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1、第第3 3节铁及其重要化合物节铁及其重要化合物2考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组考点一铁及其化合物的性质导学诱思导学诱思(1)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(2)氧化亚铁与稀硫酸反应生成FeSO4(填化学式,下同),然后加入过量氨水,生成白色沉淀Fe(OH)2,过滤,在空气中白色沉淀生成红褐色沉淀Fe(OH)3,加热得到红棕色Fe2O3。3考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组4考点一考点二基础梳理考点突
2、破高考微题组5考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组2.铁的氧化物 6考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组7考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组3.铁的氢氧化物 8考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组注意:在判断铁的化合物与酸反应时,要注意铁及其化合物的价态,利用铁的价态及与其反应化合物的氧化还原性判断发生反应的类型是属于复分解反应还是氧化还原反应。9考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组考查角度一Fe的性质及用途例例1下列叙述正确的是 。铁在过量氧气中燃烧生成Fe2O3铁在常温下与浓硝酸反应比稀硝酸反应剧烈过量的铁与稀硝酸反应生成Fe3+分别加入浓硝酸来比较Fe和Cu的金属活动性将铁粉
3、加入FeCl3、CuCl2混合溶液中,充分反应后剩余的固体中必有铁过量的Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同向FeCl3溶液中加入还原铁粉,铁粉溶解,溶液颜色由黄色变为浅绿色生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 答案解析解析关闭不论氧气是否过量均生成Fe3O4,错误;铁在浓硝酸中发生钝化,错误;过量的铁还会与Fe3+反应,错误;浓硝酸与Fe发生钝化,错误;如果铁少量,则固体中只有铜,错误;不论Fe是否过量,与氯气反应均生成FeCl3,错误;生铁含碳量最高,错误。答案解析关闭10考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组考查角度二铁的氧化物及氢氧化物的性质例例2将Fe2O3、FeO和Fe的固体
4、混合物投入足量盐酸中,全部溶解。以下反应方程式中与此过程无关的是 。答案解析解析关闭在常温下Fe2O3不会与Fe反应。答案解析关闭C11考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组考查角度三铁及其化合物的定量计算例例3已知Fe5O7可以看作Fe2O3和Fe3O4的混合物。现有Fe、Fe5O7混合物共0.1mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到0.01molH2,且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色,则原混合物中铁的物质的量为()A.0.05molB.0.06molC.0.07molD.0.08mol 答案解析解析关闭 答案解析关闭12考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组1.判断正误,正确的画
5、“”,错误的画“”。A.(2012天津理综)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3()B.(2012重庆理综)Fe与S混合加热生成FeS2()C.(2014江苏化学)氧化铁能与酸反应,所以可用于制作红色涂料()D.(2013广东理综)将水蒸气通过灼热的铁粉,粉末变红,所以铁与水在高温下发生反应()解析 解析关闭13考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组2.(2015北京理综)在通风橱中进行下列实验:14考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组下列说法不正确的是()B.中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜,阻止Fe进一步反应C.对比、中现象,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸D.针对中现象,在
6、Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化 答案解析解析关闭A项,铁与稀硝酸反应生成无色气体NO,NO遇空气被氧化为红棕色气体NO2,A正确;B项,常温下铁在浓硝酸中发生钝化,在铁的表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止铁继续与浓硝酸反应,B正确;C项,由于钝化后反应停止,因此不能利用钝化比较氧化性,事实上浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,C错误;D项,由于在原电池中可以通过电流方向判断正负极,所以在铁和铜之间加电流计,可以判断出电子的流向,从而判断出铁是否被氧化,D正确。答案解析关闭C15考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组3.(2014山东理综)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量
7、最多的是()A.FeOB.Fe2O3C.FeSO4D.Fe3O4 答案解析解析关闭Fe2O3与硝酸反应不产生NO,等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4中+2价铁的物质的量最大的是FeO,失电子数最多,产生NO的物质的量最多。答案解析关闭A16考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组4.(1)(2012全国)在实验室中,FeCl2可用铁粉和反应制备,FeCl3可用铁粉和反应制备;(2)(2012海南化学)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
8、知:KspFe(OH)3=4.010-3817考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组回答下列问题:FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为;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;过程中发生反应的化学方程式为;过程中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为。(列式计算)答案解析解析关闭 答案解析关闭18考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组考点二Fe2+、Fe3+的性质及检验导学诱思导学诱思(1)怎样除去FeCl2溶液中混有的FeCl3?加入过量铁粉充分反应后,过滤。(2)怎样除去FeCl3溶液中混有的FeCl2?通入适量氯气。(3)证明某溶液含有Fe3+的实
9、验方法是取少量溶液,加入KSCN溶液,如果溶液显红色,则说明溶液中含有Fe3+。19考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组20考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组考查角度一转化关系例例1用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是()A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出 答案解析解析关闭如果Fe粉恰好把Fe3+反应完,A、D选项错误。若Fe3+反应完之后,有部分Cu2+参加反应,则C选项错误。答案解析关闭B21考点一
10、考点二基础梳理考点突破高考微题组方法指导方法指导复习此部分知识一定要从氧化还原反应角度分析,如Fe3+具有氧化性,与Fe、Cu、S2-、H2S、SO2、I-等还原剂反应;Fe2+具有还原性,与Cl2、HClO、HNO3、H2O2等氧化剂反应。22考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组考查角度二除杂例例2下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是()答案解析解析关闭Cl2与FeCl2反应,A错误;Fe与FeCl3、CuCl2均反应,B错误;D有新的杂质CuSO4生成。答案解析关闭C23考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组方法指导方法指导常
11、见的有关铁的化合物的除杂24考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组 答案解析解析关闭 答案解析关闭25考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组方法指导方法指导(1)Fe2+、Fe3+的检验方法很多,但不外乎两点:显色反应(Fe3+与KSCN溶液显红色);氧化还原反应,如:Fe3+使淀粉碘化钾试纸变蓝、Fe2+使酸性高锰酸钾溶液褪色等。注意:Fe3+的检验方法很多,但在没有特殊要求的条件下,最好选择KSCN溶液,此法最灵敏;检验Fe2+的最好方法:加KSCN溶液(无明显现象),然后加氯水(溶液变红色);检验Fe3+中是否还有Fe2+的最好方法:加酸性高锰酸钾溶液(溶液是否褪色)。(2)有关Fe2+
12、、Fe3+的离子共存常常从氧化还原反应的角度出题,如26考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组考查角度四Fe2+、Fe3+的水解例例4(1)实验室怎样保存硫酸亚铁溶液?。(2)加热蒸干氯化铁溶液最终得到物质的化学式为 。答案解析解析关闭(1)Fe2+既易被空气中的氧气氧化,又易发生水解,要从这两个方面进行分析。答案解析关闭(1)加入少量硫酸和适量铁粉(2)Fe2O327考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组考查角度五铁及其化合物的综合利用例例5某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了下图的工艺流程,利用常见的稀硫酸、稀硝酸、烧碱和工业生产中的废铁屑,从废水
13、中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。28考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组填写下面空白。(1)图中标号处需加入的相应物质分别是:、。(2)写出处发生反应的离子方程式:;写出处发生反应的化学方程式:。(3)铁红的化学式为;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:铁红;氧化铜。答案解析解析关闭 答案解析关闭29考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组互动探究互动探究(1)上述流程中,需要几次过滤?(2)由F到铁红发生的化学反应方程式有哪些?如果制取F,并能观察到F的真正颜色,应该采取哪些措施?30考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组1.判断正误,正确的画“”,错误的画“”。A.(2014
14、全国)FeCl3溶液可用于铜制印刷线路板制作,是因为FeCl3能从含有Cu2+的溶液中置换出铜()B.(2014四川理综)检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质,将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红()C.(2013广东理综)因为Fe3+具有氧化性,所以可用KSCN溶液鉴别Fe3+()D.(2012江苏化学)FeCl3溶液能与Cu反应,可用于蚀刻印刷电路()31考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组F.(2012广东理综)Fe3+有氧化性,所以FeCl3溶液可用于回收旧电路板中的铜()G.(2012浙江理综)在“硫酸亚铁铵的制备”实验中,为了得到硫酸亚铁
15、铵晶体,应小火加热蒸发皿,直到有大量晶体析出时停止加热()H.(2011江苏化学)取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含有Fe2+()32考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组 答案解析解析关闭 答案解析关闭33考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组3.(2015天津理综)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。FeCl3净水的原理是。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示)。答案解析解析关闭 答案解析关闭34考点一考点二基础梳理考点突破高考微
16、题组4.(2014山东理综)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀硫酸,滴加KSCN溶液无明显现象,(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是(用离子方程式说明)。答案解析解析关闭 答案解析关闭35考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组5.(2014北京理综)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1molL-1FeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值):36考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的
17、现象是。(2)中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应:。(3)由推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有性。(4)中虽未检测出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:NaCl溶液的浓度是molL-1。中检测Cl2的实验方法:。与对比,得出的结论(写出两点):。37考点一考点二基础梳理考点突破高考微题组38分类思想认识金属及其化合物分类思想认识金属及其化合物一、金属单质1.价态因为金属元素在化合物中只表现正化合价,无负价,所以金属单质只具有还原性,也就是说金属单质在
18、反应中只能失电子,不能得电子。主族元素的金属的化合价只有一个,即最高正价,在数值上等于其族序数。392.活动性依据金属活动性顺序可把金属分为很活泼金属,如K、Ca、Na,均能与水剧烈反应生成氢气;排在H前面的较活泼金属,如Zn、Fe等,均能与非氧化性酸反应生成氢气;不活泼金属,如Cu、Ag等,不能与非氧化性酸反应生成氢气,只能与氧化性酸反应。3.特殊性(1)Al不仅与酸反应还与强碱反应生成氢气。(2)Fe、Al在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化。40例例1用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是()A.通常状况下,24gMg完全溶于一定量的浓硝酸中转移2NA个电子B.23gNa与氧气完全反应
