFe2+2+全部氧化为全部氧化为FeFe3+3+。(3)(3)步骤步骤的目的是将的目的是将FeFe3+3+全部转化为全部转化为Fe(OH)Fe(OH)3 3, ,所以步所以步骤骤需加入过量的需加入过量的NaOHNaOH溶液溶液( (或氨水或氨水),),反应的离子方程反应的离子方程式是式是FeFe3+3+3OH+3OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3。(4)(4)步骤步骤的目

47、的是将产生的红褐色悬浊液分离的目的是将产生的红褐色悬浊液分离, ,最终最终得到固体得到固体FeFe2 2O O3 3, ,所以步骤所以步骤的操作步骤是过滤、洗涤、的操作步骤是过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。灼烧、冷却、称量。(5)(5)由于实验中铁无损耗由于实验中铁无损耗, ,根据铁元素守恒得根据铁元素守恒得, ,每片补血每片补血剂中剂中m(Fe)= m(Fe)= 10=0.07a g10=0.07a g。2 56 a g2 563 16 答案答案: :(1)(1)氯水氯水( (或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂) )溶溶液由浅绿色变为血红色液由浅绿色变为血红色(2)(2)

48、将将FeFe2+2+全部氧化为全部氧化为FeFe3+3+(3)Fe(3)Fe3+3+3OH+3OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3(4)(4)洗涤冷却洗涤冷却(5)0.07a(5)0.07a【强化训练强化训练】1.1.判断正误判断正误( (正确的打正确的打“”“”, ,错误的打错误的打“”)”)(1)FeCl(1)FeCl3 3溶液与溶液与KSCNKSCN溶液反应的离子方程式为溶液反应的离子方程式为FeFe3+3+3SCN+3SCN- -=Fe(SCN)=Fe(SCN)3 3。 ( () )提示提示: :。Fe(SCN)Fe(SCN)3 3是红色溶液。是红色溶液。(2)(2)向某溶液中

49、向某溶液中, ,滴加氯水无现象滴加氯水无现象, ,再滴加再滴加KSCNKSCN溶液溶液溶液溶液显红色显红色, ,该溶液中一定含该溶液中一定含FeFe2+2+。( () )提示提示: :。应先滴加。应先滴加KSCNKSCN溶液无现象溶液无现象, ,滴加氯水后溶液滴加氯水后溶液显红色。显红色。(3)FeCl(3)FeCl3 3溶液腐蚀溶液腐蚀CuCu刻制印刷电路板是由于铁比铜的金刻制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强。属性强。( () )提示提示: :。FeClFeCl3 3溶液腐蚀溶液腐蚀CuCu刻制印刷电路板是由于刻制印刷电路板是由于2FeCl2FeCl3 3+Cu=2FeCl+Cu=2FeCl

50、2 2+CuCl+CuCl2 2。(4)(4)检验检验Fe(NOFe(NO3 3) )2 2晶体是否氧化变质的方法是将晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NOFe(NO3 3) )2 2样品溶于稀硫酸后样品溶于稀硫酸后, ,滴加滴加KSCNKSCN溶液溶液, ,观察溶液是否变红。观察溶液是否变红。( () )提示提示: :。由于。由于Fe(NOFe(NO3 3) )2 2溶液中含有溶液中含有 , ,加入稀硫酸加入稀硫酸后后, (H, (H+ +) )会将会将FeFe2+2+氧化成氧化成FeFe3+3+。故不能用。故不能用KSCNKSCN溶液检溶液检验验FeFe3+3+而判断而判断Fe(NOFe(N

51、O3 3) )2 2是否变质。是否变质。3NO3NO2.2.下列关于下列关于FeFe3+3+、FeFe2+2+性质实验的说法错误的是性质实验的说法错误的是( () )A.A.用如图装置可以制备沉淀用如图装置可以制备沉淀Fe(OH)Fe(OH)2 2 B.B.配制配制FeClFeCl3 3溶液时溶液时, ,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中, ,再加水稀释到所需要的浓度再加水稀释到所需要的浓度C.C.向某溶液中滴加向某溶液中滴加KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液不变色溶液不变色, ,滴加氯水后滴加氯水后溶液显红色溶液显红色, ,此现象不能确定溶液中含有此现象不能确定溶液

52、中含有FeFe2+2+D.D.向向FeClFeCl2 2溶液中加入少量铁粉是为了防止溶液中加入少量铁粉是为了防止FeFe2+2+被氧化被氧化【解析解析】选选C C。反应开始时生成的氢气进入。反应开始时生成的氢气进入B B中中, ,可排出可排出氧气氧气, ,防止生成的氢氧化亚铁被氧化防止生成的氢氧化亚铁被氧化, ,一段时间后关闭一段时间后关闭止水夹止水夹C,AC,A中硫酸亚铁进入中硫酸亚铁进入B B中可生成中可生成Fe(OH)Fe(OH)2 2, ,故故A A正确正确; ; FeCl FeCl3 3易水解易水解, ,配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀氧

53、化铁沉淀, ,可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中, ,再再加水稀释到所需要的浓度加水稀释到所需要的浓度, ,故故B B正确正确; ;溶液中加入溶液中加入KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液不变色溶液不变色, ,说明无说明无FeFe3+3+, ,但滴加氯水后溶液显红但滴加氯水后溶液显红色色, ,说明生成了说明生成了FeFe3+3+, ,则原溶液中含有则原溶液中含有FeFe2+2+,C,C错误错误;Fe;Fe3+3+与与铁反应可生成铁反应可生成FeFe2+2+, ,则向则向FeClFeCl2 2溶液中加入少量铁粉是为溶液中加入少量铁粉是为了防止了防止FeFe2+2+被氧

