几种重要的金属化合物学案(第三课时)2

第三课时 【主干知识梳理】 三、铁的重要化合物 1、铁的重要化合物 化合物 性质 物理性质 化学性质 制法

Fe2O3 红棕色粉末 不溶 碱性氧化物通性 Fe(OH)3分解 FeO 黑色粉末 不溶 碱性氧化物通性 还原性 Fe(OH)2隔绝空气加热 过量铁与O2或Fe2O3 Fe3O4 黑色晶体 不溶 复杂碱性氧化物 较稳定 Fe+O2点燃 Fe+H2O(气)加热 Fe(OH)2 白色絮状沉淀 弱碱性 还原性 隔绝空气Fe2++OH-

Fe(OH)3 红褐色沉淀 弱碱性 Fe3++OH- FeCl3 棕黄色 水解显酸性 氧化性 Fe+Cl2固气加热反应 FeCl2+Cl2

2、铁的氢氧化物 铁的氢氧化物制备 FeCl3溶液 FeSO4溶液 加氢氧化钠现象 化学方程式

性质 氢氧化亚铁和氢氧化铁都是不溶性碱试写出他们与强酸反应的离子方程式： ______________________________________________________ 增加：答案： FeCl3溶液 FeSO4溶液 加氢氧化钠现象 生成红褐色沉淀 生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 化学方程式 FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3＋3NaCl FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4 4 Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O ；Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 3、铁盐和亚铁盐 三价铁的氧化性 1、Fe3+离子的检验 滴入几滴KSCN溶液 FeCl3溶液 溶液变红色 FeCl2溶液 溶液不变红，再加入氧化剂溶液变红色 2、Fe3+的氧化性 向盛有2毫升FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，充分反应后滴加几滴KSCN溶液，最后再加入几滴氯水。该过程发生了如下反应： _____ 2Fe3+_＋Fe＝3Fe2+__________ ______ 2Fe2+_＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl－___

3．Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化 Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化关系通常称之为“铁三角”。其中Fe只具有还原性，无氧化性，Fe被弱氧化剂氧化生成Fe2＋，被强氧化剂氧化生成Fe3＋。Fe2＋由于处于中间价态，所以Fe2＋既有还原性又有氧化性，遇到强氧化剂时被氧化成Fe3＋，遇到强还原剂时被还原成Fe。Fe3＋只具有氧化性，而无还原性，可被还原剂还原为Fe或Fe2＋。它们之间的相互转化关系如

下图：

【重点难点讲练】 【要点透析】（左栏） 1、铁的氢氧化物 【例1】有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，只用一种试剂就可以把它们鉴别开来，这种试剂是（ ） A、盐酸 B、烧碱溶液 C、氨水 D、KSCN溶液 【解析】氢氧化钠与上述五种溶液混合时，其中NaCl无明显现象。FeCl2先出现白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色，发生的反应为 Fe2++2OH-==Fe(OH)2 ↓ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ==4Fe(OH)3。FeCl3只出现红化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与酸作用 Fe(OH)2+2H+ = Fe2++2H2O （强氧化性酸例外） Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 稳定性 不稳定，极易被氧化4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 一般较稳定，受热会分解 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 制法 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ 【针对练习】 （右栏） 1．(06沈阳市高三教学质量检测)在某些高档点心的包装盒内有个小纸袋，将小纸袋打开，可看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将灰黑色粉末溶于盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴入KSCN溶液，马上出现血红色。以下结论不正确的是（ ） A．该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B．小袋中的原装粉末是Fe2O3

C．小袋中可能装有活性铁粉

D．该灰黑色粉末不可食用 答案：B 2．（07江苏通州市期中）某溶液中含有大量的Al3+、

NH4、Ag+、Fe2+四种离子。向该溶液中加入足量Na2O2，微热并充分搅拌后，再加入过量稀盐酸，此时溶液中大量存在的阳离子可能是 A．H+、Na+、Al3+、Fe3+

B．Al3+、H+、Na+、Fe2+

C． H+、Na+、Al3+、NH4 D．Fe3+、Ag+、Na+、H+ 3．（07湖北联考）制取Fe（OH） 2并使之能久存，可采取的操作有：①加入一些植物油，②溶解FeSO4配成溶液，⑨把蒸馏水加热煮沸并密封冷却，④加入少量铁屑，⑤加入少量CCl4，⑥向褐色沉淀，其反应为Fe3+ + 3OH- ==Fe(OH)3↓。MgCl2出现白色沉淀，且沉淀不消失，反应为 Mg2+ + 2OH- ==Mg(OH)2

↓。AlCl3溶液先出现白色絮状沉淀，当

NaOH过量时，沉淀逐渐溶解直至完全消失，其反应的离子方程式为Al3+ + 3OH- == Al(OH)3↓、Al(OH)3 + OH- ==AlO2- + 2H2O。 （金属氢氧化物大多数难溶于水，结合它们的颜色，所以经常用碱液检验金属阳离子的存在） 【答案】B 【例2】（03全国）用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。 方法一：用不合Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2

