鐵及其化合物(教學設計)-2017屆高三化學一輪復習

1、第三章金屬及其化合物課題第五課時鐵及其化合物復習目標掌握鐵及其化合物的物理、化學性質及應用。Fe鐵的物理性質純鐵具有金屬的共性，如具有銀白色金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導體，具有能被磁鐵吸引的特性，純鐵有很強的抗腐蝕能力。+、Fe鐵的化學性質鐵是較活潑的金屬，有較強的還原性，發(fā)生化學反應時可生成+2、+3兩種價態(tài)的化合物。+的相互轉化及鑒別。掌握Fe(0H)2的制備方法。教學重點鐵及其化合物的性質及應用、Fe2JFe3+的相互轉化及鑒別教學難點Fe(OH)2的制備教學過程【知識精講】1、鐵(1)鐵的存在點燃。23Fe+2O2=Fe3O4Fe,小-點燃Fe+C122Fe+3Cb=2FeC

2、l3ISFe+S=FeS高溫Fe+H2O(g)3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4出Fe2Fe+2H=Fe2+出卞FeFe+Cu=Cu+Fe.tFe3+Fe+4H+NO3=Fe3+NOT+2H2o2、鐵的氧化物化學式FeOFe2O3Fe3O4俗稱一鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體價態(tài)+2+31/3正2價，2/3正3價水溶性不溶不溶不溶與酸的反應+2+FeO+2H=Fe+H2O遇氧化性酸生成Fe3+鹽+3+Fe2O3+6H=2Fe+3H2O+2+3+Fe3O4+8H=Fe+2Fe+4H2O與CO反應咼溫FexOy+yCO=xFe+yCO23、Fe2+和Fe3+的比較匸2+Fe1-3

3、+Fe水合離子顏色淺綠色棕黃色氧化還原性既有氧化性，又有還原性只有氧化性水解性Fe2+2H2OFe(OH)2+2H3+I+Fe+3H2OFe(OH)3+3H與堿的反應Fe2+2OH一=Fe(OH)2J3+一Fe+3OH=Fe(OH)3J4、Fe(OH)2與Fe(OH)3的比較化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應+2+Fe(OH)2+2H=Fe+2H2O+3+Fe(OH)3+3H=Fe+3H2O受熱分解2Fe(OH)3Fe2O3+3出0制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應2+Fe+2OH=Fe(OH)2j可溶性鐵鹽與堿溶液反應Fe3+30H=Fe(OH)3J二者的關系在空氣

4、中，Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3,現象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【方法精講】1、鐵的變價及Fe2+、Fe3+的性質、檢驗(1)鐵與硝酸反應一是明確哪種物質過量，二是根據兩種物質的量分析討論判斷，根據反應方程式:HN03過量：Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NOT+2出0,Fe過量時：Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2,兩者相加得總方程式：3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NOT+4出0，可以用數軸表示:Fe(NO33Fe(NO3)2Fe(NO?)iH矗剩余Fe(NO

5、3)3Fe(NO3)2n(HNO3)解題時需注意量的范圍。Fe(NO3)3,HNO3可能有剩余;Fe(NO3)2,Fe可能有剩余;Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,Fe和HNO3都反應完全。(2)+2、+3價鐵的化學性質Fe2+的氧化還原反應中其主要Fe2+的氧化性和還原性Fe2+處于鐵的中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性。在中學階段接觸表現還原性，如：Fe2+遇Bl、CI2、H2O2、NO3(H十)等均表現還原性。Fe3+的氧化性Fe、Cu、HI、H2S等。Fe3+處于鐵的高價態(tài)，表現較強的氧化性，如：它能氧化Fe2+與Fe3+的相互轉化2Fe2+Cl2=2Fe3+2C；3Fe2+4H+NO

6、3=3Fe3+2出0+NOT;FeCb+Zn=ZnCI2+Fe3FeCl2+2AI=2AICI3+3Fe2Fe3+Fe=3FeT;Cu+2Fe=C+2Fe2。(3)+2鐵和+3價鐵的檢驗溶液顏色含有Fe的溶液顯淺綠色含有Fe3+的溶液顯黃色用KSCN溶液和氯水流程：t無明顯現象冬溶液變血紅色一-Fe2+一3+t溶液變血紅色一-Fe有關反應：Fe3*+3SCN一一-Fe(SCN)3(血紅色)2Fe2+Cl2=2Fe3+2C1用NaOH溶液流程:溶液加NaOH溶液T白色沉淀t灰綠色t紅褐色tFe245t紅褐色沉淀TFe3+有關反應：Fe3+3OH=Fe(OH)3(紅褐色沉淀)2+Fe2+2OH=F

7、e(OH)2J白色沉淀)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32、鐵三角及應用(1)鐵三角”轉化關系一般是指Zn.Al.CO.H2.等較強還原劑。FeO+CO=Fe+CO2FeO+H2=Fe+H2O是指H+.S.I2.Cu2+.Fe3+等較弱氧化劑。+2+木Fe+2H=Fe+H2TFe+S=FeSFe+l2=Feb2+2+3+2+Fe+Cu=Fe+CuFe+2Fe=3Fe是指Cl2.Br2.O2.HNO3.KMnO4等較強氧化劑。2+3+-2+3+-2Fe+Cl2=2Fe+2Cl2Fe+Br2=2Fe+2Br4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe+4H+NOf=3F

