1、第十講鐵及其重要化合物考試要求1.掌握鐵的主要性能和應(yīng)用。2.掌握重要鐵化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。3.它能識(shí)別溶液中的Fe2+和Fe3+。測(cè)試中心的本質(zhì)鐵1.位置和物理屬性鐵位于元素周期表第四周期的第族，主要原子價(jià)為2和3，其在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鋁。鐵具有金屬的一般特性，被磁鐵吸引。2.化學(xué)性質(zhì)(寫化學(xué)方程式或離子方程式)多維思維1.鐵和鋁在冷濃硫酸或濃硝酸中的鈍化是物理變化或化學(xué)變化。提示：化學(xué)變化。2.氯化鐵和三氯化鐵可以通過化學(xué)結(jié)合反應(yīng)制備嗎？提示：兩者都很好。一種判斷鐵與氧化劑反應(yīng)后價(jià)態(tài)的方法(1)鐵與弱氧化劑(如s、I2、h、Fe3+、Cu2+)反應(yīng)得到的產(chǎn)物為Fe2+，鐵的價(jià)

2、態(tài)為2。(2)鐵與強(qiáng)氧化劑(如Cl2、Br2、濃H2SO4、硝酸等)反應(yīng)。)得到Fe3+，鐵的價(jià)態(tài)為3。(3)在純氧中燃燒鐵并與H2O(g)在高溫下反應(yīng)得到的產(chǎn)物是Fe3O4，鐵的價(jià)態(tài)是2和3。論第一鐵的存在和性質(zhì)1.在下表中，陳述和的正確性以及是否存在因果關(guān)系的判斷都是正確的()報(bào)表一報(bào)表二判斷A鐵是地殼中最豐富的金屬元素鐵是人類最早使用的金屬材料我配對(duì)；對(duì)；是B在常溫下，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氫氣可以在高溫下還原氧化鐵得到鐵我配對(duì)；對(duì)；不C鐵是一種過渡元素鐵和某些鐵化合物可以用作催化劑我錯(cuò)了；對(duì)；不D空氣中的鐵表面形成一層致密的氧化膜鐵不能與氧反應(yīng)我配對(duì)；對(duì)；是分析：第一項(xiàng)，地殼中金屬元素含

3、量最高的是鋁，我錯(cuò)了，最早使用的金屬是銅，我錯(cuò)了；在第三項(xiàng)中，陳述一和陳述二是正確的，并有因果關(guān)系；在D項(xiàng)中，鐵在空氣中容易生銹而不是形成致密的氧化膜，鐵與氧反應(yīng)，和都是錯(cuò)的。答：乙2.以下關(guān)于鐵的說法是正確的()A.純鐵是灰黑色的，所以鐵屬于黑色金屬B.鐵在硫蒸汽中燃燒生成Fe2S3C.純鐵的耐腐蝕性很強(qiáng)，在干燥的空氣中鐵不易氧化D.鐵的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)活躍，它能與水蒸氣反應(yīng)生成H2和Fe(OH)3分析：純鐵是銀白色的，答錯(cuò)了；鐵在硫蒸氣中燃燒形成硫化亞鐵，乙錯(cuò)了；3fe 4h2o (g) Fe3O4 4h2，d是錯(cuò)誤的。回答：c。亞鐵反應(yīng)后元素價(jià)態(tài)的判斷3.下列物質(zhì)反應(yīng)后，必須生成3價(jià)鐵()過

4、量的鐵在加熱時(shí)與Cl2反應(yīng)；鐵與過量稀硫酸反應(yīng)后，加入硝酸鉀；加熱時(shí)鐵與過量的硫反應(yīng)；向硝酸鐵溶液中加入少量鹽酸；將鐵和Fe2O3的混合物溶解在鹽酸中A.bC.d .分析：鐵與Cl2反應(yīng)，僅生成三氯化鐵；鐵與硫反應(yīng)生成硫化亞鐵；Fe2+Fe3+；Fe2+Fe3+；Fe2O3溶解在鹽酸中生成Fe3。當(dāng)混合物中鐵不足時(shí)，溶液中仍有Fe3當(dāng)有足夠的鐵時(shí)，溶液中沒有Fe3。答：d .4.將鐵粉緩慢加入到一定量的稀硝酸中，得到Fe2+鐵粉量(橫坐標(biāo))和鐵粉量(縱坐標(biāo))之間的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)的橫線上填寫正確答案的序號(hào)。Fe3+Fe2+鐵、Fe2+ Fe2+、Fe3+(1)第1節(jié)中的鐵以_ _ _ _