54、化被氧化, ,故故D D正确。正确。3.3.下列说法错误的是下列说法错误的是( () )向向NaClONaClO溶液中滴入少量溶液中滴入少量FeSOFeSO4 4溶液溶液, ,反应的离子方程反应的离子方程式为式为2Fe2Fe2+2+ClO+ClO- -+2H+2H+ +=Cl=Cl- -+2Fe+2Fe3+3+H+H2 2O O 向向FeSOFeSO4 4溶液中先滴入溶液中先滴入KSCNKSCN溶液溶液, ,再滴加再滴加H H2 2O O2 2溶液溶液, ,溶溶液变成血红色液变成血红色, ,说明说明FeFe2+2+ 既有氧化性又有还原性既有氧化性又有还原性将稀硝酸加入过量铁粉中将稀硝酸加入过量

55、铁粉中, ,充分反应后滴加充分反应后滴加KSCNKSCN溶液溶液, ,有气体生成有气体生成, ,溶液呈血红色溶液呈血红色, ,则稀硝酸将则稀硝酸将FeFe氧化为氧化为FeFe3+3+ 向某溶液中滴加氯水后再加入向某溶液中滴加氯水后再加入KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液呈红色溶液呈红色, ,溶液一定含有溶液一定含有FeFe2+2+ 在溶液中加在溶液中加KSCN,KSCN,溶液显红色溶液显红色, ,证明原溶液中有证明原溶液中有FeFe3+3+, ,无无FeFe2+2+ A.A.B.B. C.C.D.D.【解析解析】选选B B。NaClONaClO溶液为碱性溶液为碱性, ,滴入少量硫酸亚铁滴入少量

56、硫酸亚铁溶液时溶液时, ,亚铁离子被亚铁离子被ClOClO- -氧化氧化, ,离子方程式中不能写离子方程式中不能写H H+ +而而应写水应写水, ,生成生成Fe(OH)Fe(OH)3 3, ,错误错误; ;向向FeSOFeSO4 4溶液中先滴入溶液中先滴入KSCNKSCN溶液再滴加溶液再滴加H H2 2O O2 2溶液溶液,H,H2 2O O2 2溶液将溶液将FeFe2+2+ 氧化为氧化为FeFe3+3+, ,溶液变为红色溶液变为红色, ,体现了体现了FeFe2+2+ 的还原性的还原性, ,错误错误; ;将稀硝酸将稀硝酸加入过量铁粉中加入过量铁粉中, ,生成生成Fe(NOFe(NO3 3) )

57、2 2、NONO和水和水, ,无无FeFe3+3+, ,因此因此加入加入KSCNKSCN后溶液不会变红后溶液不会变红, ,错误错误; ;若溶液中有若溶液中有FeFe3+3+ 也也会出现红色会出现红色, ,证明溶液中含有证明溶液中含有FeFe2+2+ 应先加入应先加入KSCNKSCN溶液溶液, ,无明显现象无明显现象, ,再滴入氯水呈红色可证明含再滴入氯水呈红色可证明含FeFe2+2+, ,错误错误; ;加入加入KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液显红色溶液显红色, ,说明一定含有说明一定含有FeFe3+3+, ,但无法但无法确定是否有确定是否有FeFe2+2+, ,错误。错误。4.4.某班同学用

58、如下实验探究某班同学用如下实验探究FeFe2+2+、FeFe3+3+的性质。的性质。回答下列问题回答下列问题: :世纪金榜导学号世纪金榜导学号(1)(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体, ,均配制成均配制成0.1 molL0.1 molL-1-1的溶液。在的溶液。在FeClFeCl2 2溶液中需加入少量铁屑溶液中需加入少量铁屑, ,其目的是其目的是_。(2)(2)甲组同学取甲组同学取2 mL FeCl2 mL FeCl2 2溶液溶液, ,加入几滴氯水加入几滴氯水, ,再加入再加入1 1滴滴KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液变红溶液变红, ,说明说明ClCl2

59、2可将可将FeFe2+2+氧化。氧化。FeClFeCl2 2溶溶液与氯水反应的离子方程式为液与氯水反应的离子方程式为_。(3)(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨乙组同学认为甲组的实验不够严谨, ,该组同学在该组同学在2 mL FeCl2 mL FeCl2 2溶液中先加入溶液中先加入0.5 mL0.5 mL煤油煤油, ,再于液面下依次再于液面下依次加入几滴氯水和加入几滴氯水和1 1滴滴KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液变红溶液变红, ,煤油的作用是煤油的作用是_。(4)(4)丙组同学取丙组同学取10 mL 0.1 molL10 mL 0.1 molL-1-1 KI KI溶液溶液, ,加入加入6

60、 mL 6 mL 0.1 molL0.1 molL-1-1 FeCl FeCl3 3溶液混合。分别取溶液混合。分别取2 mL2 mL此溶液于此溶液于3 3支试管中进行如下实验支试管中进行如下实验: :第一支试管中加入第一支试管中加入1 mL CCl1 mL CCl4 4充分振荡、静置充分振荡、静置,CCl,CCl4 4层层显紫色显紫色; ;第二支试管中加入第二支试管中加入1 1滴滴K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 溶液溶液, ,生成蓝色沉生成蓝色沉淀淀; ;第三支试管中加入第三支试管中加入1 1滴滴KSCNKSCN溶液溶液, ,溶液变红。溶液变红。实验检验的离子是实验检验的离子是_(