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文档简介
1、PAGE 课时3.2 铁的重要化合物【学习目标】1、掌握铁的氧化物的性质及应用2、掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质3、掌握Fe2、Fe3间的相互转化以及Fe3、Fe2的检验方法【主干知识梳理】【归纳】()处于中间价态既有氧化性又有还原性,但以还原性为主;()处于最高价,只有氧化性一、铁的氧化物1、物理性质比较 氧化物性质比较FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态232、3水溶性不溶于水2、化学性质(1)稳定性FeO不稳定,在空气中受热易被氧化为Fe3O4:6FeOO22Fe3O4Fe2O3和四氧化三铁很稳定(2)与非氧化性酸
2、(如:稀盐酸、稀硫酸)的反应氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物,与非强氧化性酸反应生成Fe2和Fe3FeO与盐酸反应:FeO2HCl=FeCl2H2O FeO2H=Fe2H2OFe2O3与盐酸反应:Fe2O36HCl=2FeCl33H2O Fe2O36H=2Fe33H2OFe3O4与盐酸反应:Fe3O48HCl=FeCl22FeCl34H2O Fe3O48H=Fe22Fe34H2O(3)与氧化性酸(如:硝酸、浓硫酸)的反应FeO与稀硝酸反应:3FeO10HNO3=3Fe(NO3)3NO5H2O 3FeO10HNO3=3Fe3NO5H2O Fe2O3与稀硝酸反应:Fe2O36HNO3=2Fe(NO3
3、)33H2O Fe2O36H=2Fe33H2OFe3O4与稀硝酸反应:3Fe3O428HNO3=9Fe(NO3)3NO14H2O 3Fe3O428HNO3=9Fe3NO14H2O(4)与还原性酸(如:HI)的反应FeO与HI反应:FeO2HI=FeI2H2O FeO2H=Fe2H2O Fe2O3与HI反应:Fe2O36HI=2FeI2I23H2O Fe2O36H2I=2Fe2I23H2OFe3O4与HI反应:Fe3O48HI=3FeI2I24H2O Fe3O48H2I=3FeI2I24H2O4、主要用途:氧化铁俗称铁红,常用作红色油漆和涂料,赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁原料【微点拨】化
4、合态铁的常见化合价只有2价和3价,Fe3O4是黑色具有磁性的晶体,可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比11组合而成的复杂氧化物,通常也可写成FeOFe2O3的形式,因此Fe3O4与盐酸反应可分别看作Fe2O3、FeO与盐酸反应,然后把两个反应式相加,Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2OFeO、Fe2O3属于碱性氧化物,Fe3O4不属于碱性氧化物从价态分析,FeO有还原性,Fe2O3有氧化性,Fe3O4既有氧化性又有还原性。但FeO与Fe2O3中Fe元素价态相邻,两者不会反应。FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如:HNO3)发生氧化还原反应,2价的铁均被氧化成3价【即学即练1】1
5、、下列关于氧化铁和氧化亚铁的叙述中不正确的是()A都是碱性氧化物 B都能与酸反应生成盐和水C都能与水反应生成氢氧化物 D都能被一氧化碳还原为铁2、下列说法正确的是()A赤铁矿的主要成分是Fe3O4 BFe2O3为碱性氧化物,可与水反应生成Fe(OH)3C铁锈的主要成分是Fe2O3 DFe3O4中铁元素有2价和3价,Fe3O4是混合物3、某物质由铁和氧两种元素组成,实验测得铁元素与氧元素的质量比为218,关于该物质的下列说法中不正确的是()A铁元素与氧元素物质的量比为34 B该物质可能为四氧化三铁C该物质一定为四氧化三铁 D该物质可能为混合物4、“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏
6、土烧制的砖瓦,有的是黑色的,有的却是红色的,你猜测其中的原因可能是()A土壤中含有铁粉、二氧化锰等B黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑,红砖瓦则是添加了红色耐高温染料C土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色CuO和红色CuD土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3二、铁的氢氧化物1、物理性质比较 氢氧化物性质比较Fe(OH)2Fe(OH)3物质类别二元弱碱三元弱碱颜色状态白色固体红褐色固体铁的价态23溶解性难溶于水2、化学性质(1)与非氧化性酸(如:稀盐酸、稀硫酸)的反应Fe(OH)2与盐酸反应:Fe(OH)22HCl=FeCl2H2O Fe(
