第8讲铁及其化合物.ppt

第第8 8讲讲 铁及其化合物铁及其化合物高三化学高三化学考纲导学第第8 8讲讲 考纲导学考纲导学考纲要求考纲要求命题预测命题预测了解铁及其重了解铁及其重要化合物的主要要化合物的主要性质及应用。性质及应用。1.“铁三角铁三角”为核心的铁及其化合物之为核心的铁及其化合物之间的转化关系。试题多以实验探究或选择、间的转化关系。试题多以实验探究或选择、填空题的形式出现，可能考查基本概念、填空题的形式出现，可能考查基本概念、基本理论以及实验操作等方面知识，难度基本理论以及实验操作等方面知识，难度较大。较大。2.Fe2、Fe3、Fe(OH)2的氧化性、的氧化性、还原性。这类试题往往以离子共存、离子还原性。这类试题往往以离子共存、离子方程式的正误判断和解题突破口方式出现，方程式的正误判断和解题突破口方式出现，成为解题的关键，难度中等。成为解题的关键，难度中等。第第8 8讲讲 要点探究要点探究【知识梳理知识梳理】1.1.铁的存在铁的存在 铁在周期表中位于第铁在周期表中位于第_周期第周期第_族；族；在地壳中的含量为第在地壳中的含量为第_位，在自然界中主要以位，在自然界中主要以_存在，主要化合价有存在，主要化合价有_，其中，其中_价较为稳定。价较为稳定。四四四四化合态化合态 探究点一铁的性质探究点一铁的性质2和和33第第8 8讲讲 要点探究要点探究 2.铁的化学性质铁的化学性质 (1)与非金属反应与非金属反应(2)与与H2O反应反应化学方程式为：化学方程式为：_Fe2O323第第8 8讲讲 要点探究要点探究(3)(3)与酸反应与酸反应(4)与盐溶液反应与盐溶液反应与与CuSO4溶液：溶液：_与与FeCl3溶液：溶液：_FeH2SO4=FeSO4H2Fe4HNO3=Fe(NO3)32H2ONO钝化钝化钝化钝化FeCuSO4=FeSO4CuFe2FeCl3=3FeCl2第第8 8讲讲 要点探究要点探究【要点深化要点深化】有关铁与硝酸反应的计算问题有关铁与硝酸反应的计算问题 1硝酸的作用及其量的确定硝酸的作用及其量的确定 铁与硝酸的反应中，硝酸一部分表现氧化剂作用，铁与硝酸的反应中，硝酸一部分表现氧化剂作用，一部分表现酸性作用。作为氧化剂的硝酸可以根据氧化一部分表现酸性作用。作为氧化剂的硝酸可以根据氧化还原反应中得失电子守恒的方法确定，作为酸性作用的还原反应中得失电子守恒的方法确定，作为酸性作用的硝酸可以通过金属铁的物质的量确定，即铁的物质的量硝酸可以通过金属铁的物质的量确定，即铁的物质的量与铁的价态之积。与铁的价态之积。第第8 8讲讲 要点探究要点探究第第8 8讲讲 要点探究要点探究第第8 8讲讲 要点探究要点探究例例1 1【典例精析典例精析】第第8 8讲讲 要点探究要点探究第第8 8讲讲 要点探究要点探究下列反应后一定有下列反应后一定有3价铁生成的是价铁生成的是()100过量的过量的Fe与与Cl2反应反应Fe与过量稀与过量稀H2SO4反应后，反应后，再向其中加再向其中加KNO3Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸把溶液中加少量盐酸把Fe和和Fe2O3的混合物溶于盐酸中的混合物溶于盐酸中A只有只有 B只有只有C只有只有 D全部全部第第8 8讲讲 要点探究要点探究C第第8 8讲讲 要点探究要点探究【知识梳理知识梳理】1.1.铁的铁的 氧化物氧化物 探究点二铁的氧化物与氢氧化物探究点二铁的氧化物与氢氧化物名称名称氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁俗名俗名颜色颜色_色色_色色_色色铁的价态铁的价态232、3与盐酸的与盐酸的反应反应与与CO的的反应反应铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁黑黑黑黑红棕红棕FeO2HClFeCl2H2OFe2O36HCl2FeCl33H2OFe3O48HClFeCl22FeCl34H2O第第8 8讲讲 要点探究要点探究2.2.