铁及其化合物(教学设计)-2017届高三化学一轮复习

1、第三章金属及其化合物课题第五课时铁及其化合物复习目标掌握铁及其化合物的物理、化学性质及应用。Fe铁的物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。+、Fe铁的化学性质铁是较活泼的金属，有较强的还原性，发生化学反应时可生成+2、+3两种价态的化合物。+的相互转化及鉴别。掌握Fe(0H)2的制备方法。教学重点铁及其化合物的性质及应用、Fe2JFe3+的相互转化及鉴别教学难点Fe(OH)2的制备教学过程【知识精讲】1、铁(1)铁的存在点燃。23Fe+2O2=Fe3O4Fe,小-点燃Fe+C122Fe+3Cb=2FeC

2、l3ISFe+S=FeS高温Fe+H2O(g)3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4出Fe2Fe+2H=Fe2+出卞FeFe+Cu=Cu+Fe.tFe3+Fe+4H+NO3=Fe3+NOT+2H2o2、铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称一铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体价态+2+31/3正2价，2/3正3价水溶性不溶不溶不溶与酸的反应+2+FeO+2H=Fe+H2O遇氧化性酸生成Fe3+盐+3+Fe2O3+6H=2Fe+3H2O+2+3+Fe3O4+8H=Fe+2Fe+4H2O与CO反应咼温FexOy+yCO=xFe+yCO23、Fe2+和Fe3+的比较匸2+Fe1-3

3、+Fe水合离子颜色浅绿色棕黄色氧化还原性既有氧化性，又有还原性只有氧化性水解性Fe2+2H2OFe(OH)2+2H3+I+Fe+3H2OFe(OH)3+3H与碱的反应Fe2+2OH一=Fe(OH)2J3+一Fe+3OH=Fe(OH)3J4、Fe(OH)2与Fe(OH)3的比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应+2+Fe(OH)2+2H=Fe+2H2O+3+Fe(OH)3+3H=Fe+3H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O3+3出0制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应2+Fe+2OH=Fe(OH)2j可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3+30H=Fe(OH)3J二者的关系在空气

4、中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【方法精讲】1、铁的变价及Fe2+、Fe3+的性质、检验(1)铁与硝酸反应一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式:HN03过量：Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NOT+2出0,Fe过量时：Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2,两者相加得总方程式：3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NOT+4出0，可以用数轴表示:Fe(NO33Fe(NO3)2Fe(NO?)iH矗剩余Fe(NO

5、3)3Fe(NO3)2n(HNO3)解题时需注意量的范围。Fe(NO3)3,HNO3可能有剩余;Fe(NO3)2,Fe可能有剩余;Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,Fe和HNO3都反应完全。(2)+2、+3价铁的化学性质Fe2+的氧化还原反应中其主要Fe2+的氧化性和还原性Fe2+处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性。在中学阶段接触表现还原性，如：Fe2+遇Bl、CI2、H2O2、NO3(H十)等均表现还原性。Fe3+的氧化性Fe、Cu、HI、H2S等。Fe3+处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如：它能氧化Fe2+与Fe3+的相互转化2Fe2+Cl2=2Fe3+2C；3Fe2+4H+NO

6、3=3Fe3+2出0+NOT;FeCb+Zn=ZnCI2+Fe3FeCl2+2AI=2AICI3+3Fe2Fe3+Fe=3FeT;Cu+2Fe=C+2Fe2。(3)+2铁和+3价铁的检验溶液颜色含有Fe的溶液显浅绿色含有Fe3+的溶液显黄色用KSCN溶液和氯水流程：t无明显现象冬溶液变血红色一-Fe2+一3+t溶液变血红色一-Fe有关反应：Fe3*+3SCN一一-Fe(SCN)3(血红色)2Fe2+Cl2=2Fe3+2C1用NaOH溶液流程:溶液加NaOH溶液T白色沉淀t灰绿色t红褐色tFe245t红褐色沉淀TFe3+有关反应：Fe3+3OH=Fe(OH)3(红褐色沉淀)2+Fe2+2OH=F

7、e(OH)2J白色沉淀)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32、铁三角及应用(1)铁三角”转化关系一般是指Zn.Al.CO.H2.等较强还原剂。FeO+CO=Fe+CO2FeO+H2=Fe+H2O是指H+.S.I2.Cu2+.Fe3+等较弱氧化剂。+2+木Fe+2H=Fe+H2TFe+S=FeSFe+l2=Feb2+2+3+2+Fe+Cu=Fe+CuFe+2Fe=3Fe是指Cl2.Br2.O2.HNO3.KMnO4等较强氧化剂。2+3+-2+3+-2Fe+Cl2=2Fe+2Cl2Fe+Br2=2Fe+2Br4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe+4H+NOf=3F

8、e+NOf+2H2O2+-+2+3+5Fe+MnO4+8H=Mn+5Fe+4H2O一般是指Fe.Cu.HI.H2S.等较弱还原剂.3+2+2+3+2+2Fe+Cu=Cu+2FeFe+Fe=3Fe2Fe+2I=2Fe+I2J2Fe+H2S=2Fe+SJ+2H是指CI2.Br2.O2.HNO3.KMnO4等较强氧化剂。点燃2Fe+3Cl2=2FeCl3Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NOf+2H2O是指Zn.Al.CO.H2.等较强还原剂。2Fe+3Zn(足)=3Zn2FeFe+AI=AI3+2Fe+B2=2FeB34Fe+3O2(纯)咼温=2Fe2O33+Fe咼温Fe2O3+2AIAl2O3

9、+2FeAFe2O3+3CO2Fe+3CO2Fe2O3+3H22Fe+3H2O(2)铁三角”的转化关系及应用举例判断离子共存A、Fe2*、Fe3+均水解，与HCO3二AIO2二CO32莓因水解相互促进，在溶液中不能大量共存。B、Fe3+与S2、HS、SO32：Fe2+与NOsTH+)、ClO、Mn。4一(Hl+)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。盐溶液的配制与保存A、Fe2+的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2+被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2+水解。B、Fe3+的盐溶液：加少量相应的酸防止Fe3+水解。3、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,

10、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：Fe2*+2OH【成功关键】溶液中不含=Fe（0H）2JFe3+和02等氧化性物质;制备过程中，保证生成的Fe（0H）2在密闭的隔绝空气的体系中。【典例精讲】【例1】铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是（）A.2Fe3+Fe=3Fe2成立说明氧化性：Fe3+Fe225C,pH=0的溶液中，Al3*、NH4+、NO3-、Fe2+可以大量共存5.6g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2molD.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2+2H2O2+4=Fe3+

11、仆2。【答案】A【解析】氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，2Fe3+Fe=3Fe2+成立说明氧化性：Fe3*Fe2+,故A正确；pH=0的溶液中，N03-具有强氧化性，能把Fe2*氧化为Fe3*,故B错误；5.6g铁与足量的氯气反应，铁被氧化为+3价，失去电子为0.3mol，故C错误；硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2*+H2O2+2H*=2Fe3*+2H2O，故D错误。【例2】CuO、Fe粉、Fe3O4的混合物中，加一定量稀硫酸，当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中插入一枚铁钉，片刻后.取出铁钉，观察现象。以下结论中正确的是（）A.若铁钉部分溶解，则滤液中一定含Fe2（SO4）3B.

12、若铁钉完全溶解，则滤液中一定含CuSO4若铁钉表面有红色物质生成，则不溶物中一定不含FeD.若铁钉无变化，则不溶物中一定含Fe【答案】C【解析】CuO、Fe粉、Fe3O4的混合物中，加一定量稀硫酸，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜，铁与硫酸铜反应生成铜，Fe3O4与稀硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁，铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜。A.根据题意，滤出不溶物，则不溶物一定是铜，因为铜与硫酸铁反应，所以滤液中一定没有Fe2（SO4）3,A项错误；B.根据氧化性排序：Fe3*Cu2*H*Fe2*，若铁钉完全溶解，可能是Fe+2H*=Fe2*+H2T

13、则滤液中不一定含CuSO4,B项错误；C.因为Fe+Cu2*=Fe2*+Cu，所以若铁钉表面有红色物质生成，则不溶物中一定不含Fe,C项正确；D.若铁钉无变化，说明溶液中没有Fe3*、Cu2+和H十，则不溶物中可能有铁，可能有铁和铜的混合物，D项错误；答案选C。【考题精练】1.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+.进行如下实验操作时最佳顺序为（）加入适量氯水加入足量KMnO4溶液加入少量KSCN溶液.A.B.C.D.【答案】C【解析】三价铁离子遇到硫氰根离子显血红色；二价铁离子遇到硫氰根离子不变色，二价铁离子具有还原性，能被氧化为三价铁离子；高锰酸钾溶液为紫红色解：先根据Fe3+的特征

14、反应，加入硫氰酸钾溶液判断溶液不含Fe3+;然后加入氧化剂氯水，如果含有Fe2+,Fe2+被氧化剂氧化成Fe3+溶液变成红色，以此证明Fe2+的存在，注意高锰酸钾溶液为紫红色，不反应溶液也可以变红，所以不能选用高锰酸钾氧化二价铁离子，故选：C。2某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、AI2O3,不考虑其他杂质）制取七水合硫酸亚铁（FeSO47H2O）,设计了如下流程：下列说法不正确的是（）A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B固体1中一定含有SiO2,控制pH是为了使Al3+转化为AI（0H）3,进入固体2C.从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D.若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O【答案】D【解析】硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（