2019-2020年高中化學 鐵和鐵的化合物知識精講 人教版第二冊.doc

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2019-2020 年高中化學 鐵和鐵的化合物知識精講 人教版第二冊 【本講教育信息】 一. 教學內容： 鐵和鐵的化合物 二. 重點、難點 1. 掌握鐵的化學性質，理解鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉變。 2. 了解鐵的氧化物和氫氧化物。 3. 掌握鐵離子的檢驗方法。了解過渡元素在周期表中的位置，過渡元素的結構、重要物 理性質及其主要用途。 4. 本節(jié)知識的學習重點是：鐵的化學性質；Fe 3+和 Fe2+之間的轉化、即 Fe3+的氧化性、 Fe2+的還原性；Fe 3+的檢驗。這也是高考中反復考的知識點。 5. 本節(jié)知識學習的難點是二價鐵和三價鐵的相互轉化，為突破難點，學生應仔細觀察演 示實驗或學生實驗的現(xiàn)象、先有感性認識，然后用氧化還原反應的觀點理解轉化的實質， 用離子方程式表示轉化的過程。 三. 知識分析 （一）鐵的單質 1. 物理性質： 鐵與其他金屬一樣，具有金屬的通性。純鐵為銀白色，質軟，重金屬。 鐵位于第四周期第Ⅷ族，是過渡金屬，有 4 個電子層，最外層有 2 個電子，從它的結 構可以看出，鐵容易失去最外層的 2 個電子，同時次外層的 1 個電子也經常參加反應，因 此具有還原性： 2. 化學性質： （1）與非金屬反應 ① O 2：3Fe＋2O 2 =Fe3O4 ② Cl 2： 2Fe＋3Cl 22FeCl3 ③ S： （2）鐵與水的反應 3Fe＋4H 2OFe3O4＋4H 2↑，H 2O 為氧化劑 （3）鐵與酸的反應 Fe＋2H +==Fe2＋ ＋H 2↑ （4）鐵與鹽的反應 Fe＋Cu 2＋ == Fe2＋ ＋Cu Fe＋2Fe 3＋ == 3Fe2＋ （二）鐵的重要化合物 1. 鐵的氧化物 （1）不溶于水，不與水反應 （2）與酸反應 2. 鐵的氫氧化物 （紅褐色）????33)(OHFee （白色）22 32)(4)(4e 3. 鐵化合物和亞鐵化合物的相互轉換 2FeCl2＋ Cl2 ====2FeCl3 2FeCl3＋ Fe =====3FeCl2 （三）Fe 3＋ 的檢驗 （紅色）3)(SCNFeFe??? 【典型例題】 [例 1] 將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中，完全反應后，溶液中的 Fe3+和 Fe2+濃度相等。則 已反應的 Fe3+和未反應的 Fe3+的物質的量之比是（ ） A.2:3 B. 3:2 C. 1:2 D. 1:1 答案：A 解析：Fe 3+有較強的氧化性，與 Fe 反應如下：2Fe 3++Fe=3Fe2+，由題意： ，而要生成 3molFe2+需消耗 2molFe3+，顯然 n（反應 Fe3+）: n（未反應 Fe3+）=2:3 [例 2] 將括號內的氣體通入對應的溶液（或水中） ，氣體只作氧化劑，反應后得一種澄清溶 液的是（ ） A. 氫氧化鈉溶液（二氧化硫） B. 氫硫酸（二氧化硫） C. 水（二氧化氮） D. 硫酸亞鐵溶液（氯氣） 答案：D 解析：A 中 SO2 只作一般的反應物；B 中溶液會渾濁；C 中氣體既作氧化劑又作還原 劑。D 中氯氣只作氧化劑，且反應后溶液澄清。 [例 3] 在通常情況下，鐵與下列物質不反應的是（ ） A. 水 B. 濃硫酸 C. 濃硝酸 D. 硫酸銅溶液 答案：A 解析：鐵與水的反應條件是赤熱的鐵與水蒸氣反應，而通常情況下不反應。 ???243243HOFeHe高 溫 冷的濃硝酸、濃硫酸與鐵反應生成致密的氧化物薄膜，可使鐵表面鈍化。 硫酸銅和鐵發(fā)生置換反應：Fe+CuSO 4=FeSO4+Cu [例 4] A、B 、C 是中學常見的三種物質，它們之間存在如下轉化關系，則 A 是（ ） A. Cu B. Fe C. Al D. Fe2O3 答案：B 解析： （1）H 2 與 Cl2 化合的產物溶于水所得的 D 應為鹽酸。