的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_________。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_________的方法。 (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不合O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_________。 方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。 (1)在试管I里加入的试剂是_________。 (2)在试管Ⅱ里加入的试剂是_________。 (3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管I 和Ⅱ中加入试剂，打开止水央，塞紧塞子 后的实验步骤是_________。 (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理出是_________。 【解析】此题是2003年的高考题。源于教材，又高于教材，突出考查了运用基础知识和基本原理解决实验问题的能力。首先要抓住氢氧化亚铁的性质即易氧化，遇氧气迅速生成氢氧化铁。方法一是教材中的方法，为防止氧化，胶头滴管反常规操作，或在溶液中加入还原性物质如铁粉。方法二将原来的方法进行了改进，去掉了原有的胶头滴管，创设了新情境，要求考生在已经掌握制备氢氧化亚铁的实验操作及实验原理的基础上，说明方法二制备氢氧化亚铁的原理，同时也考查了对启普发生器的原理的理解。是考察逆向思维和创新精神的好题。答案： 方法一 (1)稀H2SO4 铁屑 (2)煮沸

FeSO4溶液中滴入足量氨水，⑦把盛有氨水的滴管伸入FeSO4溶液中后再挤出氨水。其中必须进行的操作及其正确顺序是 A．②④①⑦⑤ B．⑨②⑤⑥④ C．③②④⑤⑦ D．③②④①⑦ 4．（06年苏州市高三第一次调研）向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入100mL l moL／L的盐酸；恰好使混合物完全溶解并放出标准状况下224mL气体。向所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现，若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到单质铁的质量为 A．11．2g B．2．8g C．5．6g D．无法计算 答案：B 5．（06年湖北省名校第二次联考）用一定量的铁与足量的稀H2SO4及足量的CuO制单质铜，有人设计以下两种方案：

①Fe42SOHH2 CuOCu，

②CuO42SOHCuSO4FeCu 若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量的比较中，正确的是 ( ) A．①多 B．②多 C．相等 D．无法判断 答案：B 6．下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是 A、H3O＋、NO3－、Fe2＋、Na＋ B、Fe3＋、NO3－、I－、K＋ C、K＋、Ba2＋、OH－、SO42－ D、Cu2＋、NH4＋、Br－、OH－ 7．．（06年东城区期末试题）将一定量Fe和Fe2O3

的混合物放入2mol·L—1的HNO3溶液25mL中，反

应完全后，无固体剩余，生成224mL NO气体（标准状况），再向反应后的溶液中加入1mol·L—1的NaOH溶液，要使铁元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最少是 （ ） A．45mL B．50mL C．40mL D．无法确定 答案：C 8．．（06年5月西城区抽样测试）已知： (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 方法二 (1)稀H2SO4 铁屑 (2)NaOH溶液 (3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。 (4)试管I中反应生成的H2充满了试管I和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。 小结：此类题目主要围绕Fe2+的还原性和Fe3+的氧化性设计，既可以考查实验能力，又考查了思维的严密性、整体性和创造性。 3．“铁三角”――铁及其化合物间的转化 （1）Fe→Fe2+ 加弱氧化剂，例如：S、I2、H+（非氧化性酸）、Cu2+等 Fe+2H+=Fe2++H2↑ （2）Fe→Fe3+加强氧化剂，例如：浓硫酸、Cl2、HNO3等）2Fe+3Cl2=2FeCl3 （3）Fe2＋→Fe3+加强氧化剂，例如Cl2、O2、、Br2 、 HNO3、H2O2等。2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- （4）Fe3＋→Fe2+加 还原剂，例如Fe、Cu、I-、S2－、H2S等。2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+ （5）Fe2+→Fe 加还原剂，例如Zn、Al等。 FeO+C=Fe+CO （6）Fe3+→Fe 加还原剂，例如Zn、Al、CO、H2等。 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 3.Fe2+、Fe3＋的检验 ⑴Fe2+的检验 ①滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水，溶液立即变为红色。 ②加入NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。 ⑵Fe3＋的检验 ①滴加KSCN溶液溶液立即变为红色。 ②加入NaOH溶液，立即出现红褐色沉淀。 ③加入到苯酚溶液中，溶液变为紫色。 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+.将Cu片放入0.1mol/L的FeCl3

溶液中，一段时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3+):c

（Fe2+）=2：3，则n(Cu2+):n(Fe3+)为 A．3：4 B．3：5 C．4：3 D．3：2 答案：A 9．将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2 、CuCl2溶液一起放进某容器内，给据下述不同情况，填写金属或金属离子。 ⑴充分反应后，如果Fe有剩余，则容器内不可能有_________ 。 ⑵充分反应后，如果容器内还有大量Fe3+，则还含有_________ ，一定没有_________ 。 ⑶充分反应后，如果容器内有较多Cu2+和相当量的Cu，则容器内不可能有_________ 。 【解析】 Fe+2 Fe3+＝3Fe2+ ，Fe+ Cu2+ ＝Cu+ Fe2+， Cu+2Fe3+ ＝ Cu2+ + 2Fe2+ 如果Fe有剩余，则容器内不可能有 Fe3+和Cu2+ 。如果容器内还有大量Fe3+，则还含有Cu2+ 和 Fe2+ ，一定没有Fe和 Cu 。如果容器内有较多Cu2+和相当量的Cu，则容器内不可能有Fe3+和Fe。 答案：（1）Fe3+、Cu2+ ；（2）Cu2+ 、 Fe2+；（3）Fe3+、Fe。 10．（07江苏通州市期中）向一定量的Fe、FeO、Fe2O3