2022届高考化学总复习广西专版第38课时铁和铁的化合物

-1-第课时

38第十一章铁和铁的化合物几种重要的金属

-1-体验１下列物质中，能用单质直接化合而制得的是()A.Fe(OH)3B.CuSC.Fe3O4D.FeCl2C20g由两种金属粉末组成的混合物,与足量的盐酸充分反应后得到11.2L氢气(标准状况),这种金属混合物的组成可能是()A.Mg和AlB.Al和FeC.Fe和ZnD.Zn和Cu-1-B将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，有三价铁生成的是()A.硫酸B.氯水C.硝酸锌D.氯化铜BC下列叙述正确的是()A.稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳B.Na2O2与水反应、红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱C.Li、C、P分别在足量氧气中燃烧均生成一种相应氧化物D.NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3三种固体受热后均能生成气体-1-C-1-考点一铁及其化合物相互转化关系1.“铁三角”是指Fe、Fe2+、Fe3+相互转化的三角关系2.“铁三角”的应用(1)判断离子共存①Fe3+与AlO-2、ClO-、CO2-3、HCO-3因水解相互促进而不能大量共存，Fe3+与I-因发生氧化还原反应不能大量共存。②Fe2+与酸性溶液中的NO-3、ClO-、MnO-4等离子因发生氧化还原反应不能大量共存。-1-(2)制取Fe(OH)3胶体FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl(3)制备无水FeCl3FeCl3·6H2OFeCl3+6H2O-1-△在HCl气流中△注意：①FeO、Fe(OH)2与氧化性酸反应时生成Fe3+，如3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O②Fe2O3、Fe(OH)3与还原性酸反应时生成Fe2+，如Fe2O3+6HI=2FeI2+I2+3H2O，2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+I2+6H2O。-1-3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O故Fe(OH)2在水中稳定存在的时间只有几秒钟。在实验室制取Fe(OH)2时，一定要用新制的Fe2+和进行加热驱赶O2后的NaOH溶液，且滴管末端插入试管内的液面下，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，减少Fe(OH)2与O2接触。-1-③Fe(OH)2的制备因Fe(OH)2在空气中易氧化，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,【例1】根据下图所示装置和操作，回答下列有关问题。-1-(1)按图Ⅰ所示装置，用两种不同的操作分别进行实验，观察B管中的现象。①操作1：先夹紧止水夹a，再使A管开始反应，实验中在B管中观察到的现象是

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4

。②操作2：打开止水夹a，使A管反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管中观察到的现象是

.

-1-③请说明造成两种操作现象不同的原因(如两种现象相同，此小题不用回答)：

.

4

。4

。生成白色沉淀，且迅速变绿色，最后变为红褐色①液面升高且②液面上升，有白色沉淀生成，且保持较长时间不变色将系统内的空气赶尽，避免了Fe(OH)2被氧化③产生的H2(2)上述装置实验结束后，取A管内反应所得的溶液，隔绝空气小心蒸干后，再高温煅烧(有关装置和操作均已略去)最后留下红棕色固体，将分解时产生的气体按图Ⅱ所示装置依次通过洗气装置，结果试管甲内出现白色沉淀，试管乙中品红溶液红色褪去，回答：①用化学方程式表示试管甲产生白色沉淀的原因：-1-①SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl②根据实验现象写出A管内溶液蒸干后，在高温煅烧会时所发生的化学反应方程式:③图Ⅱ中丙装置的作用是，实验结束时，在装置丙中观察的现象是:-1-③吸收剩余的SO2气体；导管倒吸一段液柱②2FeSO4=

Fe2O3+SO3↑+SO2↑△当夹紧止水夹a使A试管进行反应时，产生的气体会将稀H2SO4和生成的FeSO4压入B管内，与适量的NaOH反应生成白色Fe(OH)2沉淀，但由于系统中含有空气生成Fe(OH)2立即被氧化为Fe(OH)3,出现一系列的颜色变化，当先使A管内反应一段时间后再关闭止水夹a，由于产生的H2将系统中的空气赶尽，使生成的Fe(OH)2不再被氧化。由于管内H2SO4不过量，最后生成的溶质应为FeSO4，由信息知FeSO4的分解产物有SO3、SO2和Fe2O3。-1-解析【变式1】(2009高考·北京)以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液。Ⅳ.将浊液过滤，用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体。Ⅴ.煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体。-1-已知：NH4HCO3在热水中分解。(1)Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的Fe3+，该反应的离子方程式是：

Fe+2Fe3+=3Fe2+(2)Ⅱ中，需加一定量硫酸，运用化学平衡原理简述硫酸的作用：加入硫酸，H+浓度增大，使Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+的平衡向逆反应方向移动，从而抑制FeSO4的水解。-1-

(3)Ⅲ中，生成FeCO3的离子方程式是Fe2++2HCO-3=FeCO3↓+CO2↑+H2O若FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是：4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3↓+4CO2(4)Ⅳ中，通过检验SO2-4来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO2-4的操作是：取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净。-1-(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O2=2Fe2O3+4CO2，现煅烧464.0kg的FeCO3，得到316.8kg产品，若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe2O3的质量是

kg(摩尔质量/g·mol-1：FeCO3～116；Fe2O3～160；FeO～72)。-1-288.0高温

常见阳离子检验常见金属阳离子的鉴别-1-离子试剂现象及离子方程式Mg2+氢氧化钠溶液Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓产生白色沉淀Al3+Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO-2+2H2O产生白色沉淀，然后沉淀消失Fe2+Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀-1-离子试剂现象及离子方程式Fe3+氢氧化钠溶液Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓产生红褐色沉淀NH+4NH+4+OH-=NH3↑+H2O产生无色有刺激性气味的气体，能使红色石蕊试纸变蓝△-1-离子试剂现象及离子方程式Cu2+OH-Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓产生蓝色沉淀NH3·H2OCu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH+4Cu(OH)2+4NH3·H2O=Cu(NH3)2+4+4H2O+2OH-产生蓝色沉淀，后沉淀溶解，生成深蓝色溶液Fe3+KSCN溶液Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+溶液呈血红色Fe2+氯水和KSCN溶液2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+-1-离子试剂现象及离子方程式Ag+盐酸或氯化钠、HNO3Ag++Cl-=AgCl↓产生不溶于HNO3的白色沉淀Ba2+H2SO4、HNO3或硫酸盐Ba2++SO2-4=BaSO4↓产生不溶于HNO3的白色沉淀Na+焰色反应黄色K+焰色反应透过蓝色钴玻璃为紫色-1-离子试剂现象及离子方程式Zn2+NaOHZn2++2OH-=Zn(OH)2↓Zn(OH)2+2OH-=ZnO2-2+2H2O先有沉淀，后沉淀消失NH3·H2OZn2++2NH3·H2O=2NH+4+Zn(OH)2↓Zn(OH)2+2NH3·H2O=Zn(NH3)2+2+2OH-+2H2O先产生白色沉淀，沉淀又溶于过量氨水中注意：Fe2+、Fe3+鉴别的常用方法(1)Fe3+的鉴别①方法1：加入NaOH等碱溶液，生成红褐色沉淀。Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色)②方法2：加入KSCN溶液，生成血红色的溶液。Fe3++SCN-=［Fe(SCN)］2+(血红色)③方法3：滴加苯酚溶液，若有Fe3+，溶液呈紫色。-1-(2)Fe2+的鉴别①方法1：加入NaOH等碱溶液，先产生白色沉淀，很快转变成灰绿色，最后变成红褐色，证明有Fe2+的存在。Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3②方法2：在可能含有Fe2+的溶液中，滴加KSCN溶液，无现象，再滴加氯水，若生成血红色溶液，说明有Fe2+存在。2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++SCN-=［Fe(SCN)］2+(血红色)-1-A.①NaCl②NaOH③NH3·H2O④H2SO4B.①H2SO4②NaOH③NH3·H2O④NaClC.①H2SO4②NH3·H2O③NaOH④NaClD.①NaCl②NH3·H2O③NaOH④H2SO4-1-【考点示例2】用过量的H2SO4、NaOH、NH3·H2O、NaCl等溶液，按下图所示步骤分开五种离子，则溶液①、②、③、④是()D本题考查了金属阳离子的定性分析。加入①时，只产生一种沉淀，故①一定是NaCl，沉淀为AgCl；在滤液中加入②后，生成两种沉淀，故②是NH3·H2O或NaOH而生成的沉淀，有一种在③中溶解，故②为NH3·H2O，③为NaOH，则④为H2SO4。-1-解析【变式2】下图中A~J均代表无机物或其水溶液，其中B、D、G是单质，B是地壳中含量最高的金属元素，G是气体，J是磁性材料。-1-ABCIDEHGFJG过量盐酸过量NaOH溶液根据图示回答问题：(1)写出下列物质的化学式A

，E

，I

；(2)反应①的化学方程式是：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑反应②的化学方程式是：3Fe+4H2O(g)=

Fe3O4+4H2-1-Fe2O3Al2O3AlCl3高温反应后的溶液与D反应的化学方程式是-1-(3)J与盐酸反应的化学方程式是Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

；2FeCl3+Fe=3FeCl2

。有关计算及颜色变化1.铁与稀硝酸的反应规律①Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O②3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O-1-考点三(1)当≤时，按反应①进行；当≥，按反应②进行；当<<时，①、②反应均发生。(2)上述反应可以认为先发生反应①，若Fe剩余则发生2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2，合并即可得反应②，所以反应①和②中被还原的HNO3均占参加反应的HNO3的14。(事实上，任何价态的金属与稀硝酸反应生成NO，参加反应的硝酸与被还原的硝酸之比均为4∶1)-1-2.FeCl3变色总结(1)向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后呈血红色；(2)FeCl3溶液能使紫色石蕊试液呈红色；(3)FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀；(4)向FeCl3溶液中通入H2S气体，生成淡黄色沉淀；(5)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；-1-(6)向FeCl3溶液中加入过量Fe粉，溶液变为浅绿色；(7)向FeCl3溶液加入过量Cu粉，溶液变为蓝绿色；(8)将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变为蓝色；(9)向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液，溶液变为紫色；(10)将FeCl3溶液滴入到AgNO3溶液中，生成白色沉淀；(11)将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合，放出气体，生成红褐色沉淀。-1-3.Fe(OH)2的制备因Fe(OH)2在空气中易被氧化，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故Fe(OH)2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟。在实验室取Fe(OH)2时，一定要用新制的Fe2+盐和先加热驱赶O2后的NaOH溶液，且滴管末端插入试管内的液面下，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，避免Fe(OH)2与O2接触。-1-【例3】(2010高考·上海)由5molFe2O3、4molFe3O4和3molFeO组成的混合物，加入纯铁1mo