2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第三章 金屬及其化合物 第二節(jié) 第3課時(shí)《鐵的重要化合物》知識(shí)點(diǎn)歸納及例題解析 新人教版必修1.doc
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第3課時(shí) 鐵的重要化合物 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.掌握Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)方法及其相互轉(zhuǎn)化。3.了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備方法。 一 鐵的氧化物 1.鐵的存在 鐵在地殼中含量?jī)H次于氧、硅和鋁,居第四位,主要以+2價(jià)和+3價(jià)化合物的形式存在。 2.鐵的氧化物 (1)物理性質(zhì) 氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 顏色狀態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 鐵的價(jià)態(tài) +2 +3 +2、+3 溶解性 都不溶于水 (2)化學(xué)性質(zhì) ①穩(wěn)定性: Fe2O3、Fe3O4較穩(wěn)定;FeO不穩(wěn)定,受熱能氧化為Fe3O4。 ②與酸反應(yīng):FeO、Fe2O3都是堿性氧化物,都能與酸反應(yīng)生成鹽和水。分別寫出它們與鹽酸反應(yīng)的離子方程式:FeO+2H+===Fe2++H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。 1.金屬單質(zhì)A可發(fā)生以下反應(yīng)。試推斷: (1)A、B、C、D、E分別是(寫化學(xué)式,B寫主要成分): A________、B________、C________、D________、 E________。 (2)寫出反應(yīng)③和⑤的離子方程式: ③_____________________________;⑤______________________。 答案 (1)Fe Fe2O3 Fe3O4 Cu H2 (2)Fe+Cu2+===Fe2++Cu Fe+2H+===Fe2++H2↑ 解析 推斷題的解題思路:根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)(特別是色、態(tài))和化學(xué)性質(zhì)(相互轉(zhuǎn)化關(guān)系、反應(yīng)條件等),找出具有特征條件的物質(zhì),再由相互轉(zhuǎn)化關(guān)系逐步推斷。如本題中結(jié)合B、C的顏色及與CuCl2、稀鹽酸反應(yīng)的性質(zhì)可推知A為Fe。 二 鐵的氫氧化物 1.鐵的氫氧化物的制備 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論(用化學(xué)方程式表示) 試管中有紅褐色沉淀產(chǎn)生 Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 試管中先生成白色沉淀,迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色 Fe2++2OH-=== Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 2.氫氧化鐵和氫氧化亞鐵都為不溶性堿,由此可推測(cè)它們具有的性質(zhì)是 (1)都能與酸反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽和水,它們分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式是①Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O,②Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O。 (2)不穩(wěn)定,受熱易分解,其化學(xué)方程式分別為 ①Fe(OH)3:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O, ②Fe(OH)2:Fe(OH)2FeO+H2O。 歸納總結(jié) 鐵的氫氧化物的性質(zhì)及制取 (1)氫氧化鐵和氫氧化亞鐵的物質(zhì)類別是不溶性堿,其主要化學(xué)性質(zhì)為都能與酸反應(yīng)生成鹽和水,不穩(wěn)定,受熱易分解。 (2)鐵的氫氧化物的制取方法是相應(yīng)鹽和堿反應(yīng),制取氫氧化亞鐵時(shí),常得到紅褐色沉淀是因?yàn)镕e(OH)2極易被空氣中的O2氧化成Fe(OH)3,所以為了防止NaOH溶液加入時(shí)帶入空氣,可將吸有NaOH溶液的長(zhǎng)膠頭滴管伸入到FeSO4液面下,再擠出NaOH溶液。 2.化合物A、B組成元素相同,且B為白色。C是一種與B含有相同價(jià)態(tài)該金屬元素的硫酸鹽,向C中加入適量的 NaOH溶液,可觀察到生成的沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色沉淀A,加熱A可得紅棕色粉末D。回答下列問題: (1)寫出各物質(zhì)的化學(xué)式:A________、B________、C________、D________。 (2)寫出B轉(zhuǎn)化為A的化學(xué)方程式:_______________________________________。 寫出A受熱分解的化學(xué)方程式:_____________________________________________。 答案 (1)Fe(OH)3 Fe(OH)2 FeSO4 Fe2O3 (2)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 解析 解答本題的關(guān)鍵是抓住C與NaOH溶液反應(yīng)的特征現(xiàn)象,確定A是Fe(OH)3,C是FeSO4,B為Fe(OH)2,D為Fe2O3。 3.根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)裝置和操作,回答有關(guān)問題。 按圖中所示裝置,用兩種不同的操作分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察B容器中的現(xiàn)象。 (1)先夾緊止水夾a,再使A容器中開始反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中B容器中觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________; B容器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________。 (2)打開止水夾a,使A容器開始反應(yīng)一段時(shí)間后再夾緊止水夾a,實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是________________。 B容器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________。 答案 (1)容器A中的溶液進(jìn)入B容器中,有白色沉淀生成,沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變成紅褐色 2OH-+Fe2+===Fe(OH)2↓;4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 (2)a打開時(shí),觀察到B容器中管口有氣泡產(chǎn)生,再夾緊a時(shí),溶液進(jìn)入B容器中產(chǎn)生白色沉淀,且長(zhǎng)時(shí)間不變 2OH-+Fe2+===Fe(OH)2↓ 解析 此題是一道關(guān)于制備Fe(OH)2的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題。制備Fe(OH)2可有多種不同的方法,但有一共同的特點(diǎn)就是在操作時(shí)防止與空氣接觸,這樣才能得到白色的Fe(OH)2沉淀。本題中當(dāng)NaOH中空氣未排盡時(shí),NaOH與FeSO4反應(yīng)的產(chǎn)物Fe(OH)2只能短暫存在,但當(dāng)通入H2一段時(shí)間后,即認(rèn)為空氣已排凈,生成的Fe(OH)2能較長(zhǎng)時(shí)間存在。 三 鐵鹽和亞鐵鹽 1.Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn) 向5 mL FeCl2溶液中加入KSCN溶液,現(xiàn)象是溶液無(wú)明顯變化;向5 mL FeCl3溶液中加入KSCN溶液,現(xiàn)象是溶液變?yōu)榧t色。 2.Fe3+的氧化性 在盛有氯化鐵溶液的試管中,先加入KSCN溶液,再加入鐵粉,現(xiàn)象是溶液先變紅后褪色,反應(yīng)的離子方程式是Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,2Fe3++Fe===3Fe2+;若再向反應(yīng)后的溶液中加入新制氯水,現(xiàn)象是溶液又變?yōu)榧t色,反應(yīng)的離子方程式是2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。 歸納總結(jié) 1.Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)方法 (1)觀察法:淺綠色溶液中含有Fe2+;棕黃色溶液中含有Fe3+。 (2)加堿法:若產(chǎn)生的白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色的為Fe2+;若直接產(chǎn)生紅褐色沉淀的為Fe3+。 (3)加KSCN:無(wú)明顯現(xiàn)象,再加新制氯水溶液變紅色的為Fe2+;若溶液變紅色的為Fe3+。 2.Fe2+、Fe3+、Fe之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系 (1)Fe只具有還原性??杀蝗跹趸瘎?H+、S、Fe3+等)氧化成Fe2+,被強(qiáng)氧化劑(Cl2等)氧化成Fe3+。 (2)Fe2+既有氧化性又有還原性??杀粡?qiáng)氧化劑[Cl2、KMnO4(H+)等]氧化為Fe3+;可被還原劑(Al、Zn、CO、C等)還原為Fe。 (3)Fe3+只具有氧化性,可被還原劑(Fe、Cu等)還原為Fe2+,被強(qiáng)還原劑(Al、Zn、CO等)還原為Fe。 4.將鐵粉、銅粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(yīng)(假定容器不參與反應(yīng))。試判斷下列情況下,溶液中存在的金屬離子和金屬單質(zhì)。 (1)若鐵粉有剩余,則容器中不可能有____________________________________; (2)若氯化銅有剩余,則容器中可能有_____________________________________; (3)若氯化鐵和氯化銅都有剩余,則容器中不可能有____________,可能有__________。 答案 (1)Fe3+、Cu2+ (2)Fe2+、Fe3+或Fe2+、Cu (3)Fe、Cu Fe2+ 解析 本題屬于物質(zhì)共存問題。解答時(shí)應(yīng)首先弄清物質(zhì)間可能發(fā)生的反應(yīng),凡相互間能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)就不可能大量共存。本題涉及的反應(yīng)有 ①Fe+2FeCl3===3FeCl2 ②Fe+CuCl2===Cu+FeCl2 ③Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2 (1)若鐵粉有剩余,則容器中不可能有Fe3+、Cu2+,因?yàn)樗鼈兡馨l(fā)生上述①②反應(yīng)。 (2)若CuCl2有剩余,則容器中不可能有Fe,可能有Fe2+、Fe3+或Fe2+、Cu。 (3)若FeCl3和CuCl2均有剩余,則容器中不可能有Fe、Cu,可能有Fe2+。 四 銅鹽 1.物理性質(zhì) 硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等銅鹽溶于水;銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其難溶于水。 2.化學(xué)性質(zhì) (1)銅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,使用銅器皿比較安全。 (2)銅鹽屬于重金屬鹽,都有毒,原因是銅離子能與蛋白質(zhì)作用,使蛋白質(zhì)變性而失去生理活性。 5.下列說(shuō)法正確的是( ) A.銅的化學(xué)性質(zhì)活潑,不宜用銅制作盛食品的器皿 B.銅的導(dǎo)電能力不如鋁 C.由于Cu2+有氧化性,所以用CuSO4來(lái)配制農(nóng)藥 D.因?yàn)镃u2+能使蛋白質(zhì)變性,所以銅鹽溶液有毒 答案 D 解析 金屬銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,所以使用銅器皿比較安全;銅屬于重金屬,銅鹽有毒,因Cu2+會(huì)與蛋白質(zhì)作用,使蛋白質(zhì)變性。 