5、 _ _的形式存在。(2)鐵在公元前2)節(jié)以_ _ _ _ _ _的形式存在。(3)鎘截面中的鐵元素以_ _ _ _ _ _的形式存在。分析：當(dāng)鐵粉加入稀硝酸時(shí)，稀硝酸開始過量時(shí)會(huì)產(chǎn)生Fe3，所以AB段的鐵元素以Fe3的形式存在。隨著鐵粉含量的增加，溶液中的Fe3與鐵反應(yīng)生成Fe2，因此在BC階段鐵以Fe2和Fe3的形式存在。Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe2+后，鐵粉不再溶解，所以鎘段的鐵元素以鐵和Fe2+的形式存在?；卮穑?1) (2) (3)試驗(yàn)場(chǎng)地二中鐵的氧化物和氫氧化物1.鐵礦石化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4車間編號(hào)鐵紅磁性氧化鐵不溶于水不溶于水含鐵的效價(jià)+2+3+2 、+3穩(wěn)定性易變的穩(wěn)定

6、的穩(wěn)定的與氫反應(yīng)的離子方程式FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O2.氫氧化鐵化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3顏色狀態(tài)白色固體紅棕色固體與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O熱解復(fù)雜分解產(chǎn)物2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O準(zhǔn)備可溶性亞鐵鹽與堿性溶液Fe2OH-反應(yīng)=鐵(氫)2可溶性鐵鹽與堿性溶液反應(yīng)Fe3 + 3OH-=Fe(OH)3兩者之間的關(guān)系在空氣中，氫氧化鐵可以很快被氧氣氧化成氫氧化鐵。現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅棕色。反應(yīng)方程式為4Fe

7、 (OH) 2 O2 2H2O=4Fe (OH) 3多維思維1.鹽酸和氫碘酸是強(qiáng)酸。Fe3和它們有什么區(qū)別？寫出相關(guān)的反應(yīng)方程式？結(jié)果表明，氫氧化鐵懸浮液在遇到鹽酸和氫碘酸時(shí)能溶解紅棕色沉淀，但氫氧化鐵具有很強(qiáng)的還原性，能被Fe3+氧化成I2，使溶液顏色變深。因此，鹽酸和氫氧化鐵之間的反應(yīng)只是一個(gè)中和反應(yīng)：氫氧化鐵=三氯化鐵3H2O，而氫氧化鐵與氫氧化鐵反應(yīng)。2.用硫酸亞鐵溶液和氫氧化鈉溶液制備氫氧化鐵沉淀時(shí)應(yīng)注意哪些問題？建議：(1)將硫酸亞鐵溶液和氫氧化鈉溶液的蒸餾水加熱煮沸，以除去蒸餾水中的氧氣；(2)用長(zhǎng)滴管吸收氫氧化鈉溶液，并將其插入硫酸亞鐵溶液的液面以下進(jìn)行擠壓。1.判斷氧化鐵成分

8、的方法假定氧化鐵中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為mn，氧化物中的n(鐵)n(氧)為=ab，如果甲：乙=1: 1，氧化鐵是氧化亞鐵；如果甲：乙=2: 3，氧化鐵為Fe2O3。如果AB=34，則氧化鐵是Fe3O4，或者是FeO和Fe2O3的混合物，其摩爾比為11，或者是FeO、Fe2O3和Fe3O4的混合物，其中FeO與Fe2O3的摩爾比為11，并且Fe3O4是任意的。2.制備氫氧化鐵的三種常用方法方法1:有機(jī)涂層法將裝有氫氧化鈉溶液的橡膠滴管插入液面下方，用苯或煤油(不能使用四氯化碳)覆蓋液面，防止空氣與氫氧化鐵反應(yīng)，如圖1所示。方法2:還原性氣體保護(hù)方法當(dāng)裝置中的空氣被H2排出后，亞鐵鹽與氫氧化鈉溶

9、液混合，從而可以長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。如圖2所示。方法3:電解以鐵為陽極電解氯化鈉(或氫氧化鈉)溶液，用苯或煤油覆蓋液面，如圖3所示。圖3鐵的氧化物和氫氧化物的組成和性質(zhì)研究1.將少量廢鐵溶于過量稀硫酸中，過濾，除去雜質(zhì)，向?yàn)V液中加入適量硝酸，然后加入過量氨水形成紅棕色沉淀。過濾，將沉淀物加熱至質(zhì)量不變，得到紅棕色殘?jiān)Ｉ鲜龀练e物和殘留物分別為()A.Fe(OH)3；Fe2O3B。Fe(OH)2；FeOC.Fe2、Fe3；Fe3O4和Fe2O3Fe(OH)3分析：紅棕色沉淀應(yīng)為Fe3，因?yàn)榧尤胂跛釙r(shí)不存在Fe2；Fe(OH)3通過加熱分解形成Fe2O3。答：答2.由FeO、Fe2O3和Fe3O

10、4組成的混合物，其中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為218，那么該混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的質(zhì)量比為()A.121B.211C.131 D.113分析：混合物中，n(鐵) n(氧)=34，因此FeO和Fe2O3按11的質(zhì)量比混合，D項(xiàng)符合要求。答：d .高香地鐵的制備3.通過以下方法可以制備出白色的Fe(OH)2沉淀：不含F(xiàn)e3+的硫酸亞鐵溶液與用不含O2的蒸餾水制備的氫氧化鈉溶液反應(yīng)。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述硫酸亞鐵溶液時(shí)，必須加入_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。_ _ _ _ _ _

