人教版《铁及铁的化合物》高三化学复习教案 7页

‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 《铁及铁的化合物》高三化学复习教案 ‎ ‎ ‎【教学内容】‎ ‎ 铁和铁的化合物 ‎【教学目标】‎ ‎ 1．了解铁的原子结构与常见的化合价；‎ ‎ 2．掌握铁、铁的氧化物、铁的氢氧化物的性质；‎ ‎ 3．掌握Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化规律；‎ ‎ 4．掌握Fe2+和Fe3+的检验方法.‎ ‎【教学内容】‎ ‎ 一、铁的结构和单质的性质：‎ ‎ 1、铁原子结构及在周期表中的位置：‎ 原子结构示意图：‎ 位于第四周期第Ⅷ族.‎ 在反应中除了容易失去 最外层电子显+2价外，还能进一步失去次外层上的1个电子而显+3价.‎ ‎2、铁的物理性质：‎ ‎⑴纯铁是光亮银白色金属；⑵纯铁的抗蚀力相当强；⑶铁有延展性、导热性和导电性；⑷铁具有铁磁性，能被磁铁吸引，在磁场的作用下，自身也能产生磁性.‎ ‎3、铁的化学性质：‎ ‎⑴Fe Fe2+‎ Fe+S △ FeS Fe+I2 △ FeI2 Fe+2H+ Fe2++H2↑ Fe+Cu2+ Fe2++Cu ‎⑵Fe Fe3+‎ ‎2Fe+3Cl2 点燃 2FeCl3 2Fe+3Br2 △ 2FeBr3 ‎ Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 常温时，铁遇浓HNO3、浓H2SO4时发生钝化.‎ Fe+6HNO3(浓) △ Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O ‎2Fe+6H2SO4(浓) △ Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O 二、铁的化合物 ‎1、铁的氧化物 铁的氧化物 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化 学 式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 溶 名 铁红 磁性氧化铁 ‎ - 7 -‎ 色 态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 化 合 价 ‎+2‎ ‎+3‎ ‎+2，+3‎ 水 溶 性 不 溶 ‎⑴跟酸反应：‎ ‎①与非氧化性酸如HCl、稀H2SO4等反应：FeO+2H+ = Fe2++2H2O Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ = Fe2++2Fe3++4H2O ‎②与氧化性酸反应如浓H2SO4、HNO3等反应：‎ ‎3FeO+10HNO3（稀）= 3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O ‎2FeO+4H2SO4（浓）= Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O Fe3O4+10HNO3（浓）= 3Fe(NO3)3+NO2↑+5H2O ‎③与还原性酸反应如HI等：Fe2O3+6HI = 2FeI2+I2+3H2O Fe3O4+8HI = 3FeI2+I2+4H2O ‎⑵氧化亚铁不稳定性：6FeO+O2 △ 2Fe3O4‎ ‎⑶具有氧化性：能被H2、CO、Al等还原剂还原.FexOy+yCO △ xFe+yCO2‎ ‎8Al+3Fe3O4 高温 4Al2O3+9Fe 注意：Fe3O4是复杂氧化物，在组成可看成1/3铁呈+2价，2/3铁呈+3价，因此Fe3O4可写成FeO·Fe2O3‎ ‎2、铁的氢氧化物 名 称 氢 氧 化 亚 铁 氢 氧 化 铁 化 学 式 Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 颜 色 白色 红褐色 水 溶 性 不溶 不溶 与酸反应 Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O ‎3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O ‎2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+I2+6H2O 加热分解 ‎6Fe(OH)2+O2 △ 2Fe3O4+6H2O ‎ ‎2Fe(OH)3 △ Fe2O3+3H2O 还 原 性 ‎4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3‎ 制 法 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓‎ Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓‎ ‎3、Fe2+与Fe3+的转化：‎ ‎⑴Fe2+Fe3+‎ ‎2FeCl2+Cl2=2FeCl3 2FeBr2+3Cl2(过量)=2FeCl3+2Br2‎ ‎12FeCl2+3O2=8FeCl3+2Fe2O3 2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O ‎3FeSO4+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+Fe2(SO4)3+NO↑+2H2O ‎⑵Fe 3+Fe2+‎ ‎2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 2FeCl3+Fe=3FeCl2 2FeCl3+2KI=I2+2FeCl2+2KCl ‎2FeCl3+H2S=S↓+2FeCl2+2HCl 2FeCl3+SO2+2H2O=H2SO4+2FeCl2+2HCl ‎4、Fe2+与Fe3+的检验：‎ ‎⑴Fe2+的检验 ‎①与KSCN溶液作用不显红色，再滴加氯水振荡则变为红色.‎ ‎ - 7 -‎ ‎②滴加NaOH溶液，首先生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速转变为灰绿色，最后变为红 褐色.‎ ‎⑵Fe3+的检验：‎ ‎①滴加KSCN溶液，立即变红色.‎ ‎②滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀.‎ 三、例题解析：‎ 例1：下列物质发生反应时其离子方程式正确的是 （ ）‎ ‎（A）铁与三氯化铁溶液反应：Fe+Fe3+=2Fe2+‎ ‎（B）Fe(OH)3跟盐酸反应：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O ‎ （C）FeS跟稀硝酸反应：FeS+2H+=Fe2++H2S↑‎ ‎（D）足量的氯气通入溴化亚铁溶液中：2Fe3++4Br－+3Cl2=2Fe３++2Br2+6Cl－‎ 解析：书写离子方程式要注意以下几点：①元素守恒；②电荷守恒；③反应原理正确.‎ ‎（A）此离子反应能发生，该离子方程式也符合元素守恒，但电荷未配平，正确的书写应为2Fe3++Fe=3Fe2+.‎ ‎（B）Fe(OH)3是难溶于水的碱，盐酸是强酸，两者能发生反应，且书写正确.‎ ‎（C）Fe2+具有还原性，HNO3具有氧化性，因此生成物中不可能有Fe2+,应生成Fe3+.故该离子方程式不正确.‎ ‎（D）由于Fe2+、Br－均具有还原性，都可被Cl2氧化，因通入的Cl2是过量，此离子方程式正确.若通入少量Cl2于FeBr2溶液中，因为Fe2+还原性强于Br－，此时Cl2首先能与还原性强的Fe2+反应，其离子方程式应为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－.‎ 答案应为：（B）、（C）‎ 例2：将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进烧杯内，在下列情况下，指出有哪些阳离子（不考虑阴离子）或金属单质同时存在，填在空白处：‎ （1） 反应完毕后，铁粉有剩余.反应后溶液中一定含有___________阳离子；一定没 有_______阳离子；固体干燥后，其中一定含有______和________.‎ （2） 反应完毕后，铜有剩余，铁粉无剩余.反应后溶液中一定含有______阳离子，溶 液中可能含有______阳离子，溶液中一定不含______阳离子.‎ （3） 反应完毕后，溶液中含有Fe3+，则溶液中一定还含有________阳离子；有无固体 存在？_________.‎ 解析：因为还原性Fe>Cu，氧化性FeCl3>CuCl2，故发生反应的顺序应为：‎ Fe+2FeCl3===3FeCl2, Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2,Fe+CuCl2===Cu+FeCl2.‎ （1） 反应完毕后，铁粉有剩余，溶液中一定含有Fe2+，一定没有Cu2+和Fe3+.剩余固 体中一定是Fe 和Cu.‎ （2） 反应完毕后，铜有剩余，铁粉无剩余，故溶液中一定含有Fe2+，可能含有Cu2+，‎ 一定不含Fe3+.‎ ‎ - 7 -‎ （1） 反应完毕后，溶液中含有Fe3+，则溶液中一定还含有Fe2+、Cu2+，无固体剩余.‎ ‎ 例3：往2L Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中加入30g纯铁粉，待反应完全后，得到26g 固体不溶物.在滤液中加入2L 0.25mol/L的BaCl2溶液，恰好使溶液中的SO42－完全沉淀.求原混合液中CuSO4 和Fe2(SO4)3的物质的量浓度.‎ ‎ 解析：解答本题的关键是要分析清楚剩余26g残留固体是什么物质，然后根据有关反 应的化学方程式进行计算.‎ 解：n(SO42－)=n(BaCl2)=2L×0.25mol/L=0.50mol 若原混合溶液中溶质全部是CuSO4，由Fe+ CuSO4= FeSO4+Cu，可知，需Fe的质量为： ‎ ‎ 0.5mol×56g/mol=28g 若原混合溶液中溶质全部是Fe2(SO4)3，由Fe+ Fe2(SO4)3=3 FeSO4，可知，需Fe质量为： ‎ ‎ 0.5mol××56g/mol=9.33g 因而实际需Fe的质量应介于9.33—28g之间.现加入的Fe为30g，所以铁粉过量，‎ ‎26g固体是Fe和Cu的混合物.‎ 设原混合液中Fe2(SO4)3中物质的量为x，CuSO4的物质的量为y.‎ ‎ Fe + Fe2(SO4)3 === 3 FeSO4‎ ‎ x x ‎ Fe + CuSO4=== FeSO4+Cu △m ‎ 1 8‎ ‎ y 8y ‎ 依题意： 3x+y=0.50 解得 x=0.10mol ‎ 56x－8y=30－26 y=0.20mol ‎ 所以C[Fe2(SO4)3]==0.05mol/L C[CuSO4]= =0.10 mol/L ‎【能力训练】‎ 一、选择题（每小题有1—2个选项符合题意）‎ ‎1．下列物质中不能用金属和氯气反应制得的是 （ ）‎ ‎ （A）CuCl2 （B）FeCl2 （C）CaCl2 （D）NaCl ‎2．工业盐酸常常显黄色，是由于 （ ）‎ ‎ （A）含有久置的KI （B）溶有Cl2‎ ‎ （C）含有FeCl3杂质 （D）混有HNO3‎ ‎3．在生产过程中，除去铁制品上的铁锈，可先用哪种溶液洗涤，之后用水洗 （ ）‎ ‎ （A）NaCl （B）HCl （C）NaOH （D）CuSO4‎ ‎4．在含有Fe2+离子的溶液中，加入或通入下列哪种物质后，Fe2+不会被氧化 （ ）‎ ‎ （A）稀HNO3 （B）稀H2SO4 （C）Cl2 （D）溴水 ‎ - 7 -‎ ‎5．某溶液中加入过量的氢氧化钠溶液可生成沉淀，加入铁粉时溶液的质量增加，那么该溶液中可能含有的离子 （ ）‎ ‎ （A）Mg2+ （B）Fe3+ （C）Cu2+ （D）Al3+‎ ‎6．下列说法正确的是 （ ）‎ ‎ （A）铁是黑色金属，所以断口是黑色的 ‎ （B）铁是ⅧB元素，也是过渡元素 ‎ （C）在自然界中无游离态的铁存在 ‎ （D）自然界里含铁的矿物质叫铁矿石 ‎7．某溶液中有NH4+、Mg2+、Al3+、Fe2+等四种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是 （ ）‎ ‎ （A）NH4+ （B）Mg2+ （C）Al3+ （D）Fe2+‎ ‎8．将1.12g铁粉加入25mL 2mol/L的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 （ ）‎ ‎ （A）铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变 ‎ （B）往溶液中滴入无色KSCN溶液显红色 ‎ （C）Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6:1‎ ‎ （D）氧化产物和还原产物的物质的量之比为2:5‎ ‎9．把含有氧化铁的铁片投入到足量的稀H2SO4中，直到铁片全部溶解.经分析，溶液中无Fe3+离子，且生成的Fe2+离子与反应产生氢气的物质的量之比为10:7，则原混合物中单质铁的质量分数是 （ ）‎ ‎ （A）26％ （B）74％ （C）88％ （D）95％‎ ‎10．ngHNO3的稀溶液恰好与mg铁粉完全反应，若HNO3只被还原为NO，则n:m可能是 ‎ ‎ （ ）‎ ‎ ①5:1 ②9:2 ③3:1 ④2:1 ⑤4:1 ‎ ‎ （A）②或③或⑤ （B）①或③或④ （C）②或③ （D）①或③‎ ‎11．下列叙述错误的是 （ ）‎ ‎ （A）配制FeCl2溶液，为了防止氧化，常加还原铁粉 ‎ （B）配制FeCl2溶液，为了抑制水解，常加盐酸 ‎ （C）向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液产生红色沉淀 ‎ （D）向FeSO4溶液中通入H2S气体能产生黑色沉淀 ‎12．有一块铝铁合金，将其溶于足量的盐酸中，再加入过量的NaOH溶液，在空气中静置，当红褐色沉淀不再增加，将沉淀滤出并充分灼烧，得到的固体残留物恰好跟原合金质量相等，则此合金中铝的质量分数为 （ ）‎ ‎ （A）22.2％ （B）75.5％ （C）30％ （D）80.6％‎ ‎13．将7.8g铁粉加入200mL 2mol/L的硝酸溶液中，使之充分反应放出NO气体，所得溶液中主要离子浓度大小关系是 （ ）‎ ‎ （A）[NO3－]>[Fe2+]>[Fe3+]>[H+] （B）[NO3－]>[Fe3+]>[Fe2+]>[H+]‎ ‎ （C）[Fe2+]>[Fe3+]>[NO3－]>[H+] （D）[Fe2+]>[NO3－]> [Fe3+]>[H+]‎ ‎14．向一定量的Fe、FeO和Fe2O3混合物中，加入100mL 1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出22.4mL标准状况下的气体.所得溶液中，加入KSCN溶液无红色出现.那么若用一氧化碳在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁 （ ）‎ ‎ - 7 -‎ ‎ （A）11.2g （B）2.8g （C）5.6g （D）无法计算 二、填空：‎ ‎15．除去FeCl3溶液中混有少量的FeCl2，试剂为_______________，化学方程式为___________________；除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，试剂是__________，离子方程式为____________________.‎ ‎16．把等物质的量的Cu、Fe、Zn粉末混合物一起放入一定量的FeCl3溶液中，充分反应后：‎ （1） 若取出部分溶液，加入几滴KSCN溶液，显红色，那么溶液中存在的主要离子有 ‎________________，金属粉末有无剩余？_________________.‎ （2） 若溶液显蓝色，加入KSCN溶液不显红色，那么溶液中存在的离子有__________，‎ 可能存在的金属粉末是____________.‎ （3） 若加入铁粉的质量反应前后没有改变，那么溶液里存在的离子有_____________各 种离子的物质的量之比是__________.‎ （4） 若加入的金属中还有Zn粉剩余，那么溶液中存在的离子有____________，粉末 的质量在反应前后有何变化____________.‎ ‎17．甲同学在0.5mol/L的FeCl3溶液中滴加0.1mol/L KI溶液即呈现红棕色，再加入CCl4振荡后静置，可观察到CCl4层呈紫红色，乙同学在0.5mol/L的FeCl3溶液中先加入04mol/LNH4F溶液，发现FeCl3溶液逐渐褪至无色，而后再加入0.1mol/L KI溶液，不呈红棕色，再加CCl4振荡，静置，也观察不到CCl4层有紫红色出现.‎ （1） 甲同学的实验说明FeCl3溶液和KI溶液发生了什么反应（用离子方程式表示）__________________________________________________.‎ （2） 乙同学在实验中观察不到甲同学的实验现象，其原因分析合理的是_________________________________.‎ ‎（A）Fe3+可被F－还原为Fe2+，使溶液中不再存在Fe3+‎ ‎（B）Fe3+可和F－结合成难电离物质，不再和I－反应 ‎（C）I－和F－或I－和NH4+结合成难电离物质，不再和Fe3+反应 ‎（3）乙同学所用的NH4F溶液是用塑料瓶盛装的，可否改用玻璃试剂瓶？_____________‎ 为什么？_______________________________.‎ ‎ （4）在FeCl3溶液中.加入适量NH4F溶液后，溶液中Fe3+浓度几乎降为零，用什么简便实验可以检验这种说法的正确性？_________________________.‎ 三、计算：‎ ‎18．将一生锈的铁片（铁锈成份Fe2O3计）放入稀HNO3中，反应结束后收集到NO气体11.2L（标准状况），溶液中还剩下5g固体残渣，过滤后，向溶液中通入35.5g Cl2，恰好使溶液中Fe2+全部氧化，求生锈铁片的质量.‎ ‎19．现有氯化铜和氯化亚铁的混合溶液400mL，经测定其中[Cl－]为amol/L.投入过量的锌粉bg，经充分反应后过滤，所得固体滤渣洗涤干燥后，质量为cg.通过计算和分析：‎ ‎ - 7 -‎ ‎ （1）求混合溶液中Cu2+和Fe2+的物质的量浓度.‎ ‎ （2）为实验题设条件，b的取值应满足___________________.‎ ‎ （3）c的取值范围________________________.‎ ‎【能力训练答案】‎ 一、 选择题：‎ ‎1、B 2、C 3、B 4、B 5、B 6、C 7、AD ‎8、BC 9、B 10、A 11、CD 12、C 13、A 14、B 二、 填空 ‎15．通入过量的Cl2, 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－; 加入铁粉.2Fe3++ Fe =3Fe2+‎ ‎16．（1）Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cl－，无 ‎ （2）Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cl－、Cu ‎ （3）Zn2+、Fe2+、Cl－， 1:2:6‎ （1） 减少 ‎17．（1）2Fe3++2I－=2Fe2++I2 （2）B （1） 不能.因为NH4F水解生成HF能腐蚀玻璃.‎ （2） 向溶液中滴加KSCN观察溶液是否变红.不变红说明溶液中无Fe3+.‎ ‎18．65g ‎19．（1）[CuCl2]=mol/L , [FeCl2]= mol/L ‎ （2）b>13ag ‎ （3）b―1.8a