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铁及其化合物,一、铁,第四周期第VIII族,属过渡元素,化学性质,二、铁的化合物,1、铁的氧化物,2、铁的氢氧化物,(1) 3价铁:呈黄色,沉淀性: Fe3+3OH-Fe(OH)3红褐色沉淀用于鉴别Fe3+,水解性: a、和CO32- 、HCO3-、双水解,写出方程式 b、制氢氧化铁胶体Fe3+3H2O(沸水)Fe(OH)33H+,3、铁的重要盐,络合性: 用于鉴别Fe3+ Fe3+3SCN-Fe(SCN)3 血红色溶液,显色反应:加苯酚 溶液显紫色,(2) 2价铁:呈浅绿色,沉淀性: Fe2+2OH-Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3 现象:和碱反应生成白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色沉淀,此现象用于鉴别Fe2+。,思考:配置Fe2+和Fe(OH)2时需要注意的事项: 排除装置内的氧气(例如加热煮沸、滴加油油封、生成气体来排除氧气),1下列反应中,其产物的颜色按红、红褐、淡黄、蓝色顺序排列的是( ) 金属钠在纯氧中燃烧 FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间 FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 无水硫酸铜放入医用酒精中 A B C D,【答案】 B,2、铁屑溶于过量的稀硫酸,过滤后向滤液中加入适量硝酸,再加入过量的氨水,有红褐色沉淀生成。过滤,加热沉淀物至质量不再发生变化,得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为( ) AFe(OH)3;Fe2O3 BFe(OH)2;FeO CFe(OH)2、Fe(OH)3;Fe3O4 DFe2O3;Fe(OH)3,【答案】 A,3欲证明某溶液中不含Fe3可能含有Fe2,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 A B C D 【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,则可证明溶液中不含Fe3含有Fe2。 【答案】 C,4将1.12 g铁粉加入25 mL 2 molL1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( ) A铁有剩余,溶液呈浅绿色,Cl浓度基本不变 B往溶液中滴入无色KSCN溶液,显血红色 CFe2和Fe3的物质的量之比为51 D氧化产物与还原产物的物质的量之比为25,【答案】 B,重点突破,Fe(OH)2具有较强的还原性,易被空气中的氧气氧化,因此制备Fe(OH)2是高考题常见考点实验的关键之处是隔绝空气、避免接触O2,防止Fe(OH)2被氧化,Fe(OH)2的制取方法,下面是制备Fe(OH)2白色沉淀的几种方案请回答下列各问题: (1)用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入_ 除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法 生成Fe(OH)2白色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,【答案】 (1)稀H2SO4、铁屑 煮沸 避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化,经典例题,(2)在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备 在试管里加入的试剂是_ 在试管里加入的试剂是_. 为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管和 中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实 验步骤是_ 这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,理由是_,【答案】 (2)稀H2SO4和铁屑 NaOH溶液 检验试管出口处排出的H2的纯度,当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹试管中反应生成的H2充满了试管和试管,且外界O2不易进入,(3)利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀如图所示,已知两电极的材料分别为石墨和铁 a电极的材料应为_,电极反应式_ 电解液c可以是_(填编号) A纯水 BNaCl溶液 CNaOH溶液 DCuCl2溶液,【答案】 (3)Fe Fe2e = Fe2 BC,d为苯,其作用是_,在加入苯之前对电解液c应作何简单处理?_. 为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是_(填编号) A改用稀H2SO4作电解液 B适当增大电源的电压 C适当减小两极间的距离 D适当降低电解液的温度 若c用Na2SO4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为_,【答案】 隔绝空气,防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸,排出溶解的O2 BC 白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色,铁三角,H+、Cu2+、S、I2等,Br2、Cl2、HNO3、浓H2SO4等,Br2、Cl2、HNO3、浓H2SO4等,Al、Zn、H2、CO等,Al、Zn、H2、CO等,1、Fe只有还原性,Fe反应后形成的产物呈何价态,一般由下列因素来决定:,弱氧化性:遇强还原剂时被还原成单质铁,例:Fe2+ Zn = Zn2+Fe,2. +2价铁离子 强还原性、弱氧化性,强还原性:遇较强氧化剂时被氧化成三价铁的化合物,常见Fe2转化成Fe3的离子方程式: 2Fe2Cl2(Br2)=2Fe32Cl(Br) 4Fe24HO2= 4Fe32H2O 3Fe24HNO3=3Fe3NO2H2O 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O 5Fe28HMnO4=5Fe3Mn24H2O,3. +3价铁离子 只具有氧化性, 2Fe3+2I-2Fe2+I2, 2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+SO42-+4H+, 2Fe3+S2-2Fe2+S, 2Fe3+H2S2Fe2+S+2H+, 2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+, 2Fe3+Fe3Fe2+,常见Fe3转化成Fe2的离子方程式,4. Fe2+ 和 Fe3+的鉴别方法,思考1,亚铁盐溶液:加入少量铁屑防止氧化;加入少量相应的酸溶液以防止Fe2+的水解。 铁盐溶液:加入少量相应酸溶液以防止Fe3+的水解,亚铁盐、铁盐溶液的保存方法?,思考2,如何从FeCl3和少量Cu的混合物中分离得到纯净的 FeCl3和Cu?,流程图,【例2】将6g纯铁粉加入200mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中充分反应后得到200mL0.5mol/L的FeSO4溶液和5.2g固体,求: (1)反应后生成铜多少克? (2)加入铁粉前Fe2(SO4)3物质的量浓度。,典型剖析,【例1】把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中,充分反应后,溶液中大量存在的金属阳离子是 ( ) A.只有Fe2+ B.只有Fe3+ C.有Fe2+和Cu2+ D.有Fe3+和Cu2+,A,2.56g,0.1mol/L,【例3】由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物,测得其中铁元素与氧元素的质量比为21:8,则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是( )。 A.1:2:1 B. 2:1:1 C. 1:1:1 D. 1:1:3,【例4】在下列所指的各溶液中,分别滴加NH4SCN溶液后,溶液不呈血红色的是 ( ) A.加入足量镁粉的Fe2(SO4)3溶液 B.加入过量铁粉的稀硝酸溶液 C.铁丝在足量的氯气中燃烧后,所得产物的溶液 D.长期暴露在空气中的绿矾溶液,AB,CD,【例5】金属铜能被FeCl3的浓溶液腐蚀,其化学反应是:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2。 现将有铜的印刷线路板浸入FeCl3的浓溶液中,有9.6gCu被腐蚀掉。取出印刷线路板,向溶液中加入8.4g铁粉,经充分反应,溶液中还存在4.8g不溶物。则: (1)溶液中存在哪些离子? (2)离子的物质的量各是多少?,Fe2+ 、 Cu2+ 、 Cl-,5.已知:A是硫酸盐,且A和G、C和D、F和H元素组成分别相同。G和KSCN溶液混合后溶液显红色,B、C和D均为氧化物。反应过程中产生的水在图示中已略去。,回答下列问题: (1)写出G和H的化学式:G_,H_。 (2)工业生产中D转化为C的反应条件是:_。 (3)B跟E反应的离子方程式是_。,【答案】 (1)Fe2(SO4)3 Na2SO4 (2)催化剂和适当的温度 (3)Fe2O36H=2Fe33H2O,备习题课,例题1某元素的一种同位素R具有微弱的放射性,其原子核内中子数比质子数多40,其单质晶体在一定条件下密度为678,射线研究该晶体发现在边长为10010的立方体中含有20个R原子。R在化学反应中常表现为2价和4价,溶液中稳定。氧化物与有相似之处。 请回答: (1)R原子的摩尔质量为_。 (2)此元素位于周期表第_周期_族。 (3)已知可写成氧化物的形式和盐的形式: 和()。则用氧化物的形成可表示为 ,用盐的形式可表示为_。 (4)可与浓盐酸反应且有气体放出。写出与浓盐酸反应的化学方程式:_。,六,204 ,2 ,8(浓)34,【例题2】Fe是地壳中含量很丰富的元素,也是生物体所必需的元素。 自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磷铁矿,金属铁是在高炉中冶炼的,高炉炼铁除了加入铁矿石外,还需加入焦炭和生石灰。请填空:(已知铁矿石中含SiO2杂质) 写出磁铁矿主要成分的化学式_。 写出赤铁矿被还原成铁的化学方程_。 写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式: 。 写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式: 。,Fe3O4,例题3A、B、C、D是四种可溶的化合物,分别由阳离子K+、Ba2+、Al3+、Fe3+和阴离子OH、NO3、SO42、CO32两两组合而成,它们的溶液发生如下反应: A与B反应生成白色沉淀,再加过量A,沉淀量减少,但不会完全消失;C与D反应生成有色沉淀;B与C反应生成白色沉淀。写出它们的化学式: A: B: C: D:,Ba(OH)2,Al2(SO4)3,K2CO3,Fe(NO3)3,例题4下图表示某种盐的制备步骤: 已知:水合盐B含有45.3%的水;无水盐C焙烧分解,放出两种无色刺激性气体E和F,并生成红棕色固体D。 请写出物质的化学式或名称: A ,B
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