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1、第9课时 铁及其化合物,课标版 化学,一、铁的存在与性质 1.铁位于元素周期表中第 周期第 族,是一种应用最广泛 的过渡金属元素;铁元素是一种变价金属元素,通常显+2 价、+3价,其原子 结构示意图为 。 2.物理性质,四,银白色,4,3.化学性质 Fe 自测1 (2015吉林延边月考)将铁片放入下列各溶液中,反应后溶液质量增 加,但无气体产生的是 ( ) A.CuCl2溶液 B.AgNO3溶液 C.Fe2(SO4)3溶液 D.稀硫酸,1,答案 C A项,Fe与CuCl2反应,每溶解56 g Fe,生成64 g Cu,溶液质量减 轻,不符合题意。B项,Fe与AgNO3反应,每溶解56 g Fe
2、,生成216 g Ag,溶液质 量减轻,不符合题意。C项,Fe与Fe2(SO4)3反应,Fe溶解,溶液质量增加且无气 体放出,符合题意。D项,Fe与稀H2SO4反应,每溶解56 g Fe,生成2 g H2,溶液 质量增加,但有气体放出,不符合题意。,在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉,得到的F 的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。 请将正确答案的序号填在相应的横线上。 F F Fe、F F 、F (1)AB段铁元素以 形式存在。 (2)BC段铁元素以 形式存在。 (3)CD段铁元素以 形式存在。 答案 (1) (2) (3) 解析 向稀HNO3中加入铁粉,开始时稀
3、HNO3过量,应生成F ,随加入铁 粉量的增加,HNO3反应完全后,发生反应2F +Fe 3F ,最后Fe3+全部 转化为F 。,自测2,3.亚铁盐和铁盐 (1)亚铁盐 含有Fe2+的溶液呈浅绿色,Fe2+既有氧化性,又有还原性,Fe2+与Zn、Cl2反应的 离子方程式分别为Zn+Fe2+ Zn2+Fe, 。 (2)铁盐 a.氧化性 含有Fe3+的溶液呈 色,Fe3+具有氧化性,Fe3+与Fe、Cu反应的离子 方程式分别为2Fe3+Fe 3Fe2+,2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+。 b.特性 含有Fe3+的溶液遇到KSCN溶液时变成 色。,2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-,棕黄,红,自
4、测3 下列叙述正确的是 ( ) 铁能被磁铁吸引 人体内的血红蛋白中含铁元素 Fe在纯氧中燃烧可得Fe2O3 Fe2O3不可与水反应得Fe(OH)3,所以不能通过化合反应制Fe(OH)3 Fe(OH)2在空气中加热,可得FeO A. B. C. D. 答案 A 铁在纯氧中燃烧可得Fe3O4;Fe(OH)3可通过化合反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3制得;Fe(OH)2在空气中加热,得到的 是Fe2O3。,自测4 运用铁及其化合物的知识完成下列各题。 (1)下列物质跟铁反应后的生成物,能跟KSCN溶液作用生成红色溶液的是 ( ) A.盐酸 B.氯气 C.CuSO4溶液 D.稀
5、硫酸 (2)既有氧化性又有还原性的微粒是 ( ) A.Fe B.Fe2+ C.Fe3+ (3)把过量的铁粉加入稀硝酸中,其结果是 ( ) A.不反应 B.生成硝酸铁 C.生成硝酸亚铁 (4)要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3,可行的办法是 ( ) A.滴入KSCN溶液 B.通入氯气 C.加入铜粉 D.加入铁粉 答案 (1)B (2)B (3)C (4)D,解析 (1)铁跟盐酸、稀硫酸、CuSO4溶液反应后得到Fe2+,铁跟氯气反应 生成FeCl3,FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应:Fe3+3SCN- Fe(SCN)3(红 色),选B。(3)在过量铁粉存在的条件下,不可能有Fe3+,因
6、为Fe+2Fe3+ 3 Fe2+。溶液中铁元素的存在形式只可能有Fe2+,答案为C。(4)滴KSCN溶液, 不能除去Fe3+反而引入了K+、SCN-,A选项错误;通入氯气,发生反应:2FeCl2+ Cl2 2FeCl3,B选项错误;加入铜粉,Cu+2Fe3+ Cu2+2Fe2+,溶液中增加 了Cu2+,C选项错误;加入铁粉,Fe+2Fe3+ 3Fe2+,该方法可行,D正确。,考点一 “铁三角”及其重要应用 1.“铁三角”中的转化关系,(1)Fe Fe2+ 铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)、非氧化性酸溶液(如盐酸、稀 H2SO4)、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应: Fe+S
7、 FeS Fe+2H+ Fe2+H2 Fe+CuSO4 Cu+FeSO4 (2)Fe2+ Fe3+ 亚铁盐与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸、酸性KMnO4溶液、H2O2 等)反应。 2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-,2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O 3Fe2+4H+N 3Fe3+NO+2H2O (3)Fe3+ Fe 可通过较强还原剂实现,如Al、CO、H2等。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3 (4)Fe Fe3+ 铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3)在一定条件下反应都会实现这种转化。 2Fe+3Cl2 2FeCl3 (
8、5)Fe3+ Fe2+ 铁盐溶液与比较强的还原剂(如Fe、Cu、I-、S2-等)反应。,2Fe3+S2- 2Fe2+S 2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+ 2Fe3+Fe 3Fe2+ 2Fe3+2I- 2Fe2+I2 (6)Fe2+ Fe 亚铁化合物与比较活泼的金属(如Al、Zn)、CO、H2、C等反应。 FeCl2+Zn ZnCl2+Fe FeO+H2 Fe+H2O 2.“铁三角”的重要应用 (1)除杂,(2)判断离子共存 Fe2+ N (H+)、ClO-、Mn Fe3+ S2-、I-、S (3)盐溶液的保存,(2)判断离子共存 Fe2+ N (H+)、ClO-、Mn Fe3+ S2-、I-