Cu 與鹽酸不反應，F(xiàn)e 2O3 與 Cl2 不反應，此兩種物質可先否掉。 （2）A 既可與鹽酸反應又可與氯氣反應，而且與鹽酸反應生成的氯化物又可被氯氣氧 化成高價的氯化物，只有 Fe 符合題意。 [例 5] 能與 Fe3+反應，又能證明 Fe3+具有氧化性的微粒是（ ） ① ② Fe ③ Fe 2+ ④ Cu ⑤ H 2S ⑥ A. ④⑤⑥ B. ①②③ C. ①③⑥ D. ②④⑤ 答案：D 解析：此題的答案要符合兩個條件：一是能與 Fe3+反應；二是要發(fā)生氧化還原反應， 微粒能失電子使 Fe3+被還原。 能與 Fe3+反應： 生成血紅色溶液；Fe 與 Fe3+發(fā)生的是氧33)(SCNFeFe??? 化還原反應 Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe 2+與 Fe3+之間無中間價態(tài)不反應；Cu 與 Fe3+發(fā)生的是氧化 還原反應 Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；H 2S 與 Fe3+發(fā)生的是氧化還原反應 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H +；與 Fe3+發(fā)生的不是氧化還原反應 。 [例 6] 把銅粉和過量的鐵粉加入到熱的濃硝酸中，充分反應后，溶液中大量存在的金屬陽 離子是（ ） A. 只有 Fe2+ B. 只有 Fe3+ C. 有 Fe2+和 Cu2+ D. 有 Fe3+和 Cu2+ 答案：A 解析：在熱的濃 HNO3 中加鐵、銅分別生成 Fe3+、Cu 2+，過量的鐵與 Fe3+、Cu 2+反應 生成 Fe2+和 Cu。 OHNOFeHNFe 2233 3)()(6????濃 CuCu4濃 Fe+2Fe3+=3Fe2+ Fe+Cu 2+=Fe2++Cu 所以充分反應后溶液中大量存在的金屬陽離子是 Fe2+ [例 7] 根據圖中現(xiàn)象和轉化推斷 A、B、C 、D、E、F、G 各是什么物質？寫出①②反應的 離子方程式，③④反應的化學方程式。 答案：A：FeS B：H 2S C：FeSO 4 D：CuS E：Na 2SO4 F： G：S 反應的化學方程式： ① FeS+2H +=Fe2++H2S↑ ② H 2S+Cu2+=CuS↓+2H + ③ 3)(4)(4OHFeOFe?? ④ 42342 S?? 解析：此題通過框圖表示實驗的過程和現(xiàn)象，我們首先要抓變化中的特殊現(xiàn)象去分析 推斷。關鍵突破口是白色沉淀在空氣中放置發(fā)生的變化，可知白色沉淀是，因此 F 是。而 C 生成，則 C 溶液含 Fe2+，可知 A 是 Fe 或鐵的化合物。若 A 是鐵則 B 是 H2，但 H2 不能 與 CuSO4 溶液生成黑色沉淀，所以 A 不是鐵，確定 A 是鐵的化合物；而 D 只能是 CuS， 則 A 是 FeS。進一步證實 A 是 FeS 的反應是： B 與溶液反應有黃色沉淀生成 ，根據 E 與 BaCl2 溶液反應生成不溶于 HCl 的白色42432)( SOHFeSOe??? 沉淀和溶液焰色反應為黃色，則 E 為 Na2SO4 溶液。 [例 8]40g 鐵粉投入到 500g 稀 HNO3 中，若兩物質恰好完全反應（HNO 3 的還原產物為 NO） ， 求此稀 HNO3 的溶質質量分數和生成的氣體在標準狀況下的體積？ 答案：見解析 解析：有三種不同情況：（1）若生成物全部為 Fe3+；（2）若生成物全部為 Fe2+；（ 3）若生成物為 Fe3+與 Fe2+共存的混合物。 解：（1）若生成物全部為 Fe3+時情況：設用去 HNO3 的質量為 x。OHNOFeHNe 233)(4???? x V1 解得：硝酸溶液的溶質的質量分數： 生成 NO 體積；V 1=16L （2）全部是 Fe2+時情況：設用去 HNO3 的質量為 Y。OHNOFeHNFe 2233 4)(8???? y V2 解得：硝酸溶液的溶質的質量分數： 生成 NO 體積 V2=10.67L （3）若 Fe3+與 Fe2+共存：則放出的氣體體積為 10.67L＜V＜16L。硝酸溶液溶質的質 量分數在 24％—36％之間。 【模擬試題】 （答題時間：60 分鐘） 1. 下列關于鐵的敘述正確的是（ ） A. 鐵是第Ⅷ主族元素 B. 鐵的原子序數是 28 C. 鐵是過渡元素 D. 鐵位于第四周期第Ⅷ族 2. 下列關于鐵的性質的敘述正確的是（ ） A. 鐵在氯氣中燃燒生成 FeCl2 B. ????23442)(3HSOFeHe C. 鐵粉和硫粉混合加熱生成硫化亞鐵 D. 鐵與水在高溫下生成氫氣 3. 下列物質中，既可作氧化劑，又可作還原劑的是（ ） A. FeSO4 B. Fe C. F2 D. HCl 4. 不能由單質直接化合而得到的化合物是（ ） A. FeCl2 B. Al2S3 C. CuCl2 D. Mg3N2 5. 已知： ① 2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl；② 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 判斷下列物質的氧化能 力由大到小的順序是（ ） A. Fe3+＞Cl 2＞ I2 B. Cl2＞Fe 3+＞I 2 C. I2＞Cl 2＞Fe 3+ D. Cl2＞I 2＞Fe 3+ 6. 為了除去 FeSO4 溶液中的和 CuSO4 最好選用（ ） A. 燒堿溶液 B. 濃氨水 C. 鎂粉 D. 鐵粉 7. 實驗室制取 FeSO4 溶液應采用的方法是（ ） A. Fe 粉溶解在過量的稀硫酸中 B. FeO 溶解在過量的稀硫酸中 C. 在濃硫酸中投入過量的鐵屑 D. 在稀硫酸中投入過量的鐵粉 8. 500mL 1mol/LFeCl3 溶液，加入鐵粉至還原完全，除去多余鐵粉后加足量 NaOH 溶液， 所得沉淀物的物質的量為（ ） A. 0.5mol B. 1mol C. 0.75mol D. 不能確定 9. 某溶液由相同物質的量的 CuCl2、FeCl 2、AlCl 3 混合而成，向該溶液中加入鐵粉，充 分攪拌后振蕩，鐵粉仍有剩余，則溶液中存在較多的陽離子是（ ） A. Fe3+、Cu 2+ B. Fe2+ 、Fe 3+ C. Fe3+、Al 3+ D. Fe2+、Al 3+ 10. 下列關于 Fe2+和 Fe3+的敘述中，錯誤的是（ ） A. 的水溶液為黃色 B. Fe3+的水溶液為黃色 C. Fe2+既有氧化性，又有還原性 D. Fe3+溶液中滴入含的溶液，立即出現(xiàn)血紅色沉淀 11. 下列試劑不可能將 Fe3+轉化成 Fe2+的是（ ） A. Fe 粉 B. NH3H2O C. H2S D. Cu 12. 下列離子方程式錯誤的是（ ） A. 溴化亞鐵溶液中通 Cl2 B. 溴化亞鐵溶液中通足量的 Cl2 ?????ClBrFeClBrFe6432432 C. 銅片放入 FeCl3 溶液中 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ D. 氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應 ???33)(OHee 13. 現(xiàn)有化學方程式為：aFeCl 2+bKNO3+cHCl=dFeCl3+eKCl+fx+yH2O，若 b=1，d=3 ，則 x 的化學式為（ ） A. N2 B. NO C. NO2 D. NH4Cl 14. 下列各組離子在溶液中不能同時大量共存的（ ） A. 、Cu 2+、Al 3+、 B. Fe2+、 、H +、 C. Mg2+、 、H +、 D. 、 、K +、 15. 2.8g CO 在高溫下與 5.8g 某種鐵的氧化物完全反應，這種氧化物是（ ） A. Fe3O4 B. Fe2O3 C. FeO D. Fe3O4 和 Fe2O3 的混合物 16. 純凈的鐵是光亮的______金屬，抗腐蝕能力_______。但通常用的鐵因含其它元素， 使其熔點______，抗腐蝕能力______。鐵有延展性、導熱性，還有______性，在磁場的作 用下，鐵也可以產生______性，鐵在一定條件下與______、______、______、______和 ______發(fā)生反應。 17. 下列物質中含有少量雜質，請在橫線上填上適宜的試劑（或加熱）將雜質除去。 物質 雜質 應加入試劑（或加熱） （1）FeCl 3 溶液 （FeCl 2） ____________ （2）FeCl 2 溶液 （FeCl 3、 CuCl2） ____________ （3）FeSO 4 溶液 （CuSO 4） ____________ （4）Fe 2O3 （Al 2O3） ____________ （5）Fe 2O3 （） ____________ （6） （） ____________ 18. 已知某三價金屬氧化物與某二價金屬氧化物，當兩者的物質的量相等時，質量比為 4:1。今取兩種氧化物共 60g，與適量鹽酸反應生成水 22.5g，其中二價金屬氧化物生成的水 是 9g，則二價金屬元素、三價金屬的相對原子質量分別是______。 19. 兩種鐵的氧化物 A 和 B，分別重 0.4g 和 0.435g，在加熱情況下，均用足量的 CO 還 原，把生成的 CO2 分別通到足量澄清石灰水中，均得到 0.75g 沉淀，試確定兩種鐵的氧化 物的化學式 A______B______。 20. A、B、C 均為單質。B 為黃綠色氣體，B 與 C 反應后的產物溶于水得無色溶液 E。 呈酸性；E 能作還原劑但其濃溶液不能被濃硫酸氧化；A、B、C 之間的其它反應如下圖所 示，試寫出下列物質的化學式。 A______ D______ B______ E______ C______ F______ 21. 有一含 Fe2O3 的鐵樣品 0.776g 溶于過量鹽酸，反應后無 Fe3+存在，將該溶液加水稀 釋至 100mL。取 10mL 通入 14.56mL（標準狀況） ，則溶液中恰好無 Fe2+存在。求樣品中鐵 的質量分數。 22. 用足量的稀 H2SO4 溶解 FeS 和的混合物共 28.3g，得 1.6g 黃色固體，計算原混合物 中 FeS 的質量。 【試題答案】 1. CD 2. CD 3. AD 4. A 5. B 6. D 7. D 8. C 9. D 10. AD 11. B 12. AB 13. B 14. BD 15. A 16. 銀白色；強；降低；減弱；導電；磁；氧、非金屬、水、酸、鹽 17. （1）Cl 2 （ 2）Fe 粉 （3）Fe 粉 （4）NaOH 溶液 （5）加熱 （6）NaOH 溶液 18. 24；56 19. Fe2O3； Fe3O4 20. A：Fe B：Cl 2 C：H 2 D：FeCl 3 E：HCl F：FeCl 2 21. 解：設 100ml 溶液中含 xmolFe2+；Fe 2O3 為 ymol；Fe 為 zmol。 2 1 x Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O 2y 解得 ∴ 質量分數為 %4.791076.5?? 22. FeS、分別與 H2SO4 反應，產物 H2S 具還原性，與具較強氧化性的 Fe3+發(fā)生氧化還原 反應。生成黃色固體的量取決于 FeS 或的物質的量。 FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑ OFeOFe 2343 6)()( ???4SS? 若過量，黃色固體的量由 FeS 的量決定，設 FeS 含 xg ~ ~ 88g 32g x 1.6g 解得：x=4.4g 若 FeS 過量，黃色固體的量由的量決定，設含 yg ~ ~ S 32g y 1.6g 解得：y=10.7g FeS 的質量 答：略