适用于新高考新教材广西专版2024届高考化学一轮总复习第三章金属及其化合物第2讲铁及其重要化合物课件

第2讲铁及其重要化合物第三章内容索引0102强基础增分策略增素能精准突破研专项前沿命题03【课程标准】1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铁及其重要化合物的性质。2.了解铁及其重要化合物在生产、生活中的应用。3.了解铁及其重要化合物的制备方法。强基础增分策略一、铁的单质1.铁元素在自然界中的存在(1)铁在自然界中可以像陨铁中的铁元素以

单质

形态存在,更多的是以+2价和+3价

化合物

的形态存在于矿石中。

(2)铁元素在地壳中的含量仅次于

氧、硅、铝

,居于第四位。

2.铁的物理性质颜色、状态导电性不如铜和铝

导电性、导热性、延展性特性

银白

色固体良好能被磁铁吸引1535℃7.86g·cm-33.铁的化学性质(1)从原子结构角度认识铁的化学性质铁原子的结构示意图为,最外层有2个电子,在反应中易

失去

电子,故铁单质的化学性质活泼,有较强的

还原

性,主要化合价为+2价和+3价。

(2)铁的化学性质

①铁与非金属的反应

②铁与酸的反应(写出离子方程式)③与某些盐的反应(写出离子方程式)铁与CuSO4溶液的反应:

Fe+Cu2+===Fe2++Cu

(湿法炼铜的原理),铁与FeCl3溶液的反应:

Fe+2Fe3+===3Fe2+

。

应用提升

铁的化学性质易错点(1)混淆铁与氧化剂反应规律:铁是变价金属元素,与弱氧化剂(如S、HCl、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2+,与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3+。(2)忽视钝化的实质:常温下,铁在浓硫酸、浓硝酸中钝化,钝化是在铁的表面生成致密的氧化膜,发生了化学变化。易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)铁的化学性质比较活泼,故铁在自然界中全部以化合态存在。(

×

)(2)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。(

×

)(3)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物。(

×

)(4)1molFe与稀硝酸反应时,转移电子数可能为2NA或3NA。(

√

)二、铁的氧化物和氢氧化物1.铁的三种氧化物2.铁的两种氢氧化物

应用提升

(1)铁的氧化物与酸的反应①FeO、Fe3O4与HNO3反应时,除考虑与H+的反应外,还要考虑Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。②Fe2O3、Fe3O4与HI反应时,除考虑与H+的反应外,还要考虑Fe3+被I-还原为Fe2+。(2)铁的氢氧化物与酸的反应①Fe(OH)2与稀硝酸反应时,除考虑与H+的反应外,还要考虑Fe2+与

、H+发生氧化还原反应。②Fe(OH)3与HI反应时,除考虑与H+的反应外,还要考虑Fe3+被I-还原为Fe2+。易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。

三、铁盐和亚铁盐

1.铁盐

极易水解,只能存在于酸性较强的溶液中(1)氧化性:含Fe3+的溶液呈棕黄色;Fe3+具有较强的氧化性,可与Cu、I-等还原性物质发生反应,Fe3+与Cu、I-反应的离子方程式分别为(2)特性:向含有Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液时,溶液变成

红

色,常利用该特征检验溶液中是否含有Fe3+。

2.亚铁盐(1)含有Fe2+的溶液呈

浅绿

色。

为防止Fe2+被氧化,常加入铁粉(2)亚铁盐中铁元素显+2价,处于中间价态,因此亚铁盐既有氧化性,又有还原性。3.具体应用(1)盐溶液的配制与保存(2)物质的制备

旁栏边角

必修第一册第三章第一节阅读教材“思考与讨论”,判断下列说法的正误。(1)Fe和FeSO4只具有还原性,Fe2(SO4)3只具有氧化性。(

×

)(2)Fe→FeSO4需加入氧化剂,Fe2(SO4)3→FeSO4需加入还原剂。(

√

)(3)不能通过化合反应,一步反应生成FeCl2。(

×

)(4)Fe与Cl2、Br2反应生成Fe3+,但与I2反应生成Fe2+。(

√

)应用提升

Fe2+和Fe3+在一定条件下可以相互转化:易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)除去FeCl2溶液中少量FeCl3,加入足量铁粉,充分反应后,过滤。(

√

)(2)除去FeCl3溶液中少量FeCl2,通入Cl2,充分反应。(

√

)(3)向某溶液中滴加2滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色,则该溶液中一定含有Fe2+。(

×

)(4)向盛有FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉,充分振荡后棕黄色逐渐消失,再滴加2滴KSCN溶液,溶液颜色不变。(