7、OH)22H=Fe2H2OFe(OH)3与盐酸反应:Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O Fe(OH)33H=Fe33H2O(2)与氧化性酸(如:硝酸、浓硫酸)的反应Fe(OH)2与稀硝酸反应:3Fe(OH)210HNO3=3Fe(NO3)3NO8H2O 3FeO10HNO3=3Fe3NO8H2O Fe(OH)3与稀硝酸反应:Fe(OH)33HNO3=Fe(NO3)33H2O Fe(OH)33H=Fe33H2O(3)与还原性酸(如:HI)的反应Fe(OH)2与HI反应:Fe(OH)22HI=FeI2H2O FeO2H=Fe2H2O Fe(OH)3与HI反应:2Fe(OH)36HI=2Fe
8、I2I26H2O 2Fe(OH)36H2I=2Fe2I26H2O(4)热稳定性:Fe(OH)2、Fe(OH)3受热均分解生成同价态的氧化物Fe(OH)2:Fe(OH)2eq o(=,sup7()FeOH2O (隔绝空气生成FeO,在空气中最终转化为Fe2O3)Fe(OH)3:2Fe(OH)3eq o(=,sup7()Fe2O33H2O(5)Fe(OH)2的还原性:Fe(OH)2具有强还原性,易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3转化过程中的特殊现象是:白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色转化的方程式:4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3反应类型:化合反应、氧化还原反应【微点拨】 =
9、 1 * GB3 * MERGEFORMAT Fe(OH)2在空气中加热,在分解同时被O2氧化,化学方程式为:4Fe(OH)2O2eq o(=,sup7()2Fe2O34H2O,所以在 空气中加热Fe(OH)2得不到FeO = 2 * GB3 * MERGEFORMAT Fe(OH)2中的Fe为+2价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但以还原性为主,与HNO3、浓硫酸等强氧化性酸发生的氧化还原反应而不是复分解反应 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT Fe(OH)3中的铁为+3价,处于最高价态,只有氧化性,与HNO3、浓硫酸等强氧化性酸时发生的是复分解反应而不能发生氧化还原反应,
10、但与氢碘酸(HI,I有还原性)反应时则发生氧化还原反应3、氢氧化铁的制备 实验原理可溶性铁盐FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3与碱(强碱或弱碱)反应实验装置实验操作 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 将NaOH溶液滴入FeCl3溶液中:Fe33OH=Fe(OH)3 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 将氨水滴入Fe2(SO4)3溶液中:Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)33NH4+实验现象有红褐色沉淀生成4、氢氧化亚铁的制备 实验原理可溶性铁盐FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2与碱(强碱或弱碱)反应Fe2+2OH=Fe(OH)2 Fe2+2NH3
11、H2O=Fe(OH)22NH4+实验装置实验操作将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐溶液的液面以下,缓缓挤出NaOH溶液实验现象白色沉淀生成,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色化学方程式Fe22OH=Fe(OH)2(白色); 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【微点拨】Fe2极易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配,并放入少量的铁粉以防止Fe2+被氧化成Fe3+为了防止Fe2被氧化,配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸,尽可能除去O2为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液,这样做的目的是防止生成
