2011年高三化學(xué)鎂、鋁、鐵復(fù)習(xí)人教版

鐵和鐵的化合物一、

鐵的原子結(jié)構(gòu)特征原子結(jié)構(gòu)示意圖：

+26

82142特征：26號元素、4個電子層、最外層2個電子；位置：第四周期Ⅷ族；過渡元素二、鐵的物理性質(zhì)純鐵是銀白色，密度較大，熔沸點較高，質(zhì)軟；有較好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性；鐵能被磁體吸引三、鐵的化學(xué)性質(zhì)1、鐵與非金屬反應(yīng)②

Fe與S、I2等弱氧化劑反應(yīng)生成+2價的鐵；①

Fe與Cl2、Br2等強氧化劑反應(yīng)生成+3價的鐵；Fe表現(xiàn)還原性，比較活潑2、鐵與水反應(yīng)3Fe+4H2O(g)高溫Fe3O4+4H23、鐵與酸反應(yīng)①與非氧化性強酸（HCl、稀H2SO4）反應(yīng)：②常溫下，F(xiàn)e被濃HNO3、濃H2SO4鈍化；4、鐵與某些鹽溶液反應(yīng)Fe與CuCl2、CuSO4的反應(yīng)：Fe+Cu2+=Fe2++Cu鐵與鐵鹽溶液反應(yīng)生成亞鐵鹽：Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+4HNO3(?。?=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O總結(jié)：S、I2、HCl、稀H2SO4、Cu2+、Fe3+等FeFe2+弱氧化劑FeFe3+O2、Cl2、Br2

、HNO3、濃H2SO4等強氧化劑Fe3+比Fe2+穩(wěn)定四、鐵的化合物1、鐵的氧化物俗名化學(xué)式磁性氧化鐵鐵紅Fe3O4鐵的化合價+2、+3+3+2色態(tài)黑色晶體紅棕色粉末黑色粉末水溶性不溶Fe2O3不溶不溶FeO穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定類型堿性氧化物化學(xué)式與非氧化性強酸反應(yīng)與氧化性酸反應(yīng)共性高溫時，都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原FeOFe2O3Fe3O4FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O同上3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+14H2O+NO3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+5H2O+NO2、鐵的氫氧化物化學(xué)式溶解性與酸反應(yīng)穩(wěn)定性制法關(guān)系色態(tài)Fe(OH)2Fe(OH)3白色固體紅褐色固體難溶于水難溶與水Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O

Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O不穩(wěn)定，空氣中易被氧化受熱易分解4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFe2++2OH-=Fe(OH)2Fe3++3OH-=Fe(OH)3在空氣中Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3白色灰綠色紅褐色亞鐵鹽的鑒別思考：如何鑒別亞鐵鹽和鐵鹽？鐵鹽的鑒別要點Fe2+和Fe3+的檢驗

Fe2+和Fe3+的檢驗方法（1）直接觀察顏色：Fe2+的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e3+的溶液呈棕黃色。（2）利用顯色反應(yīng)：

有關(guān)離子反應(yīng)方程式：

Fe3++3SCN-［Fe(SCN)］3+與苯酚Fe2+不顯紫色和Fe3+顯紫色（3）利用其化合物沉淀的顏色：有關(guān)反應(yīng)的方程式：Fe2++2OH-Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3Fe3++3OH-Fe(OH)3↓(4)利用Fe3+的氧化性：

有關(guān)離子反應(yīng)方程式：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+

有關(guān)離子反應(yīng)方程式：2Fe3++2I-2Fe2++I2(5)利用Fe2+的還原性：有關(guān)離子反應(yīng)方程式：5Fe2+++8H+5Fe3++Mn2++4H2O有關(guān)離子反應(yīng)方程式：2Fe2++Br22Fe3++2Br-

3、亞鐵化合物

亞鐵化合物既具有氧化性又具有還原性

氧化性：如：Fe2++Zn=Zn2++Fe還原性：2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-

4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2OFe2+FeZn、Al、Mg等強還原劑Fe2+Fe3+Br2、Cl2、O2、濃H2SO4、HNO3等強氧化劑C、CO、3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++2H2O+NO↑2Fe3++2I-＝2Fe2++I2

