新教材高中化学第三章铁金属材料第一节第2课时铁的重要化合物学案新人教版必修1.docx

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新教材高中化学第三章铁金属材料第一节第2课时铁的重要化合物学案新人教版必修1

第2课时　铁的重要化合物

1．铁的氧化物

2.铁的氢氧化物

3.铁盐、亚铁盐

（1）Fe3＋的检验：

（2）Fe2＋和Fe3＋的转化：

Fe2＋

Fe3＋

写出下列反应的离子方程式：

①FeCl3溶液与铁粉：

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；

②FeCl2溶液与氯水：

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

（3）铁盐的净水作用：

铁盐在天然水中可生成Fe（OH）3胶体,和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来。

知识点一：

铁的氧化物、氢氧化物性质探究

（1）从物质类别讨论性质

①FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,具有与酸反应生成盐和水的性质。

Fe3O4可以看作FeO·Fe2O3。

②Fe（OH）2、Fe（OH）3属于碱,具有碱的通性,如与酸反应。

（2）从化合价分析：

①＋2价铁的化合物FeO、Fe（OH）2具有还原性,可与氧化剂反应。

如4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

②＋3价铁的化合物Fe2O3、Fe（OH）3具有氧化性,可与还原剂反应。

知识点二：

Fe2＋、Fe3＋、Fe的相互转变——“铁三角”

（1）Fe只具有还原性,可以被氧化剂氧化为Fe2＋、Fe3＋。

①能被S、Cu2＋、H＋等较弱氧化剂及Fe3＋氧化为Fe2＋

Fe＋S

FeS；Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

②能被Cl2等强氧化剂氧化为Fe3＋

2Fe＋3Cl2

2FeCl3

（2）Fe2＋既具有氧化性又具有还原性,可以被氧化为Fe3＋,也可以被还原为Fe。

①被Cl2等强氧化剂氧化为Fe3＋

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

②被C、H2、CO、活泼金属还原为Fe

2FeO＋C

2Fe＋CO2；FeO＋CO

Fe＋CO2；FeO＋H2

Fe＋H2O；Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe

知识点三：

Fe2＋、Fe3＋的检验

题组一　　氢氧化亚铁的制备

1．下列各图中,不能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（　C　）

解析：

A项,先打开开关K,旋转活塞使稀硫酸滴入烧瓶中与铁反应产生氢气,排尽装置内的空气后关闭开关K,则在气压作用下烧瓶中产生的FeSO4溶液沿着导管进入锥形瓶中与NaOH溶液反应生成Fe（OH）2白色沉淀；B项,铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气,再挤压长胶头滴管使NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成Fe（OH）2白色沉淀；C项,由于液面上方没有采取隔离氧气的措施,因此生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色；D项,FeSO4溶液上方的苯层可以隔绝空气,所以NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成的Fe（OH）2可以较长时间稳定存在。

2．某学生设计了一个制取氢氧化亚铁的实验方案,实验装置如图所示。

（1）在试管B中加入NaOH溶液,加热煮沸1～2min立即加入2mL液体石蜡,该操作的目的是除去溶解在NaOH溶液中的O2,并防止O2再进入溶液。

（2）在具支试管A中加入稀硫酸和略微过量的铁粉,试分析铁粉过量的原因：

保证溶液中不存在Fe3＋。

（3）连接好导管,同时打开活塞,当铁粉与稀硫酸反应平稳时,关闭活塞,这时试管A中的现象是溶液经导管进入试管B中,产生该现象的原因是生成的H2使试管A、B内产生了压强。

试管B中的现象为产生白色沉淀。

（4）若试管B中生成的氢氧化亚铁遇到空气,发生反应的化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

解析：

氢氧化亚铁不稳定,容易被氧化为氢氧化铁,因此在制备过程中应避免其与氧化性物质接触。

制备Fe（OH）2的改进方法

方法1：

有机覆盖层法

将吸有不含氧气的NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,慢慢挤出NaOH溶液；并在液面上覆盖一层苯或煤油（不能用CCl4）,以防止空气与Fe（OH）2接触发生反应。

方法2：

还原气体保护法

用产生的H2将装置内的空气排尽后,再关闭止水夹,利用产生的H2将亚铁盐与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀。

