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1、第 课时 第十一章第十一章铁和铁的化合物铁和铁的化合物几种重要的金属几种重要的金属1 体验体验 下列物质中，能用单质直接化下列物质中，能用单质直接化合而制得的是合而制得的是()A.Fe(OH)3 B.CuSC.Fe3O4 D.FeCl2C2 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FeC.Fe和Zn D.Zn和CuB 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BC3 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.
2、Na2O2与水反应、红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱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C4考点一考点一 铁及其化合物相互转化关系铁及其化合物相互转化关系1.“铁三角铁三角”是指是指Fe、Fe2+、Fe3+相互转化相互转化的三角关系的三角关系52.“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。6
3、(2)制取Fe(OH)3胶体FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl(3)制备无水FeCl3FeCl36H2O FeCl3+6H2O在在HCl气流中气流中7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+5H2OFe2O3、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(稀稀)=3Fe(NO3)3+NO+8H2O8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
4、)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，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的制备的制备因因Fe(OH)2在空气中易氧化，在空气中易氧化，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,9【例1】根据下图所示装置和操作，回答下列有关问题。10(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
5、察到的现象是 .请说明造成两种操作现象不同的原因请说明造成两种操作现象不同的原因(如两种现象相同，此小题不用回答如两种现象相同，此小题不用回答)：.4 。4 。生成白色沉淀，且迅速变绿色，最后变为红褐色生成白色沉淀，且迅速变绿色，最后变为红褐色液面升高且液面升高且液面上升，有白色沉淀生成，且保持液面上升，有白色沉淀生成，且保持较长时间不变色较长时间不变色将系统内的空气赶尽，避免了将系统内的空气赶尽，避免了Fe(OH)2被氧化被氧化产生的产生的H211(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
6、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+2HCl12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:吸收剩余的吸收剩余的SO2气体；导管倒吸一段液柱气体；导管倒吸一段液柱2FeSO4=Fe2O3+SO3+SO213 当夹紧止水夹a使A试管进行反应时，产生的气体会将稀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
7、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。解析解析14【变式1】(2009高考北京)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。
8、.煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体。15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。16(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
9、-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。17(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高温高温18 常见阳离子检验常见金属阳离子的鉴别离子试剂现象及离子方程式Mg2+氢氧化钠溶液Mg2+2OH-=Mg(OH)2
10、产生白色沉淀Al3+Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO-2+2H2O产生白色沉淀，然后沉淀消失Fe2+Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀19离子试剂现象及离子方程式Fe3+氢氧化钠溶液Fe3+3OH-=Fe(OH)3产生红褐色沉淀NH+4NH+4+OH-=NH3+H2O产生无色有刺激性气味的气体，能使红色石蕊试纸变蓝20离子试剂现象及离子方程式Cu2+OH-Cu2+2OH-=Cu(OH)2产生蓝色沉淀NH3H2OCu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH+4Cu(OH)
11、2+4NH3H2O=Cu(NH3)2+4+4H2O+2OH-产生蓝色沉淀，后沉淀溶解，生成深蓝色溶液Fe3+KSCN溶液Fe3+SCN-=Fe(SCN)2+溶液呈血红色Fe2+氯水和KSCN溶液2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Fe3+SCN-=Fe(SCN)2+21离子试剂现象及离子方程式Ag+盐酸或氯化钠、HNO3Ag+Cl-=AgCl产生不溶于HNO3的白色沉淀Ba2+H2SO4、HNO3或硫酸盐Ba2+SO2-4=BaSO4产生不溶于HNO3的白色沉淀Na+焰色反应黄色K+焰色反应透过蓝色钴玻璃为紫色22离子试剂现象及离子方程式Zn2+NaOHZn2+2OH-=Zn(OH)2Zn(O
12、H)2+2OH-=ZnO2-2+2H2O先有沉淀，后沉淀消失NH3H2OZn2+2NH3H2O=2NH+4+Zn(OH)2 Zn(OH)2+2NH3H2O=Zn(NH3)2+2+2OH-+2H2O先产生白色沉淀，沉淀又溶于过量氨水中23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。24(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
13、灰绿色，最后变成红褐色，证明有Fe2+的存在。Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(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)25A.NaClNaOHNH3H2OH2SO4B.H2SO4NaOHNH3H2ONaClC.H2SO4NH3H2ONaOHNaClD.NaClNH3H2ONaOHH2SO4【考点示例考点示例2】用用 过过 量量 的的 H2SO4、NaOH、NH3H2O、NaCl等等溶溶液液，按
14、按下下图图所所示示步步骤骤分分开开五五种种离离子子，则则溶溶液液、是是()D26 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而生成的沉淀，有一种在中溶解，故为NH3H2O，为NaOH，则为H2SO4。解析解析27【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。A B C I D E H G F J G过量盐酸过量盐酸过量过量NaOH溶液溶液28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
15、方程式是：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2反应的化学方程式是：3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2Fe2O3Al2O3AlCl3高温高温29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与盐酸反应的化学方程式是Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O ；2FeCl3+Fe=3FeCl2 。30 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+2H2O3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O考点考点 三三(1)当当 时，按反应时，按反应进行；进行；当当 ，按反应，按反应进行；进行；当
16、当 时，时，、反应均发生。反应均发生。31(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)322.FeCl3变色总结(1)向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后呈血红色；(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
17、的Na2S溶液过量时，又生成黑色沉淀；33(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NaHCO3溶液混合，放出气体，生成红褐色沉淀。343.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
18、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。35【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，则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是()A43 B32C31 D2136 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
19、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解析解析37【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 mLC.400 mL D.无法计算A38 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 所以所以VNaOH(aq)=0.45 L=450 mL。解析解析39