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1、走向高考 化学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 高考总复习,第三章,金属及其化合物,第一部分 必考部分,第三章,第三节 铁及其化合物,核心知识图,自 主 复 习,命 题 预 测,自 主 评 估,课堂师生互动,学科素养提升,2,3,4,5,6,1,课后强化作业,7,本节的重点知识有铁的性质、铁的氧化物、氢氧化物、铁盐的性质等,主要考查铁及其化合物的转化关系,Fe2的还原性、Fe3的氧化性,Fe3和Fe2的检验,Fe(OH)3胶体、Fe(OH)2的制备也是常考的内容。预测2015年高考还会以铁及铁的化合物为载体,对基本概念、基本理论进行考查。同时铁的腐蚀、饮用水的净化等与生产、生活联系密切
2、的内容,也是今后高考的趋势。,一、铁的化学性质 1与非金属反应,2与H2O反应 化学方程为:。,3与酸反应 4与盐溶液反应(离子方程式) (1)与CuSO4溶液: (2)与FeCl3溶液:,FeCu2=Fe2Cu,Fe2Fe3=3Fe2,铁有2、3价两种价态,单质铁与_(填下列编号,下同)反应时只生成3价铁;与_反应时生成2价铁;与_反应时既生成2价铁也生成3价铁。 所选试剂:Cl2O2H2OS盐酸稀硝酸(足量)稀硫酸CuSO4溶液FeCl3溶液 答案:,二、铁的化合物 1氧化物,黑色粉末,红棕色,黑色,2氢氧化物,红褐,Fe2O33H2O,FeCl22H2O,Fe(OH)33H=,Fe33H
3、2O,Fe33OH,=Fe(OH)3,Fe22OH=,Fe(OH)2,白色沉淀,灰绿,红褐,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,氧化亚铁溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述白色沉淀和残渣分别是() AFe(OH)3Fe2O3BFe(OH)2Fe2O3 CFe(OH)2Fe(OH)3DFe(OH)2Fe3O4 答案:B,(1)FeCl3溶液分别与Cu、KI溶液、SO2的反应。 _ _ _ (2)FeCl2溶液分别与Cl2、稀HNO3、H2O2(酸化)的反应 _ _ _,2Fe3Cu=2Fe2Cu
4、2,2Fe32I=I22Fe2,2Fe2Cl2=2Fe32Cl,2Fe2H2O22H=2Fe32H2O,2Fe2、Fe3的检验 (1)直接观察颜色 Fe2溶液呈,Fe3溶液呈 。 (2)利用显色反应(形成络离子),浅绿色,棕黄色,(4)利用Fe3的氧化性,(5)利用Fe2的还原性,(2013吉安模拟)下列反应最终一定有3价铁生成的是() 过量的Fe与Cl2反应 Fe与过量稀硫酸反应后,再向其中加KNO3 Fe(NO3)2溶液中加入少量盐酸 把Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中 A只有B CD全部 答案:C,1下列有关铁及其化合物的说法中正确的是() A赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B铁与水蒸气
5、在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 C除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤 DFe3与KSCN溶液产生红色沉淀 解析:赤铁矿的主要成分是Fe2O3,铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,铁离子遇KSCN溶液变为红色,但没有沉淀产生,一般可以用此方法检验铁离子的存在。 答案:C,2已知下述三个实验均能发生化学反应。,下列判断正确的是() A实验和中的铁钉只作还原剂 B上述实验证明氧化性:Fe3Fe2Cu2 C实验中Fe2既显氧化性又显还原性 D实验中反应的离子方程式为FeFe3=2Fe2 解析:实验中反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2。 答案:A,
6、3下列有关金属的说法中,不正确的是() A青铜、不锈钢、硬铝都是合金 B铜表面易形成致密的氧化膜 C工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁 D铝是活泼金属,但在空气中耐腐蚀 解析:铜在空气中其表面不能形成致密氧化膜,故B项错。 答案:B,4下列物质充分反应后,滴入KSCN溶液,显红色的是() AFeOHCl(溶液)B过量铁稀硫酸 CFeCl2(溶液)Cl2DFeCuSO4(溶液) 答案:C,5制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为:2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果烧杯中不可能出现的是() A有铁无铜B
7、有铜无铁 C铁、铜都有D铁、铜都无 答案:A,6(2015江苏省南京市、盐城市高三第一次模拟)如图W、X、Y、Z为四种物质,若箭头表示能一步转化的常见反应,其中常温下能实现图示转化关系的是(),答案:D,7如图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质,其中C、D、E为单质,E为固体,F为有磁性的化合物,K为白色沉淀,M为红褐色沉淀。它们之间存在如下关系(反应中生成的水及次要产物均已略去):,(1)写出下列物质的化学式: B_、E_、K_。 (2)若是在常温下进行,A是_(填化学式),MnO2在反应中的作用分别是_剂和_剂。 (3)写出下列反应的离子反应式: GH_, HG_。 (4)写出反应KM的
8、化学方程式:_。,解析:由题中框图及已知条件推出F为Fe3O4,E为Fe,C为O2,D为Cl2,G为FeCl2和FeCl3混合物,H为FeCl3,K为Fe(OH)2、M为Fe(OH)3。 答案:(1)HClFeFe(OH)2 (2)H2O2催化氧化 (3)2Fe2Cl2=2Fe32Cl 2Fe3Fe=3Fe2 (4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,8高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化 性,是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠,生产过程如下:,回答下列问题: (1)经过步骤后,加入NaOH固体的原因是_。 (2)步骤反应的离子方程式是_。 (
9、3)从溶液中分离出Na2FeO4后,还有副产品Na2SO4、NaCl,则步骤中反应的离子方程式为_。,(4)将一定量的Na2FeO4投入到pH不同的污水中(污水中其余成分均相同),溶液中Na2FeO4的浓度变化如下图曲线、所示,试推断曲线比曲线对应的污水pH_(填“高”或“低”)。,(5)通过计算得知Na2FeO4的消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)比氯气的_(填“高”或“低”),用高铁酸钠代替氯气作净水消毒剂的优点是_(答出两点即可)。,【生之思】 1如何除去Fe2中混有的Fe3? 2Fe与I2反应时生成的是FeI2还是FeI3?Fe与Br2反应时生成的是FeBr3还是FeBr2? 3配
10、制FeCl2溶液时,为什么要加入少量铁屑? 4Fe(OH)3能否通过化合反应制取? 答案:1.加入足量铁屑振荡或搅拌后过滤。2.FeI2,原因是Fe3的氧化性强于I2;FeBr3,原因是Br2的氧化性强于Fe3。3.防止Fe2被氧化成Fe3,并将溶液中可能存在的Fe3转化为Fe2。4.能,反应为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。,“铁三角”及其应用,【师之导】 1“铁三角”的转化关系,2“铁三角”的重要应用 (1)除杂,(3)盐溶液的配制与保存:,(2013武汉模拟)某同学欲在实验室中对Fe3与I的反应进行探究,实现Fe2与Fe3的相互转化。 (1)该同学最初的实验操作和现象:,
11、实验的现象为_。 FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为_。 (2)该同学分析了导致实验现象的可能原因,并对实验方案进行了改进。改进后的实验操作和现象:,根据实验,甲同学认为Fe3有可能与I发生氧化还原反应,请结合实验现象用简明的文字说明他得出上述结论的理由_。,(3)该同学认为需要进一步设计实验证明根据实验中现象得出的结论。请补全下表中的实验方案。,(4)上述实验结果表明,Fe3有可能与I发生氧化还原反应。进一步查阅资料知,参加反应的Fe3与I的物质的量相同。该同学结合上述实验结论,分析了实验中加入KSCN后溶液变红的原因,认为Fe3与I反应的离子方程式应写为_。,解析(1)向氯化亚铁溶
12、液中滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,氯气将亚铁离子氧化成铁离子,溶液变红色。 (2)在KI溶液中加入氯化铁溶液,溶液变黄色,I2溶于水呈黄色。 (3)黄色溶液可能含I2,可以检验I2,加入四氯化碳、氯仿萃取,或加入淀粉溶液。也可以证明有亚铁离子生成,如果有亚铁离子生成,则一定有I2生成。检验亚铁离子的试剂是铁氰化钾。,(4)实验“向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液,再滴加KSCN溶液”,如果是不可逆氧化还原反应,则铁离子相对少,能完全转化成亚铁离子,加入KSCN溶液,不会显红色,实际显示红色,又发生了氧化还原反应,说明该氧化
13、还原反应是可逆反应。,答案(1)滴加KSCN后溶液无明显变化,加入新制氯水后溶液变成红色 2Fe2Cl2=2Fe32Cl (2)溶液变成黄色,推测生成了I2 (3),【考点过关】 1向某晶体的水溶液中加入Fe2的溶液后,无明显变化,当滴加几滴溴水后,混合液出现血红色,那么由此得出的下列结论中,错误的是() A该晶体中一定含有SCN BFe3的氧化性比溴的氧化性强 CFe2被溴氧化为Fe3 DFe2与SCN不能形成血红色的化合物 解析:Fe2可被Br2氧化为Fe3、Fe3与SCN反应,溶液显血红色,由此证明,原溶液中含有SCN,Br2的氧化性比Fe3的氧化性强。综合分析,只有B错。 答案:B,2
