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2014届高三化学一轮复习课件 第3章 金属及其化合物 第三讲 铁及其化合物


第三讲 铁及其化合物

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1.了解铁的主要性质及应用。 2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。

3.以Fe2+ 、Fe3+的相互转化为例理解变价金

属元素的氧化
还原反应。

1.Fe2+、Fe3+的检验及其有关实验。

2.以铁及其化合物知识为载体,综合考查氧化还原反应、
电化学、盐类水解及除杂等。

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一、铁
1.铁的存在形态 在地壳中铁的含量位于第 四 位,在自然界铁既有游离态 (存在于陨石中),也有化合态,主要化合价为 +2、+3 , 其 +3价化合物 更稳定。 金属光泽和良好

2.铁的物理性质
纯铁具有金属的共性,如具有 银白色 性,纯铁有很强的抗腐蚀能力。
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的延展性,是电和热的良导体,具有能被 磁铁 吸引的特

3.铁的化学性质 (1)与非金属反应 Fe与较强的氧化剂反应生成 点燃 3Cl2=====2FeCl3 Fe与较弱的氧化剂反应生成 △ S=====FeS。 高温 (2)与水蒸气反应:化学方程式3Fe+4H2O(g) ===== Fe3O4 +4H2。
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+3

价化合物;如2Fe+

+2

价化合物,如Fe+

(3)与酸反应 ①与非氧化性酸反应产生H2 如与稀H2SO4、盐酸等反应,其离子方程式

2H++Fe===H2↑+Fe2+ 为:
②与氧化性酸反应不生成H2 过量铁与稀硝酸反应的化学方程式





3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O

离子方程式为

, 3Fe+8H++2NO-===3Fe2++2NO↑+4H2O 3



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少量铁与足量稀硝酸反应的化学方程式为 Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
——————————————————————————————————————————



Fe+4H++NO-===Fe3++NO↑+2H2O 。 3 离子方程式为

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铁化学性质活泼,为什么可以用铁罐贮 存和运输浓H2SO4和浓HNO3? 提示 进行。 常温下铁与浓HNO3 、浓H2SO4 发生钝化,在铁的 表面能形成一层稳定的致密的氧化物薄膜,阻止反应继续

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二、铁的重要化合物
1.氧化物 氧化物 化学式 氧化亚铁 FeO 黑色 粉末 难溶于水 +2 不稳定 FeO+2H+ ===Fe2++H2O
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氧化铁 Fe2O3 红棕色 粉末 难溶于水 +3 稳定 Fe2O3+6H+ ===2Fe3++ 3H2O
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四氧化三铁 黑色 Fe3O4 晶体(有

颜色状态
溶解性 铁的化合 价 稳定性 与H+反 应

磁性) 难溶于水 +2,+3 稳定 Fe3O4+8H+ ===Fe2++2Fe3 ++4H O 2
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2.氢氧化物
Fe(OH)2 色态 Fe(OH)3

白 色固体
Fe(OH)2+2H+ ===Fe2++2H2O

红褐 色固体
Fe(OH)3+3H+===Fe3


与盐酸反应

+3H2O

受热分解

△ 2Fe(OH)3 ===== Fe2O3 +3H2O

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Fe(OH)2
可溶性亚铁盐与碱溶液反

Fe(OH)3
可溶性铁盐与碱溶液

制法



反应Fe3++3OH-

Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓ ===Fe(OH)3↓ 在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成

二者的
关系

Fe(OH)3,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,
最后变成红褐色,反应的化学方程式为4Fe(OH)2 +O2+2H2O===4Fe(OH)3

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Fe(OH)3 分别与足量的HCl、HI反应有 何异同?

提示

Fe(OH)3作为一种碱能与酸反应生成盐和水,但Fe3
2S、HI)则再发

+ 有较强的氧化性,若酸为还原性酸(如H

生氧化还原反应,故与HCl反应只是中和反应,而与HI反 应 的 化 学 方 程 式 如 下 : 2Fe(OH)3 + 6HI===2FeI2 + I2 + 6H2O。

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四个措施 实验室制备氢氧化亚铁的防氧化措施

(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,驱除溶解的氧气。
(2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚 铁盐溶液底部,再慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面加保护层,例如苯或植物油等。 (4)用铁作阳极,石墨作阴极,电解NaOH溶液或NaCl溶