11、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(2)為了去除蒸餾水中溶解的O2，經(jīng)常使用_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)生成白色Fe2(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不帶O2的氫氧化鈉溶液，將其插入硫酸亞鐵溶液下，然后擠出氫氧化鈉溶液。此操作的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。分析：(1) Fe2易水解，應(yīng)加入稀硫酸防止其水解；空氣中的O2很容易氧化Fe

12、2，因此應(yīng)添加鐵粉以防止Fe2被氧化。(2)氣體的溶解度隨著溫度的升高而降低，所以在沸水中溶解的O2較少。答：(1)稀硫酸和鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的氫氧化鐵沉淀與氧氣接觸4._ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填寫序列號(hào))是Fe(OH)2的白色沉淀，在下圖中可以長(zhǎng)時(shí)間看到。分析：由于鐵(OH)2在空氣中很容易被氧化成紅棕色的鐵(OH)3，即4Fe(OH)2 O2 2H2O=4Fe (OH) 3，如果長(zhǎng)時(shí)間看到鐵(OH)2的白色沉淀，則有必要從裝置中除去氧氣或空氣。(1)、(2)的原理是一樣的，就是用氫氣來排出裝置中的空氣，并使生成的Fe(OH)2在氫氣的保護(hù)下；原理是以鐵為陽極生成F

13、e2+，F(xiàn)e2+與電解水生成的氫氧化物結(jié)合生成鐵(氫)2，液面用汽油保護(hù)，防止空氣進(jìn)入；在中間液位加入苯，防止空氣進(jìn)入；帶入空氣中的氧氣能快速氧化鐵(OH)2，所以白色沉淀長(zhǎng)時(shí)間看不見。回答： 3號(hào)試驗(yàn)場(chǎng)地Fe2+和Fe3+的性質(zhì)及試驗(yàn)1.“鐵三角”的轉(zhuǎn)換關(guān)系在上述轉(zhuǎn)換關(guān)系中寫出標(biāo)記反應(yīng)的離子方程式：2Fe3 +鐵=3Fe2+；2Fe3 + H2S=2Fe2 + S + 2H+；2Fe2 + H2O 2+2H+=2Fe3 + 2H2O；3Fe2 + NO+4H+=3Fe3 + NO + 2H2O。2.Fe2和Fe3+的檢驗(yàn)(1) Fe2測(cè)試：首先，加入KSCN溶液，但未出現(xiàn)明顯現(xiàn)象。然后，加入

14、氯水，出現(xiàn)紅色。反應(yīng)的離子方程式為Cl2 2fe2=2cl- 2fe3，F(xiàn)e3 3scn-Fe (SCN) 3。(2)Fe3的檢測(cè)：滴加KSCN溶液生成紅色溶液，反應(yīng)的離子方程式為Fe3 3scn-Fe (SCN) 3。多維思維1.如何去除三氯化鐵溶液中的Fe2+?提示：加入一定量的氯水或H2O2溶液。2.Fe2和NO能大量共存嗎？如果加入少量鹽酸會(huì)發(fā)生什么？結(jié)果表明，在酸性條件下，F(xiàn)e2+和NO可以大量共存，而NO可以將Fe2+氧化成Fe3+但不能大量共存。3.檢測(cè)Fe2+時(shí)，能先加氯水，再加KSCN溶液?jiǎn)?？為什么？提示：不，因?yàn)槿绻芤褐泻蠪e3+，它的干擾就無法消除。Fe2+和Fe3+

15、的轉(zhuǎn)化及除雜主要成分不純雜質(zhì)去除方法氯化鐵FeCl2加入氯水或H2O2FeCl2氯化鐵加入過量鐵粉，過濾FeCl2氯化銅加入過量鐵粉，過濾Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化1.如何去除括號(hào)中的雜質(zhì)？(1)Fe2+(Fe3+):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；(2)三氯化鐵(二氯化鐵):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；(3)氯化鐵(氯化銅):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

16、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；(4)Fe2O3(Al2O3、SiO 2):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .答：(1)加入過量鐵粉并過濾(2)加入氯水或H2O2(3)加入過量鐵粉，過濾(4)加入過量的強(qiáng)堿溶液，過濾2.在用氯化鐵溶液蝕刻銅箔制造電路板的過程中，廢液處理和資源回收的過程簡(jiǎn)述如下：一、向廢液中加入過量的鐵屑，充分反應(yīng)后分離固體和濾液；.向?yàn)V液中加入一定量的石灰水，調(diào)節(jié)溶液的酸堿度，同時(shí)吹入足夠的空氣。(1)1)氯化鐵蝕刻銅箔反應(yīng)的離子

17、方程式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(2)工藝一中加入的鐵屑的主要作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，分離出的固體的主要成分是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，從固體中分離銅的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)過程的化學(xué)反應(yīng)方程式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _