1、13-2-3 铁的重要化合物学习目标:1了解 Fe2O3的性质;2了解 Fe(OH)3、Fe(OH) 2的性质;3了解 Fe2+、Fe 3+重要的化学性质及相互转化的方法。学习重点:1掌握 Fe2+、Fe 3+的转化及检验。【自主预习】1、铁的氧化物:阅读课本 P59相关内容,结合初中所学知识,完成下表。名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁俗名 化学式铁的化合价颜色 状态水溶解性与 H+反应 与 CO反应2、铁的氢氧化物:阅读课本 P60相关内容,完成下表。铁的氢氧化物 氢氧化亚铁 Fe(OH)2 氢氧化铁 Fe(OH)3颜色、状态水溶性制备(离子方程式)与盐酸反应离子方程式稳定性发生相互转化的
2、现象及化学方程式3、铁盐和亚铁盐(1)Fe 3 的检验方法:含有 Fe3 的盐溶液遇到 KSCN溶液时变成 ,可用于 Fe32的检验。(2)Fe 3 和 Fe2 的转化:根据课本 P61相关内容,完成下列两个反应的化学方程式和离子方程式。FeCl 3溶液中加入铁粉FeCl 2溶液中滴加氯水4、铁盐的净水作用:铁盐在天然水中可生成 ,能使水中的悬浮物形成絮状不溶物而沉淀下来。5、铜盐(1)物理性质:硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐于水;铜绿主要成分的化学式 ,难溶于水。(2)铜绿溶于稀盐酸,化学方程式 ,离子方程式 。(3)铜绿受热分解化学方程式 。【合作探究】探究一、铁的氧化物【思考与交流】Fe
3、3O4中铁的化合价如何?你能据此尝试写出它与盐酸反应的化学方程式和离子方程式吗?探究二、铁的氢氧化物完成课本 P60实验 39(1)FeCl 3溶液呈 色,FeSO 4溶液呈 色。(2)向 FeCl3溶液滴加 NaOH溶液,现象为 ,反应的化学方程式为 ,离子方程式为 。(3)向 FeSO4溶液滴加 NaOH溶液,瞬间现象为 ,反应的化学方程式为,离子方程式为 。随后生成的白色沉淀迅速变成 ,最后变成了红褐色的原因是 ,化学方程式为。3【思考与交流 1】Fe(OH) 2在空气中极易被氧化成 Fe(OH)3,所以为了较长时间看到 FeSO4溶液和 NaOH溶液反应产生白色沉淀现象,你可以在实验中
4、采取哪些措施?【思考与交流 2】氢氧化亚铁若在空气中加热能否得氧化亚铁,为什么?探究三、铁盐和亚铁盐完成课本 P61“实验 310”和“科学探究”1Fe 3+检验滴入 KSCN溶液 结论FeCl3溶液FeCl2溶液【小结】Fe 3+和 Fe2+检验方法方法 Fe2+ Fe3+1、观察颜色2、滴加 NaOH3、滴加 KSCN2 Fe 2+ 和 Fe3+转化现象 反应的离子方程式FeCl3溶液中加入铁粉,KSCN 溶液上层清液加氯水,振荡3、Fe 2+和 Fe3+以及 Fe的互相转化:尝试写出完成下列转化的合适试剂及有关的化学反应方程式。4(1) (2) (3) (4) (5) (6) 当 堂 达
5、 标基 础 巩 固1久置于空气中的下列物质,因被氧化而呈黄色的是( )A浓 HNO3 B氯化亚铁溶液 C溴苯 D溴化银2将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是(1998 年全国高考题)A硫酸 B氯水 C硝酸锌 D氯化铜3制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”:发生的反应为2FeCl3+Cu2FeCl 2+CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是A烧杯中有铜无铁 B烧杯中有铁无铜C烧杯中铁、铜都有 D烧杯中铁、铜都无4某溶液中有 NH4+、Mg 2+、Fe 2+和 Al3+4种离子,若向其中加入过量的 NaOH溶液,微热并搅拌,
6、再加入过量的盐酸,溶液中大量减少的阳离子是(1996 年全国高考题)ANH 4+ BMg 2+ CFe 2+ DAl 3+55在由 Fe、FeO、和 Fe2O3组成的混合物中加入 100mL2mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出 448mL气体(标准状况),此时溶液中无 Fe3+离子,则下列判断正确的是 A混合物里 3种物质反应时消耗盐盐酸的物质的量浓度之比为 1:1:3B反应后所得溶液中的 Fe2+离子与 Cl-离子的物质的量浓度之比为 1:2C混合物里,FeO 的物质的量无法确定,但 Fe比 Fe2O3的物质的量多D混合物里,Fe 2O3的物质的量无法确定,但 Fe比 FeO的物
7、质的量多6在氯化铁、氯化铜和盐酸和混合溶液中加入铁粉,待反应结束后,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是ACu 2+ BFe 3+ CFe 2+ DH +能 力 提 高7、试样 X由氧化亚铁和氧化铜组成,取质量相等的两份试样按下图所示进行实验: (1)请写出步骤中所发生的全部反应的离子方程式。(2)若全部的溶液 Y和全部的粉末 Z充分反应后,生成的不溶物 W的质量是 m,则每份试样 X中氧化铜的质量为 。(用 m表示) 6参考答案【自主预习】1、氧化亚铁:FeO;+2;黑色粉末;不溶;FeO+2H +=Fe2+H2O;FeO+COFe+CO2。氧化铁:铁红;Fe 2
8、O3;+3;红棕色粉末;不溶;Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O;Fe 2O3+3CO 2Fe+3CO2。四氧化三铁:磁性氧化铁;Fe 3O4;黑色晶体;不溶;Fe 3O4+3CO 3Fe+3CO2。【合作探究】一、 【思考与交流】+2、+3;Fe 3O4+8H+=2Fe3+Fe2+4H2O;二、 (1)黄色;浅绿色(2)产生红褐色沉淀;FeCl 3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl;Fe 3+3OH=Fe(OH)3(3)先生成白色沉淀;FeSO 4+2NaOH= Fe(OH)2+Na 2SO4;Fe 3+3OH = Fe(OH)3;灰绿色;白色的 Fe(OH)2被空气里的氧气氧化成
9、了红褐色的 Fe(OH)3;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 【思考与交流 1】上层溶液液面上加植物油或苯进行液封。 【思考与交流 2】不能,Fe(OH) 2 易被氧气氧化。三、1、FeCl 3溶液:溶液变红色;Fe 3+与 SCN反应生成红色物质;FeCl 2溶液:溶液无明显变化;无显色反应。 【小结】Fe 2+:浅绿色;先生成白色沉淀,后白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;溶液不变色。Fe 3+:黄色;生成红褐色沉淀;溶液变红色。2、溶液由棕黄色变为浅绿色,2Fe 3+Fe=3Fe2+;溶液变为红色,2Fe 2+Cl2=2Fe3+2Cl3、 (1)弱氧化剂(H +,
10、Cu 2+,Ag +等)Fe +2HCl=FeCl2 +H2;(2)强还原剂(C,Al,Zn,CO 等)Zn+FeCl 2 = Fe + ZnCl2(3)强氧化剂(Cl 2,Br 2等)2Fe+3Cl 2 = 2FeCl3(4)强还原剂(C,Zn,CO 等)Fe 2O3+3CO 2Fe+3CO2(5)强氧化剂(Cl2,Br 2,HNO 3等)2FeCl 2+Cl2=2FeCl3(6)弱还原剂(Cu,Fe 等)FeCl 3+Fe =FeCl2基 础 巩 固1解析:本题考查的是常见的“黄色体系”有四种固体:溴化银、硫、过氧化钠、三硝基7甲苯;外加几种黄色溶液:浓 HNO3(因溶液中有 NO2气体)
11、、工业盐酸(含 Fe3+离子)、不纯的硝基苯(因溶有 NO2)、亚铁盐溶液(因含 Fe3+离子)等。对于该题除考查物质的物理性质颜色之外,还附加了一个条件:“因被氧化” ,因此,只能考虑 B选项。答案:B2解析:本题考查 Fe2+与 Fe3+相互转化。其中 A项中加入硫酸,无任何反应;若加入 B项中氯水,因2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,故有 Fe3+生成;C 项中加入 Zn(NO3)2,因溶液中有 H+,发生反应:3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H 2O,C 正确;D 项中加入 CuCl2无反应发生。答案:B、C答案:B4解析:各离子在加入 NaOH溶液和 HCl的变化过程
12、中,离子变化为:NH4+NH 3;Mg 2+Mg(OH) 2Mg 2+;Fe 2+Fe(OH) 2Fe(OH) 3Fe 3+;Al 3+AlO 2-Al 3+。只有 A和 C的离子数减小。答案:A、C5解析:根据题意,n(HCl) =02mol,生成 n(H2)=0448L/224Lmol -1=002mol。因氧化性:Fe 3+H+,所以 Fe先与 Fe3+反应后再还原 H+,由 Fe+2Fe3+=3Fe2+(1molFe还原 1mol Fe2O3),和 Fe与 H+反应放出 H2,可知 n(Fe)n (Fe2O3);由反应后溶液中溶质全为 FeCl2知,n(Fe 2+):n(Cl -)=1
13、:2;至于混合物中 Fe、Fe 2O3及 FeO之间量的关系,无从知道。答案:B、C6解析:本题考察的知识点是铁单质的物理性质及离子共存问题。解答此题要考虑到铁的物理性质:能被磁铁吸引,说明有铁剩余。铁具有还原性,而 Cu2+、Fe 3+、Fe 2+、H +等都具有氧化性。则能够与铁反应的离子不能大量存在。Cu 2+、Fe 3+以及 H+等三种离子不8能大量存在,其中 Fe被氧化成 Fe2+,而 Cu2+、Fe 3+、H +三种离子被还原成Cu、Fe 2+、H 2,所以溶液中 Fe2+最多。Fe 与 Fe2+相互间不反应。答案:C。能 力 提 高7思路分析:根据题目的设定,先对溶液 Y和粉末
14、Z的组成作正确的判断。中 FeO、CuO 与盐酸反应式为:FeO+2HCl=FeCl 2+H2O CuO+2HCl=CuCl2+H2O中试样在较高温度下与 CO反应为:FeO+CO=Fe+CO 2 CuO+CO=Cu+CO2由此可见,溶液 Y与粉末 Z混合就是 FeCl2、CuCl 2溶液、金属 Fe、Cu 以及过量盐酸的混合。在此混合物中,两种金属单质中只有 Fe可分别与 CuCl2溶液和 HCl反应,离子方程式为:Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe+2H+=Fe2+H2中反应后的溶液呈强酸性表明 HCl剩余,可判断 Fe已没有剩余;溶液中不含 Cu2+意味着 CuCl2已全部参加了与 Fe的置换反应,不溶物 W全部是 Cu。它是由两份试样中的CuO转变而来。因此,一份试样中的 CuO质量为05m(CuO/Cu)= 05m(80/64)=5m/8。答案:(1)Fe+Cu 2+=Fe2+Cu Fe+2H+=Fe2+H2 (2)5m/8
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