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1、第 课时,38,第十一章,铁和铁的化合物,几种重要的金属,体验,下列物质中，能用单质直接化合而制得的是( ) A.Fe(OH)3 B.CuS C.Fe3O4 D.FeCl2,C,20 g由两种金属粉末组成的混合物,与足量的盐酸充分反应后得到11.2 L氢气(标准状况),这种金属混合物的组成可能是( ) A.Mg和Al B.Al和Fe C.Fe和Zn D.Zn和Cu,B,将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，有三价铁生成的是( ) A.硫酸 B.氯水 C.硝酸锌 D.氯化铜,BC,下列叙述正确的是( ) A.稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳 B.Na2O2与水反应、红热的Fe与水蒸气反应均
2、能生成碱 C.Li、C、P分别在足量氧气中燃烧均生成一种相应氧化物 D.NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3三种固体受热后均能生成气体,C,考点一,铁及其化合物相互转化关系 1.“铁三角”是指Fe、Fe2+、Fe3+相互转化的三角关系,2.“铁三角”的应用 (1)判断离子共存 Fe3+与AlO-2、ClO-、CO2-3、HCO-3因水解相互促进而不能大量共存，Fe3+与I-因发生氧化还原反应 不能大量共存。 Fe2+与酸性溶液中的NO-3、ClO-、MnO-4等离子因发生氧化还原反应不能大量共存。,(2)制取Fe(OH)3胶体 FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl
3、(3)制备无水FeCl3 FeCl36H2O FeCl3+6H2O,注意：FeO、Fe(OH)2与氧化性酸反应时生成Fe3+，如 3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O Fe2O3、Fe(OH)3与还原性酸反应时生成Fe2+，如 Fe2O3+6HI=2FeI2+I2+3H2O， 2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+I2+6H2O。,3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+8H2O,故Fe(OH)2在水中稳定存在的时间只有几秒钟。在实验室制取Fe(OH)2时，一定要用新制的Fe2+和进行加热驱赶O2后的NaOH溶液，且滴管末端插入试管内的液面下
4、，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，减少Fe(OH)2与O2接触。,Fe(OH)2的制备 因Fe(OH)2在空气中易氧化，,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,【例1】根据下图所示装置和操作，回答下列有关问题。,(1)按图所示装置，用两种不同的操作分别进行实验，观察B管中的现象。 操作1：先夹紧止水夹a，再使A管开始反应，实验中在B管中观察到的现象是 . 4 。 操作2：打开止水夹a，使A管反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管中观察到的现象是 .,请说明造成两种操作现象不同的原因(如两种现象相同，此小题不用回答)： .,4 。,4 。,将
5、系统内的空气赶尽，避免了Fe(OH)2被氧化,产生的H2,(2)上述装置实验结束后，取A管内反应所得的溶液，隔绝空气小心蒸干后，再高温煅烧(有关装置和操作均已略去)最后留下红棕色固体，将分解时产生的气体按图所示装置依次通过洗气装置，结果试管甲内出现白色沉淀，试管乙中品红溶液红色褪去，回答： 用化学方程式表示试管甲产生白色沉淀的原因：,SO3+H2O+BaCl2=BaSO4+2HCl,根据实验现象写出A管内溶液蒸干后，在高温煅烧会时所发生的化学反应方程式: 图中丙装置的作用是， 实验结束时，在装置丙中观察的现象是:,吸收剩余的SO2气体；导管倒吸一段液柱,当夹紧止水夹a使A试管进行反应时，产生的
6、气体会将稀H2SO4和生成的FeSO4压入B管内，与适量的NaOH反应生成白色Fe(OH)2沉淀，但由于系统中含有空气生成Fe(OH)2立即被氧化为Fe(OH)3,出现一系列的颜色变化，当先使A管内反应一段时间后再关闭止水夹a，由于产生的H2将系统中的空气赶尽，使生成的Fe(OH)2不再被氧化。由于管内H2SO4不过量，最后生成的溶质应为FeSO4，由信息知FeSO4的分解产物有SO3、SO2和Fe2O3。,解析,【变式1】以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略): .从废液中提纯并结晶出FeSO47H2O。 .将FeSO47H2O配制成溶液。 .FeSO4溶液与
7、稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液。 .将浊液过滤，用90 热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体。 .煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体。,已知：NH4HCO3在热水中分解。 (1)中，加足量的铁屑除去废液中的Fe3+，该反应的离子方程式是： Fe+2Fe3+=3Fe2+ (2)中，需加一定量硫酸，运用化学平衡原理简述硫酸的作用： 加入硫酸，H+浓度增大，使 Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+ 的平衡向逆反应方向移动，从而抑制FeSO4的水解。,(3)中，生成FeCO3的离子方程式是 Fe2+2HCO-3=FeCO3+CO2+H2O 若FeCO3浊液长时间暴露在空气
8、中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是： 4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2 (4)中，通过检验SO2-4来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO2-4的操作是： 取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净。,(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O2 = 2Fe2O3+4CO2，现煅烧464.0 kg的FeCO3，得到316.8 kg产品，若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe2O3的质量是 kg(摩尔质量/gmol-1：FeCO3116；Fe2O3160；FeO72)。,288.0,高温,常见阳离子检验