9、、S (3)盐溶液的保存,典例1 (2015山东枣庄模拟)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废 液处理和资源回收的过程简述如下: .向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液; .向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。 已知:KspFe(OH)3=4.010-38 回答下列问题: (1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 ; (2)过程加入铁屑的主要作用是 ,分离得到固体的主要 成分是 ,从固体中分离出铜需采用的方法是 ; (3)过程中发生反应的化学方程式为 ;,(4)过程中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为 。(列式 计算) 答案 (1)2Fe3+Cu
10、 2Fe2+Cu2+ (2)回收铜 Cu和Fe 加足量盐酸反应后过滤 (3)FeCl2+Ca(OH)2 Fe(OH)2+CaCl2、4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe (OH)3 (4)c(Fe3+)= = molL-1=4.010-11 molL-1 解析 (2)加入铁屑可置换出铜,铁过量,固体为铁与铜的混合物,要分离出,铜应加入足量盐酸后过滤;(3)过程中亚铁离子转化成Fe(OH)2,鼓入空气 使Fe(OH)2转化成Fe(OH)3;(4)由Ksp=c(Fe3+)c3(OH-),c(OH-)=KW/c(H+),可求得 c(Fe3+)。,1-1 (2015海南师大附中五模)甲、乙、丙、丁
11、四种物质中,甲、乙、丙均 含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系:甲 乙 丙。下列 有关物质的推断不正确的是 ( ) A.若甲为Fe,则丁可能是盐酸 B.若甲为SO2,则丁可能是氨水 C.若甲为焦炭,则丁可能是O2 D.若甲为NaOH溶液,则丁可能是CO2,答案 A A项,若甲为Fe,丁为盐酸,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气, 氯化亚铁不能进一步和盐酸反应,故A错误;B项,若甲为SO2,丁为氨水,物质 转化关系为SO2 NH4HSO3 (NH4)2SO3,故B正确;C项,若甲为 焦炭,丁为O2,物质转化关系为C CO CO2,故C正确;D项,若甲为 NaOH 溶液,丁为CO2,物质转化关
12、系为NaOH Na2CO3 NaHCO3,故D正确。,考点二 Fe3+和Fe2+的检验 1.Fe2+的检验 样品溶液 无现象 溶液变红色,证明含有Fe2+ 样品溶液 产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变 为红褐色,证明有Fe2+ 2.Fe3+的检验 样品溶液 溶液变红色,证明含有Fe3+ 样品溶液 产生红褐色沉淀,证明有Fe3+存在 3.含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验 (1)Fe3+的检验,混合溶液 溶液变红色,说明含有Fe3+ 混合溶液 试纸变蓝色,说明含有Fe3+ (2)Fe2+的检验 混合溶液 KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+ 混合溶液 溴水褪色,
13、说明含有Fe2+ 典例2 为了检验某浅黄色FeCl3溶液中是否含有Fe2+,下列实验方案正确的 是 ( ) A.滴入KSCN溶液,观察溶液是否变为红色 B.滴入KMnO4溶液,观察紫红色是否褪去,C.滴入NaOH溶液,观察是否出现白色沉淀 D.加入铁钉,观察溶液是否变为浅绿色 答案 B 氯化铁溶液中存在Fe3+,加入硫氰化钾溶液后显红色,只能检验 Fe3+,无法判断是否存在Fe2+,故A错误;滴入高锰酸钾溶液后,若高锰酸钾溶 液褪色,说明溶液中存在Fe2+,故B正确;氢氧化钠溶液与Fe3+反应生成红褐色 沉淀,无法观察Fe2+与OH-反应的一系列颜色变化,故C错误;加入铁钉,Fe3+与 铁钉反
14、应,Fe2+不反应,无法检验是否含有Fe2+,故D错误。 误区警示 (1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液,因为若溶液中原 有Fe3+,则无法判断是否有Fe2+。 (2)检验含Fe2+和Fe3+的混合溶液时,要分两次分别检验Fe2+和Fe3+。 (3)检验Fe2+还可以用铁氰化钾。,2-1 (2015辽宁锦州模拟)在FeCl3、CuCl2的混合溶液中,加入一定量的铁 屑,反应完全后将固体滤出,下列说法中正确的是 ( ) A.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+ B.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不 含Cu2+和
15、Fe3+ C.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含有Cu2+ 和Fe3+ D.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+,一定不 含Cu2+,答案 B 若滤出的固体为Cu,则溶液中一定含有Fe2+,可能含有Cu2+,但一 定不含Fe3+,原因是Fe3+与Cu不共存,能发生氧化还原反应,选项A、C、D均 错误;若滤出的固体为Fe和Cu,则溶液中一定含有Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+, 原因是Fe能与Cu2+、Fe3+发生氧化还原反应。 2-2 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 ( ) 加入足量氯
16、水 加入足量KMnO4溶液 加入少量KSCN溶液 A. B. C. D.,FeCl3变色总结 (1)向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后,溶液呈红色; (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; (6)向FeCl3溶液中加入过量Fe粉,溶液变成浅绿色; (7)向FeCl3溶液中加入过量Cu粉,溶液变成蓝绿色; (8)将FeCl3溶液滴入淀粉碘化钾溶液中,溶液变成蓝色;,(9)向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液,溶液变成紫色; (10)将FeCl3溶液滴入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; (12)将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,生成红褐色Fe(OH)3胶体。,