19、,不论生成Na2O还是Na2O2,一定转移NA个电子C.56g铁与一定量的稀硝酸完全反应,转移电子数为3NAD.等质量的铝分别与足量硫酸或NaOH溶液反应生成氢气的体积一定相同(同温同压下)答案解析解析关闭因为Mg、Na、Al在化合物中的化合价只显+2价、+1价、+3价,所以1molMg、Na、Al参加反应失去的电子的物质的量分别为2mol、1mol、3mol,一定量的Al不论与酸反应还是与碱反应生成氢气的量相同,A、B、D选项正确;C选项,如果铁少量则生成Fe3+,如果铁足量则只生成Fe2+,所以最终转移电子数在2NA3NA之间,错误。答案解析关闭C41二、金属的氧化物、氢氧化物及其碳酸盐1
20、.氢氧化物溶解性常见的四大强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2和Ca(OH)2,前三种易溶于水,Ca(OH)2微溶于水,其余的氢氧化物大多数不溶于水,碱性较弱。所以大多数可溶性的盐与NaOH溶液反应生成金属的氢氧化物沉淀,这一规律常用于金属阳离子的检验、除杂等。423.氧化物与水反应除了KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2分别对应的碱性氧化物K2O、Na2O、CaO、BaO可与水反应生成碱(非氧化还原反应),过氧化物K2O2、Na2O2与水反应生成碱和氧气(不属于碱性氧化物,发生的是氧化还原反应)外,其余金属氧化物大多数不与水反应,如Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、FeO、C
21、uO、MgO等均不与水反应。43445.氯化物水溶液加热蒸干除了KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2的金属形成的氯化物KCl、NaCl、CaCl2、BaCl2的溶液加热蒸干可得到相应氯化物外,其余金属氯化物如AlCl3、FeCl3、CuCl2、MgCl2等物质的水溶液受热均会发生水解生成氢氧化物,氢氧化物受热分解生成相应氧化物。45例例2下列各组物质中,物质之间不能通过一步反应实现图示变化的是()答案解析解析关闭C项中NaOH不能一步生成Na2O,其他三组均可行。答案解析关闭C46对点训练对点训练1.0.001mol金属放入10mL0.1molL-1某酸溶液中,产生22.4mL氢气
22、(标准状况),下列情况中一定不可能的是()A.一价金属和一元酸B.二价金属和二元酸C.三价金属和二元酸D.二价金属和三元酸 答案解析解析关闭题中数据均扩大1000倍后,1mol金属放入1mol某酸溶液中,产生1mol氢气;1mol一价、二价、三价金属与足量酸反应最多生成氢气的物质的量分别为0.5mol、1mol、1.5mol,1mol一元、二元、三元酸与足量金属反应最多生成氢气的物质的量分别为0.5mol、1mol、1.5mol,A选项最多生成0.5mol氢气,B选项恰好完全反应生成1mol氢气,C选项,金属过剩,用酸的量计算,生成1mol氢气,同理D选项,用金属的量计算生成1mol氢气。答案
23、解析关闭A472.下列反应能一步实现的是()A.CuOCu(OH)2CuCl2B.Na2CO3Na2ONaOHC.Fe2O3Fe(OH)3FeCl3D.Na2O2NaOHNa2CO3 答案解析解析关闭CuO不与水反应,Na2CO3受热不分解,Fe2O3Fe(OH)3不能一步实现,只有D选项符合。答案解析关闭D48 答案解析解析关闭MgCl2、FeCl3溶液蒸干灼烧最终得到的是MgO、Fe2O3,所以、不能一步实现。答案解析关闭494.写出碱式碳酸锌Zn3(OH)4CO3H2O焙烧的化学方程式:。答案解析解析关闭 答案解析关闭50213465考点一铁及其化合物的性质1.将wg铁粉和铝粉的混合物溶
24、于足量的盐酸中,再和过量的NaOH反应,然后过滤,将沉淀完全收集后,放入蒸发皿中加热灼烧,直至被加热的物质质量不再变化,取出蒸发皿中的物质称量仍为wg。求原混合物中铝粉的质量分数是()A.30%B.50%C.70%D.90%答案解析解析关闭 答案解析关闭512134652.下列物质能用化合反应直接制得的是。FeCl2Fe(OH)3Fe3O4Fe(OH)2FeCl3 答案解析解析关闭 答案解析关闭52431265考点二Fe2+、Fe3+的性质及检验3.将足量稀盐酸加到下列固体混合物中,只能发生一种反应的是()A.Mg、AlCl3、NaAlO2B.KNO3、NaCl、Fe2O3C.Cu、Fe2O3
25、、BaCl2D.Ba(NO3)2、FeSO4、NH4HCO3 答案解析解析关闭 答案解析关闭534312654.浅绿色的Fe(NO3)2溶液体系中存在如下平衡:Fe2+2H2OFe(OH)2+2H+。若在此溶液中加入盐酸,则溶液的颜色变化为()A.绿色变深 B.浅绿色变得更浅C.变黄D.无明显变化 答案解析解析关闭 答案解析关闭54653124 答案解析解析关闭 答案解析关闭556531246.钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+、H+、Cl-,可用下述方法处理该废液,回收盐酸和制备氧化铁涂料。(1)单质X的化学式是。(2)氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧转化为HCl气体和氧化铁粉末,有关的化学方程式依次为。56653124(3)某铁红涂料中除含有Fe2O3外,还可能添加有CuO或FeO中的一种,请设计实验方案,探究该铁红涂料中添加物的成分。提出合理假设。假设1:添加了CuO假设2:添加了FeO请设计方案,验证上述假设,写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂:铁粉、3molL-1H2SO4溶液、0.1molL-1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液、10%H2O2溶液、KSCN溶液576531245865312459