题组二　　铁三角及其应用

3．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是（　A　）

A．过量的Fe与Cl2反应

B．Fe与过量稀硫酸反应

C．FeCl3溶液中加入过量Fe

D．足量Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中

解析：

A项,Cl2氧化性强,能将铁元素由0价氧化为＋3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原；B项,Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋；C项,在溶液中Fe3＋被Fe还原为Fe2＋；D项,Fe与盐酸反应生成FeCl2,Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3,但题中铁是足量的,则能将生成的FeCl3还原为FeCl2。

因此本题选A项。

4．已知有以下物质相互转化：

试回答：

（1）B的化学式：

FeCl2,D的化学式：

KCl。

（2）写出由E转变成F的化学方程式：

4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3。

（3）常用KSCN溶液检验G中的阳离子,其现象为棕黄色溶液变为红色溶液。

（4）向G溶液加入A的有关反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。

解析：

根据流程图,推知D溶液为KCl溶液,H为AgCl,E为Fe（OH）2,F为Fe（OH）3,G为FeCl3,然后根据图中物质间的转化关系,推知A为Fe,B为FeCl2,C为KOH。

5．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷线路板。

（1）检验溶液中Fe3＋存在的试剂是KSCN溶液,证明Fe3＋存在的现象是溶液变成红色。

（2）写出FeCl3溶液与铜发生反应的化学方程式：

2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。

（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：

①Fe,②FeCl2,③Fe和Cu,④HCl,

⑤FeCl2和HCl,⑥Cl2（或H2O2）。

B．请写出相关反应的化学方程式：

2FeCl3＋Fe===3FeCl2,CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu,Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3（或2FeCl2＋H2O2＋2HCl===2FeCl3＋2H2O）。

解析：

（1）一般用KSCN溶液检验Fe3＋,如果加入KSCN溶液后,溶液显血红色,说明含有Fe3＋；

（2）铜把Fe3＋还原成Fe2＋,反应的化学方程式为Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2；（3）根据流程目的是回收铜并制备FeCl3溶液,因此先向废液中加入过量的铁粉,即①为铁,发生反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2、Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu,滤渣为铜单质和剩余的铁,利用铁与盐酸反应,铜不与盐酸反应,向滤渣中加入过量的④,即盐酸,发生反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑,滤液⑤为FeCl2溶液和盐酸,滤液②为FeCl2溶液,然后②和⑤溶液合并,通入氯气或加入H2O2,发生反应：

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3或2FeCl2＋H2O2＋2HCl===2FeCl3＋2H2O。

与“铁三角”转化关系有关的常见问题

（1）与Fe3＋、Fe2＋有关的离子共存问题

①Fe3＋与I－、S2－、HS－、SO

、HSO

等因发生氧化还原反应而不能大量共存。

②Fe2＋与MnO

（H＋）、NO

（H＋）、ClO－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。

（2）除杂问题（括号内物质为杂质）

①FeCl3溶液（FeCl2）：

加足量氯水或双氧水或通入足量Cl2。

②FeCl2溶液（FeCl3）：

加足量铁粉,充分反应后过滤。

③FeSO4溶液（CuSO4）：

加足量铁粉,充分反应后过滤。

④铁粉（铝）、Fe2O3（Al2O3）：

加足量NaOH溶液,充分反应后过滤。

题组三

6．下列有关物质检验方法不合理的是（　B　）

A．向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2＋

B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2

C．检验绿矾晶体是否已氧化变质,可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红

D．向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3＋

解析：

向含有Fe2＋的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变色,加入氯水后,Fe2＋被氧化为Fe3＋,溶液显红色,故A项正确。

Cl－也能和酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应从而使溶液的紫红色褪去,故B项错误。

若绿矾变质则晶体中会有Fe3＋,绿矾晶体溶于稀硫酸后再加KSCN溶液,若溶液显红色,则绿矾变质；若不显红色,说明绿矾没有变质,故C项正确。

Fe3＋遇到OH－会生成Fe（OH）3红褐色沉淀,故D项正确。

7．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是（　B　）

A．先滴加氯水,再滴加硫氰化钾溶液后显红色

B．先滴加硫氰化钾溶液不显红色,再滴加氯水后显红色

C．先加入铁粉,再滴加硫氰化钾溶液不显红色

D．只需要滴加硫氰化钾溶液

解析：

先滴加氯水,再滴加硫氰化钾溶液后显红色,可能是原溶液中的Fe2＋被氯水氧化为Fe3＋或原溶液本来就含有Fe3＋,故A错误；先滴加硫氰化钾溶液不显红色,说明原溶液中不存在Fe3＋,再滴加氯水后显红色,说明Fe2＋被氯水氧化为Fe3＋,Fe3＋与SCN－反应使溶液显红色,原溶液中一定存在Fe2＋,故B正确；先加入铁粉,再滴加硫氰化钾溶液不显红色,说明原溶液可能存在Fe2＋、Fe3＋,故C错误；只滴加硫氰化钾溶液,若溶液不变色,不一定含有Fe2＋,故D错误。

检验Fe2＋时的易错分析

（1）只含Fe2＋的溶液,注意检验Fe2＋时加入试剂的颜色

待测液

不变色

红色（含Fe2＋、不含Fe3＋）

①加KSCN溶液前,要注意不要加入氧化性物质使Fe2＋被氧化,如H2O2、NO

（H＋）等。

②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液,因为酸性KMnO4溶液本身显紫红色,对实验现象有干扰,且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN,即使溶液含Fe3＋也不变红色,不能证明不含Fe3＋。

（2）同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液：

Fe2＋对检验Fe3＋无干扰,可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰,不能通过先加入KSCN溶液再加氯水检验Fe2＋,通常向溶液中加入适量K3[Fe（CN）6]溶液,若产生蓝色沉淀,说明含有Fe2＋。

题组四　　常见铁的化合物性质及应用

8．下列关于铁矿石的说法正确的是（　C　）

A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4

B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同

C．磁铁矿粉末溶于盐酸后,加入KSCN溶液,溶液变红色

D．FeO俗称铁红

解析：

赤铁矿中“赤”为红色,其主要成分为Fe2O3,则A项错误；铁矿石为含有铁元素的矿石,而铁锈的主要成分为氧化铁,两者主要成分不一定相同,则B项错误；磁铁矿的主要成分为Fe3O4,能溶于盐酸生成Fe2＋和Fe3＋,所得溶液加入KSCN溶液后变红色,则C项正确；FeO为黑色固体,Fe2O3俗称铁红。

9．将Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是（　C　）

A．先生成白色沉淀,然后变成灰绿色沉淀,放置较长时间后,逐渐变成红褐色沉淀

B．产生黄绿色且有刺激性气味的气体

C．溶液中立即有红褐色沉淀生成

D．放出无色、有臭味的气体

解析：

Na2O2与水反应生成无色无味的氧气和氢氧化钠,且Na2O2和水反应过程中生成的H2O2具有强氧化性,生成的Fe（OH）2立即被氧化成红褐色的Fe（OH）3。

10．下列有关Fe2（SO4）3溶液的叙述正确的是（　D　）

A．该溶液中K＋、Fe2＋、SCN－、Br－可以大量共存

B．和H2S反应的离子方程式：

2Fe3＋＋H2S===FeS＋2H＋

C．和Ba（OH）2溶液反应的离子方程式：

Fe3＋＋SO

＋Ba2＋＋3OH－===Fe（OH）3↓＋BaSO4↓

D．1L0.1mol·L－1该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2gFe

解析：

Fe2（SO4）3溶液中的Fe3＋与SCN－反应生成络合物,在溶液中不能大量共存,故A错误；铁离子能够与H2S发生氧化还原反应,生成亚铁离子和硫单质,故B错误；Fe2（SO4）3溶液和Ba（OH）2溶液反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀,铁离子和硫酸根离子的物质的量之比为23,正确的离子方程式为2Fe3＋＋3SO

＋3Ba2＋＋6OH－===2Fe（OH）3↓＋3BaSO4↓,故C错误；1L0.1mol·L－1该溶液中含有溶质硫酸铁0.1mol,0.1mol硫酸铁中含有0.2mol铁离子,与足量锌反应可以生成0.2mol铁,生成铁的质量为11.2g,故D正确。

（5）铁铵矾[NH4Fe（SO4）2]：

无色晶体,易溶于水,常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。

（6）赤血盐{K3[Fe（CN）6]}：

红色晶体,易溶于水,常用于检验Fe2＋,生成蓝色沉淀。

2．Fe3＋变色总结