9、 常见金属阳离子的鉴别,注意：Fe2+、Fe3+鉴别的常用方法 (1)Fe3+的鉴别 方法1：加入NaOH等碱溶液，生成红褐色沉淀。 Fe3+3OH- = Fe(OH)3(红褐色) 方法2：加入KSCN溶液，生成血红色的溶液。 Fe3+SCN- =Fe(SCN)2+(血红色) 方法3：滴加苯酚溶液，若有Fe3+，溶液呈紫色。,(2)Fe2+的鉴别 方法1：加入NaOH等碱溶液，先产生白色沉淀，很快转变成灰绿色，最后变成红褐色，证明有Fe2+的存在。 Fe2+2OH- = Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 方法2：在可能含有Fe2+的溶液中，滴加KSCN溶液，无
10、现象，再滴加氯水，若生成血红色溶液，说明有Fe2+存在。 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- Fe3+SCN- =Fe(SCN)2+(血红色),A.NaClNaOHNH3H2OH2SO4 B.H2SO4NaOHNH3H2ONaCl C.H2SO4NH3H2ONaOHNaCl D.NaClNH3H2ONaOHH2SO4,【考点示例2】 用过量的H2SO4、NaOH、NH3H2O、NaCl等溶液，按下图所示步骤分开五种离子，则溶液、是( ),D,本题考查了金属阳离子的定性分析。加入时，只产生一种沉淀，故一定是NaCl，沉淀为AgCl；在滤液中加入后，生成两种沉淀，故是NH3H2O或NaOH而生成
11、的沉淀，有一种在中溶解，故为NH3H2O，为NaOH，则为H2SO4。,解析,【变式2】下图中AJ均代表无机物或其水溶液，其中B、D、G是单质，B是地壳中含量最高的金属元素，G是气体，J是磁性材料。,根据图示回答问题： (1)写出下列物质的化学式A ，E ，I ； (2)反应的化学方程式是： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 反应的化学方程式是： 3Fe+4H2O(g) = Fe3O4+4H2,Fe2O3,Al2O3,AlCl3,高温,反应后的溶液与D反应的化学方程式是,(3)J与盐酸反应的化学方程式是,Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O,；,2FeC
12、l3+Fe=3FeCl2,。,有关计算及颜色变化 1.铁与稀硝酸的反应规律 Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O 3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,考点 三,(1)当 时，按反应进行； 当 ，按反应进行； 当 时，、反应均发生。,(2)上述反应可以认为先发生反应，若Fe剩余则发生2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2，合并即可得反应，所以反应和中被还原的HNO3均占参加反应的HNO3的14。(事实上，任何价态的金属与稀硝酸反应生成NO，参加反应的硝酸与被还原的硝酸之比均为41),2.FeCl3变色总结 (1)向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后呈血
13、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，溶液变为浅绿色； (7)向FeCl3溶液加入过量Cu粉，溶液变为蓝绿色； (8)将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变为蓝色； (9)向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液，溶液变为紫色； (10)将FeCl3溶液滴入到AgNO3溶液中，生成白色沉淀； (11)将FeCl3溶液与NaH
14、CO3溶液混合，放出气体，生成红褐色沉淀。,3.Fe(OH)2的制备 因Fe(OH)2在空气中易被氧化，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故Fe(OH)2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟。在实验室取Fe(OH)2时，一定要用新制的Fe2+盐和先加热驱赶O2后的NaOH溶液，且滴管末端插入试管内的液面下，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，避免Fe(OH)2与O2接触。,【例3】(2010高考上海)由5 mol Fe2O3、4 mol Fe3O4和3 mol FeO组成的混合物，加入纯铁1 mol并在高温下和Fe2O3反应。若纯铁完全反应，则反应后
15、混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是() A43 B32 C31 D21,分析题给混合物和高温下发生的反应，可知当Fe2O3+Fe3FeO时，反应后混合物中含有6 mol FeO、4 mol Fe2O3，则FeO与Fe2O3的物质的量之比为32；当发生反应：Fe+4Fe2O3=3Fe3O4时，剩余的Fe2O3为1 mol，反应后的混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比为31。故BC可能。 【答案】BC,解析,【变式3】将一定量Fe和Fe2O3的混合物投入250 mL 2molL-1HNO3溶液中，反应完全后，无固体剩余，生成1.12 L(标准状况下)NO气体，再向反应后的溶液中加入1 molL-1的NaOH溶液，要使Fe元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最少为( ) A.450 mL B.500 mL C.400 mL D.无法计算,A,Fe元素全部沉淀下来后，溶液中的溶质只有NaNO3，所以n(NaOH)=n(HNO3)n(NO)=0.25 L2 molL-1,所以VNaOH(aq)= 0.45 L=450 mL。,解析,