2Fe3++S2-＝2Fe2++S↓

2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+

2Fe3++Fe＝3Fe2+

4、三價鐵的化合物Fe3+FeC、CO、H2、Al、Fe3+Fe2+I-、S2-、H2S、SO2、Fe、Cu等弱還原劑（溶液中）Zn等若將鐵粉改為鋅粉，結(jié)果又將如何？寫出有關(guān)的離子方程式。FeFe2+Fe3+“鐵三角”H+、Cu2+、S、I2等Br2、Cl2、HNO3、濃H2SO4等Br2、Cl2、HNO3、濃H2SO4等C、CO、H2、Al、Mg、Zn等C、H2、CO、Al、Mg、Zn等例、有鎂、鋁混合粉末10.2g，將它溶于500mL4mol/L的鹽酸里，若要使沉淀質(zhì)量達(dá)到最大值，則需要加入2mol/L的NaOH溶液的體積為提示；用終態(tài)法。最終溶液中只有NaCl1000mL

有關(guān)Fe2+、Fe3+的性質(zhì)及之間的轉(zhuǎn)化經(jīng)常應(yīng)用在以下幾個方面：（1）判斷離子共存①Fe2+、Fe3+均水解，與等因水解相互促進在溶液中不能大量共存。②Fe3+與S2-、I-、HS-、，F(xiàn)e2+與(H+)、ClO-、

(H+)在溶液中因氧化還原反應(yīng)不能大量共存。鹽溶液的配制與保存①Fe2+的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2+被氧化；加少量相應(yīng)的酸，防止Fe2+水解。②Fe3+的鹽溶液：加少量相應(yīng)的酸防止Fe3+水解。(3)制取Fe(OH)3膠體Fe3++3H2O（沸水）Fe(OH)3(膠體）+3H+(4)制備無水FeCl3FeCl3·6H2OFeCl3+6H2O(5)Fe(OH)2沉淀制備(6)除雜方法①Fe2+(Fe3+):②FeCl3(FeCl2):③FeCl2(CuCl2)：HCl氣流中△

加Fe粉，過濾；加氯水或H2O2；加Fe粉，過濾。特別提醒Fe2+具有較強的還原性，F(xiàn)e3+具有較強的水解能力，實際上pH>4時，F(xiàn)e3+即可形成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2+雜質(zhì)時，一般先向該溶液中加入氧化劑（如H2O2），使Fe2+被氧化為Fe3+,然后通過加堿液調(diào)節(jié)pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。要點Fe(OH)2的制備與實驗條件的控制要制備氫氧化亞鐵，并使氫氧化亞鐵長時間保持白色沉淀的狀態(tài)。一是要減少溶液中氧氣的含量，防止溶液與空氣的接觸；二是要防止溶液中出現(xiàn)三價鐵離子。既要除去三價鐵離子，又不引入新的雜質(zhì)，一般選用鐵粉來還原三價鐵離子。實驗中一般采用新制的硫酸亞鐵與NaOH溶液反應(yīng)來制取Fe(OH)2沉淀。下面我們來探究其他制備氫氧化亞鐵的方法?！镜淅龑?dǎo)析】用下面三種方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。方法一用不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。（1）用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需要加入

。（2）除去蒸餾水中溶解的O2常采用

的方法。（3）生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液，這樣操作的理由是

。方法二在如右圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。（1）在試管Ⅰ里加入的試劑是

。（2）在試管Ⅱ里加入的試劑是__________。（3）為了制得Fe(OH)2白色沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是

。（4）這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，理由是

。方法三利用電解實驗可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如右圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。（1）a電極的材料應(yīng)為

，電極反應(yīng)式為

。（2）電解液c可以是

（填編號）。A.純水 B.NaCl溶液C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液（3）d為苯，其作用是

，在加入苯之前對電解液c應(yīng)作何簡單處理？

。（4）為了在較短時間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是

（填編號）。A.改用稀H2SO4作電解液B.適當(dāng)增大電源的電壓C.適當(dāng)減小兩極間的距離D.適當(dāng)降低電解液的溫度（5）若c用Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為