12、的Fe(OH)2与空气中的氧气接触而被氧化为防止Fe2被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油、苯或其他密度小于水而不溶于水的有机物,以隔绝空气【拓展】Fe(OH)2的制备的改进方法:为了防止Fe(OH)2被O2氧化,在制备Fe(OH)2时,一般从两个角度考虑,一是反应试剂,二是反应环境。取用最新配制的FeSO4溶液;NaOH溶液加热煮沸并冷却后使用,以驱除溶液中溶解的O2。方法1方法2在试管中加入适量的5% FeSO4溶液,并覆盖一层苯,再用长滴管注入不含O2的1 molL1NaOH溶液。由于苯的液封作用,防止了生成的Fe(OH)2被氧化,因而可较长时间观察到白色的Fe(OH
13、)2沉淀实验时,先打开弹簧夹K,再将分液漏斗的旋塞打开,使稀硫酸与铁粉作用,用产生的H2排出装置中的空气;然后关闭K,使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中,则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞,则白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色【即学即练2】1、下列物质不能通过化合反应得到的是()AAl(OH)3 BFe(OH)3 CAl2O3 DFe3O42、下列实验方案可以得到白色纯净的Fe(OH)2的是()A在Fe2(SO4)3溶液中加入过量的铁粉,过滤,在滤液中加入过量的NaOH溶液B将铁粉与稀硫酸充分反应,然后再加入过量的氨水C在FeCl2溶
14、液上加一层苯,然后将滴管插入到FeCl2溶液液面以下,慢慢滴加NaOH溶液(溶液中不能有气泡,配制FeCl2溶液和NaOH溶液的蒸馏水必须加热煮沸)D在生成Fe(OH)3的悬浊液中加过量的铁粉3、下列各图中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A B C D三、铁盐(Fe3)和亚铁盐(Fe2)1、铁盐:含Fe3的溶液呈棕黄色,Fe3具有较强的氧化性(1)氧化性 Fe3与Fe、Cu反应的离子方程式分别为:2Fe3Fe=3Fe2,2Fe3Cu=2Fe2Cu2Fe3与I反应的离子方程式:2Fe32I=2Fe2I2(2)特性检验Fe3:含有Fe3的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,Fe3+3SC
15、N=Fe(SCN)3 (血红色溶液)(3)易水解:将FeCl3饱和溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体:FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl2、亚铁盐:含有Fe2的溶液呈浅绿色,Fe2处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性,但以还原性为主(1)氧化性Fe2与Zn反应的离子方程式:Fe2Zn=FeZn2(2)还原性:Fe2遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq oal(,3)(H)等均表现还原性Fe2与Cl2反应的离子方程式:2Fe2Cl2=2Fe32Cl3、Fe2与Fe3的转化在盛有氯化铁溶液的试管中加适量铁粉振荡后,溶液变成浅绿色,再加KSCN溶液,溶液不变色,再加入氯水后,溶液
16、变成红色有关反应的离子方程式是2Fe3Fe=3Fe2、2Fe2Cl2=2Fe32Cl4、检验Fe2、Fe3的常用方法(1)Fe3的检验观察法:溶液呈棕黄色,证明含有Fe3KSCN法:加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液,溶液呈血红色,证明含有Fe3 离子方程式:Fe3+3SCN=Fe(SCN)3碱液法:加入氨水或NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,证明含有Fe3离子方程式:Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色沉淀)淀粉KI试纸法:能使淀粉KI试纸变蓝,证明含有Fe3离子方程式:2Fe3+2I=2Fe2+I2 = 5 * GB3 铜片法:加入铜片,铜片溶解且溶液变为蓝色,证明含有Fe3离子方程式:2
17、Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+ (2)Fe2+的检验观察法:溶液呈浅绿色,证明含有Fe2碱液法:加入氨水或NaOH溶液,产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明有Fe2离子方程式:Fe22OH=Fe(OH)2(白色沉淀) 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(红褐色沉淀)KMnO4法:加入少量酸性KMnO4溶液,能使KMnO4溶液的紫红色变浅,证明有Fe2离子方程式:5Fe2+MnO48H+=5Fe3+Mn2+4H2OKSCN法:先加入KSCN,溶液不变红,再加新制氯水溶液变红色的为Fe2离子方程式:2Fe2Cl2=2Fe32Cl、Fe3+3SCN=Fe(SCN)3(
18、3)含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的检验: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溶液答题模板:将混合溶液分成两份分别于两支试管中,向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液,若酸性高锰酸钾紫红色褪去,则说明含有Fe2;向另一支试管中加入KSCN溶液,若溶液变红,则说明含有Fe3【微点拨】检验Fe2时不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN)当溶液浓度较稀时,用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2和Fe3的存在Fe3、Fe2、Cl
19、同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2 (Cl能还原酸性KMnO4,有干扰)【即学即练3】1、欲证明某溶液中含有Fe2不含Fe3,进行如下实验操作时最佳顺序为()加入少量氯水加入少量KMnO4溶液加入少量KSCN溶液ABCD2、将下列四种化合物溶于稀盐酸,滴加硫氰化钾溶液,没有颜色变化,再加氯水即呈现红色的是()AFeO BFe2O3 CFeCl3 DFe2(SO4)33、下列描述不正确的是()AFeSO4可用于防止食品氧化变质,延长食品的保质期B向FeSO4溶液中加入NaOH溶液,观察到有白色沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色C向Fe2(SO4)3溶液中加入足量铁粉,充分
20、反应后滴加KSCN溶液,溶液立即变成血红色D铁在氧气中燃烧,生成黑色的Fe3O44、在一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋,将小袋打开,可以看到灰黑色粉末,其中有些已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸,取上层清液,滴入几滴氯水,再滴加KSCN溶液,马上出现红色。以下结论不正确的是()A该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B该灰黑色粉末不可食用C小袋中原来装有铁粉 D小袋中原来装有氧化铁5、选择合适试剂完成甲、乙两组实验。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是()甲组:检验含Fe3的溶液中是否含有Fe2;乙组:检验含Fe2的溶液中是否含有Fe3甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KM
21、nO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液6、下列离子的检验方法最合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明原溶液中不含Fe2B向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明原溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色,说明原溶液中含有Fe2,不含有Mg2四、“铁三角”转化中的氧化还原反应铁元素有三种价态:0价、2价和3价,这三种价态的铁在一定条件下可相互转化,我们称之为“铁三角”。“铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系,
22、如图所示:1、Fe只有还原性,可以被氧化成2价或3价的铁(1)Fe能被Fe3+、Cu2+、S、I2、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+如:Fe2Fe3+=3Fe2+ FeCu2+=Fe2+Cu FeSFeS FeI2=FeI2 (碘水生烟) Fe2H+=Fe2+H2(2)Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3+如:2Fe3Cl2eq o(=,sup7(点燃)2FeCl3 2Fe3Br2eq o(=,sup7(点燃)2FeBr3 Fe(少量)4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O2、Fe2+()既有氧化性又有还原性,主要表现还原性(1)Fe()Fe()需加入氧化
23、剂,如:Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、O2、H2O2、KMnO4/H+等2Fe2Cl2=2Fe32Cl (在亚铁盐溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为棕黄色)4Fe2+O24H=4Fe3+2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质)3Fe2+NO34H=3Fe3+NO2H2O5Fe2+MnO48H+=5Fe3+Mn2+4H2O2Fe2+H2O22H+=2Fe3+2H2O(2)Fe()Fe需加入还原剂,如:C、CO、H2、Zn等Fe2Zn=FeZn23、Fe3+()具有较强的氧化性(1)Fe()Fe()需加入还原剂,如:I(HI)、S2(H2S)、SO2、Fe、Cu等2Fe3+2I=2F
24、e2+I22Fe3+S2=2Fe2+S 2Fe3+H2S=2Fe2+2H+S2Fe3+SO22H2O=2Fe2+SO424H+ 2Fe3+SO32H2O=2Fe2+SO422H+2Fe3+Fe=3Fe2+,在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应(2)Fe()Fe需加入还原剂,如:C、CO、H2、Zn等2Fe33Zn=2Fe3Zn24、“铁三角”的重要应用(1)Fe3、Fe2的离子共存问题Fe2与NOeq oal(,3)(H)、ClO、MnOeq oal(,4)、H2O2、Cl2、Br
25、2、Cr2Oeq oal(2,7)在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存Fe3与S2、I、HS、SOeq oal(2,3)、HSOeq oal(,3)、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存Fe3与SCN发生络合反应不能大量共存(2)除杂溶液杂质除杂方法FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2通Cl2或加氯水或加H2O2FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤【即学即练4】1、FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是()A溶液中一定含Cu2 B溶液中一定含Fe2C加入KSCN溶液一定不变红色 D剩余固体中一
26、定含Cu2、除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的办法是()A加入氢氧化钠溶液 B通入氯气 C加入铜粉 D加入铁粉3、下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的是()ABCDXFeCl3溶液FeCl3溶液CuNa2SO4溶液YFeCl2CuCl2FeNa2CO3ZFeFe稀硫酸BaCl2溶液【课后作业】1、下列说法不正确的是()A铁的氧化物均为黑色固体,均难溶于水BFe(OH)2在空气中易变质,生成红褐色Fe(OH)3C铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的Fe3O4D氢氧化亚铁为白色絮状沉淀2、列关于铁及其化合物的说法中正确的是()A
27、赤铁矿的主要成分是Fe3O4B某溶液中先加入KSCN溶液无现象,再通入Cl2,发现溶液变红,则证明原溶液含有Fe2C磁铁矿粉末溶于盐酸后,加入KSCN溶液,生成红色沉淀DFe与水蒸气在高温下发生反应生成Fe2O3和H23、用足量的CO还原32.0 g某种氧化物,将生成的气体通入足量的澄清石灰水中,得到60 g沉淀,则该氧化物是()AFeO BFe2O3 CCuO DFe3O44、向某晶体的水溶液中加入含有Fe2的溶液后,无明显变化,当滴加几滴溴水后,混合溶液出现血红色,由此得出的结论错误的是()A该晶体的水溶液中一定含有SCN BFe3的氧化性比Br2强CFe2被Br2氧化成Fe3 DFe2与
28、SCN不能形成血红色的化合物5、在空气中氢氧化亚铁白色沉淀可转化为红褐色沉淀。关于该反应的下列叙述中不正确的是()A生成物为氢氧化铁 B该反应是化合反应C该反应是氧化还原反应 D氢氧化亚铁作氧化剂6、实验室制取氢氧化铁的一组试剂是()A氯化铁溶液和烧碱溶液 B氧化铁和烧碱溶液 C氧化铁和水 D铁和水蒸气7、刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为Cu2Fe3=2Fe2Cu2。根据该反应判断下列说法不正确的是()A铜是还原剂 BFe3具有氧化性 C该反应是置换反应 D该反应属于离子反应8、向盛有氯化亚铁和氯化铜混合溶液的烧杯中加入一定量的锌粉,充分反应后,得到固体M和溶液N。下列
29、叙述错误的是()A锌有剩余时,M中一定有Fe、Cu和Zn B锌有剩余时,N中一定没有FeCl2和CuCl2C锌无剩余时,M中一定有Cu,可能有Fe D锌无剩余时,N中一定只有FeCl2 和ZnCl29、下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是()A把铁片插入CuSO4溶液中,验证古代湿法冶铜:2Fe3Cu2=2Fe33CuB某溶液中滴入KSCN溶液显红色,说明含Fe3CFeCl3溶液中加入铜粉:Fe3Cu=Fe2CuD若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,可用Zn、Cu和AgNO3溶液: Zn2Ag=Zn22Ag10、已知如下三个实验均能发生化学反应,下列判断
30、正确的是()将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中A实验中铁作还原剂 B实验中Fe2既显氧化性又显还原性C实验中发生的是置换反应 D上述实验证明氧化性:Fe3Fe2Cu211、向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是()A只有Fe2和Cu2 B一定有Fe2、Cu2,可能有Fe3C一定有Fe2,可能有Cu2 D只有Fe212、将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L的FeCl3溶液中,充分发生反应后,其结果是()A往溶液中滴入无色的KSCN溶液,不显红色BFe2和Fe3的物质的量
31、比为6:1C反应中氧化产物和还原产物的物质的量比为2:1D铁粉有剩余,溶液浅绿色,Cl的浓度基本保持不变13、某200 mL溶液中含0.1 mol Fe2、0.2 mol Fe3,加入0.2 mol铁粉,待Fe3完全还原后,溶液中Fe2的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)()A0.4 mol/L B2 mol/L C0.8 mol/L D1.0 mol/L14、验证Fe3与Fe2能够相互转化。下列分析不合理的是()按下列顺序实验对应现象向FeCl3溶液加入过量铁粉滴加KSCN溶液再滴加几滴氯水.溶液由黄色变成浅绿色.溶液无明显变化.溶液变红A解释现象的反应:2Fe3Fe=3Fe2 B实验与
32、可以调换顺序C溶液变红涉及到反应:Cl22Fe2=2Cl2Fe3 D比较氧化性:Cl2Fe3Fe215、几种物质间的相互转化关系如图所示:(1)A转化为B及气体的反应中应加入的试剂是_(填化学式)(2)写出B的化学式:_,F的化学式:_(3)写出GH的化学方程式:_(4)写出检验D溶液中金属阳离子的方法:_(用离子方程式表示);向D溶液中加入A,发生反应的离子方程式是_16、化合物A、B组成元素相同,且B为白色。C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐,向C中加入适量的NaOH溶液,可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀A,加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题:(1)写出各物质
33、的化学式:A_、B_、C_、D_(2)写出B转化为A的化学方程式:_写出A受热分解的化学方程式:_17、用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀方法一:用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_方法二:在如图所示装置中,用不含O2的NaOH溶液、铁屑和稀硫酸制备(1)在试管里加入的试剂是_(2)在试管里加入的试剂是_(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管和试管中加入试剂,打开止水夹,塞
34、紧塞子后的实验步骤是_ _(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是_ _18、为探究铁和铁的化合物的一些化学性质,某学生实验小组设计了以下实验。(1)往A、B溶液中分别滴入几滴KSCN溶液,溶液的颜色:A_,B_(2)写出上述过程中有关反应的化学方程式:Fe2O3A_AB_(3)BC可看到的现象是_(4)将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热,可制得_胶体;当光束通过该胶体时,可看到一条光亮的“通路”,这种现象称为_效应19、电子工业上使用的印刷电路板,是在敷有铜膜的塑料板上以涂层保护所要的线路,然后用三氯化铁浓溶液作用掉(腐蚀)未受保护的铜膜后形成的。某工程师为了从使用过的
35、腐蚀废液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费)中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液作为腐蚀液原料循环使用,准备采用下列步骤:(1)步骤的操作名称:_;所需玻璃仪器:_、_、_(2)写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的离子方程式:_(3)检验废腐蚀液中是否含有Fe3所需试剂名称:_,实验现象_(4)向中加入NaOH溶液并长时间暴露在空气中,此过程的现象:_,此转化的化学方程式为:_(5)写出中所含物质:_,发生反应的离子方程式:_20、电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。(1)检验溶液中Fe3存在的试剂是
36、_,证明Fe3存在的现象是_(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式:_(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,准备采用下列步骤:A请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。_,_,_,_,_,_。B请写出相关反应的化学方程式。_21、已知A是一种常见金属,F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系,回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式A、_,C、_,F、_,G、_(2)检验D中阳离子的方法_(3)保存C溶液时为什么要加固体A_(4)写出下列转化的离子方程式或化学方程式。AC:_D:_【铁的重要化合物】答案【即学即练1】1、C。解析:氧化铁
37、和氧化亚铁都是不溶于水的碱性氧化物,都不能与水反应生成氢氧化物,都能与酸反应生成相应的盐和水,都具有氧化性,能被氢气、一氧化碳、金属铝等还原剂还原为铁单质。2、C。解析:赤铁矿、铁锈的主要成分均是Fe2O3,A错误,C正确;Fe2O3为碱性氧化物,但不与水反应,B错误;Fe3O4为化合物,不是混合物,D错误。3、C。解析:由铁元素与氧元素的质量之比为218,求得铁元素与氧元素的物质的量之比为34,该物质可能为Fe3O4;若FeO与Fe2O3混合物的物质的量比为11时,混合物中铁元素与氧元素的物质的量比也为34,该物质可能为混合物。4、D。解析:黏土中含有铁元素,在烧制砖瓦时,与O2反应,生成氧
38、化物,铁元素的氧化物有3种,FeO与Fe3O4为黑色,Fe2O3为红棕色,故D项正确。【即学即练2】1、A。解析:不溶于水的氧化物,不能与水反应制取相应的氢氧化物,如Fe2O3不溶于水,不能与水化合生成Fe(OH)3,但反应4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3为化合反应。2、C。解析:必须防止Fe(OH)2被氧化,可以用油封(如苯等),同时在配制碱和Fe2溶液时,也不能用含有氧气的蒸馏水。3、A。解析:要较长时间看到Fe(OH)2沉淀,必须在制取过程中尽可能减少和空气接触。对比3个实验可以发现:中盛有氢氧化钠溶液的滴管伸入放有还原性铁粉的硫酸亚铁溶液中,可以较长时间观察到Fe(OH)
39、2白色沉淀;中生成的氢氧化亚铁能够与空气中氧气发生反应:4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,导致不能长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀。中加入有机物作隔离层,和空气接触少,能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀。【即学即练3】1、C。解析:Fe3与KSCN溶液反应变红色,Fe2与KSCN溶液不反应,但加入氧化剂后Fe2被氧化成Fe3,使KSCN变红色。所以,应先加入KSCN,如果溶液不变色,再加入氯水,溶液变成红色,则可证明溶液中含有Fe2不含Fe3。2、A。解析:根据题意可知溶液中含有Fe2,只有FeO溶于稀盐酸产生Fe2,A项符合题意。3、C。解析:向Fe2(SO4)3溶液中加入足
40、量铁粉,充分反应后生成FeSO4,滴加KSCN溶液,溶液不会变成血红色。4、D。解析:从溶液遇KSCN出现红色看,黑色粉末应该含铁元素。氧化铁为红棕色粉末,D错误;该灰黑色粉末为还原铁粉,起到吸收包装盒中的氧气,防止高档茶叶、点心等食品变质的作用,故A、B、C正确。5、B。解析:甲组,在Fe3存在的条件下检验Fe2,要排除Fe3干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2发生有明显现象的反应;二是与Fe3不反应。溴水符合条件,实验现象是溴水颜色变浅,酸性KMnO4溶液也符合条件:5Fe2MnOeq oal(,4)8H=5Fe3Mn24H2O,实验现象是溶液的紫色变浅。乙组,在Fe2存在的条件下检
41、验Fe3,用KSCN溶液检验Fe3即可,Fe2不会造成干扰。6、C。解析:Fe3与SCN生成红色Fe(SCN)3,A项中现象可以证明存在Fe3,但无法确定Fe2的存在,A项不合理;B项中现象可以证明通入Cl2后存在Fe3,但原溶液是只存在Fe2,还是只存在Fe3或Fe2、Fe3均含有,不能确定,B项不合理;Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会干扰其他白色沉淀的观察,所以当含Fe2的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时,也同样出现D项所述现象,D项不合理。【即学即练4】1、A。解析:加入铁粉后,因为Fe3氧化性强于Cu2,铁粉先与FeCl3反应,然后与CuCl2反应,充分反应后仍存在
42、的固体一定含有Cu,可能含有Fe,D正确;所得溶液中一定不含Fe3,可能含Cu2,一定含有Fe2,加入KSCN一定不变红色,B、C正确,A错误。2、D。解析:根据反应:Fe2FeCl3=3FeCl2,可知除去FeCl2中少量FeCl3最好的办法是加入铁粉。3、C。解析:由于发生2FeCl3Fe=3FeCl2反应,主体成分FeCl3被消耗了,无法除去杂质FeCl2,A错误;由于发生2FeCl3Fe=3FeCl2,CuCl2Fe=FeCl2Cu反应,主体成分FeCl3被消耗了,有新的杂质FeCl2产生,B错误;Na2SO4、Na2CO3均与BaCl2反应,主体成分Na2SO4被消耗了,D错误。【课
43、后作业】1、A。解析:FeO是一种黑色粉末,Fe2O3是一种红棕色粉末,Fe3O4是一种磁性的黑色晶体。2、B。解析:赤铁矿的主要成分是Fe2O3,A错误;磁铁矿粉末溶于盐酸后生成氯化亚铁、氯化铁和水,加入KSCN溶液,溶液变为红色,不是生成红色沉淀,C错误;Fe与水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2,D错误。3、B。解析:由生成CaCO3 60 g可得反应掉CO为0.6 mol,即32 g金属氧化物中含氧原子为0.6 mol,铁原子:eq f(32.0 g0.6 mol16 gmol1,56 gmol1)0.4 mol,N(Fe)N(O)0.40.623,即氧化物为Fe2O3。4、B。
44、解析:向水溶液中加入含有Fe2的溶液后,溶液无明显变化,随后加入溴水,出现血红色,说明Fe2被Br2氧化成Fe3,即Br2的氧化性比Fe3强,且原溶液中含有SCN,Fe2与SCN不能形成血红色的化合物。5、D。解析:氢氧化亚铁易与氧气、水反应生成氢氧化铁,该反应既是化合反应,又是氧化还原反应,氢氧化亚铁是还原剂,氧气是氧化剂。6、A。解析:实验室常用可溶性铁盐溶液(如氯化铁溶液)与碱溶液(如烧碱溶液)反应来制取氢氧化铁沉淀。7、C。解析:该反应中铜元素化合价升高,被氧化,为还原剂;铁元素化合价降低,被还原,Fe3为氧化剂;生成物中没有单质,不是置换反应;该反应为离子反应。8、D。解析:锌有剩余
45、时,锌粉足量,与氯化铜和氯化亚铁完全反应,M中一定有Fe、Cu和Zn,N中一定没有FeCl2和CuCl2,故A、B正确;锌无剩余时,锌先与氯化铜反应,可能与部分氯化亚铁反应,所以M中一定有Cu、可能有Fe,N中一定有ZnCl2,若锌粉不足量,氯化铜未完全反应,则溶液中有FeCl2、CuCl2和ZnCl2,若氯化铜完全反应,氯化亚铁未完全反应,则溶液中有FeCl2和ZnCl2,故C正确、D项错误。9、B。解析:A中正确的离子反应为FeCu2=Fe2Cu;C中离子反应为2Fe3Cu=2Fe2Cu2;D中Zn、Cu均与AgNO3发生置换反应生成Ag,则不能比较Zn、Cu的金属性,D错误。10、A。解
46、析:实验中铁作还原剂,则氧化性:Cu2Fe2;实验中Fe2只表现还原性;实验中发生的反应为2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2,该反应不是置换反应,分析可知氧化性:Fe3Cu2。综上可知氧化性:Fe3Cu2Fe2。11、C。解析混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后,仍有红色固体铜存在,溶液中一定有Fe2,一定不可能有Fe3,可能有Cu2。12、B。解析:n(Fe)eq f(1.12 g,56 g/mol)0.02 mol,n(FeCl3)0.025 L2 mol/L0.05 mol,发生反应2Fe3Fe=3Fe2,剩余n(Fe3)0.01 mol。13、B。解析:根据反应2Fe3Fe=3Fe2可知,0.2 mol Fe3和0.1 mol铁粉反应可生成0.3molFe2,故Fe2的物质的量浓度为:eq f(0.1 mol0.3 mol,0.2 L)2 mol/L。14、B。解析:A项,氯化铁能氧化金属铁生成氯化亚铁,离子方程式为2Fe3
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