液,利用新产生的Fe2+与OH-反应制取。

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一个总结 FeCl3溶液发生反应时的颜色变化

①向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后,溶液呈红色;
②FeCl3与NaOH溶液反应,生成红褐色沉淀; ③向FeCl3溶液中通入H2S气体,生成淡黄色沉淀; ④向FeCl3溶液中加入几滴Na2S溶液,生成淡黄色沉淀, 当加入的Na2S溶液过量时,又生成黑色沉淀;

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⑤向FeCl3溶液中加入过量Fe粉,溶液变成浅绿色;

⑥将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中,溶液变成蓝色;
⑦向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液,溶液变成紫色; ⑧将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,生成红褐色Fe(OH)3胶体。

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我的警示 ①Fe2 具有氧化性和还原性,但主要表现还原性;Fe3 具 有较强的氧化性,与S2 、I 、SO 2 、Zn、Fe、Cu等能发 3 生氧化还原反应。②Fe3 是典型的弱碱阳离子,与 CO2 、[Al(OH)4] 等在溶液中发生水解相互促进反应。③ 3 亚铁盐、铁盐的存放方法:亚铁盐溶液——加入少量铁屑 以防止Fe2 被氧化。铁盐溶液——加入少量相应的酸溶液 以防止Fe3 水解。④Fe(SCN)3不是沉淀,是一种络合物, 不能加沉淀符号。
+ + - - + - - - + +

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问题征解 ①如何由FeCl3晶体配制FeCl3溶液?

②如何由FeCl3溶液制备FeCl3晶体?
提示 ①由于Fe3+ 水解能力较强,当pH>4时,Fe3+ 即可 水解形成Fe(OH)3沉淀。在配制FeCl3溶液时,应先将固体 盐溶于少量盐的酸中抑制Fe3+水解,再加水稀释至所需浓 度。②在制备FeCl3固体时,溶液中FeCl3发生水解且生成

HCl易挥发,为防止其水解,所以加热浓缩FeCl3 稀溶液
时应在HCl氛围中进行。

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必考点21 “铁三角”及其重要应用 1.“铁三角”中的转化关系

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2.“铁三角”的四应用 (1)判断离子共存 ①Fe3 、Fe2 与HCO 3 、AlO 2 、CO 2 等在溶液中因发生 3 相互促进水解反应而不能大量共存。 ②Fe2+与NO-(H+)、ClO-、MnO-(H+),Fe3+与S2-、I-、 3 4 HS-、SO 存。
2- 3
+ + - - -

在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共

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(2)除杂方法(括号内为杂质) ①Fe2+(Fe3+):加过量铁粉过滤

②FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2
③FeCl2(CuCl2):加过量铁粉过滤 ④Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2):加过量强碱溶液过滤 (3)盐溶液的保存 ①含Fe2+的溶液:

加入少量铁粉(或铁钉、铁屑),防止Fe2+被氧化;加入少量
相应的酸,防止Fe2+水解[Fe(NO3)2例外]。

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②含Fe3+的溶液: 加入少量相应的酸,防止Fe3+水解。

(4)物质制备

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【典例1】 FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。

(1)在FeCl3溶液中加入适量氢碘酸,发生反应的离子方程
式为____________________________________________。 (2)工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气的条件下加热至 300~350 ℃,通入干燥的H2,而制得FeCl2。该反应的化 学方程式为_________________________________。

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(3)工业上另一种制备FeCl2的方法:将无水的FeCl3与适量 氯苯(C6H5Cl),在130 ℃持续加热约3小时,可发生如下反 应: 130 ℃ 2FeCl3+C6H5Cl――→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl 根据有机反应规律,该反应中氯苯发生的是________(填有 机反应类型)。 (4)分析上述三个反应,下列有关说法正确的是________(填 序号)。

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①反应(1)中,氢碘酸既表现了酸性,又表现了还原性 ②反应(3)中,HCl为氧化产物

③上述三个反应中,FeCl2均为还原产物
(5) 请 另 写 一 个 FeCl3 转 化 成 FeCl2 的 化 学 方 程 式 : ____________________________________________________ ____________________ ____________________________________________________

____________________。

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解析

(1)Fe3+ 有氧化性,I - 有还原性,它们可以发生氧化

还原反应;(2)根据信息FeCl3 转化为FeCl2 ,Fe的化合价降

低,那么H的化合价必定升高,这样就可以写出化学反应方
程式;(3)根据反应产物,可以确定为取代反应;(4)根据氧 化还原反应概念,确定③是正确的;(5)FeCl3转化为FeCl2, 另一种物质必须是还原剂。

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答案

(1)2Fe3 +2I ===2Fe2 +I2







300~350 ℃ (2)2FeCl3+H2 ===== 2FeCl2+2HCl N2 (3)取代反应 理均可) (4)③ (5)2FeCl3+Fe===3FeCl2(其他答案合

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2+ 3+ ——Fe 与Fe 相互转化中的两个重要关系

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【应用1】 常温下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可发生如下

两个反应:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O;2Fe3+
+H2O2===2Fe2++O2↑+2H+,下列说法不正确的是 ( A.H2O2的氧化性比Fe3+强,其还原性比Fe2+强 B.在H2O2分解过程中,溶液的pH逐渐下降 )。

C.在H2O2分解过程中,Fe2+和Fe3+的总量保持不变
D.H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+

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解析 在第一个方程式中,H2O2是氧化剂,Fe3 是氧化产 物;在第二个方程式中,H2O2是还原剂,Fe2+是还原产 Fe2 物,故A项说法正确。将两方程式相加得2H2O2 ===== 2H2O +O2↑,Fe2+是H2O2分解的催化剂,故C、D说法正确。由 于H2O2分解时产生水,FeSO4的浓度下降,故pH增大,B 项说法错误,故答案为B。
答案 B




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必考点22 Fe2+和Fe3+检验

1.直接观察颜色
Fe2+溶液呈浅绿色,Fe3+溶液呈棕黄色。 2.利用显色反应(形成络离子)

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3.利用Fe(OH)3沉淀的颜色

4.利用Fe3+的氧化性

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5.利用Fe2+的还原性

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【典例2】 (2013·北京东城调研)一定量的铁粉在氯气中充分燃烧

后,将所得固体完全溶于稀盐酸,制得溶液A。
(1) 铁 在 氯 气 中 燃 烧 的 化 学 方 程 式 是 __________________________________________________ ______________________ __________________________________________________

______________________。

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(2)推测A中可能含有的金属阳离子:①只有Fe3+ ;②只有 Fe2+;③________。甲同学为探究溶液的组成,实验如下: 实验步骤 实验现象 实验结论及反应离子方 程式 假设②不成立,假设① 或③成立;反应的离子 方程式是 ____________________ ____________________ ____________________ ______

取少量溶液A于 试管中,加入 KSCN溶液

________

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(3)乙同学继续探究溶液A的组成。
查阅资料:16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2 +5Cl2↑+ 8H2O 实验过程:另取少量溶液A于试管中,逐滴加入酸性KMnO4 溶液,充分振荡,KMnO4溶液紫色褪去。

实验结论:________(填写字母序号)。
a.可能有Fe2+ b.可能无Fe2+ c.一定有Fe2+ 根据你选择的实验结论,简述理由: ____________________________________________________ ____________________。

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解析

Fe3+可以和铁单质反应生成Fe2+,Fe3+只有氧化性,

Fe2+既有氧化性又有还原性,氯气具有强氧化性,与铁反应

生成Fe3+。将一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后所得固体完
全溶于稀盐酸,假如铁粉剩余,在所得溶液中铁粉可以把 Fe3+还原为Fe2+,所以在溶液中可能含有的金属阳离子为① Fe3+ ;②Fe2+ ;③Fe3+ 和Fe2+ 。在溶液中检验Fe3+ 常使用 KSCN溶液,若加入KSCN溶液后溶液变为红色,说明溶液

中含有Fe3+;若不变红色,说明不含Fe3+。

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向溶液A中加入酸性高锰酸钾溶液时,酸性高锰酸钾可以氧 化Fe2+ ,也可以氧化Cl - ,故不能确定溶液中是否含有Fe2
+。

答案

点燃 (1)2Fe+3Cl2=====2FeCl3

(2)含有Fe3 和Fe2





实验现象 溶液呈红色

实验结论及反应离子方程式 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3

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(3)a
+(或b

因为还原性Fe2 + >Cl - ,逐滴加入的酸性KMnO4 溶 溶液中可能无Fe2+,加入的酸性KMnO4溶液,将Cl
4紫色褪去)

液,先将Fe2+氧化,而使KMnO4紫色褪去,故可能含有Fe2
-氧化,而使KMnO

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(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液;当溶液的浓度 较稀时,利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2+ 和Fe3+的存在。

(2)检验Fe2+ 和Fe3+ 混合溶液时,要分两次分别检验Fe2+ 和
Fe3+,检验Fe2+时要选择酸性高锰酸钾溶液,检验Fe3+时最 好选择KSCN溶液。

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【应用2】 (2013·哈尔滨模拟)向某晶体的溶液中加入Fe2+ 的溶液无

明显变化,当滴加几滴溴水后,混合液出现红色,由此得
出下列的结论错误的是 A.Fe3+的氧化性比溴的氧化性强 B.该晶体中一定含有SCN- C.Fe2+与SCN-不能形成红色化合物 ( )。

D.Fe2+被溴氧化成Fe3+

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解析

某晶体的溶液中没有与Fe2+发生反应的离子,当加入

溴水后,Fe2+一定被氧化成Fe3+,此时溶液出现红色,说明

原晶体是含有SCN-的盐,很明显判断出B、C、D均正确,
在Br2与Fe2+反应中,Fe3+是氧化产物,Br2是氧化剂,所以 Br2的氧化性应比Fe3+氧化性强。 答案 A

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解题时要避免错误判断物质转化,应注意以下三点:(1)注意
牢记一些重要的转化关系,在解题时寻找相似,确定范围, 如“铝三角”、“铁三角”等;(2)注意对比总结,加深对实 验过程的分析和对实验原理的理解,加深对物质的感性认 识,提高应用实验分析问题、解决问题的能力;(3)注意读懂

题目中的信息,并挖掘题目中隐含的信息。

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试卷采样

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当场指导

1.铁是变价金属,通过铝热反应(X的单质与化合物A的反
应)可以将铝及其化合物与铁及其化合物的相关知识囊括 在框图中。像这类具有“联络功能”的反应有2Fe3 + + Cu===2Fe2++Cu2+,可以将铁、铜及其化合物联系在一 起 ; 4NaOH + AlCl3===Na[Al(OH)4] + 3NaCl , 将 钠 、

铝 、 氯 元 素 及 其 化 合 物 联 系 在 一 起 ; FeCl2 +
2NaOH===Fe(OH)2↓+2NaCl,将铁、钠及其化合物联 系在一起。 2.注意细致审题如(2)中要求写离子方程式写成了化学方程 式。

3.注意规范答题如(1)中的反应条件,(3)②中的符号。
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评分细则 高温 (1)Fe2O3+2Al=====2Fe+Al2O3(2分,没条件扣1分) (2)2Al+2OH +2H2O===2AlO 2 +3H2↑(2分,不配平不给 分)
- -

(3)①取少量D的溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液 呈红色,证明有Fe3 (2分) ②Al3++3H2O?? Al(OH)3+3H+(2分不写“?? ”扣1分) ③2FeSO4+2NaNO2+H2SO4===2Fe(OH)SO4+Na2SO4+ 2NO↑(3分)


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Hold住考向 考向1 铁及其重要化合物的性质 考向2 铁及其重要化合物在工农业生产 中的重要应用 名师揭秘 铁及其化合物因为性质的复杂多变而成为高考命题的热 点。题型以笔答题为主,在选择题中也有涉及,试题以化 5年7考 5年6考

工生产为背景,以丰富的流程分析和物质转化为特征,考
查学生分析问题和解决问题的能力。2014年应高度重视。

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1.判断正误 (1)Fe与S混合加热生成FeS2 (×) (2012· 重庆理综,7A) (2)在给定条件下能实现下述转化Fe2O3 △ FeCl3(aq)――→无水FeCl3 HCl(aq) ――→ (×) (2012· 江苏化学,7A)

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(3) 向 含 有 少 量 FeCl3 的 MgCl2 溶 液 中 加 入 足 量 Mg(OH)2 粉 末,搅拌一段时间后过滤,目的是除去MgCl2溶液中少量的

FeCl3

(√)
(2010·江苏,10B)

(4)相同条件下,溶液中Fe3+、Cu2+ 、Zn2+ 的氧化性依次减 弱 (√) (2010·江苏,8D)

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(5)铁溶于稀硝酸,溶液变黄:3Fe+8H +2NO +2NO↑+4H2O





3

===3Fe2 (×)



(2010· 北京理综,10C) (6)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+ (√) (2010· 天津理综,5A)

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2.(2010· 全国理综Ⅰ,8)能正确表示下列反应的离子方程 式是 ( )。

A.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑ B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+===3Fe3++ 4H2O C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe2++4H++NO ===Fe3++2H2O+NO↑ D.将铜屑加入含Fe3+溶液中:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+


3

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A项,铁与稀硫酸反应,铁元素被氧化为+2价,正确

的离子方程式为Fe+2H + ===Fe2+ +H2↑;B项,磁性氧化

铁中有三分之二的三价铁、三分之一的二价铁,故其正确的
离子方程式为Fe3O4+8H+ ===2Fe3+ +Fe2+ +4H2O;C项, 因为硝酸具有强氧化性,能将亚铁离子氧化为三价铁离子, 但该离子方程式没配平,各物质在离子方程式中的系数应分 别为3、4、1、3、2、1;D项,三价铁离子具有强氧化性,

能将铜氧化,自身被还原为二价铁离子,D正确。
答案 D

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1.(2012·海南化学,14)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的 工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:

Ⅰ.向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤
液; Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入 足量的空气。 已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38

回答下列问题:

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(1)FeCl3 蚀 刻 铜 箔 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ____________________________________________________

____________________
____________________________________________________ ____________________; (2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是________,分离得到固体的 主要成分是________,从固体中分离出铜需采用的方法是

________;

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(3) 过 程 Ⅱ 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ____________________________________________________

____________________
____________________________________________________ ____________________; (4)过程Ⅱ中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为________。 (列式计算)

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解析

(2)加入铁屑可臵换出铜,铁过量,固体为铁与铜的混

合物,要分离出铜应加入盐酸后过滤;(3)过程Ⅱ中亚铁离子

生成Fe(OH)2,鼓入空气使Fe(OH)2转化成Fe(OH)3;(4)由Ksp
=c(Fe3+)·c3(OH-),c(OH-)=KW/c(H+),可求得c(Fe3+)。
答案 (1)2Fe3 +Cu===2Fe2 +Cu2 Cu和Fe
+ + +

(2)回收铜

加过量盐酸反应后过滤

(3)FeCl2+Ca(OH)2===Fe(OH)2↓+CaCl2 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 4.0×10 38 (4)c(Fe3+)= =4.0×10-11(mol· -1) L -9 3 (10 )
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2.(2012·课标,26)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、
氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。 (1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和 滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品,溶解后先进 行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH - 的阴离子交

换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的
OH - 用0.40 mol·L -1 的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸 25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x 值 : ___________________________________________( 列 出计算过程);

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(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测 得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3 的物质的量分数

为________。在实验室中,FeCl2 可用铁粉和________反应
制备,FeCl3可用铁粉和________反应制备; (3)FeCl3 与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方 程式为_______________________________________;

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(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高 容量电池材料。FeCl3 与KClO在强碱性条件下反应可制取

K2FeO4 , 其 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________ 。 与
MnO2 -Zn电池类似,K2FeO4 -Zn也可以组成碱性电池, K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应为 ____________________________________________________ ____________________,



























____________________________________________________ ____________________。
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解析
1

(1)依题意:n(Cl-)=n(OH-)=0.40
-3

mol· - L

×25.0×10

L=1.0×10


-2

mol,n(Fe)∶n(Cl)=1∶x=


0.54 g-1.0×10 2 mol×35.5 g· mol 1 ∶ - 56 g· mol 1 (1.0×10
-2

mol),x≈3。

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(2)设FeCl3的物质的量分数为x,由题意得3x+2(1-x)= 2.1,x=0.10。据Fe+2HCl===FeCl2+H2↑、Fe+ 点燃 2FeCl3===3FeCl2、Fe+3Cl2 ===== 2FeCl3可知,FeCl2可用 铁粉与FeCl3或盐酸反应制备,FeCl3可用铁粉与Cl2反应制 备。(3)生成的棕色物质为I2,故可写出该反应的离子方程
- 式:2Fe3++2I-===2Fe2++I2或2Fe3++3I-===2Fe2++I3 。

(4)解答此问要紧扣题给信息,注意离子方程式中的电荷守 恒及氧化还原反应中的得失电子守恒。

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答案

(1)n(Cl)=0.025 0 L×0.40 mol· 1=0.010 mol L




0.54

g-0.010 mol×35.5 g· mol 1=0.185 g n(Fe)=0.185 g/56 g· mol 1=0.003 3 mol n(Fe)∶n(Cl)=0.003 3∶0.010≈1∶3,x=3 (2)0.10
+ -

盐酸 氯气
- + + - + -

(3)2Fe3 +2I ===2Fe2 +I2(或2Fe3 +3I ===2Fe2 +I3 )
2 (4)2Fe3 +10OH +3ClO ===2FeO +3Cl +5H2O 4 2 FeO4-+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH- 2FeO2-+8H2O+ 4 3Zn===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-
+ - - - -

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【常见考点】 ①有关铁及其化合物性质的实验探究 铁及其化合物制备的实验探究 组成与推断的实验探究 【常考题型】 以非选择题为主

②有关

③有关铁及其化合物物质

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【样题1】 实验报告的补充与完善

某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性,请回
答下列问题: (1)除胶头滴管外,你认为本实验必不可少的一种玻璃仪 器是________。 (2)请帮他们完成以下实验报告:

实验目的:_________________________________。

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试剂:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。
实验记录(划斜线部分不必填写): 序号 ① 实验内容 实验现象 在FeCl2溶液 溶液由浅 中滴入适量 绿色变为 氯水 棕黄色 在FeCl2溶液 中加入锌片 在FeCl3溶液 中加入足量 铁粉 离子方程式 实验结论 Fe2+具有 还原性



Zn+Fe2+ ===Zn2++ Fe
Fe+2Fe3+ ===3Fe2+ Fe3+具有 氧化性 Fe3+具有 氧化性




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实验结论:Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化 性,又有还原性。

联想发散:
①简述Fe2+的检验方法:___________________________ ____________________________________________________ ____________________。

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②将FeCl2 溶液加热蒸干并灼烧,最后得到的固体物质是 ________,原因是____________________________

____________________________________________________
____________________ ____________________________________________________ ____________________。

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解析

检验Fe2+的方法不止一种,例如在含有Fe2+的溶液中

加入NaOH溶液,可以生成白色的氢氧化亚铁沉淀,而氢氧

化亚铁具有很强的还原性,少量氢氧化亚铁立即被溶解在水
中的氧气氧化,使沉淀颜色变为灰绿色,然后逐渐被空气中 的氧气氧化,直至完全转化成红褐色的氢氧化铁沉淀;

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再如,在含有Fe2 的溶液中加入KSCN溶液,不会出现红 色,然后滴加适量氯水,可以把Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+与 SCN 反应得到红色溶液。在FeCl2溶液存在平衡FeCl2+ 2H2O?? Fe(OH)2+2HCl,加热蒸干过程中,HCl挥发,促 使Fe2+的水解平衡向右移动,生成的氢氧化亚铁很快被氧 化成氢氧化铁,灼烧时氢氧化铁分解生成Fe2O3。




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答案

(1)试管

(2)实验目的:探究铁及其化合物的氧化性

和还原性

实验记录:①Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+
②Fe2+具有氧化性 ③铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色 ④在FeCl3溶液中加入铜片 联想发散:①取适量待测液于试管中,滴加少量KSCN溶

液,无红色出现,向混合液中滴入少量氯水,溶液变为红
色,则证明有Fe2+(或其他合理答案)

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②Fe2O3

在FeCl2溶液中存在平衡FeCl2+2H2O??Fe(OH)2

+2HCl,加热时,HCl挥发,平衡右移,生成的氢氧化亚铁
很快被氧化成氢氧化铁,灼烧时氢氧化铁分解生成Fe2O3

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【样题2】 多角度探究Fe(OH)2的制备 由于Fe(OH)2 具有很强的还原性,易被氧化为Fe(OH)3 ,

在实验室中制备Fe(OH)2 ,并使Fe(OH)2 长时间保持白色
沉淀状态,成为物质制备实验探究的热点。 制备原理:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 成功关键:①溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质。 ②制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的

体系中。
下 列 各 图 示 中 能 较 长 时 间 看 到 Fe(OH)2 白 色 沉 淀 的 是 ________(填序号)。
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因 为 Fe(OH)2 在 空 气 中 很 容 易 被 氧 化 为 红 褐 色 的

Fe(OH)3,即发生4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。因此

要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装臵中的氧气
或空气。①、②原理一样,都是先用氢气将装臵中的空气排 尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;③的原理为铁 作阳极产生Fe2+,与电解水产生的OH-结合生成Fe(OH)2, 且液面用汽油保护,能防止空气进入;⑤中液面加苯阻止了

空气进入;④由于带入空气中的氧气,能迅速将Fe(OH) 2氧
化,因而不能较长时间看到白色沉淀。 答案 ①②③⑤
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