,第3講 鐵及其化合物,考點突破題型透析,學科素養(yǎng)技能提升,考點二 鐵的兩類重要化合物,離子檢驗的答題模板,考綱要求,第三章 金屬及其化合物,考點三 “鐵三角”轉化及應用,備選素材,考 綱 要 求,1.了解鐵及其重要化合物的主要性質及應用。 2.以Fe2、Fe3的相互轉化為例，理解變價金屬元素的氧化還原反應。 3.能鑒別溶液中的Fe2、Fe3。,考點一 多角度探究鐵的性質,知識梳理 思維深化,1鐵的存在,知識梳理 思維深化,考點一 多角度探究鐵的性質,2鐵的性質 (1)物理性質 純鐵具有金屬的共性，如具有_色金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導體，具有能被_吸引的特性，純鐵有很強的抗腐蝕能力。,銀白,磁鐵,知識梳理 思維深化,考點一 多角度探究鐵的性質,(2)化學性質 鐵元素性質活潑，有較強的還原性，主要化合價為2價和3價。,知識梳理 思維深化,考點一 多角度探究鐵的性質,用化學方程式或離子方程式表示下列變化。,考點一 多角度探究鐵的性質,(1)在地殼中，鐵的含量豐富，占第4位，在金屬中僅次于鋁； (2)鐵分別與氯氣和鹽酸反應所得的氯化物不同，F(xiàn)e與Cl2反應生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應生成FeCl2； (3)鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產物是Fe3O4； (4)鐵與硫蒸氣反應生成的是FeS而不是Fe2S3；鐵與碘蒸氣反應生成的是FeI2而不是FeI3。,知識梳理 思維深化,考點一 多角度探究鐵的性質,知識梳理 思維深化,2鐵有很強的抗腐蝕能力，為什么日常生活中的鐵制品容易生銹？ 提示：主要因為鐵不純，往往含有碳等雜質，當這些鐵制品在潮濕的空氣中或接觸到電解質溶液(如食鹽水)時會發(fā)生電化學腐蝕。,考點一 多角度探究鐵的性質,知識梳理 思維深化,1把22.4 g鐵粉完全溶解于某濃度的硝酸中，如反應只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列說法正確的是( ) A反應后生成的鹽只為Fe(NO3)3 B反應后生成的鹽只為Fe(NO3)2 C反應后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質的量之比為13 D反應后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質的量之比為31,題組設計 思維建模,題組一 鐵與硝酸反應的計算與判斷,解析,答案,C,2在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到 的Fe2的物質的量(縱坐標)與所加鐵粉的物質的量(橫坐標)的關系如圖所示。請將正確答案的序號填在相應的橫線上。 Fe3 Fe2 Fe、Fe2 Fe2、Fe3 (1)AB段鐵元素以_形式存在。 (2)BC段鐵元素以_形式存在。 (3)CD段鐵元素以_形式存在。,向稀HNO3中加入鐵粉，開始時稀HNO3過量應生成Fe3，隨加入鐵粉量的增加，HNO3反應完全后，發(fā)生反應2Fe3Fe=3Fe2，最后全部轉化為Fe2。,解析,圖顯/隱,題組一 鐵與硝酸反應的計算與判斷,題組設計 思維建模,題組一 鐵與硝酸反應的計算與判斷,題組設計 思維建模,題組一 鐵與硝酸反應的計算與判斷,題組設計 思維建模,3某同學欲在實驗室中完成Fe與水蒸氣反應的實驗，裝置如圖甲、乙。 已知：B中放的是鐵粉與石棉絨的混合物，C中放的是干燥劑，E為酒精噴燈，G為帶有鐵絲網罩的酒精燈。,題組二 鐵與水蒸氣反應的實驗探究,題組設計 思維建模,對比兩裝置，回答下列問題： (1)如何檢查乙裝置的氣密性_。 (2)乙裝置中濕沙子的作用是_。 (3)B處發(fā)生反應的化學方程式為_。 (4)該同學認為欲在乙裝置的尖嘴導管處點燃反應產生的氣體，裝置H必不可少，H的作用是_。 (5)對比甲、乙兩裝置的B和I，B的優(yōu)點是_。,題組二 鐵與水蒸氣反應的實驗探究,題組設計 思維建模,答案,題組設計 思維建模,題組二 鐵與水蒸氣反應的實驗探究,題組二 鐵與水蒸氣反應的實驗探究,高考真題 明確考向,1鐵的氧化物,考點二 鐵的兩類重要化合物,知識梳理 思維深化,鐵紅,磁性氧化鐵,黑色粉末,紅棕色粉末,黑色晶體,2,3,2，3,2.鐵的氫氧化物,考點二 鐵的兩類重要化合物,知識梳理 思維深化,白色固體,紅褐色固體,考點二 鐵的兩類重要化合物,知識梳理 思維深化,白色沉淀,灰綠,紅褐,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,(1)Fe3O4的組成可理解為FeOFe2O3，與非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸)反應時生成Fe2和Fe3；與氧化性酸(如HNO3)反應時生成 Fe3；與還原性酸(如HI)反應時生成Fe2。 (2)配制FeSO4溶液時加入稀硫酸防止Fe2的水解，加入鐵粉防止Fe2被氧化。 (3)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3均可通過化合反應得到。,考點二 鐵的兩類重要化合物,知識梳理 思維深化,考點二 鐵的兩類重要化合物,按要求書寫離子反應方程式 (1)FeO和稀HNO3反應 _ (2)Fe3O4和稀HNO3反應 _ (3)Fe2O3和HI反應 _ (4)Fe(OH)2和稀HNO3反應 _ (5)Fe(OH)3和HI反應 _,知識梳理 思維深化,考點二 鐵的兩類重要化合物,知識梳理 思維深化,1鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是( ) AFe(OH)3 Fe2O3 BFe(OH)2 Fe2O3 CFe(OH)2 Fe(OH)3 DFe(OH)2 Fe3O4,鐵與稀硫酸生成FeSO4，再與過量氨水反應生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為3，最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。,題組設計 思維建模,題組一 突破鐵的化合物性質判斷,解析,答案,B,2下列鐵的化合物可以分別通過化合反應、置換反應、復分解反應生成的是( ) AFeCl2 BFe3O4 CFe(OH)3 DFe2(SO4)3,Fe3O4不能通過復分解反應生成；Fe(OH)3不能通過置換反應生成；Fe2(SO4)3不能通過置換反應和化合反應生成。,解析,題組一 突破鐵的化合物性質判斷,題組設計 思維建模,答案,A,3由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成的混合物，測得其中鐵元素與氧元素的質量比為218，則這種混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物質的量之比是( ) A121 B211 C131 D113,可用平均組成法來求解：在混合物中鐵原子和氧原子物質的量之比為(21/56)(8/16)34，則混合物的平均組成為Fe3O4，在三種組合中Fe3O4則不必多考慮，應注意FeO和Fe2O3混合后也應符合Fe3O4，所以在混合物中它們的物質的量之比必須是11。,解析,題組二 有關鐵的氧化物的定量計算,題組設計 思維建模,答案,D,4有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 molL1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2全部轉變?yōu)镕e3，則該樣品可能的化學式為( ) AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7,解析,題組二 有關鐵的氧化物的定量計算,題組設計 思維建模,答案,D,5由于Fe(OH)2具有很強的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，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：Fe22OH=Fe(OH)2 成功關鍵：溶液中不含F(xiàn)e3和O2等氧化性物質。 制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。 下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是_(填序號)。,解析,圖顯/隱,題組三 Fe(OH)2制備實驗探究,題組設計 思維建模,答案,因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。、原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；的原理為鐵作陽極產生Fe2，與電解水產生的OH結合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；中液面加苯阻止了空氣進入；由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。,“四措施”防氧化 (1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅除溶解的氧氣。 (2)將盛有氫氧化鈉溶液的膠頭滴管尖端插入試管里的亞鐵鹽溶液底部，再慢慢擠出NaOH溶液。 (3)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，例如苯或植物油等。 (4)用鐵作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液或NaCl溶液，利用新產生的Fe2與OH反應制取。,題組三 Fe(OH)2制備實驗探究,題組設計 思維建模,高考真題 明確考向,題組三 Fe(OH)2制備實驗探究,高考真題 明確考向,題組三 Fe(OH)2制備實驗探究,2(2014高考山東卷)等質量的下列物質與足量稀硝酸反應，放出NO物質的量最多的是( ) AFeO BFe2O3 CFeSO4 DFe3O4,Fe2O3與硝酸反應不產生NO，等質量的FeO、FeSO4、Fe3O4中2價鐵的物質的量最大的是FeO，失電子數(shù)最多，產生NO的物質的量最多。,解析,高考真題 明確考向,答案,A,題組三 Fe(OH)2制備實驗探究,3(2012高考課標全國卷節(jié)選)鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。 (1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式，可用離子交換和滴定的方法。實驗中稱取0.54 g的FeClx樣品，溶解后先進行陽離子交換預處理，再通過含有飽和OH的陰離子交換柱，使Cl和OH發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH用0.40 mol/L的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25.0 mL。計算該樣品中氯的物質的量，并求出FeClx中x的值：_(列出計算過程)。 (2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，采用上述方法測得n(Fe)n(Cl)12.1，則該樣品中FeCl3的物質的量分數(shù)為_。在實驗室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和_反應制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和_反應制備。,(1)n(Cl)0.025 0 L0.40 molL10.010 mol 054 g0.010 mol35.5 gmol10.185 g n(Fe)0.185 g/56 gmol10.003 3 mol n(Fe)n(Cl)0.003 30.01013，x3 (2)10% 鹽酸 氯氣,高考真題 明確考向,答案,題組三 Fe(OH)2制備實驗探究,考點三 “鐵三角”轉化及應用,知識梳理 思維深化,(1)Fe和CuSO4溶液 _ (2)Zn和FeSO4溶液反應 _ (3)CO和Fe2O3高溫下反應 _ (4)Al和Fe2O3高溫下反應 _,知識梳理 思維深化,考點三 “鐵三角”轉化及應用,FeCu2=CuFe2,ZnFe2=FeZn2,(5)FeCl2溶液和Cl2反應 _ (6)FeCl2溶液和H2O2反應 _ (7)FeCl2溶液和O2反應 _ (8)FeCl3溶液和Cu反應 _,知識梳理 思維深化,考點三 “鐵三角”轉化及應用,2Fe2Cl2=2Fe32Cl,2Fe2H2O22H=2Fe32H2O,4Fe2O24H=4Fe32H2O,2Fe3Cu=2Fe2Cu2,(9)FeCl3溶液和H2S反應 _ (10)FeCl3溶液和KI反應 _ (11)FeCl2和稀HNO3反應 _,知識梳理 思維深化,考點三 “鐵三角”轉化及應用,2Fe3H2S=S2Fe22H,2Fe32I=2Fe2I2,知識梳理 思維深化,考點三 “鐵三角”轉化及應用,知識梳理 思維深化,考點三 “鐵三角”轉化及應用,考點三 “鐵三角”轉化及應用,知識梳理 思維深化,考點三 “鐵三角”轉化及應用,1怎樣制備Fe(OH)3膠體？ 提示：向沸水加入飽和FeCl3溶液并煮沸至變?yōu)榧t褐色為止。 2怎樣用FeCl3溶液制備無水FeCl3? 提示：在HCl氣流中加熱濃縮FeCl3溶液。 3如何除去酸性MgCl2溶液中的Fe2？ 提示：先加H2O2把Fe2氧化為Fe3，然后加入MgO(或Mg(OH)2或MgCO3)調節(jié)溶液的pH，使Fe3完全水解生成Fe(OH)3沉淀，然后過濾除去。,知識梳理 思維深化,4向FeSO4溶液中加入Na2O2固體，有什么現(xiàn)象？試寫出反應的離子方程式。 提示：有氣泡產生，有紅褐色沉淀生成。4Fe24Na2O26H2O=4Fe(OH)38NaO2,考點三 “鐵三角”轉化及應用,知識梳理 思維深化,1為了驗證Fe3的性質，某化學興趣小組設計了下圖所示的一組實驗，其中實驗方案設計錯誤的是( ) A B C D,題組設計 思維建模,解析,圖顯/隱,答案,C,題組一 Fe2、Fe3的檢驗,不反應，實驗方案及現(xiàn)象均錯；檢驗的是Cl，與Fe3的性質無關。,2要證明某溶液中不含F(xiàn)e3而可能含有Fe2進行如下實驗操作時，最佳順序為( ) 加入足量氯水 加入足量KMnO4溶液 加入少量NH4SCN溶液 A B C D,在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不變血紅色，無Fe3存在，再加入氯水，將Fe2氧化成Fe3，溶液變?yōu)檠t色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不用KMnO4溶液。,解析,題組設計 思維建模,答案,C,題組一 Fe2、Fe3的檢驗,題組設計 思維建模,題組一 Fe2、Fe3的檢驗,題組設計 思維建模,題組一 Fe2、Fe3的檢驗,題組設計 思維建模,題組一 Fe2、Fe3的檢驗,題組設計 思維建模,題組一 Fe2、Fe3的檢驗,題組設計 思維建模,題組一 Fe2、Fe3的檢驗,3下列試劑中，不能使Fe2轉化為Fe3的是( ) 氯氣 NaCl溶液 KMnO4溶液 稀硝酸 鹽酸 NaNO3溶液 A B C D,解析,題組二 Fe2和Fe3的相互轉化,題組設計 思維建模,答案,D,4將鐵粉、銅粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(容器不參與反應)，試判斷下列情況溶液中存在的金屬離子和金屬單質。 (1)若鐵粉有剩余，則容器中不可能有_。 (2)若CuCl2有剩余，則容器中一定有_，可能有_。 (3)若FeCl3和CuCl2都有剩余，則容器中不可能有_，一定有_。 (4)若FeCl3有剩余，則容器中不可能有_。,本題涉及的反應有：Fe2FeCl3=3FeCl2，F(xiàn)eCuCl2=CuFeCl2，Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2。(1)中鐵粉剩余，因鐵粉能夠與Fe3、Cu2反應，故容器中就不可能有Fe3、Cu2。(2)中CuCl2有剩余，則容器中一定有Fe2。若有銅粉剩余，則無Fe3；若無銅粉剩余，溶液中可能有Fe3。(3)中FeCl3和CuCl2都有剩余，容器中不可能有鐵粉、銅粉，因二者都能與Fe3反應，但一定有Fe2。(4)中FeCl3有剩余，同理分析容器中不可能有鐵粉、銅粉。,解析,題組設計 思維建模,答案,題組二 Fe2和Fe3的相互轉化,(1)Fe3、Cu2 (2)Fe2 Fe3(或銅粉) (3)鐵粉、銅粉 Fe2 (4)鐵粉、銅粉,題組設計 思維建模,題組二 Fe2和Fe3的相互轉化,題組設計 思維建模,5A、B、C為中學常見單質，其中一種為金屬，通常情況下，A為固體，B為黃綠色氣體，C為無色氣體。D、E、F、G、H、X均為化合物，其中X常溫下是無色氣體，其水溶液是一種強酸，E為黑色固體，H在常溫下為液體。它們之間的轉化關系如下圖所示(其中某些反應條件和部分反應物已略去)。,由“B為黃綠色氣體單質”知，B為Cl2；由D與G之間的相互轉化關系知，A為變價金屬單質，則A為Fe，D為FeCl3，G為FeCl2；由“DF血紅色溶液”知，F(xiàn)為KSCN；由“E與X的相互轉化關系及E為黑色固體化合物、X的水溶液是一種強酸”知，E為Fe3O4，X為HCl，H為H2O；由“C為無色氣體單質及ACE”知，C為O2。,題組三 含鐵化合物的框圖推斷,解析,圖顯/隱,題組設計 思維建模,請回答下列問題： (1)寫出下列物質的化學式：A_、D_、 E_、X_。 (2)在反應中，不屬于氧化還原反應的是_(填編號)。 (3)反應的離子方程式是_； (4)反應的化學方程式是_； 該反應中每消耗0.3 mol的A，可轉移電子_mol。,解析,題組三 含鐵化合物的框圖推斷,題組設計 思維建模,(5)D的溶液與小蘇打溶液反應的離子方程式是 _ _。 (6)除去D溶液中混有的少量G的方法是 _ _。 (7)在D溶液中制備無水D固體的方法是 _ _。,題組三 含鐵化合物的框圖推斷,答案,1正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“”。 (1)(2014安徽高考，8A)在Fe2(SO4)3溶液中，K、Fe2、C6H5OH、Br可以大量共存( ) (2)(2014安徽高考，8D)1 L 0.1 molL1的Fe2(SO4)3溶液和足量的Zn充分反應，生成11.2 g Fe( ) (3)(2014四川高考，4B)檢驗Fe(NO3)2晶體是否已被氧化，可以將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅( ) (4)(2012浙江高考，8C)在“硫酸亞鐵銨的制備”實驗中，為了得到硫酸亞鐵銨晶體，應小火加熱蒸發(fā)皿，直到有大量晶體析出時停止加熱( ),高考真題 明確考向,題組三 含鐵化合物的框圖推斷,高考真題 明確考向,題組三 含鐵化合物的框圖推斷,2(2014高考浙江卷，26)某研究小組為了探究一種無機礦物鹽X(僅含四種元素)的組成和性質，設計并完成了如下實驗： 另取10.80 g X在惰性氣流中加熱至完全分解，得到6.40 g固體1。 請回答如下問題：,高考真題 明確考向,題組三 含鐵化合物的框圖推斷,(1)畫出白色沉淀1中金屬元素的原子結構示意圖_，寫出氣體甲的電子式_。 (2)X的化學式是_，在惰性氣流中加熱X至完全分解的化學反應方程式為_。 (3)白色沉淀2在空氣中變成紅褐色沉淀的原因是_(用化學反應方程式表示)。 (4)一定條件下，氣體甲與固體1中的某種成分可能發(fā)生氧化還原反應，寫出一個可能的化學反應方程式_，并設計實驗方案驗證該反應的產物_。,(1)分析框圖，“逆推法”得，白色沉淀2為Fe(OH)2，溶液3為FeCl2，固體2為FeO；由無機礦物鹽X與鹽酸反應以及X受熱分解均可得氣體甲，再結合溶液1到白色沉淀1又到溶液2的轉化關系可知：甲為CO2，故白色沉淀1為CaCO3，所以固體1是FeO和CaO的混合物，X應是CaCO3和FeCO3組成的礦物鹽。 綜合分析，礦物鹽中元素應為Ca、Fe、C、O四種。,題組三 含鐵化合物的框圖推斷,高考真題 明確考向,解析,題組三 含鐵化合物的框圖推斷,高考真題 明確考向,答案,【典例】 FeCl3溶液吸收一定量的SO2后溶液顏色發(fā)生變化。 (1)寫出發(fā)生反應的離子方程式：_。 (2)對還不能確定的存在情況提出合理的假設。 假設1：只存在Fe3； 假設2：只存在_； 假設3：。,離子檢驗的答題模板,(3)設計實驗方案，進行實驗。請寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論。 限選實驗試劑：3 molL1 H2SO4、1 molL1NaOH溶液、0.01 molL1 KMnO4溶液、3%H2O2溶液、淀粉KI溶液、紫色石蕊試液、品紅溶液。,離子檢驗的答題模板,Fe3能與SO2發(fā)生氧化還原反應，因此亞硫酸與Fe3不能共存，所以很容易提出假設，要么只有一種粒子，要么兩種粒子全無。,解析,離子檢驗的答題模板,(1)2Fe3SO22H2O=2Fe24HSO (2)H2SO3 既不存在Fe3，也不存在H2SO3 (3),答案,離子檢驗的答題模板,取少許濾(溶)液，滴入少量溶液(試劑)，若(現(xiàn)象)，說明含有。 說明：解答此類題目要注意4個得分點：取樣選擇試劑描述現(xiàn)象得出結論。 (1)取樣：要取“少許”試樣。 (2)選擇試劑：選擇合理的試劑，確保有明顯的現(xiàn)象發(fā)生。如本題中的“稀鹽酸”等。 (3)描述現(xiàn)象：規(guī)范準確描述實驗現(xiàn)象。 (4)得出結論：根據現(xiàn)象得出結論。,答題模板,