14、根据下列转化关系,回答有关问题。 (1)淡绿色溶液D主要成分的化学式为_,试剂1是_。 (2)下列物质不能作为试剂2的是_(填字母)。 aCl2b新制氯水c浓硫酸dSe硝酸,(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为_。 (4)溶液C到溶液F红色加深的原因是_。 (5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质,发现淡黄色褪去,现对褪色原因进行探究。提出你的假设:_;为了对你所提出的假设进行验证,你设计的实验方案是_。,解析:解答本题的关键是熟悉铁的不同价态离子的溶液的颜色及其转化条件,从框图可知,铁和稀盐酸反应生成FeCl2溶液,为淡绿色,即D的主要成分为FeCl2,加入试剂2后变为淡黄色溶液,
15、联想最终变为深红色溶液F(硫氰化铁溶液),可以推断溶液E的主要成分为Fe3,试剂2为强氧化剂,S不符合条件。铁和水蒸气反应生成固体Fe3O4,Fe3O4与盐酸反应的方程式为Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O,所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液,加入试剂1(KSCN溶液)后,Fe2变为硫氰化亚铁,加入试剂2(强氧化剂),Fe2被氧化为Fe3,所以溶液颜色加深。,答案:(1)FeCl2KSCN溶液(2)d (3)Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O (4)溶液中的Fe2被氧化剂氧化成Fe3,使Fe3浓度增大,从而使红色加深 (5)加入还原剂将Fe3还原用胶头
16、滴管取少量淡黄色褪去后的溶液于试管中,滴加少量KSCN溶液,再加入几滴氯水,如果溶液开始不出现红色,加氯水后出现红色,则说明假设正确,若溶液不变红色,则假设不正确,【生之思】 1用文字描述检验某溶液中含有Fe3的方法。 2如何检验含Fe2、Fe3混合溶液中的Fe2? 3设计实验方案,证明红砖中含有Fe3?,Fe2与Fe3的检验,方法二:取出少量被检验的溶液,加入NaOH溶液,产生白色絮状沉淀,白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,证明有Fe2存在。 Fe22OH=Fe(OH)2, 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。 2Fe3的检验 方法一:取出少量的被检验的溶液,加入KSC
17、N,溶液变成红色,证明有Fe3存在。 方法二:取出少量的被检验的溶液,加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀,证明有Fe3存在。,4铁与硝酸的反应 (1)铁与浓硝酸在常温下钝化,在加热时剧烈反应。 (2)铁与稀硝酸反应 HNO3过量时: Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O Fe过量时: 3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O 铁与稀硝酸反应有关量的问题,可用数轴表示为:,(2013山东实验中学高三化学模拟)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() 加入足量氯水加入足量稀盐酸加入少量KSCN溶液 AB CD 答案C,【考点过关】 3(2013湖
18、北黄石二中高三统考)下列除去杂质的方法错误的是(),答案:C,4(2013华东师大附中高三化学模拟)课外兴趣小组设计下图所示装置,用粗铁粒与1 890 g/L(质量分数为5%)的硝酸反应制取NO气体。请回答有关问题。,(1)1 890 g/L硝酸的物质的量浓度为_。 (2)NO气体能用排水法收集,而不能用排空气法收集的可能原因是_。,(3)当打开止水夹a,关闭止水夹b时,从A装置的干燥管中观察到的现象是_。B装置烧杯中液体的作用是_。当A装置中气体几乎无色时,打开止水夹b,关闭止水夹a,可用C装置收集NO气体。 (4)该实验中,若去掉B装置,对实验结果是否有影响?_ (5)将a mol铁与含b
19、 mol HNO3的稀溶液充分反应后,若HNO3的还原产物只有NO,反应后Fe和HNO3均无剩余,则反应中转移电子的物质的量范围是_(用含a或b或含a、b的代数式表示)。,(6)完全反应后,A装置烧杯里含铁的价态可能是_。现有仪器和药品:试管和胶头滴管;0.1 mol/L KSCN溶液、0.1 mol/L KI溶液、0.2 mol/L 酸性KMnO4溶液、氯水等。请你设计一个简单实验,探究上述判断,填写下列实验报告:,Fe2与Fe3转化的相关实验 Fe2与Fe3的转化及其溶液的制备是高考中的重要考查点,几乎每年都有所涉及。教材中通过实验(一)得出了Fe3、Fe2的检验方法及Fe2与Fe3的转化
20、条件,而高考命题者却把这一知识点迁移到混合物中Fe2、Fe3的除去方法,含铁混合物中铁元素价态的实验探究,铁盐制备的工艺流程,Fe2、Fe3的检验及相互转化,Fe2还原性、Fe3氧化性的实验探究,并与氧化还原反应的知识联系起来进行考查。,Fe3和Fe2的转化 在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中,加入少量铁粉,振荡试管。充分反应后,滴入几滴KSCN溶液(如图左图),观察并记录实验现象。再加入几滴氯水(如图右图),又发生了什么变化?,1.制备绿矾(FeSO47H2O)时,向Fe2(SO4)3溶液中加入过量_,充分反应后,经_操作得到FeSO4溶液,再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾 。 2判断下列除
21、杂方法的正误: (1)除去FeCl2溶液中混有的FeCl3,加入过量铁粉,并过滤() (2)在含有FeCl2杂质的FeCl3溶液中通入足量Cl2后,充分加热,除去过量的Cl2,即可得到纯净的FeCl3溶液(),【过关训练】 1某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究:将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现红色,一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为3价的结论。 (1)请指出该结论是否合理并说明理由_。 (2)请完成对铁元素价态的探究: 限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹;3 molL1 H2S
22、O4、3% H2O2溶液、6 molL1 HNO3溶液、0.01 molL1 KMnO4溶液、NaOH稀溶液、0.1 molL1KI溶液、20% KSCN溶液、蒸馏水。,提出合理假设 假设1:_; 假设2:_; 假设3:_。 设计实验方案证明你的假设 实验过程 根据的实验方案进行实验。请在下表写出实验操作步骤、预期现象与结论。,解析:根据HNO3具有强氧化性、能将Fe2氧化为Fe3,因此对铁氧化物中Fe元素价态提出全为2价或全为3价或2价和3价共存三种假设。 实验过程:可用稀H2SO4溶解铁氧化物(要除去稀H2SO4中溶解的O2),根据溶液颜色变化,推测铁元素可能的化合价,然后取少量上述溶液,
23、滴加酸性KMnO4溶液,根据KMnO4溶液是否褪色,确定是否存在2价铁元素;另取少量溶液,滴加KSCN溶液,根据溶液是否变红色,确定是否存在3价铁元素。,答案:(1)该结论不合理。稀HNO3有强氧化性,若该铁的价态为2价,则被氧化为3价同样可使KSCN溶液变红色 (2)催化剂中铁元素的价态为3价 催化剂中铁元素的价态为2价 催化剂中铁元素的价态既有3价也有2价 ,2.(2013重庆卷9)某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。,(1)MgCO3的分解产物为_。 (2)装置C的作用是_,处理尾气的方法为_。,(3)将研究小组分为两组,按上图装置进行对比实验,甲组用
24、酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物),两组分别用产物进行以下实验。,乙组得到的黑色粉末是_。 甲组步骤1中反应的离子方程式为_。 乙组步骤4中,溶液变红的原因为_;溶液褪色可能的原因及其验证方法为_。 从实验安全考虑,题给装置还可采取的改进措施是_。,(2)C装置中盛有NaOH溶液,可除去B中未完全反应的CO2;尾气是没有完全反应的CO,可以用点燃法除去。(3)由实验现象可知乙组中黑色粉末是Fe,而甲组中黑色粉末是Fe3O4;Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为Fe3O48HCl=FeCl22FeCl34H2O,离子方程式为Fe3O48H=Fe22Fe34H2O。乙
25、组步骤4先变红,是因为2Fe2Cl2=2Fe32Cl,Fe33SCNFe(SCN)3(红色溶液);后又褪色,可能是氯水的强氧化性将SCN氧化,此时,在溶液中再加入KSCN,若溶液变红,说明假设成立,若不变红,则假设不成立。实验安全主要从尾气处理和防倒吸角度考虑。,答案:(1)MgO、CO2(2)除CO2点燃(3)Fe Fe3O48H=2Fe3Fe24H2OFe2被氧化为Fe3,Fe3遇SCN显红色假设SCN被Cl2氧化,向溶液中加入KSCN溶液,若出现红色,则假设成立(其他合理答案均可得分) 在装置B、C之间添加装置E防倒吸(其他合理答案均可得分) 点拨:知识:元素化合物的性质,化学实验的设计。能力:运用元素化合物知识和化学实验基础知识,考查学生化学实验的设计与评价能力。试题难度:中等。,