√

)增素能精准突破考点一铁及其化合物的性质与应用【能力概述】【新教材·新高考】新教材变化

将旧教材“科学探究·铁与水蒸气的反应”改为“思考与讨论”,新增了“思考与讨论Fe(OH)2的制备”新高考高频考点

从近两年新高考试题来看,铁及其化合物的性质和应用仍是新高考的命题点预测考向

预测2023年高考可能会在选择题中考查铁及其化合物的性质和应用,在化工流程题或综合实验题中考查铁及其化合物的转化考向1.铁及其化合物的性质与应用典例突破(双选)下列说法正确的是(

)A.H2O(g)通过灼热铁粉:3H2O+2Fe===Fe2O3+3H2B.FeO粉末在空气中受热,迅速被氧化成Fe3O4

C.铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨D.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe2+答案

BD解析

H2O(g)通过灼热的铁粉反应生成Fe3O4和H2,A错误;FeO不稳定,在空气中受热,被O2氧化生成Fe3O4,B正确;铝热反应是以铝粉为还原剂,还原某些金属氧化物的一类反应,Fe比Al的还原性弱,铁粉与氧化铝不反应,C错误;向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明

被还原为Mn2+,由此可推测Fe3O4中含Fe2+,D正确。针对训练1.(2021江苏南通第一次调研)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(

)A.Fe有导电性,可用于湿法炼铜B.FeCl3有氧化性,可用于净水C.Fe2O3呈红棕色,可用于制作颜料D.K2FeO4易溶于水,可用于杀菌消毒答案

C解析

铁可用于湿法炼铜,是因为铁的还原性强于铜:Fe+Cu2+===Fe2++Cu,与Fe有导电性无关,A错误;FeCl3可用于净水,是因为FeCl3水解生成氢氧化铁胶体,可吸附水中的悬浮杂质,与FeCl3的氧化性无关,B错误;Fe2O3呈红棕色,可用于制作红色颜料,C正确;K2FeO4可用于杀菌消毒,是因为K2FeO4具有强氧化性,与K2FeO4的溶解性无关,D错误。2.铁是日常生产、生活中使用最广泛的金属。下列关于铁及其化合物的说法不正确的是(

)A.钢铁厂中炽热的铁水注入模具前,模具必须进行充分的干燥处理B.常温下,铁与浓硫酸不反应,故常温下常用铁质容器储运浓硫酸C.在空气中,Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明Fe(OH)3更稳定D.维生素C具有还原性,与FeSO4补血剂一起服用,效果更好答案

B解析

铁与水蒸气反应生成H2,H2易燃且易引发爆炸,故必须充分干燥,A正确;常温下,铁在浓硫酸中钝化,表面生成致密的氧化膜,阻止内层铁与浓硫酸继续反应,B错误;Fe(OH)2还原性强易被O2氧化,C正确;维生素C具有较强的还原性,可防止FeSO4被氧化,D正确。归纳总结基于物质类别和元素化合价,认识铁及其化合物的性质(1)从物质类别看,铁是活泼金属单质,FeO和Fe2O3是碱性氧化物,Fe(OH)2和Fe(OH)3都是碱,都能与酸发生反应。(2)从铁元素化合价看,Fe具有还原性,Fe2O3和Fe(OH)3中铁元素显+3价,处于高价态,具有氧化性;FeO和Fe(OH)2中铁元素显+2价,处于中间价态,具有氧化性和还原性。考向2.Fe2+、Fe3+的性质及检验典例突破某实验小组同学为了检验某FeCl3溶液中是否含有FeCl2,设计了如下实验方案,其中最合理的是(

)A.加入适量铜粉,观察溶液是否变蓝B.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红C.滴加酸性KMnO4溶液,观察溶液是否褪色D.滴加K3[Fe(CN)6]溶液,观察是否生成蓝色沉淀答案

D解析

铜粉不与FeCl2反应,A错误;先滴加氯水,可将FeCl2氧化生成FeCl3,再滴加KSCN溶液,不能判断是否含有FeCl2,B错误;Fe2+、Cl-都能被酸性KMnO4溶液氧化,溶液褪色不能判断是否含有FeCl2,C错误;若FeCl3溶液中含有FeCl2,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,反应生成蓝色沉淀,实验现象最明显,该方案最合理,D正确。考题点睛

针对训练1.(2021湖北武汉部分学校联考)下列离子的检验方法合理的是(

)A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+B.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Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+答案

C解析

滴入KSCN溶液后原溶液变红,说明有Fe3+存在,但不能说明Fe2+是否存在,检验方法不合理,A错误;Fe3+干扰Fe2+的检验,若原溶液中含有Fe3+且不含Fe2+,也会产生相同现象,检验方法不合理,B错误;Fe3+与OH-结合生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,检验方法合理,C正确;Mg(OH)2为白色沉淀,易被红褐色沉淀掩盖,无法确定原溶液中是否含有Mg2+,检验方法不合理,D错误。2.(2021辽宁朝阳高三期末)将0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2的是(

)A.向混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色B.向混合液中滴入AgNO3溶液,有黄色沉淀生成C.向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色答案

A解析

0.2

mol·L-1的KI溶液和0.05

mol·L-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合,KI过量,向混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色,说明溶液中仍含有Fe3+,能说明溶液中存在化学平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2,A正确;KI过量,反应后溶液中存在I-,B错误;该反应生成Fe2+,向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成,只能说明溶液中含有Fe2+,C错误;该反应生成I2,向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色,说明溶液中含有碘单质,D错误。归纳总结Fe2+、Fe3+的常用检验方法(1)利用KSCN溶液和氯水(2)利用NaOH溶液(或氨水)(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验

(4)利用铁氰化钾溶液

考点二“铁三角”的转化关系及应用【能力概述】【新教材·新高考】新教材变化

增加了“方法导引·认识元素及其化合物性质的视角”,引导从物质类别和元素价态角度认识铁及其化合物的性质与转化关系新高考高频考点

从近两年新高考试题来看,铁及其化合物的性质与转化仍是新高考的命题重点预测考向

预测2023年高考可能会在选择题中考查“铁三角”的性质和转化,在化工流程题或综合实验题中考查“铁三角”的转化关系及应用典例突破(2021广东卷,10)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(

)A.a可与e反应生成bB.b既可被氧化,也可被还原C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系答案

C解析

本题考查铁及其化合物。从物质类别和化合价可知,a、b、c、d、e分别是Fe、Fe2+、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Fe3+。根据2Fe3++Fe===3Fe2+可知,A项合理;b中铁的化合价为+2价,处于中间价态,既有氧化性,又有还原性,B项合理;Fe3+遇浓碱液生成Fe(OH)3沉淀,而不是胶体,C项不合理;考题点睛

针对训练1.(2022湖南常德期中)如图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(

)

答案

D解析

铁与高温水蒸气的反应生成四氧化三铁和氢气,不能实现转化①,故A项错误;FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,部分被氧化,氧化生成Fe3O4,不能发生转化②,故B项错误;加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁,氢氧化铁不溶于水,加水溶解不可实现转化③,故C项错误;高铁酸盐中铁为+6价,具有强氧化性,可用于消毒,与水发生氧化还原反应后生成Fe3+,Fe3+发生水解生成Fe(OH)3胶体。2.

(双选)(2021山东聊城高三期末)为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计了如下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是(

)答案

AC解析

向FeCl2溶液中通入Cl2,Fe2+被氧化为Fe3+,溶液变成棕黄色,Fe2+作还原剂,表现还原性,A正确;向FeCl2溶液中加入锌片,Zn将Fe2+还原为Fe,溶液变成无色,Fe2+作氧化剂,表现氧化性,B错误;向FeCl3溶液中加入铁粉,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe作还原剂,表现还原性,C正确;向FeCl3溶液中加入铜粉,发生反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,溶液由棕黄色变为蓝色,Fe3+作氧化剂,表现氧化性,D错误。归纳总结基于“价—类二维图”认识“铁三角”的转化关系与应用(1)横向转化体现了铁元素同种价态不同类别物质(氧化物、碱、盐)之间的转化。(2)纵向转化体现铁元素的不同价态同种类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。(3)斜向转化体现铁元素的不同价态、不同类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性和还原性。研专项前沿命题实验探究氢氧化亚铁的制备

题型考查内容选择题非选择题考查知识考查实验室制备氢氧化亚铁的原理、实验操作及注意事项等核心素养科学探究与创新意识例题.(2021山东省实验中学高三检测)某同学欲利用图示装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是(

)A.X可以是稀硫酸或NaOH溶液B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开b,再向烧瓶中加入XC.反应一段时间后,可在烧瓶中观察到白色沉淀D.反应结束后,若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在思路指导

答案

D突破方法实验室制备Fe(OH)2的两种方法Fe(OH)2具有强的还原性,极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,因此实验室在制备Fe(OH)2时,要注意隔绝空气。常采取以下方法:方法实验操作实验装置有机层覆盖法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下并在液面上覆盖一层苯或煤油,以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应

还原气保护法用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐溶液与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀

针对训练1.(2021河北唐山高三期末)在下图中,能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是(

)A.①②B.②④C.①③④D.①②④答案

D解析

①先滴加稀硫酸,铁粉与稀硫酸反应生成H2,利用产生的H2排出装置内的空气