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铁及其化合物的性质复习

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     老铁新意
铁及其化合物的复习

•长沙磁悬浮列车的运行
•2017年理综高考试卷T11.
•支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电极
 的阴极保护法进行防护,工作原理如图(见
 PPT)所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极
 ,下列有关表述不正确的是
•A.通入保护电极使钢管桩表面腐蚀电流接
 近于零
•B 通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向
 钢管桩
•C 高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传
 递电流
•D 通入的保护电机应该根据环境条件变化进
 行调整
二、金属及其化合物知识体系

     金属及其化合物的
         知识主线
                                       四种基本反
               金属与氧气的反应
     金属的化      金属与水的反应
     学性质
               金属与酸的反                  应
金属及其化合物                   应
               某些金属与碱的反


                             应         离子反
               金属与盐溶液的反应
                                       应
                  氧 化 物
      金属化
                                       氧化
      合物          氢氧化物
                                       还


                    盐                  原反


     金属材料        常见合金的重要应用             应
                   正确选用金属材料
三、铁及其化合物的知识体系


铁及其化合物的知识在教材上
   的位置、地位、网络
                                       四种基本反应
               金属与氧气的反应
     初中化学      金属与酸的反应
               金属与     的反
铁及其化合物               盐    应
               铁的氧化物及冶炼
                                      还原 应、氧化 离子反
               铁的用途
                  氧 化 物


     高中必修                              四大平衡体系
     1、2          氢氧化物
                    盐、络合物
     选修1、4     水解及Ksp,二价铁的检验
                   铁与人体健康
                    FeO
                    Fe O
一、铁的三种氧化物             2 3
                    Fe3O4

二、铁的二种氢氧化物的制备和性质

三、Fe2+与Fe3+的鉴别和相互转化
q五、铁的化合物
  1、铁的氧化物

         FeO     Fe2O3      Fe3O4
  颜色   黑色粉末    红棕色粉末      黑色晶体
  俗称             铁红      磁性氧化铁
  化合价     +2      +3       +2 +3
   化
         FeO、Fe2O3是碱性氧化物。Fe3O4
   学   可看作由FeO、Fe2O3共同构成的物
   性   质。它们都难溶于水,也不与水反
       应。都能与酸起反应。
   质
             Fe(OH)2      4Fe(OH)3
  色态        白色固体          红褐色固体
 水溶性          不溶            不溶

  制法   FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl

             FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
加热分解      _____________
              2Fe(OH)3== Fe2O3↓+3H2O
与HCl反应
相互转化
        4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
      四、本节课重要内容

•回顾基础知识
•1、三价铁和二价铁的性质
•2、三价铁和二价铁的转化及应用——学生
实验
•3、三价铁与二价铁的检验——学生实验
                探究:


• 1、如何才能看到氢氧化亚铁          的颜色?


• 2、三价铁与二价铁的检验         什么方法最好?


• 3、生成氢氧化物沉淀的pH数据的来源

(2)铁的氢氧化物的性质

                        Fe(OH)3                    Fe(OH)2

                        _                          _
                  3+                         2+
    制备          Fe +3OH  =Fe(OH)3↓         Fe +2OH  =Fe(OH)2↓

    色态               红褐色固体                        白色固体

水中溶解性                                难溶于水
                                   隔绝空
                Fe(OH)  +3H+=Fe3++3H    0      Fe(OH) +2H+=Fe2++2H 0
 与酸反应                   3          气加热2              2           2

                                                Fe(OH)2  =  FeO + H2O

   稳定性          2Fe(OH)3 = Fe2O3+ 3H2O
                                           4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
如何使生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间
保持白色?
讨论分析            Fe(OH)2易被氧化


                可能的原因

   反应试剂溶有             反应的过程与空气
       氧气                  接触
罪魁祸首——氧气!
要想得到白色Fe(OH)2在配制溶液和操作
过程中可以采取哪些措施?

       使用事先煮沸过的蒸馏水配
    1                             NaOH溶
                                  液
       制FeSO4溶液和NaOH溶液

     2 在试管中FeSO    溶液液面
                   4               植物油
       上加几滴植物油
       注意使胶头滴管的末端伸入
   3   FeSO 溶液液面之下
           4                       新制

                                  FeSO4溶
                                   液
    3.铁盐和亚铁盐

 (1)铁盐和亚铁盐的鉴别

                 FeSO4溶液          FeCl3溶液
观察溶液颜色            浅绿色              棕黄色

            白色沉淀迅速变灰绿
                                 红褐色沉淀
加NaOH溶液     色,最后变红褐色

加KSCN溶液         无明显变化              变红色
  (2)Fe2+和Fe3+的转化

     [科学与探究]

                 现象            离子方程式
FeCl 溶液中
    3        棕黄色→浅绿
加入铁粉、再                      2Fe3++Fe=3Fe2+
             色→无变化
加KSCN溶液
上层清液中加                                    _
             溶液显红色        2Fe2++Cl =2Fe3++2Cl
氯水,振荡                           2
     2+      3+
四:Fe   和Fe    的相互转变
  1、Fe2+→ Fe3+
  完成: Fe2+与稀硝酸、氯水的反应式
      2+      3+    -
  2Fe  +Cl2=2Fe  +2Cl
     2+   +    -   3+
   3Fe  +4H  +NO 3 =3Fe  +2H2O+NO↑

  可见,使用强氧化剂(Cl2、Br2、
             --
  HNO3、MnO4   、 H2O2、浓H2SO4)可
  将Fe2+→ Fe3+
 2、Fe3+→ Fe2+
 完成: Fe3+加入还原铁粉的反应式
 2Fe3++Fe=3 Fe2+
可见,使用还原剂可将Fe3+→ Fe2+

 ?若将铁粉改为锌粉,结果又将如何
 ?写出有关的离子反应方程式。
Fe2+与Fe3+的相互转化


强氧化剂:Cl2、O2、Na2O2、KMnO4等
Fe2+与Fe3+的相互转化


强氧化剂:Cl2、O2、Na2O2、KMnO4等

   还原剂: Fe、Cu等
小结、Fe2+、Fe3+的性质
Fe2+既有氧化性又有还原性,
主要表现还原性;Fe3+具有较
强氧化性
      较强氧化剂
 Fe2+          Fe3++e

      较强还原剂
   总结:                 铁 三 角

                              还原性


氧化性
还原性                                                                                      氧化性
      3+
五、Fe     的检验  
 演示:在Fe2+ 、 Fe3+的溶液中滴
 入几滴KSCN观察溶液颜色?

   3+        -
 Fe  +3SCN   = Fe(SCN)3

 Fe2++SCN –反应生成无色物质
 Fe2+的检验  

演示:在Fe2+ 的溶液中滴入几滴NaOH
观察溶液颜色变化?
    2+       -
  Fe  +2OH  = Fe(OH)2↓

4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3

 随着Fe(OH)3的增多,沉淀颜色逐渐
 由白色变成灰绿色进而变成红褐色
  该如何改进实验,使白色沉淀更白?
与铁氰化钾   蓝色沉淀     无现象
小结:
鉴 别方  法
 直 接 观 色    浅 绿 色   棕  黄 色

 加试剂                      
   KSCN    无现象      血  红  色
           蓝色沉淀     无现象
  K3Fe(CN)6
          白色沉淀迅速变灰  红褐色沉淀
          绿色最后呈红褐色
 教材数据:【人教版高中化学 必修
 二课本作业】“表1生成氢氧化物沉
 淀的pH
         物质      开始沉淀沉淀完全

        Fe(OH)3    2.7    3.7

        Fe(OH)2    7.6    9.6

        Mn(OH)2    8.3    9.8

        Mg(OH)2    9.6    11.1
 已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除
              3+
去,常将它氧化为Fe     ,生成Fe(OH)3沉淀除去
  教材数据:【人教版高中化学 必修
  二课本作业】“表1生成氢氧化物沉
  淀的pH

•例:假设溶液中Fe3+离子浓度为0.2mol/l,
                               3+
 则开始生成Fe(OH)3沉淀的PH是多少?Fe        离
 子沉淀完全时的PH是多少?
                       -38
•已知Ksp【Fe(OH)3】=4.0x10
 化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催
 化剂,是一种白色粉末;微溶于水、不溶
 于乙醇及稀硫酸。工业上采用如下工艺流
 程,从某酸性废液(主要含Cu2+、Fe3+、 H+
 、Cl-)中制备氯化亚铜。请回答下列问题


 (1)写出步骤①中发生的两个主要反应的
离子方程式:               。
 (2)步骤②的操作名称是:   。
 (3)步骤④中所加物质X为:   。
(4)步骤⑤的操作是:             。
(5)步骤⑥应调节溶液pH呈酸性,且用乙
醇洗涤CuCl晶体,目的是:       。
(6)在CuCl的生成过程中,可以循环利用
的物质是__________,理论上_______(填
“是”或“否”)需要补充(不考虑调节等
消耗);理由是                 _______   
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