新课标同步导学高一化学课件：第三章 金属及其化合物 第二节 几种重要的金属化合物第3课时 铁的重要化合物 57页

第 3 课时　铁的重要化合物 铁的单质与其他物质反应时，既可以失去两个电子，也可以失去三个电子，也就是说在化合物中铁有＋ 2 价和＋ 3 价两种化合价。你知道吗？ 1 ．了解 Fe 、 Cu 的重要化合物的主要性质及应用。 2 ．掌握 Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 的检验方法。 3 ．利用 Fe 及其化合物的性质推断物质及鉴别物质。 1 ． 铁的存在 铁在地壳中的含量仅次于 __________ ，主要 以 ____ 和 ____ 价化合物的形式存在。 铁的重要化合物 氧、硅、铝 ＋ 2 ＋ 3 2 ． 铁的氧化物 (1) 物理性质 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 ____ Fe 2 O 3 _______ 俗名 铁红 磁性氧化铁 铁的化合价 _____ ____ __________ 颜色、状态 _________ __________ 黑色晶体 溶解性 均不溶于水 Fe 3 O 4 ＋ 2 ＋ 3 ＋ 2 、＋ 3 FeO 黑色粉末 红棕色粉末 (2) 化学性质 ① FeO 不稳定，在空气中受热易被氧化成 ______ 。 ② FeO 和 Fe 2 O 3 属于 ____ 氧化物，与盐酸反应 的化学方程式分别为： FeO ＋ 2HCl===FeCl 2 ＋ H 2 O ， Fe 2 O 3 ＋ 6HCl===2FeCl 3 ＋ 3H 2 O 。 (3) 用途 Fe 2 O 3 常用做红色油漆和涂料， ______( 主要成 分是 ______) 是炼铁原料。 Fe 3 O 4 碱性 赤铁矿 Fe 2 O 3 3 ． 铁的氢氧化物 Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 颜色 ___ _____ 溶解性 不溶于水 不溶于水 稳定性 在空气中易转化为 Fe(OH) 3 __________________________ 白 红褐 ＋ 3H 2 O 与盐酸反应 ( 离子方程式 ) Fe(OH) 2 ＋ 2H ＋ ===Fe 2 ＋ ＋ 2H 2 O ____________________________ 制备 Fe 2 ＋ ＋ 2OH － ===Fe(OH) 2 ↓ ______________ ______________ Fe(OH) 3 ＋ 3H ＋ ===Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 O Fe 3 ＋ ＋ 3OH － ===Fe(OH) 3 ↓ 转 化 化学 方程式 4Fe(OH) 2 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O=== 4Fe(OH) 3 现象 白色沉淀迅速变为 ______ ， 最终变为红褐色 灰绿色 4. 铁盐和亚铁盐 (1)Fe 3 ＋ 的检验 ①试剂： ___________ ②现象：含 Fe 3 ＋ 的溶液 _________ (2)Fe 3 ＋ 和 Fe 2 ＋ 的转化 如 FeCl 3 溶液中加入铁粉，反应的离子方程式为： __________________ ， KSCN 溶液 变成红色 2Fe 3 ＋ ＋ Fe===3Fe 2 ＋ 如向 FeCl 2 溶液中滴加氯水，反应的离子方程式为： ___________________________ (3) 铁盐的净水作用 向混有少量泥沙的浑浊水中加入 Fe 2 (SO 4 ) 3 溶液后，会 _______ 。 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 变澄清 Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 、 Fe 的相互转变 —— 铁三角 2 ． Fe 2 ＋ 既具有氧化性又具有还原性 (1) 与氧化剂反应 当 Fe 2 ＋ 遇到强氧化剂 ( 如 Cl 2 、 HNO 3 、 KMnO 4 ) 时，被氧化为 Fe 3 ＋ ，如 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － [ 温馨提示 ] 　 (1) 不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时，注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。 (2) 亚铁盐保存时，为了防止被氧化为铁盐，通常在溶液中加少量还原铁粉或铁钉。 1 ． (2010· 洛阳高一检测 ) 某化合物的溶液中可能含有下列离子，当加入 NaOH 溶液时，有沉淀生成；另取该化合物的溶液，并加入铁粉，溶液的质量增加，该溶液中一定含有 ( 　　 ) A ． Cu 2 ＋ 　　　 B ． Fe 3 ＋ C ． Al 3 ＋ D ． Mg 2 ＋ 解析： 加入铁粉溶液质量增加，若为 Cu 2 ＋ ， Cu 2 ＋ ＋ Fe===Fe 2 ＋ ＋ Cu ，则溶液质量减少，若为 Fe 3 ＋ ，反应为 Fe ＋ 2Fe 3 ＋ ===3Fe 2 ＋ ，溶液质量增加，若为 Al 3 ＋ 或 Mg 2 ＋ ，溶液质量不变。 答案： B 　 Fe 3 ＋ 、 Fe 2 ＋ 的检验 2 ．能检验某溶液中有 Fe 2 ＋ 无 Fe 3 ＋ 的实验事实是 ( 　　 ) A ．向溶液中加入 2 滴 KSCN 溶液立即变红色 B ．向溶液中加入少许氯水后再加 2 滴 KSCN 溶液立即变红色 C ．向溶液中加入 2 滴 KSCN 溶液无明显变化，再加入少许氯水立即变红色 D ．向溶液中加入少许 NaOH 溶液立即产生红褐色沉淀 解析： 　 A 选项证实溶液中一定含 Fe 3 ＋ ，不一定含 Fe 2 ＋ 。 B 选项因先加氯水，后加 KSCN 溶液，变红色，无法证明原溶液含 Fe 2 ＋ 还是 Fe 3 ＋ 。 C 选项先加 KSCN 溶液无变化，证明无 Fe 3 ＋ ，加氯水后，由于 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － ，生成的 Fe 3 ＋ 与 KSCN 反应生成红色物质，证明溶液中含有 Fe 2 ＋ 。 D 选项证明溶液中含有 Fe 3 ＋ 。 答案： 　 C 1 ．铜化学性质 _______ ，使用铜器皿比较安全。 2 ．铜属于 _______ ，铜盐溶液都 ____ ，因为 Cu 2 ＋ 与蛋白质作用，使蛋白质 _____ 而失去生理活性。 3 ．铜绿的主要成分是 _____________ 。 铜的化合物 不活泼 重金属 有毒 变性 Cu 2 (OH) 2 CO 3 　铜及其化合物的相互关系 1. 2 ． 物质颜色： Cu 、 Cu 2 O 为红色； Cu 2 S 、 CuS 、 CuO 为黑色； CuSO 4 为白色； CuSO 4 溶液、 CuSO 4 ·5H 2 O 、 Cu(OH) 2 为蓝色； Cu 2 (OH) 2 CO 3 为绿色； CuCl 2 为棕色，水溶液为蓝绿色。 3 ．完成要点三第 1 部分相互转化的化学反应方程式，是氧化还原反应的请注明。 ① _________________________________ ； ③ _________________________________ ； ⑤ _________________________________ ； ⑦ _________________________________ ； ⑨ _________________________________ ； ⑪ _________________________________ ； ⑬ _________________________________ 。 按下图要求写出下列三个反应的化 学方程式，属于离子反应的写出离子方程式。 ① B—C ＋ D ；② E—F ；③ F—D 不同价态铁元素的转化 解析： 　此题从反应转化过程来看，唯一能作为解题突破口的是红褐色固体 F 。结合题意不妨设 F 即为 Fe(OH) 3 固体。由题可知， A 在不同条件下反应能得到 C 和 D ，而 A 经反应得到的 B 在同一反应中能产生 C 和 D ， C 应为低价态， C 经反应得到 E ，而 E 经 O 2 氧化可得 F[Fe(OH) 3 ] 。由此可判断 E 为 Fe(OH) 2 ，则 C 为 Fe 2 ＋ ，所以 D 为 Fe 3 ＋ ，而 B 则应是 Fe 3 O 4 ， A 是 Fe 。把推断的结论进行验证，符合题意。 答案： 　① Fe 3 O 4 ＋ 8H ＋ ===Fe 2 ＋ ＋ 2Fe 3 ＋ ＋ 4H 2 O ② 4Fe(OH) 2 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O===4Fe(OH) 3 ③ Fe(OH) 3 ＋ 3H ＋ ===Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 O [ 思考感悟 ] 　铁元素及其化合物的推断题的解题关键： 一是寻找特征反应及特征现象，二是正确运用 “ 铁三角 ” 的转化关系，三是注意与其他金属及其化合物知识的综合。化学框图题综合性强，难度大，解题时常由于知识的综合性不够，找不到 “ 突破口 ” 而无法下手。 1 ．将铁粉、铜粉、 FeCl 3 溶液和 CuCl 2 溶液混合于某容器中充分反应 ( 假定容器不参与反应 ) 。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。 (1) 若铁粉有剩余，则容器中不可能有的离子是 ________ ；铜单质 ________( 填“一定”或“可能” ) 存在。 (2) 若氯化铜有剩余，则容器中还可能有的离子为 ________ ；铜单质 ________( 填“一定”或“可能” ) 存在。 (3) 若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有的单质是 ________ ， Fe 2 ＋ ________( 填“一定”或“可能” ) 存在。 答案： 　 (1)Fe 3 ＋ 、 Cu 2 ＋ 　一定　 (2)Fe 3 ＋ 　可能　 (3)Fe 、 Cu 　一定 解析： 　 本题考查物质的共存问题，依据金属活动性： Fe ＞ Cu ，离子氧化性： Fe 3 ＋ ＞ Cu 2 ＋ 。 要证明某溶液中不含 Fe 3 ＋ 而可能含 Fe 2 ＋ ，进行如下实验操作时，最佳顺序是 ( 　　 ) ①加足量氯水　②加足量 KMnO 4 溶液　③加少量 KSCN 溶液 A ．①②　　 B ．③② C ．③① D ．①②③ Fe 2 ＋ 和 Fe 3 ＋ 的检验 解析： 　本题检验方法的关键是 Fe 3 ＋ 遇 SCN － 反应显红色，而 Fe 2 ＋ 遇 SCN － 不显红色，加入 KSCN 溶液不显红色证明无 Fe 3 ＋ ，再加氯水，如有 Fe 2 ＋ 则可被氧化为 Fe 3 ＋ 遇 SCN － 反应显红色。 KMnO 4 溶液也能氧化 Fe 2 ＋ ，但因其本身呈紫色，使 Fe 3 ＋ 与 SCN － 反应显红色不易观察。 答案： 　 C [ 思考感悟 ] 　解答本题要注意以下两点： (1) 首先检验溶液中是否有 Fe 3 ＋ ，可用 KSCN 溶液。 (2) 加入氧化剂，验证溶液中含有 Fe 2 ＋ ，但要注意加入的氧化剂不能对观察现象产生干扰。 2 ．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是 ( 　　 ) A ．苹果汁中的 Fe 2 ＋ 变成 Fe 3 ＋ B ．苹果汁中含有 Cu 2 ＋ C ．苹果汁含有 OH － D ．苹果汁含有 Fe 3 ＋ 解析： 　苹果汁中的淡绿色的 Fe 2 ＋ 被空气中的氧气氧化成棕黄色的 Fe 3 ＋ 。 答案： 　 A 热点实验　金属氧化物测定的实验探究 [ 探究举例 ] 　氧化铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是 Fe 2 O 3 、 Cu 2 O 或两者的混合物。探究过程如下： 查阅资料 　 Cu 2 O 是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成 Cu 和 CuSO 4 ，在空气中加热生成 CuO 。 提出假设 　假设 1 ：红色粉末是 Fe 2 O 3 ；假设 2 ：红色粉末是 Cu 2 O ；假设 3 ：红色粉末是 Fe 2 O 3 和 Cu 2 O 的混合物。 设计探究实验 　取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 试剂。 (1) 若假设 1 成立，则实验现象是 ___________________________ 。 (2) 若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含氧化铁。你认为这种说法合理吗？ ___________________________ 。 简述你的理由： ( 不需写出反应的化学方程式 _________________________ 。 (3) 若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是 ______________________ ，写出发生反应的离子方程式： ___________________________________________________________________ 。 延伸探究 　经实验分析，确定红色粉末为 Fe 2 O 3 和 Cu 2 O 的混合物。 (4) 实验小组欲用加热法测定 Cu 2 O 的质量分数。取 a g 固体粉末在空气中充分加热，待质量 不再变化时，称其质量为 b g(b>a) ，则混合物中 Cu 2 O 的质量分数为 ________ 。 1 ． (2011· 兰州高一检测 ) 下列化合物中，不能由单质直接化合而得到的是 ( 　　 ) A ． FeCl 2 　　　 B ． FeS C ． Fe 3 O 4 D ． FeCl 3 解析： 　铁单质在点燃条件下可以和 Cl 2 反应生成 FeCl 3 ，和 O 2 反应生成 Fe 3 O 4 ，在加热条件下可以和 S 反应生成 FeS 。 答案： 　 A 2 ．世博园地区改造规划的实施将提升上海的环境质量。位于规划区的一座大型炼钢厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物可能含有 ( 　　 ) A ． FeO 粉尘　　 B ． P 2 O 5 粉尘 C ． Fe 2 O 3 粉尘 D ． SiO 2 粉尘 解析： 　 Fe 2 O 3 呈棕红色，故炼钢厂产生的棕红色烟雾是 Fe 2 O 3 所致。 答案： 　 C 3 ． (2010· 广州高一检测 ) 下列离子的检验方法合理的是 ( 　　 ) A ．向某溶液中滴入 KSCN 溶液呈红色，说明不含 Fe 2 ＋ B ．向某溶液中通入 Cl 2 ，然后再加入 KSCN 溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe 2 ＋ C ．向某溶液中加入 NaOH 溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe 3 ＋ D ．向某溶液中加入 NaOH 溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有 Fe 2 ＋ ，不含有 Mg 2 ＋ 解析： 　 A 项说明含 Fe 3 ＋ ，但不能说明是否含 Fe 2 ＋ ； B 项说明通入 Cl 2 后溶液中含有 Fe 3 ＋ ，不能说明原溶液中是否含有 Fe 2 ＋ ；因为 Mg(OH) 2 为白色沉淀， Fe(OH) 2 转化为 Fe(OH) 3 时的颜色变化会掩盖其他白色沉淀的现象，所以当溶液中含有 Mg 2 ＋ 时，会出现同样的上述现象，故 D 项不能说明溶液中是否含 Mg 2 ＋ ， C 选项正确。 答案： 　 C 4 ．下列离子方程式正确的是 ( 　　 ) A ．铁跟 FeCl 3 溶液反应： Fe ＋ Fe 3 ＋ ===2Fe 2 ＋ B ． Fe 跟稀盐酸反应： 2Fe ＋ 6H ＋ ===2Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 ↑ C ． FeCl 2 溶液跟 Cl 2 反应： Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － D ． Fe(OH) 3 跟盐酸反应： Fe(OH) 3 ＋ 3H ＋ ===Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 O 解析： 　 A 中电荷不守恒，应为： Fe ＋ 2Fe 3 ＋ ===3Fe 2 ＋ ； B 中违反反应事实，应为： Fe ＋ 2H ＋ ===Fe 2 ＋ ＋ H 2 ↑ ； C 中得失电子、电荷均不守恒，应为： 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 。 答案： 　 D 5 ．电子工业常用 30% 的 FeCl 3 溶液腐蚀镀有铜箔的绝缘板，制印刷电路板。 (1) 发生反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________ 。 (2) 为了从废液中回收铜，并重新制得纯净的 FeCl 3 溶液，拟采用下列步骤，请在空格及括号内填入适当的分子式 ( 化学式 ) ，以达预期目的。 解析： 　 (1) 用 FeCl 3 溶液制印刷电路板发生的反应为： 2Fe 3 ＋ ＋ Cu===2Fe 2 ＋ ＋ Cu 2 ＋ 。 (2) 回收铜，就需把 Cu 置换出来，同时要制得纯净的 FeCl 3 ，则只能用 Fe 还原，过量的 Fe 用稀盐酸溶液，所得 FeCl 2 溶液通入 Cl 2 即可得 FeCl 3 。 答案： 　 (1)2Fe 3 ＋ ＋ Cu===2Fe 2 ＋ ＋ Cu 2 ＋ (2) 练规范、练技能、练速度