第五讲 铁及其重要化合物.docx
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第五讲铁及其重要化合物
第五讲铁及其重要化合物
复习重点:
1.了解铁及其重要化合物的主要性质及应用。
2.铁单质的化学性质。
3.铁的重要化合物的氧化还原性;
4.
Fe2+、Fe3+的相互转化是高考的热点
知识梳理:
一、铁
1.铁在周期表中的位置及结构
铁位于第周期第族,原子结构示意图为
Fe―2e―=(化合价)Fe―3e―=(化合价)
是地壳中含量的金属元素。
铁分布很广,能稳定地与其他元素结合,常以氧化物的形式存在,有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、褐铁矿(主要成分是Fe2O3·3H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)、钛铁矿(主要成分是FeTiO3)等。
铁是活泼的过渡元素。
2.物理性质
色(粉末为色)、、、、
、、。
3.化学性质——
(1)与非金属反应(与O2、Cl2、S等)
①与氧气反应
现象:
②与氯气反应
现象:
,加水震荡后溶液显色
③与硫反应
比较②和③,说明氧化性>
(2)与水反应
①铁在加热至红热时能与水蒸气发生反应:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
②常温下,铁与水不起反应,但在和等共同作用下,铁易被腐蚀。
(3)与酸反应
①与非氧化性酸:
②与氧化性酸:
常温下,铁遇浓硫酸、浓硝酸会,加热条件下可发生氧化还原反应。
铁与稀硝酸反应:
Fe+HNO3(浓)
(4)与盐溶液的反应
与FeCl3溶液
CuSO4溶液
归纳:
铁的化学性质及在反应后的生成物中显+2价或+3价的规律如下;
练习
1、铁生锈是铁与空气中的、等发生了反应,铁锈的主要成分是。
2、铝、铁两种金属的单质一起化合物在生产、生活中有这广泛的应用。
请回答:
(1)两种金属与稀盐酸反应,除都生成氢气外,还分别生产的盐类物质是、
(填化学式)。
(2)有一种混有铝、铁两种金属粉末的样品,可以利用简单的物理方法分离两种金属粉末,所用物品为。
如果要除去铁粉中还有的铝粉可以加入的试剂是,
发生反应的化学方程式为。
3、铁处于周期表的( )
A.第三周期VⅢB族 B.第三周期VⅢ族C.第四周期VⅢA族 D.第四周期VⅢ族
4、纯净铁的物理性质有()
①光亮的银白色 ②黑色 ③在潮湿空气中易腐蚀 ④有延展性 ⑤能导电导热 ⑥硬而脆 ⑦能被磁铁吸引,易被磁化 ⑧密度比铝小
A.①③④⑤⑦ B.①④⑤⑥⑦ C.①③⑤⑦ D.全部
5、下列化合物中,不能通过单质直接化合生成的是( )
A.FeS B.FeCl2 C.FeCl3 D.Na2O2
6、常温下,能用铁制容器盛放的液体是( )
A.浓氨水 B.CuSO4溶液 C.FeCl3溶液 D.浓H2SO4
7、下列物质中,不能有金属与盐酸反应制得的是()
A.AlCl3 B.FeCl2 C.FeCl3 D.CuCl2
8、为除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4杂质,可选用的试剂是( )
A.NaOH B.铁粉 C.氨水 D.氯水
9、28克铁和100ml0.5mol/LFe(NO3)3溶液混和,则( )
A.Fe完全被氧化 B.Fe部分被氧化
C.溶液中有Fe3+、Fe2+ D.溶液中只有Fe2+
10、下列各组阳离子氧化性按递减顺序排列的是( )
A.Cu2+、Fe2+、Ag+、Zn2+ B.Fe2+、Ag+、Zn2+、Cu2+
C.Ag+、Cu2+、Fe2+、Zn2+ D.Ag+、Fe2+、Cu2+、Zn2+
11、将镁粉撒入FeCl3溶液中可观察到的全部现象是( )
①有气泡产生 ②有红褐色沉淀 ③镁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色逐渐变成淡绿色
A.①正确 B.②错误 C.①②③ D.以上都不对
12、铁和下列物质反应,能生成+3价化合物的是()
①O2②S③HCl④CuCl2⑤HNO3⑥溴⑦H2O
A.①②⑤B.①⑥C.①⑤⑥⑦D.①⑤⑥