8、e+NOf+2H2O2+-+2+3+5Fe+MnO4+8H=Mn+5Fe+4H2O一般是指Fe.Cu.HI.H2S.等較弱還原劑.3+2+2+3+2+2Fe+Cu=Cu+2FeFe+Fe=3Fe2Fe+2I=2Fe+I2J2Fe+H2S=2Fe+SJ+2H是指CI2.Br2.O2.HNO3.KMnO4等較強氧化劑。點燃2Fe+3Cl2=2FeCl3Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NOf+2H2O是指Zn.Al.CO.H2.等較強還原劑。2Fe+3Zn(足)=3Zn2FeFe+AI=AI3+2Fe+B2=2FeB34Fe+3O2(純)咼溫=2Fe2O33+Fe咼溫Fe2O3+2AIAl2O3

9、+2FeAFe2O3+3CO2Fe+3CO2Fe2O3+3H22Fe+3H2O(2)鐵三角”的轉化關系及應用舉例判斷離子共存A、Fe2*、Fe3+均水解，與HCO3二AIO2二CO32莓因水解相互促進，在溶液中不能大量共存。B、Fe3+與S2、HS、SO32：Fe2+與NOsTH+)、ClO、Mn。4一(Hl+)在溶液中因發(fā)生氧化還原反應不能大量共存。鹽溶液的配制與保存A、Fe2+的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2+被氧化；加少量相應的酸，防止Fe2+水解。B、Fe3+的鹽溶液：加少量相應的酸防止Fe3+水解。3、Fe(OH)2的制備由于Fe(OH)2具有很強的還原性，易被氧化為Fe(OH)3,

10、在實驗室中制備Fe(OH)2,并使Fe(OH)2長時間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質制備實驗探究的熱點。制備原理：Fe2*+2OH【成功關鍵】溶液中不含=Fe（0H）2JFe3+和02等氧化性物質;制備過程中，保證生成的Fe（0H）2在密閉的隔絕空氣的體系中?！镜淅v】【例1】鐵及其化合物是中學化學中的一類重要物質，下列關于鐵元素的敘述中正確的是（）A.2Fe3+Fe=3Fe2成立說明氧化性：Fe3+Fe225C,pH=0的溶液中，Al3*、NH4+、NO3-、Fe2+可以大量共存5.6g鐵與足量的氯氣反應失去電子為0.2molD.硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液：Fe2+2H2O2+4=Fe3+

11、仆2?！敬鸢浮緼【解析】氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，2Fe3+Fe=3Fe2+成立說明氧化性：Fe3*Fe2+,故A正確；pH=0的溶液中，N03-具有強氧化性，能把Fe2*氧化為Fe3*,故B錯誤；5.6g鐵與足量的氯氣反應，鐵被氧化為+3價，失去電子為0.3mol，故C錯誤；硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液：2Fe2*+H2O2+2H*=2Fe3*+2H2O，故D錯誤?！纠?】CuO、Fe粉、Fe3O4的混合物中，加一定量稀硫酸，當反應停止后，濾出不溶物，并向濾液中插入一枚鐵釘，片刻后.取出鐵釘，觀察現象。以下結論中正確的是（）A.若鐵釘部分溶解，則濾液中一定含Fe2（SO4）3B.

12、若鐵釘完全溶解，則濾液中一定含CuSO4若鐵釘表面有紅色物質生成，則不溶物中一定不含FeD.若鐵釘無變化，則不溶物中一定含Fe【答案】C【解析】CuO、Fe粉、Fe3O4的混合物中，加一定量稀硫酸，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵，氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅，鐵與硫酸銅反應生成銅，Fe3O4與稀硫酸反應生成硫酸鐵和硫酸亞鐵，鐵與硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵，銅與硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵和硫酸銅。A.根據題意，濾出不溶物，則不溶物一定是銅，因為銅與硫酸鐵反應，所以濾液中一定沒有Fe2（SO4）3,A項錯誤；B.根據氧化性排序：Fe3*Cu2*H*Fe2*，若鐵釘完全溶解，可能是Fe+2H*=Fe2*+H2T

13、則濾液中不一定含CuSO4,B項錯誤；C.因為Fe+Cu2*=Fe2*+Cu，所以若鐵釘表面有紅色物質生成，則不溶物中一定不含Fe,C項正確；D.若鐵釘無變化，說明溶液中沒有Fe3*、Cu2+和H十，則不溶物中可能有鐵，可能有鐵和銅的混合物，D項錯誤；答案選C。【考題精練】1.要證明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+.進行如下實驗操作時最佳順序為（）加入適量氯水加入足量KMnO4溶液加入少量KSCN溶液.A.B.C.D.【答案】C【解析】三價鐵離子遇到硫氰根離子顯血紅色；二價鐵離子遇到硫氰根離子不變色，二價鐵離子具有還原性，能被氧化為三價鐵離子；高錳酸鉀溶液為紫紅色解：先根據Fe3+的特征

14、反應，加入硫氰酸鉀溶液判斷溶液不含Fe3+;然后加入氧化劑氯水，如果含有Fe2+,Fe2+被氧化劑氧化成Fe3+溶液變成紅色，以此證明Fe2+的存在，注意高錳酸鉀溶液為紫紅色，不反應溶液也可以變紅，所以不能選用高錳酸鉀氧化二價鐵離子，故選：C。2某同學采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣（主要成分為Fe2O3、SiO2、AI2O3,不考慮其他雜質）制取七水合硫酸亞鐵（FeSO47H2O）,設計了如下流程：下列說法不正確的是（）A溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X選用鐵粉B固體1中一定含有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉化為AI（0H）3,進入固體2C.從溶液2得到FeSO47H2O產品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解D.若改變方案，在溶液1中直接加NaOH至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經結晶分離也可得到FeSO47H2O【答案】D【解析】硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣（