tceic.com
简单学习网 让学习变简单
相关标签
当前位置:首页 >> 学科竞赛 >>

2009届高考第一轮复习第36讲 铁和铁的化合物教案


人教大纲版 09 届高考化学总复习第 36 讲 铁和铁的化合物复习教案
【考纲要求】1、铁在元素周期表中的位置、原子结构和性质; 2、铁的氧化物、氢氧化物的性质、制备、用途; 2+ 3+ 3、Fe 、Fe 离子的性质、互相转化及检验。 【热点重点】 2+ 3+ Fe 、Fe 离子的性质、互相转化及检验。 【教学内容】 一、铁 1.铁的结构 铁元素位于周期表中第四周期Ⅷ族

。 2.铁的性质 铁是一种比较活泼的金属,在化学反应中总是表现还原性,在反应中既可以失去 2 电子显 +2 价,也能失去 3 电子显+3 价。它能与许多单质和化合物反应。 (1)与非金属反应 3Fe+ 2O2 (2)与水反应 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 Fe3O4 2Fe+ 3Cl2 2FeCl3 Fe+ S FeS

(3)与酸反应 + 2+ Fe+ 2H =Fe +H2↑ 3Fe+ 8HNO3(稀) =3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O (铁过量) Fe+4HNO3(稀) =Fe(NO3)3+NO↑+2H2O (HNO3 过量) Fe 在常温下遇冷的浓硫酸和浓硝酸的发生钝化。 (4)与盐溶液反应 2+ 2+ Fe+ Cu = Fe + Cu 3+ 2+ Fe+2 Fe =3 Fe 二、铁的氧化物 化学式 颜色状态 铁元素化合价 溶解性 稳定性 与 H 反应 FeO 黑色粉末 +2 不溶 6FeO+O2=2Fe3O4 FeO+2H =Fe +H2O Fe2O3 红棕色粉末 +3 不溶 稳定 Fe2O3+6H =2Fe +2Fe +3H2O
1

Fe3O4 黑色晶体 +2(1/3) +3(2/3) 不溶 稳定 Fe3O4+8H =2Fe +4H2O

W w w . c h i n a e d u . c o m

三、铁的氢氧化物 Fe(OH)2 铁元素化合价 颜色、状态 溶解性 稳定性 与 H 反应 制备 四、Fe 和 Fe
2+ 3+

Fe(OH)3 +3 红褐色固体 不溶于水 受热分解 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O Fe(OH)2+3H =Fe +3H2O Fe +3OH =Fe(OH)3↓
3+

+2 白色固体 不溶于水 在空气中不稳定(白-灰绿-红褐) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)2+2H =Fe +2H2O Fe +2OH =Fe(OH)2↓

Fe 颜色 加 KSCN 加氯水 加 Fe 粉
2+

2+

Fe

3+

浅绿色 无明显现象 2Fe +Cl2=2Fe +2Cl 溶液变黄色,加 KSCN 变红色 _____
3+ 3+ - 3+

棕黄色 Fe +3SCN =Fe(SCN)3 变血红色 _____ 2Fe +Fe=3Fe 溶液变浅绿 色,加 KSCN 不变色
2+ -

五、金属的冶炼 冶炼金属的实质是把金属从矿石中提炼出来。 (1)冶炼步骤 ①矿石的富集:除杂质 ②冶炼:利用氧化还原反应原理 ③精炼:提炼纯金属 (2) 金属冶炼的一般规律 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 物理提取法 电解法 热还原法 ①直接加热法适用范围:不活泼金属 Ag-Au
? ?

热分解法

如:2Ag2O 4Ag +O2↑ 2HgO 2Hg + O2↑ ②还原法(适用范围:较活泼的金属 Zn-Cu) 高温 ⅰ H2 还原法 WO3+3H2 W+3H2O 高温 ⅱ C、 还原法 (这种方法应用最多) Fe2O3+3CO 2Fe+ 3CO2 CO 高温 高温 ZnO+C Zn+CO↑ ZnO+CO Zn+CO2 ⅲ Na、Mg、Al 还原法 高温 Na+KCl NaCl+K (其它象 Rb,Cs 等都用此法生产) 高温 高温 4Na+TiCl4 4NaCl+Ti 4Mg+TiCl4 2MgCl2+Ti
2

2ZnS+3O2

高温

2ZnO+2SO2

W w w . c h i n a e d u . c o m

10Al+3V2O5 5Al2O3+6V Cr2O3+2Al 2Cr +Al2O3 Al 还可还原 Co、Cr、Mn 等难熔金属 ③电解法(最强的氧化还原方法) 适用活泼金属,电解熔融盐或氧化物,也可以电解铜、 银盐溶液进行精炼。 2NaCl
电解

高温

高温

2Na+Cl2↑ MgCl2

电解

Mg+Cl2↑

2Al2O3

电解

4Al+3O2↑

要点解读 要点一、铁三角——铁的重要化合物的性质和用途 铁的重要化合物包括铁的各种氧化物、氢氧化物、铁盐、亚铁盐等。铁的氧化物一般 具有碱性氧化物的通性,是炼铁的主要原料。铁的氢氧化物有 Fe(OH)2、Fe(OH)3 两种,它 3+ 们都是不溶于水的弱碱, 其中 Fe(OH)2 还具有较强的还原性。 铁盐(Fe )具有较强的氧化性, 2+ 3+ 亚铁盐(Fe )具有较强的还原性;Fe 与 SCN 反应生成?Fe(SCN)3,溶液变成红色。由于 2+ 3+ 3+ Fe 与 SCN 反应不显红色,利用 Fe 的这一特征反应,可以检验 Fe 。 (1)理解铁及其化合物性质的方法 ①抓价态:从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的氧化还原 反应规律。 2+ 3+ 2+ 3+ 3+ (ⅰ)Fe 和 Fe 的性质: a.Fe 具有氧化性, 主要表现还原性; 具有较强的氧化性。 Fe b.Fe 是典型的弱碱阳离子,与 HCO3 、 AlO2 等离子在溶液中发生水解相互促进反应。 (ⅱ)亚铁盐、铁盐的存放方法:亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止 Fe 被氧化,滴入 2+ 3+ 少量相应的酸溶液以防止 Fe 水解。铁盐溶液——加入少量相应的酸溶液以防止 Fe 水解。 ②想属类:如铁是一种比较活泼的过渡金属,氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物,氢氧化亚 铁、氢氧化铁为不溶性弱碱,氯化铁为强酸弱碱盐,由此去分析理解它们各自所具有的性 质。 2+ 3+ ③作比较:列表比较铁的氧化物、铁的氢氧化物和 Fe 与 Fe 的鉴别方法。 3+ 2+ 在一定条件下,Fe 、Fe 、Fe 之间可以相互转化:
2+

?

?

3

W w w . c h i n a e d u . c o m

①Fe 与弱氧化剂(S、I2、Cu 、Ag 、非氧化性酸等)反应时生成+2 价化合物。 ②+2 价的铁的化合物与强还原剂或在高温下与碳、硅、锰、铝、CO 等起反应时,被还原 成单质铁。 ①Fe 与强氧化剂(Cl2、F2、Br2、热浓 H2SO4、稀 HNO3、热浓 HNO3 等)反应时生成+3 价的化合 物。 ②Fe 具有强氧化性,+3 价铁的化合物与 H2、Al、CO 等强还原剂反应时被还原成单质铁。 Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3(铝热反应) Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
3+

2+

+

③铁与 O2、H2O(气)反应时,生成物中既有+2 价又有+3 价的铁。 3Fe+4H2O(气)
2+ 3+

Fe3O4 +4H2

(3) Fe 与 Fe 相互转化中的两个重要关系 2+ ①Fe 与强氧化剂(O2、Cl2、Br2、H2O2、Na2O2、KMnO4、浓硫酸、HNO3、NO2、K2Cr2O7 等)反应 3+ 时,被氧化为 Fe 。 2+ + 3+ 2+ 2+ 3+ 3+ 2Fe +H2O2+2H =2Fe +2H2O 6Fe +Cr2O7 +14H ==2Cr +6Fe +7H2O ②Fe 与 Zn、Fe、Al、Cu、S (H2S)、I (HI)等,还原剂反应时生成 Fe 。氧化性:Ag >Fe 2+ 2+ >Cu >Fe 。 2Fe
3+ 3+ 22+ + 3+

+ H2S=2Fe
3+

2+

+S↓+2H
2+ +

+

2Fe +Fe=3Fe

3+

2+

2Fe +Cu=2Fe +Cu (铁盐腐蚀印刷电路板)
2+ -

3+

2+

2+

③氧化性:Fe >Cu >H >Fe

2+

还原性:S >I >Fe >Br >Cl
4

2-

W w w . c h i n a e d u . c o m

(a)在 FeCl3 和 CuCl2 的混合液中,加入一定量的 Fe 粉,完全反应后,溶液中一定有的 2+ 3+ 2+ 阳离子是 Fe 。如果反应后有固体剩余,则溶液中一定无 Fe ,一定有 Fe 。如果反应后剩 3+ 2+ 2+ 余的固体只有 Cu,则溶液一定无 Fe ,一定有 Fe ,可能有 Cu 。如果反应后剩余的固体 3+ 2+ 2+ 为 Fe 和 Cu,则溶液中一定无 Fe 和 Cu ,一定有 Fe 。 (b)在 FeBr2 溶液中通入一定量 Cl2 时,反应的情况分析: 2+ 3+ 向 FeBr2 溶液中通入少量 Cl2 时:2Fe +Cl2====2Fe +2Cl 2+ 3+ 向 FeBr2 溶液中通入足量 Cl2 时:2Fe +4Br +3Cl2====2Fe +2Br2+6Cl 2+ 向含 1 mol FeBr2 的溶液中通入 2 mol Cl2 时:Fe 全部被氧化,Br 部分被氧化 2+ 3+ 2Fe +2Br +2Cl2====2Fe +Br2+4Cl 2+ 向 FeI2 溶液中通入少量 Cl2,则 I 先被氧化,Fe 后被氧化。 【例 1】(08 年乐丰二中期末考试题)把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入 盐酸中充分反应,所得溶液中的金属离子( ) 3+ 2+ 2+ 2+ 2+ 3+ 2+ A.是 Fe 和 Cu B.是 Fe 和 Cu C.是 Fe 和 Fe D.只有 Fe 【命题立意】本题可能涉及的物质的性质有:CuO 与盐酸的反应,Fe、Fe2O3 与盐酸的反应, 3+ 2+ Fe 与 Fe、Cu 的反应,Fe 与 Cu 的反应等。 3+ 2+ 【标准解析】表面的氧化物较少,溶于盐酸后,生成的 Fe 和 Cu 较少,分别被铁还原为 2+ 2+ Fe 和 Cu,Cu 与盐酸不反应,Fe 与盐酸反应生成 Fe 。 3+ 22+ 【误区警示】铁元素有可变价,Fe 与还原性的 Fe、Cu 等金属及 I 、S 不能共存,Fe 与氧 化性的 HNO3、KMnO4 等不能共存。 【答案】D -1 【变式训练】 (08 年河北雄县中学期末考试)某铁的“氧化物”样品,用 5 mol·L 盐酸 2+ 140 mL 恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下 0.56 L 氯气,使其中 Fe 全部转化 3+ 为 Fe 。该样品可能的化学式是( ) A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7 【标准解析】样品中 n(Fe )=2n(Cl2)=2×
3+ 2+

0.56 L 22.4 L ? mol ?1

=0.05 mol,在与盐酸反应时
3+

耗盐酸 0.1 mol,则样品中 Fe 耗酸 5 mol· L ×0.14 L-0.1 mol=0.6 mol,即 n(Fe ) =

-1

0.6 mol n(Fe2? ) 0.05 mol 1 ? ? ,氧化物的化学式应为 Fe5O7。 =0.2 mol,所以样品中 3 n(Fe3? ) 0.2 mol 4

【答案】D 2+ 3+ 要点二、Fe 与 Fe 的鉴别 2+ 3+ (1)直接观察颜色:Fe 的溶液呈浅绿色,Fe 的溶液呈棕黄色。 (2)利用显色反应:

5

W w w . c h i n a e d u . c o m

① 有关离子方程式:Fe +SCN ====[Fe(SCN) ]
3+ 2+

② (3)利用铁化合物沉淀的颜色:

① 有关反应式:Fe +2OH ====Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+2H2O+O2====4Fe(OH)3 3+ Fe +3OH ====Fe(OH)3↓
2+ -

② 有关离子反应式:2Fe +3 CO3 +3H2O====2Fe(OH)3↓+3CO2↑ (4)利用 Fe 的氧化性:
3+ 3+

2?

① 有关离子反应式:2Fe +Cu====2Fe +Cu
3+ 2+ 2+

② 有关离子反应式:2Fe +2I ====2Fe +I2
3+ 2+

③ 有关离子反应式:Fe +S ====FeS↓ 3+ 22+ 2Fe +S ====2Fe +S↓ 2+ (5)利用 Fe 的还原性:
2+ 2-



6

W w w . c h i n a e d u . c o m

有关离子反应式:5Fe + MnO4 +8H ====5Fe +Mn +4H2O

2+

?

+

3+

2+

② 有关离子反应式:2Fe +Br2==2Fe +2Br 注:以上方法以 KSCN 溶液鉴别最常用。 【例 2】(08 届江苏省锡山高级中学)在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入 1~2 滴液溴,振荡 后溶液变为黄色。 (1) 甲 同 学 认 为 这 不 是 发 生 化 学 反 应 所 致 , 使 溶 液 变 黄 色 的 是 : (填粒子的化学式,下同);乙同学认为这是发生化学反应所致,使溶液变黄色的是 (2)现提供以下试剂: A.酸性高锰酸钾溶液 B.氢氧化钠溶液 C.四氯化碳 D.硫氰化钾溶液 请判断哪位同学的推断是正确的,并用两种方法加以验证,写出选用的试剂编号 及实验中观察到的现象: 同学正 确 第一种方法 第二种方法 (3)若选用淀粉碘化钾溶液来判断哪位同学的推断是正确的,你认为是否可行? 理由是: 根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是 写出在稀溴化亚铁溶液中通入足量氯气时的离子方程式: 2+ 3+ 【命题立意】Fe 与 Fe 的鉴别原理探究题型。 3+ 【标准解析】(1)若没发生化学反应,则得溴水为黄色,若发生化学反应,则得 Fe 溶液为 黄色。 2+ 3+ (2)根据我们掌握的知识,应有反应:2Fe +Br2=2Fe +2Br ,故乙同学推断正确。从正反两 3+ 种思路分析,验证方法有二,其一为证明 Br2 的不存在,可用萃取法,其二为证明 Fe 的 存在,可用硫氰化钾溶液等。 3+ — (3)Br2 和 Fe 都是较强氧化剂,均能把 I 氧化成 I2,故该方法不行。由(2)中反应方程式 2+ 2+ 知,还原性 Fe >Br ,故 Fe 先被氧化。 【误区警示】化学实验原理探究题型主要有同一化学现象的多种方案的优化评价,着重着 手落实在化学原理的探究的可能性,然后用实验操作来验证,培养学生知识迁移能力以及 动手操作能力解答时应抓住实验目的和实验设计的可行性之间的关系。本题是根据化学反 应方程式的过量计算题。 3+ 【答案】(1)Br2;Fe (2) 乙 同学正 选用试剂 实验现象
7
2+ 3+ -