1.下列關(guān)于鐵礦石的說(shuō)法正確的是( ) A.赤鐵礦的主要成分是Fe3O4 B.鐵礦石的主要成分與鐵銹的主要成分相同 C.磁鐵礦粉末溶于鹽酸后,加入KSCN溶液,溶液變紅色 D.Fe3O4俗稱鐵紅 答案 C 2.證明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的實(shí)驗(yàn)方法是( ) A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后顯紅色 B.只需滴加KSCN溶液 C.先滴加KSCN溶液,不顯紅色,再滴加氯水后顯紅色 D.滴加酸性高錳酸鉀溶液后溶液褪色 答案 C 3.向200 mL 0.1 molL-1的Fe(NO3)2溶液中加入適量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,過(guò)濾,小心加熱沉淀,直到水分蒸干,再灼燒到質(zhì)量不再變化,此時(shí)固體的質(zhì)量為( ) A.1.44 g B.1.6 g C.2.82 g D.4.36 g 答案 B 解析 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生如下反應(yīng):Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,加熱、灼燒時(shí)又會(huì)發(fā)生下列變化:Fe(OH)2―→Fe(OH)3―→Fe2O3,根據(jù)反應(yīng)前后鐵原子守恒從而可得所得固體的質(zhì)量為1.6 g。 4.向含有K+、Mg2+、Fe2+和Al3+的溶液中加入足量Na2O2微熱并攪拌后,再加入過(guò)量稀鹽酸,則溶液中離子的物質(zhì)的量濃度發(fā)生變化的是( ) A.Mg2+ B.K+ C.Fe2+ D.Al3+ 答案 C 解析 加入Na2O2發(fā)生反應(yīng):2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑,F(xiàn)eCl2+2NaOH===Fe(OH)2↓+2NaCl,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,再加入鹽酸:Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O,故原溶液中Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,F(xiàn)e2+的濃度減小,F(xiàn)e3+的濃度增大;Mg2+和Al3+與氫氧化鈉分別生成氫氧化鎂、氫氧化鋁,但再加入鹽酸時(shí)又發(fā)生中和反應(yīng)而溶解,因此最終是不變化的。 5.下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是( ) A.①②③ B.①②④ C.①②③④ D.②③④ 答案 B 解析 因?yàn)镕e(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3,即發(fā)生4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。因此要較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理一樣,都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡,并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中;④中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入;③由于空氣中的氧氣,能迅速將Fe(OH)2氧化,因而不能較長(zhǎng)時(shí)間看到白色沉淀。 6.完成下列各題: (1)實(shí)驗(yàn)室保存FeCl2溶液時(shí),常向其中加入少量鐵粉原因是_____________________(用離子方程式表示); 某同學(xué)為檢驗(yàn)?zāi)澄粗芤褐惺欠駷镕eCl2溶液,采取如下實(shí)驗(yàn)方案加以驗(yàn)證:稍取未知試液于試管中溶液溶液呈血紅色(證明含有FeCl2),你認(rèn)為此方案________(填“合理”或“不合理”),若不合理,如何改進(jìn)___________________________________________。 (2)A、B、C、D、E分別是鐵或鐵的化合物。其中D是一種紅褐色沉淀。其相互反應(yīng)關(guān)系如圖所示: 根據(jù)如圖所示變化,按要求回答下列問題: ①寫出A、E的化學(xué)式: A________,E________; ②寫出其中幾步反應(yīng)的化學(xué)方程式: C→B:________________________________________________________________________; B→D:________________________________________________________________________; E→A:________________________________________________________________________。 ③B中加入NaOH溶液,看到的現(xiàn)象是_____________________________________。 答案 (1)2Fe3++Fe===3Fe2+ 不合理 先加KSCN溶液,無(wú)現(xiàn)象,再加入氯水,溶液變成紅色,則證明原溶液有Fe2+ (2)①Fe Fe2O3 ②2FeCl2+Cl2===2FeCl3(合理即可) FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl(合理即可) Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(或Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3) ③出現(xiàn)白色沉淀,迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色 解析 (2)解答該題的關(guān)鍵是D,因?yàn)镈為紅褐色沉淀,可知D是Fe(OH)3,則E是Fe2O3,A是Fe,B是FeCl3,C是FeCl2。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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