13、将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是()
A.硫酸 B.氯水 C.硝酸锌 D.氯化铜
14、下列溶液中,能使铁粉溶解,但不会产生沉淀和气体的是()
A、稀H2SO4 B、CuSO4溶液 C、Fe2(SO4)3 D、浓HNO3
二、铁的化合物
1.铁的氧化物:
有三种、、
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
化合价
色、态
水溶性
和非氧化性酸反应(盐酸)
和强氧化性酸反应(稀硝酸)
与CO反应
稳定性
在空气中氧化为Fe3O4
空气中稳定
在空气中稳定
制备
高温熔融,过量的铁与O2反应:
氢氧化铁加热分解
铁在氧气中燃烧
注意:
①FeO与非氧化性酸相遇时,发生复分解反应,生成亚铁盐;但与强氧化性酸相遇,Fe2+被氧化成Fe3+,生成铁盐
②Fe3O4在三种氧化物中最为稳定,一般不与酸、碱和氧气反应,所以在铁的表面若能形成Fe3O4膜,便能起到保护作用,防止生锈。
Fe3O4是一种复杂的氧化物,它不属于碱性氧化物,可以写成FeO·Fe2O3的形式有+2、+3价
③FeO、Fe2O3是碱性氧化物
④空气中:
6FeO+O2=2Fe3O4
练习题
1、三氧化铁是一种色粉末,俗称,常用于制作和。
2、氧化亚铁是一种色粉末,在空气里受热,可以被氧化成,其产物是具有性的色晶体,俗称。
3、氧化亚铁与盐酸反应的化学方程式是;氧化铁与盐酸反应的化学方程式是;四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式是。
4、工厂中常选用稀硫酸作为“除锈剂”,其原理是
(用化学方程式表示),一般在用“除锈剂”除锈时要特别注意除锈时间不能过长,其原
因是。
5、除去Fe2O3中含有的少量的Al2O3可用的试剂是。
6、下列物质只能与酸反应不能与氢氧化钠溶液反应的是()
A.四氧化三铁B.铝C.氧化铝D.氢氧化铝
7、下列物质具有磁性的是()
A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe(OH)3
8、下列物质中可用于做红色颜料的是()
A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe(OH)3
2.铁的氢氧化物:
氢氧化亚铁—Fe(OH)2
氢氧化铁—Fe(OH)3
色态
水溶性
与酸反应(盐酸)
与强氧化酸反应(稀硝酸)
稳定性
不稳定,易被空气中的氧气氧化,颜色变化:
白色→灰绿色→红褐色
较稳定空气中久置会部分失水成铁锈,受热易分解
制取
①煮沸蒸馏水,赶走溶解的氧气
②煮沸NaOH溶液,赶走溶解的氧气③配制FeSO4溶液,加少量的还原铁粉
④用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下:
铁盐与可溶性碱反应:
思考:
①实验中为什么要用新制的硫酸亚铁溶液?
②怎样才能使Fe2+溶液长时间保存?
③Fe(OH)2和Fe(OH)3从溶液中析出的现象分别是什么?
④若要观察到白色的Fe(OH)2沉淀,需要具备什么条件:
(1)
(2)
应该如何操作
练习
1、铁有两种氢氧化物:
和。
2、在试管中加入少量的FeCl3溶液,再滴加氢氧化钠溶液,可观察到的现象是
,反应方程式为:
。
3、在试管中加入少量Fe2SO4溶液,再滴加氢氧化钠溶液,可观察到的现象是
,相关反应的化学方程式是
、。
4、Fe(OH)2、Fe(OH)3都是碱,能与酸反应生成盐和水,分别写出与盐酸反应的化学方程式、。
5、针对NaOH、Ai(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3四种氢氧化物,回答下列问题:
(1)其中能溶于水形成溶液的是。
(2)其中只有一种不是白色,给物质是,它的颜色为。
(3)其中有两种物质在溶液中能相互反应,写出这两种物质相互反应的化学方程式:
。
6、以下转化不能通过一步反应实现的是()
A.Fe(OH)3→Fe2O3B.Fe2O3→Fe(OH)3
C.Fe→FeCl3D.Na→NaOH
7、某溶液中有
四种离子,若向其中加入过量的氢氧化钠溶液,微热并搅拌,再加入过量盐酸;溶液中大量减少的阳离子是()
A.
B.Mg2+C.Fe2+D.Al3+
8、将Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是()
A.生成白色沉淀B.生成红褐色沉淀C.有气泡产生D.无变化
9、只用一种试剂可区别
五种溶液,这种试剂是()
A.Ba(OH)2B.H2SC.NaOHD.AgNO3
10、铁屑溶于过量的稀硫酸,过滤后向滤液中加入适量硝酸,再加入过量的氨水,有红褐色沉淀生成。
过滤,加热沉淀物至质量不再发生变化,得到红棕色的残渣。
上述沉淀和残渣分别为()
A.Fe(OH)3;Fe2O3B.Fe(OH)2;FeO
C.Fe(OH)2、Fe(OH)3;Fe3O4D.Fe2O3;Fe(OH)3
3、铁盐和亚铁盐
①与氢氧化钠反应
FeCl3+NaOH()
现象:
FeCl2+NaOH()
现象:
②铁盐(铁为+3价)的氧化性
FeCl3+Fe=()
FeCl3+Cu=()
③亚铁盐(铁为+2价)的还原性
FeCl2+Cl2=()
Fe2+
Fe3+
溶液的颜色
氧化还原性
水解离子方程式
与碱反应
现象
反应方程式
加KSCN溶液的现象及反应
相互转化
4、Fe2+和Fe3+的检验
(1)Fe2+的检验方法:
①
②
有关的离子方程式为:
③
(2)Fe3+的检验方法:
①
②
③
练习
1、用毛笔蘸硫氰化钾溶液在白纸上绘画,把纸晾干,用装有FeCl3溶液的喷雾器向绘过图画的白纸上喷FeCl3溶液,可以观察到的现象是。
2、向两只试管分别加入5mlFeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液,各滴入几滴KSCN溶液,其中盛有FeSO4溶液的试管中可以观察到的现象是,盛有Fe2(SO4)3溶液的试管中可以观察到的现象是。
3、在盛有2mlFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉,振荡试管,再滴入几滴KSCN溶液,可以观察到的现象是,其反应的化学方程式为
。
将上层清夜倒入另一支试管中,再滴入几滴氯水,可以观察到的现象是,其反应的化学方程式为。
4、向下列反应后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液颜色不会变红的是()
A.氢氧化铁和盐酸B.氧化铁和盐酸C.铁与盐酸D.氯化亚铁中通入氯气
5、将补铁剂配成溶液,滴加几滴KSCN溶液,无现象;滴加几滴氯水,溶液变为红色,说明该补铁剂中含有的铁元素的化合价为。
6、为检验溶液中是否含有Fe3+,可向溶液中加入()
A.氯化钠溶液B.铁片C.硫氰化钾溶液D.Cl2
7、钠、铁两种金属单质及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用.请回答:
(1)两种金属中,能与冷水发生剧烈反应的是,由此说明,钠的金属性比铁
(填“强”或“弱”)。
(2)某些补铁剂的成分中含有硫酸亚铁,长期放置会因氧化而变质.检验硫酸亚铁是否变质的试剂是(填序号)。
①稀盐酸 ②石蕊溶液 ③KSCN溶液
(3)向硫酸亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液,生成的灰白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,此过程中涉及的氧化还原反应的化学方程式为。
三、铁与铁的化合物之间的相互转化
四、常见铁的化合物的颜色状态
物质
Fe
FeO
Fe2O3
Fe3O4
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe2+
Fe3+
Fe(SCN)3
颜色
状态
五、下列物质中含有少量杂质,请在空格中填上适宜的试剂或方法将杂质除去:
物质
杂质
试剂或方法
化学(或离子)方程式
FeCl3溶液
FeCl2
FeCl2溶液
FeCl3
FeSO4溶液
CuSO4
Fe2O3
Al2O3
Fe2O3
Fe(OH)3
Fe(OH)3
Al(OH)3
铁及其化合物练习
1.能说明一定是金属元素的事实是( )
A.原子最外层只有1个电子的元素 B.在化学反应中能失去电子的原子
C. 在化合物中只有正价没有负价的元素 D.能跟非金属反应的物质
2.往浅绿色的Fe(NO3)2 溶液中逐滴加入稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是( )
A.绿色变深 B.变棕黄色 C.颜色变浅 D.无现象
3.为了除去FeCl2溶液中混有的少量FeCl3,最好的方法是向此溶液中( )
A.通入氯气 B.加入Zn C.加入Fe D.加入Cu
4.能使铁溶解,但不能生成沉淀的溶液是( )
A.稀H2SO4 B.FeCl3溶液 C.CuSO4溶液 D.FeSO4溶液
5.下列各物质中,不能由组成它的两种元素的单质直接化合得到的是( )
A. FeS B. FeCl2 C. FeCl3 D.Fe3O4
6.硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁,为除去杂质,提纯硫酸亚铁,应该加入下列哪种物质( )
A.锌粉 B.镁粉 C.铁粉 D. 铝粉
7.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
C.滴NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿,最后呈红褐色
D.只需滴加KSCN溶液
8.证明溶液中是否有Fe2+,其操作正确的顺序是()
①加少许酸化的KMnO4溶液 ②加少许氯水 ③滴加少许KSCN溶液
A.①② B.②③ C.①②③ D.③②
9.在含有1molFeSO4的溶液中投入一小块金属钠,反应完全后,滤出沉淀并洗涤之,然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是
A.Fe B.FeO C.Fe(OH)3 D.Fe2O3
10.将Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的实验现象是()
A.有白色沉淀生成 B.有红棕色沉淀生成 C.没有沉淀生成 D.有无色气体产生
11.下列离子在溶液中能大量共存的是
A.Fe3+、NH4+、SCN-、Cl-B.Na+、H+、NO3-、SO42-
C.Fe2+、Fe3+ 、Na+、NO3 - D. Fe2+、NH4+、Cl-、OH-
12.下列反应,其产物的颜色按红、红褐、淡黄、蓝色顺序排列的是
①金属钠在纯氧中燃烧;②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间; ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液;④无水硫酸铜放入水中。
A.②③①④ B.③②①④ C.③①②④ D.①②③④
13.将Fe、Cu、FeCl2、FeCl3、CuCl2盛于同一容器中充分反应,如Fe有剩余,则容器中只能有的金属或金属离子是
A.Cu、Fe3+B.Fe2+、Fe3+C.Cu、Cu2+、Fe D.Cu、Fe2+、Fe
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