选用试剂

实验现象

W w w . c h i n a e d u . c o m

确 第一种方法 第二种方法 C D
3+

有机层无 色 溶液变红


(3)不可以,因为 Br2 和 Fe 都能把 I 氧化成 I2 2+ 2+ 3+ Fe ; 2Fe +4Br +3Cl2= 2Fe +2Br2+6Cl 【答案】C 【变式训练】(08 届江西吉安一中理综 )下图是中学化学常见物质的转化关系(某些反 应条件及部分产物已略去),A、G 为日常生活中的常见金属。B、C、E、I、J 为气体,其 中 C 为黄绿色气体。

A

+B 点燃 +H2O(g)

D E F
+N2

+G 2
+B H +B I

A J
+H2O

(过量)

3

I H2O L
+H+ +A

1 +C
点燃

K
(稀溶液)

F
(饱和溶液)

M
(胶体)

+K

N

(固体)

请回答下列问题: (1)A 元素在周期表中位于 周期 族。 (2) F 饱和溶液制备 M 胶体的操作为 以 。 (3) 鉴别 L 溶液和 N 溶液的最简单的物理方法是 。 ( 4 ) 反 应 ③ 的 离 子 方 程 式 为 。 (5)已知:在通常状况下,反应②中,1molG 物质发生反应,放出 akJ 热量,则该反应的 热化学方程式为 。 【标准解析】与图框有关的特征信息有 C 为黄绿色气体,J 为红棕色气体。D 为黑色固体, M 为红褐色胶体,所以 C 为氯气,J 为二氧化氮,M 为氢氧化铁,D 待定。另外图框中 A → F→M 和 E→H→I→J 具有鲜明特征,根据已推出 C、J、M 得出 A 为 Fe,F 为 FeCl3,E 为氢 气,H 为 NH3,I 为 NO,K 为硝酸,同时也推得 D 为 Fe3O4,B 为 O2。G 置换出 Fe,G 为 Al。 过量的 Fe 和 HNO3 反应生成硝酸亚铁(L),最后得出 N 为 Fe(NO3)3。 【答案】(1)四,Ⅷ; (2)取一个烧杯,加入 20mL 蒸馏水,加热至沸,然后向沸水中滴加 FeCl3 饱和溶液 1mL~ 2mL,继续煮沸,待溶液呈红褐色为止; (3)观察溶液的颜色;
8

W w w . c h i n a e d u . c o m

(4)3Fe+2NO3 +8H =3Fe +2NO↑+4H2O; (5)3Fe3O4(s)+8Al(s)==4Al2O3(s)+9Fe(s);△H=-8akJ/mol。 要点三、铁的有关计算问题



+

2+

9

W w w . c h i n a e d u . c o m

10

W w w . c h i n a e d u . c o m

【例 3】(08 届江苏省锡山高级中学)某 500 mL 溶液中含 0.1 mol Fe 、0.2 mol Fe , 3+ 2+ 加入 0.2 mol 铁粉,待 Fe 完全还原后,溶液中 Fe 的物质的量浓度为(假设反应前后体 积不变)( ) -1 -1 -1 -1 A.0.4 mol·L B.0.6 mol·L C.0.8 mol·L D.1.0 mol·L 【命题立意】本题是根据化学反应方程式的过量计算题。 3+ 2+ 【标准解析】本题主要考查铁及其化合物的性质和有关计算。由反应 2Fe +Fe====3Fe 可 3+ 2+ 2+ 知 Fe 粉过量,0.2 mol Fe 与过量 Fe 粉作用生成 0.3 mol Fe ,故反应后 Fe 的总物质的 量为 0.4 mol,溶液中 c(Fe )=
2+

2+

3+

0.4mol -1 =0.8 mol·L 。 0 .5 L
3+

【误区警示】虽然过量已经指明(Fe 完全还原),但有很多考生没有审清题意浪费了时 2+ 2+ 间,再加上又要计算 Fe 的物质的量浓度,漏掉原 Fe 的量也是常出的错误,故通过本题 能考查考生的“举足轻重”的战术思路。 【答案】C 【变式训练】 (07 河南省许昌市高三备考理科综合能力测试) 取一定量的 CuO 粉末与 0.5L 稀硫酸充分反应后,将一根 50g 铁棒插入上述溶液中,至铁棒质量不再变化时,铁棒增重 0.24g. 并收集到 224mL 气体(标准状况)。则 CuO 粉末的质量( ) A. 8 g B.0.6g C.0.8g D. 6g 【标准解析】由题意可知,CuO 粉末与稀硫酸充分反应后,硫酸过量。 引起铁棒质量变化时涉及到下列两个反应: ① Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ② Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 其中第①个反应使铁棒质量减少,第②个反应使铁棒质量增加,两者的代数和为 0.24g。 ① Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 △m1 56g 1mol 56g 0.01mol 0.56g △ m2 -△m1 = 0.24g. △m2=△m1 +0.24g=0.56g+0.24g=0.80g 设 CuO 的物质的量为 x, CuSO4 的物质的量也为 x, ② Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu △m2 1mol 8g X 0.80g 求得 X=0.1mol m(CuO)= 0.1mol×80g/mol=8g 【答案】A 【综合应用】 【题目】某同学为研究硫酸的性质,设计了以下实验。检查好装置的气密性后,在甲的试 管中加入足量的 Fe 和 C,然后,加入少量浓硫酸。
11

W w w . c h i n a e d u . c o m

①在未点燃酒精灯时,乙中没有明显现象,这是因为________________________ 为处理生成的有毒气体,还应在乙、丙之间接入__________(填仪器名称),并在其中填 充足量的碱石灰。 ②接入该仪器后,点燃酒精灯,开始时反应的化学方程式: _______________________________________________________________; _______________________________________________________________。 反应开始一段时间后,在丙处检验到某种无色无味气体,它是__________。 由于甲中加入了单质碳,使丙处产生气体的速率比不加入时快,这是因为 _________________________ 【命题意图】 本题是课本实验的创新应用, 以基础知识常温下, 遇浓硫酸钝化而不反应, Fe C 只有在加热条件下才与浓硫酸反应为基础,在加热条件下 Fe、C 在与浓硫酸反应的创新 应用。 【标准解析】 ①常温下, 遇浓硫酸钝化而不反应, 只有在加热条件下才与浓硫酸反应; Fe C Fe、 在与浓硫酸反应时都有 SO2 生成, 2 空气污染物, C SO 必须除掉。 ②因为 Fe 和 C 是足量, 浓硫酸是少量,故随着反应的进行硫酸的浓度逐渐下降,一定程度后 Fe 与硫酸反应放出 氢气。 【答案】①常温下,Fe 遇浓硫酸钝化,而 C 不与浓硫酸反应; 干燥管 ②2Fe+6H2SO4(浓) C+2H2SO4(浓) 氢气(或 H2) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O

CO2↑+2SO2↑+2H2O 形成原电池加快反应速率

12

W w w . c h i n a e d u . c o m


推荐相关:

高考化学58个考点精选版37_铁和铁的化合物

铁和铁的化合物( 高考备战冲刺指导) 考点 37 铁和铁的化合物(2011 高考备战冲刺指导) 1.复习重点 . 1.铁单质的化学性质 2.铁的重要化合物的氧化还原性; 3...


高三化学一轮复习之金属部分应知应会知识

1/2 相关文档推荐 高三化学综合复习第一轮:... ...2012高三化学二轮复习教案... 5页 2财富值如要投诉...铁 铁和铁的化合物 ①铁在地壳中含量第 出铁的...

网站首页 | 网站地图
All rights reserved Powered by 简单学习网 www.tceic.com
copyright ©right 2010-2021。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com