铁的氢氧化物铁的氢氧化物化学式化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态色态_沉淀沉淀_沉淀沉淀与非氧化性酸与非氧化性酸(稀盐酸稀盐酸)反应反应二者的关系二者的关系空气中，空气中，Fe(OH)2能够迅速地被氧气氧化成能够迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是，现象是_迅速变成迅速变成_，最后变成，最后变成_，反应方程式，反应方程式为为_白色白色红褐色红褐色Fe(OH)22HFe22H2OFe(OH)33HFe33H2O白色絮状沉淀白色絮状沉淀灰绿色灰绿色红褐色红褐色 4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3第第8 8讲讲 要点探究要点探究【要点深化要点深化】纯净纯净Fe(OH)2的制取的制取 1实验室制备纯净的实验室制备纯净的Fe(OH)2的注意事项：的注意事项：有关有关Fe(OH)2的制备方法，实际上只能观察到瞬间的的制备方法，实际上只能观察到瞬间的Fe(OH)2白色沉淀白色沉淀(几乎分辨不出来几乎分辨不出来)。要想较长时间观察到白色沉。要想较长时间观察到白色沉淀的生成，关键是怎样降低反应体系中氧气的存在量和操淀的生成，关键是怎样降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量。常采用的方法有：作过程中氧气的引入量。常采用的方法有：采用新制备的纯亚铁盐溶液采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2易被空气中的氧气氧化易被空气中的氧气氧化成成Fe3)；将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气除去溶解的氧气)；将碱直接加到亚铁盐溶液的底部将碱直接加到亚铁盐溶液的底部使使Fe(OH)2与空气隔离与空气隔离；在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小，如加入苯等密度比水小，而又不溶于水的有机溶剂而又不溶于水的有机溶剂)。第第8 8讲讲 要点探究要点探究 2实验创新实验创新 方案方案：装置如图：装置如图81所示。所示。在试管中加入适量的在试管中加入适量的5%FeSO4溶液，并覆盖一层苯，溶液，并覆盖一层苯，再用长滴管注入不含再用长滴管注入不含O2的的1 mol L1NaOH溶液。由于苯溶液。由于苯的液封作用，防止生成的的液封作用，防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时被氧化，因而可较长时间观察到白色间观察到白色Fe(OH)2沉淀。沉淀。第第8 8讲讲 要点探究要点探究 方案方案：装置如图：装置如图82所示。所示。实验时，先打开活塞实验时，先打开活塞K，再将分液漏斗的旋塞打开，稀，再将分液漏斗的旋塞打开，稀H2SO4与铁粉作用，用产生的与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭排出装置中的空气；然后关闭K，使，使生成的生成的H2将试管中的将试管中的FeSO4溶液压入溶液压入NaOH溶液中，则可较长溶液中，则可较长时间观察到生成的白色时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。第第8 8讲讲 要点探究要点探究方案方案：装置如图：装置如图83所示。所示。以铁做阳极，石墨棒做阴极，电解液可以是以铁做阳极，石墨棒做阴极，电解液可以是NaCl溶液、溶液、NaOH溶液等。溶液等。U形管中加入植物油的目的是隔绝空气。形管中加入植物油的目的是隔绝空气。电解一段时间后可以看到电解一段时间后可以看到U形管中有白色形管中有白色Fe(OH)2沉淀生沉淀生成，此时将电源反接，则会看到白色沉淀迅速变为灰绿成，此时将电源反接，则会看到白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。色，最后变成红褐色。图83第第8 8讲讲 要点探究要点探究例例2 2根据下述实验装置和操作，回答下列问题。根据下述实验装置和操作，回答下列问题。(1)按如图按如图84所示装置用两种不同操作分别进行实所示装置用两种不同操作分别进行实验，观察验，观察B试管中的现象。试管中的现象。【典例精析典例精析】第第8 8讲讲 要点探究要点探究操作操作1：先夹紧止水夹：先夹紧止水夹a，再使，再使A管开始反应，实验中管开始反应，实验中B管中管中观察到的现象是观察到的现象是_。B管中发生反应的离子方程式是管中发生反应的离子方程式是_。操作操作2：打开止水夹：打开止水夹a，使，使A管开始反应一段时间后再夹紧止管开始反应一段时间后再夹紧止水夹水夹a，实验中在，实验中在B管中观察到的现象是管中观察到的现象是_。B管中发生反应的离子方程式是管中发生反应的离子方程式是_。第第8 8讲讲 要点探究要点探究例例2先出现白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变为灰先出现白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色绿色，最后变为红褐色Fe22OHFe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3打开止水夹时，溶打开止水夹时，溶液中导气管口有气泡冒出，夹紧夹子后出现白色沉淀，液中导气管口有气泡冒出，夹紧夹子后出现白色沉淀，短时间内沉淀不变色短时间内沉淀不变色Fe22OHFe(OH)2第第8 8讲讲 要点探究要点探究 解析解析 当夹紧当夹紧a时，时，A试管便成了一个封闭体系，产试管便成了一个封闭体系，产生的生的H2使使A试管内压强增大，将生成的试管内压强增大，将生成的FeSO4溶液压入溶液压入B中，从而发生反应生成中，从而发生反应生成Fe(OH)2，而，而NaOH溶液中的溶液中的O2可将可将Fe(OH)2迅速氧化，最后转变成迅速氧化，最后转变成Fe(OH)3，所以看，所以看到白色沉淀的时间很短。当用操作到白色沉淀的时间很短。当用操作2时，产生的时，产生的H2首先首先通过导气管通入到通过导气管通入到B中的中的NaOH溶液中，将其中的溶液中，将其中的O2赶赶走，再夹紧走，再夹紧a时，溶液压入时，溶液压入B中，此时反应所产生的中，此时反应所产生的Fe(OH)2在一段时间内不变色。在一段时间内不变色。第第8 8讲讲 要点探究要点探究A、B、C三种化合物均由三种化合物均由X、Y两种元素组成，两种元素组成，均能与某溶液均能与某溶液E反应；与同一种单质反应；与同一种单质G在相同的条件下在相同的条件下反应均能生成单质反应均能生成单质Y和化合物和化合物H，且此类反应在工业生，且此类反应在工业生产中具有重要意义，反应关系如图产中具有重要意义，反应关系如图85所示。所示。第第8 8讲讲 要点探究要点探究(1)A的化学式的化学式_。(2)写出写出B与与E反应的离子方程式反应的离子方程式_。(3)写出写出D到到F的离子方程式的离子方程式_。(4)写出写出C与与G反应的化学方程式反应的化学方程式_。第第8 8讲讲 要点探究要点探究 解析解析此题考查了铁及其化合物之间的相互转化，涉此题考查了铁及其化合物之间的相互转化，涉及及2价铁与价铁与3价铁的转化及铝热反应等。由价铁的转化及铝热反应等。由A、B、C三种化合物均由相同的元素组成，则三种化合物均由相同的元素组成，则D、F中若含相同中若含相同元素，则元素，则D到到F的过程必为氧化过程，故可联想铁及其的过程必为氧化过程，故可联想铁及其化合物；且化合物；且A、B、C与与G的反应均为置换反应，经验证：的反应均为置换反应，经验证：A、B、C、D、E、F、G、H、Y分别为分别为FeO、Fe3O4、Fe2O3、FeCl2、HCl、FeCl3、Al、Al2O3、Fe。第第8 8讲讲 要点探究要点探究【知识梳理知识梳理】“铁三角铁三角”的转化关系的转化关系 探究点三探究点三“铁三角铁三角”的转化关系的转化关系第第8 8讲讲 要点探究要点探究第第8 8讲讲 要点探究要点探究第第8 8讲讲 要点探究要点探究(3)Fe2Fe，在金属活动性顺序表中排在，在金属活动性顺序表中排在Fe前的前的金属，如金属，如Zn、Al等，可以将等，可以将Fe2还原成还原成Fe。Zn FeSO4ZnSO4Fe。注意：注意：K、Ca、Na等活泼金属，由于它们在水溶等活泼金属，由于它们在水溶液中不能存在，所以不能作为还原剂来完成液中不能存在，所以不能作为还原剂来完成Fe2Fe的的转化。转化。第第8 8讲讲 要点探究要点探究(4)Fe3Fe2需要较强的还原剂。如需要较强的还原剂。如Fe、Zn、H2S(S2)、KI(I)、Na2SO3(S