。解析

方法一Fe2+易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2+易被空氣中的O2氧化，要加鐵粉，將被氧化的Fe3+還原成Fe2+。氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2變少。方法二兩支試管，試管Ⅱ是開口式，無法用產(chǎn)生的氣體將試液壓入試管Ⅰ中，所以制取FeSO4應(yīng)在試管Ⅰ中，而在試管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液。當(dāng)Fe與稀H2SO4放入試管Ⅰ后，產(chǎn)生的H2可以從試管Ⅰ內(nèi)短管處排出，從而排盡試管Ⅰ內(nèi)空氣。再經(jīng)過止水夾通入試管Ⅱ中，排盡試管Ⅱ內(nèi)空氣。然后關(guān)閉止水夾，試管Ⅰ內(nèi)產(chǎn)生的H2無法逸出，造成管內(nèi)壓強增大，將試管Ⅰ內(nèi)FeSO4溶液通過長導(dǎo)管壓入試管Ⅱ內(nèi)，在此過程中，液體都處于H2環(huán)境，從而避免了被空氣中的O2氧化，使得Fe(OH)2能保存更長時間。方法三電解時陽極Fe-2e-Fe2+,陰極上2H2O+2e-H2↑+2OH-,或電解質(zhì)溶液能直接提供OH-。當(dāng)Fe2+與OH-接觸時Fe2++2OH-Fe(OH)2↓，當(dāng)電解液選用NaOH溶液時，在陽極處立即產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)選其他溶液時，只有遷移后兩者相遇時才能產(chǎn)生沉淀（大約在電池中部）；當(dāng)反接電源后，陽極4OH--4e-2H2O+O2↑,產(chǎn)生的O2立即把Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3。答案方法一（1）稀H2SO4、鐵屑（2）煮沸（3）避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化方法二（1）稀H2SO4和鐵屑（2）NaOH溶液（3）檢驗試管Ⅱ出口處排出的H2的純度，當(dāng)排出的H2已經(jīng)純凈時再夾緊止水夾（4）試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界O2不易進入方法三（1）FeFe-2e-Fe2+(2)BC(3)隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化加熱煮沸，排出溶解的O2（4）BC（5）白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色銅和銅的化合物一、銅的物理性質(zhì)

紫紅色金屬，熔沸點高(熔點約1083.4℃沸點2567℃)密度大（8.92g/cm3）具有良好的延展性能夠?qū)щ?、?dǎo)熱

1.與氧氣反應(yīng)：Cl2+CuCuCl2反應(yīng)物質(zhì)化學(xué)方程式非金屬O2

Cl2、S

(

色煙)氧化性酸濃H2SO4Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O濃HNO3Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O稀HNO33Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O鹽AgNO3Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2AgFeCl3Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2點燃2Cu+SCu2S黑棕黃二、銅的化學(xué)性質(zhì)2Cu+O2===2CuO△物質(zhì)氧化銅氫氧化銅化學(xué)式狀態(tài)不溶于水的

色固體（粉末）不溶于水的

色固體化學(xué)性質(zhì)CuO+2H+Cu2++H2OCuO+H2Cu+H2OCuO+CO

Cu+CO2Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2OCu(OH)2

CuO+H2OCuOCu(OH)2黑藍(lán)三、銅的重要化合物Cu2O磚紅色Cu2(OH)2CO3銅綠3.CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O為

色晶體，俗稱

。無水CuSO4為白色粉末，遇水變藍(lán)色（生成CuSO4

·5H2O）可作為

的檢驗依據(jù)。指點迷津

①溶液中的Cu2+常為藍(lán)色（濃CuCl2溶液為綠色，稀CuCl2溶液為藍(lán)色），可作為Cu2+的判定依據(jù)。如CuSO4溶液為藍(lán)色。②Cu2+與堿反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀［Cu(OH)2］，這是鑒定Cu2+的原理之一。藍(lán)藍(lán)礬、膽礬水

Fe2O3和Cu2O都是紅色粉末，常用作顏料。某校