人教版高中化学必修一 铁及其化合物的性质
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专题铁及其化合物一、铁元素的原子结构与在自然界的存在铁元素在自然界中主要以形式存在,如磁铁矿(主要成分为)、赤铁矿(主要成分为)。
铁在自然界中也可以以单质形态存在,如来自太空的。
二、铁的性质1.物理性质:铁是色金属。
铁有延展性和导热性,铁能导电,但导电性不如铜和铝。
铁能被磁体吸引。
2.铁的化学性质铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。
(1)与非金属单质反应(写出下列反应的化学方程式,并描述反应现象)①与O2反应:②与Cl2反应:③与S反应:(2)与酸反应①非氧化性酸(如稀硫酸、盐酸)现象:反应离子方程式:②氧化性酸:常温下,铁遇浓硫酸、浓硝酸会属于变化。
(还有什么物质类似?)(a)与过量稀HNO3反应(b)过量的Fe与稀HNO3反应(3)与盐溶液反应(写离子方程式)①与CuSO4反应:②与FeCl3反应:(3)实验探究铁粉与水蒸气的反应三、铁的重要化合物1.铁的氧化物微点拨:FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,Fe3O4不属于碱性氧化物。
2.铁的氢氧化物(1)实验探究铁的氢氧化物的生成与转化【思考】教科书中的方法制备Fe(OH)2时,为得到较为纯净的Fe(OH)2,可采取哪些措施?①Fe2+溶液必须是新制的并放入铁粉,防止Fe2+被氧化成Fe3+;②除去溶液中溶解的O2,方法是加热煮沸NaOH溶液;③滴管末端插入试管内的液面以下;④必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。
实验操作实验现象离子(化学)方程式试管中有色沉淀出现试管中有色沉淀出现,(2) Fe(OH)2、Fe(OH)3的比较Fe(OH)2Fe(OH)3颜色和溶解性稳定性与盐酸反应与硝酸反应制备转化化学方程式Fe2+、Fe3+的性质及检验铁盐亚铁盐溶液颜色滴加NaOH溶液现象:现象:滴加KSCN溶液Fe2+、Fe3+的转化小结:Fe3+盐会被较强的还原剂还原为Fe2+盐,Fe2+盐会被较强的氧化剂氧化为Fe3+盐,两者可以通过氧化还原反应进行相互转化:五、铁三角。
高中化学必修一铁及其化合物要点一:单质铁的物理及化学性质1、铁单质的物理性质铁具有金属的通性,具有被吸引的特性,一般铁粉为黑色,铁块为银白色。
2、化学性质3、注意事项(1)铁与弱氧化剂(如S、I2、H+、Fe3+、Cu2+)等反应所得产物为Fe2+,铁元素的价态为+2价。
(2)铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓H2SO4、硝酸等)反应所得产物为Fe3+,铁元素的价态为+3价。
①在氯气中燃烧,只生成氯化铁;与稀硝酸反应时则先产生+3价铁,若铁过量时则+3价铁再变为+2价铁;②铁在常温下遇到冷的浓硫酸、浓硝酸时发生钝化,属于化学反应。
(3)铁在纯氧中燃烧以及在高温下与H2O(g)反应得到的产物为Fe3O4,铁元素的价态为+2、+3价。
(4)铁不能与冷、热水反应,但能与水蒸气反应,与水蒸汽反应的产物也是Fe3O4。
典型例题1、某稀溶液中含有4mol KNO3和2.5mol H2SO4,向其中加入1.5mol Fe,充分反应(已知NO3﹣被还原为NO).下列说法正确的是()A.反应后生成NO的体积为28 LB.所得溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=1:1C.所得溶液中c(NO3﹣)=2.75 mol/LD.所得溶液中的溶质只有FeSO4解:溶液中氢离子总物质的量为:n(H+)=2.5mol×2=5mol,n(NO3﹣)=4mol,铁粉的物质的量为1.5mol,由3Fe+2NO3﹣+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O,3 2 81.5mol 1mol 4mol,则1.5molFe完全反应时,硝酸根离子与氢离子均过量,则发生Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,若1.5molFe完全反应时,氢离子不足,则两个反应均发生,Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2Ox 4x x x3Fe+2NO3﹣+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2Oy y y y则:x+y=1.5、4x+y=5,解得:x=0.75mol,y=0.75mol生成NO的体积为(0.75mol+0.75mol×)×22.4L/mol=28L,A.根据分析可知,反应后生成标况下28LNO,不是标况下,NO气体不一定为28L,故A错误;B.反应后生成铁离子为0.75mol,亚铁离子为0.75mol,c(Fe2+):c(Fe3+)=n(Fe2+):n(Fe3+)=1:1,故B正确;C.反应消耗硝酸根离子等于生成NO的量=0.75mol+0.75mol×=1.25mol,缺少溶液体积,无法计算溶液中硝酸根离子浓度,故C错误;D.反应后中含有硫酸铁和硫酸亚铁,故D错误;故选B.变式训练1、向500mL 2mol/L 的CuSO4溶液中插入一块铁片,反应片刻后取出铁片,经洗涤、烘干,称其质量比原来增重2.0g.下列说法错误的是(设反应后溶液的体积不变)()A.则此过程中参加反应的铁的质量是14gB.析出铜物质的量是0.25molC.反应后溶液中溶质物质的量浓度:c(CuSO4)=1.5mol/LD.反应后溶液中溶质物质的量浓度:c(FeSO4)=1.5mol/L2、将15g两种金属的混合物投入足量的盐酸中,反应完全后得到11.2L H2(标准状况),该混合物的组成可能是()A.钠和铁B.镁和铜C.铝和镁D.锌和铁要点二:铁的氧化物要点三:铁的氢氧化物1、常见的物理及化学性质4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O =4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3+3H2O(受热分解)(2)Fe(OH)2的制备Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化,生成Fe(OH)3,所以在制备Fe(OH)2时:①要确保Fe2+溶液中无Fe3+,故需加Fe粉,把Fe3+转化为Fe2+。
铁及其化合物(一)铁单质的化学性质 单质铁性质活泼,有较强的还原性(1)与非金属反应与O 2反应常温铁锈(成分为Fe 2O 3·x H 2O)点燃3Fe +2O 2=====点燃Fe 3O 4 与Cl 2反应 加热 2Fe +3Cl 2 =====△2FeCl 3与S 、I 2反应加热Fe +S =====△ FeS 、Fe +I 2=====△FeI 2(2)与H 2O(g)反应: 3Fe +4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4+4H 2。
(3)与酸反应(写离子方程式)(4)与某些盐溶液的反应(写离子方程式)(二)亚铁盐和铁盐1.亚铁盐的性质(1)含有Fe 2+的溶液呈浅绿色,Fe 2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性。
①氧化性:Fe 2+与Zn 反应的离子方程式:Zn +Fe 2+===Zn 2++Fe ; ②还原性:Fe 2+与Cl 2反应的离子方程式:2Fe 2++Cl 2===2Fe 3++2Cl -。
(2)可水解:Fe(OH)2是弱碱,含Fe 2+的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。
配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe 2+的水解,加少量铁屑防止Fe 2+被氧化。
2.铁盐的性质(1)含有Fe 3+的溶液呈黄色,Fe 3+处于铁的高价态,具有氧化性。
与H +反应Fe +2H +===Fe 2++H 2↑ 与稀HNO 3反应Fe 少量 Fe +4H ++NO -3===Fe 3++NO ↑+2H 2O Fe 过量3Fe +8H ++2NO -3===3Fe 2++2NO ↑+4H 2O 与浓H 2SO 4、浓HNO 3反应常温下钝化,加热分别生成SO 2、NO 2Fe 3+与Cu 、H 2S 反应的离子方程式分别为:2Fe 3++Cu===Cu 2++2Fe 2+、2Fe 3++H 2S===2Fe 2++2H ++S ↓。
Fe 3+与Zn (少量)生成Fe 2+,Zn 过量再继续将Fe 2+还原为铁单质 (2)易水解。
教案【教材分析】本节教学内容是人教版高中化学必修第一册第三章《铁金属材料》实验活动2《铁极其化合物的性质》。
该部分的教学内容涉及到金属材料中铁及其化合物的重要化学性质以及检验铁离子是否存在的方法,之前的课时分别从物质类别和元素价态两个视角认识物质间的转化关系,是通过理论分析出铁及其化合物的化学性质等。
本节将通过实验探究的方法,用化学实验清晰的展示铁及其化合物在实验过程中的现象,透过实验现象去了解、认识和总结铁及其化合物的重要化学性质。
通过学习这部分知识,学生将认识铁及其化合物的重要化学性质;学会铁离子的检验方法;认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化。
通过本节内容的学习,学生将认识到实践是检验真理的唯一标准。
【教学目标与核心素养】宏观辨识与微观探析:从宏观上观察铁、铁盐、亚铁盐的实验现象,从微观上找到铁及其化合物化学性质的区别与共同点,体会微观粒子的变化对宏观物质的性质的影响。
证据推理与模型认知:通过具体的化学实验,直观的观察到不同物质反应的现象,通过结合理论与实际感知化学学习的魅力,为后续的化学知识的学习奠定坚实的方法基础。
科学探究与创新意识:熟悉掌握铁及其化合物的相关实验现象,学会铁离子的检验方法,熟练掌握合金性能的调节方法,体会化学研究过程中的科学方法。
科学精神与社会责任:通过对不同合金性能调节方法的理解,认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化,建立高效学习的科学精神。
【教学重难点】熟知铁及其化合物的重要化学性质;学会铁离子的检验方法;认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化。
【课前准备】学生复习铁极其化合物的讲解,预习本堂课的内容,提前了解化学实验中常使用的实验器材有哪些,并加以思考;教师准备好多媒体课件,以及课堂中需要使用的图片、实验器材。
【教学过程】引入:人类在四千五百多年前就开始使用铁器。
铁是目前产量最大、使用最广泛的金属。
铁及其化合物【学习目标】1、铁的性质;2、铁的重要化合物及其相互转化。
【要点梳理】要点一、铁铁的原子结构示意图如下:【高清课堂:铁及其化合物】1.物理性质⑴常温下,纯铁是银白色具有金属光泽的金属(纯铁的抗蚀力相当强),易导电、导热,有延展性。
⑵铁的熔沸点都很高:熔点是1535℃,沸点是2750℃。
⑶铁能被磁体吸引,在磁场的作用下,自身也能产生磁性。
【高清课堂:铁及其化合物】2.化学性质当跟弱氧化剂反应时:Fe-2e-=Fe2+;当跟强氧化剂反应时:Fe-3e-=Fe3+。
⑴铁与非金属的反应:3Fe+2O2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3,2Fe+3Br2=2FeBr3Fe+I2=FeI2,Fe+S FeS⑵铁和某些盐(如CuSO4)溶液的反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu⑶铁与酸的反应:与非氧化性酸:Fe+2H+=Fe2++H2↑⑷铁与水蒸汽的反应:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(注意产物是Fe3O4)注意:①该实验所用铁粉为还原铁粉(即刚用还原的方法得到的铁粉)。
②实验中收集气体,并通过爆鸣实验来验证氢气的产生。
要点二、铁的化合物1.铁的氧化物(1)FeO 不稳定,在空气里受热,就迅速被氧化成Fe3O4。
(2)Fe2O3常用作红色油漆和涂料,赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料。
(3)Fe 的常见化合价只有+2 价和+3 价,Fe3O4可以看成由FeO 和Fe2O3按物质的量之比1∶1 组合而成的复杂氧化物,通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。
FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,Fe3O4不属于碱性氧化物。
【高清课堂:铁及其化合物】2.铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3分类碱碱性质色态白色固体红褐色固体水溶性不溶于水不溶于水与酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 还原性稳定性4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O =4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3+3H2O(受热分解)制法原理Fe2+ +2OH- =Fe(OH)2↓Fe3+ +3OH- =Fe(OH)3↓现象白色絮状沉淀红褐色沉淀2的制备要点:①.硫酸亚铁要现配(配制时,蒸馏水要煮沸,以减少蒸馏水中溶解的氧,防止亚铁离子被氧化)。
高中化学:铁及其化合物高中化学:铁及其化合物在本文中,我们将了解铁的主要性质及应用,以及铁的重要化合物的主要性质及应用。
我们将以Fe2+、Fe3+的相互转化为例,理解变价金属元素的氧化还原反应。
铁的存在和主要性质铁是一种活泼的元素,具有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。
铁的化学性质包括:1)与非金属单质的反应①与氧气的反应:在常温下,铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分为Fe2O3·xH2O。
点燃铁可以生成Fe3O4.②与氯气的反应:2Fe+3Cl2→2FeCl3.③与硫的反应:Fe+S→FeS。
2)与水的反应在常温下,铁与水不反应,但在高温条件下与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)→Fe3O4+4H2.3)与酸的反应①与非氧化性酸反应的离子方程式:Fe+2H+→Fe2++H2↑。
②与氧化性酸反应的离子方程式:遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化,与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应的离子方程式为Fe+4H++NO-3→Fe+NO↑+2H2O。
4)与某些盐溶液的反应①与CuSO4溶液反应的离子方程式:Fe+Cu2+→Cu+Fe2+。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式:Fe+2Fe3+→3Fe2+。
铁的重要化合物铁的氧化物包括FeO、Fe2O3、Fe3O4,它们分别与盐酸反应的离子方程式为:XXX→Fe2++H2O、Fe2O3+6H+→2Fe3++3H2O、XXX与硝酸反应的化学方程式为:3FeO+10HNO3→3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。
铁的氢氧化物包括Fe(OH)2和Fe(OH)3,它们与H+反应的离子方程式为:Fe(OH)2+2H+→Fe2++2H2O、2Fe(OH)3+6H+→2Fe3++6H2O。
铁的氢氧化物有不同的色态和价态,例如氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)等。
的制备方法改写为:可以将FeCl3和NaOH溶液反应得到Fe(OH)3沉淀,再将其加热分解得到Fe2O3在空气中继续加热,Fe2O3会被氧化成Fe3O44.亚铁盐和铁盐的性质改写为:1)亚铁盐含有Fe2+的溶液呈浅绿色,Fe2+既具有氧化性,也具有还原性。
高中化学知识点:铁及其化合物铁的存在和主要性质 1.铁的存在和位置2.铁的化学性质铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。
(1)与非金属单质的反应 ①与O 2的反应常温:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分为Fe 2O 3·x H 2O 。
点燃:3Fe +2O 2=====点燃Fe 3O 4。
②与Cl 2的反应:2Fe +3Cl 2=====点燃2FeCl 3。
③与S 的反应:Fe +S=====△FeS 。
(2)与水的反应常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应: 3Fe +4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4+4H 2。
(3)与酸的反应①与非氧化性酸反应的离子方程式:Fe+2H+===Fe2++H2↑。
②与氧化性酸遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化,与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。
Fe与足量稀HNO3反应的离子方程式为Fe+4H++NO-3===Fe3++NO↑+2H2O。
(4)与某些盐溶液的反应①与CuSO4溶液反应的离子方程式:Fe+Cu2+===Cu+Fe2+。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式:Fe+2Fe3+===3Fe2+。
铁的重要化合物1.铁的氧化物氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 俗名铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁元素价态+2 +3 +2、+3 说明:①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式:FeO+2H+===Fe2++H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O。
②FeO与硝酸反应的化学方程式:3FeO+10HNO3===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。
2.铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与H+反应Fe(OH)2+2H+=== Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+=== Fe3++3H2O二者的关在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成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,反应方程式为4Fe(OH)2+系O2+2H2O===4Fe(OH)3说明:Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备可利用相应亚铁盐、铁盐与碱液反应。
高一暑假课程 第十九讲 铁及其化合物的性质三、Fe 及其化合物的性质(一)铁1.周期表中的位置位于第4周期 第Ⅷ族,是过渡元素的代表。
它是一种变价元素,通常显示+2价、+3价,其化合物和其水溶液往往带有颜色。
2. Fe 与O 2反应,随着外界条件和两者量的相对多少不同,生成的产物不同。
3Fe + 2O 2 (纯) Fe 3O 4(黑色、有磁性)2Fe (过量) + O 2 2FeO (黑色,该反应在炼钢过程中发生) 4Fe + 3O 2 2Fe 2O 3(红棕色)生成Fe 3O 4的反应还有:3Fe+4H 2O(g) Fe 3O 4+4H 23.铁锈的成分及形成:钢铁发生电化腐蚀时,Fe 参与电极反应的产物为Fe 2+,后与OH —反应生成Fe(OH)2;因其不稳定,又转变成Fe(OH)3失去部分水变成Fe 2O 3·n H 2O 。
(在常温下,铁和水不反应。
但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀。
)4. 铁与酸的反应:(1)铁与盐酸、稀硫酸的反应:Fe + 2H +== Fe 2++ H 2O (反应后溶液呈浅绿色) (2)铁与稀硝酸的反应:硝酸过量: Fe + 4H ++ NO 3-== Fe 3++ NO↑+ 5H 2O (反应后溶液呈棕黄色)Fe +4HNO 3 (稀) =Fe(NO 3)3 +NO↑+2H 2O 铁粉过量: 3Fe +8HNO 3 (稀) =3Fe(NO 3)2 +2NO↑+4H 2O(3)铁与浓硫酸的反应:常温下,Fe 在浓硫酸中被钝化,即由于浓硫酸的强氧化性,使Fe 的表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了内部的金属继续跟浓硫酸反应。
5. 铁的氧化物 氧化物 FeO (碱性氧化物)Fe 2O 3(碱性氧化物)Fe 3O 4 颜色状态 黑色粉末红棕色粉末 黑色晶体溶解性 不 溶 于 水磁性 无无有与非氧化性酸反应 FeO + 2HCl == FeCl 2 +H 2O Fe 2O 3 + 6HCl == 2FeCl 3 + 3H 2O Fe 3O 4 + 8HCl == 2FeCl 3 + FeCl 2 +4H 2O 与强氧化性酸反应 FeO + 4HNO 3(浓)== Fe(NO 3) 3 +NO 2↑+ 2H 2OFe 2O 3 + 6HNO 3== 2Fe(NO 3) 3+ 3H 2O Fe 3O 4 + 10HNO 3(浓)3Fe(NO 3) 3 +NO 2↑+ 5H 2O弱氧化性 与CO 、Si 、C 作用 与CO 、Al 反应与CO 、Al 反应稳定性 不稳定,可被氧化稳定稳定 生成2Fe(OH) 3 Fe 2O 3+3H 2O6.铁的氢氧化物 氢氧化物Fe(OH) 3 (弱碱)Fe(OH) 2(弱碱)点燃高温570℃~1400℃高温颜色状态 红褐色沉淀 白色沉淀 溶解性 难溶难溶稳定性 2Fe(OH) 3Fe 2O 3 +3H 2O极不稳定,在空气中易转化为Fe(OH) 3 (现象)与酸反应 Fe(OH) 3 + 3HCl == 2FeCl 3 + 3H 2O Fe(OH) 2 + 2HCl == FeCl 2 + 2H 2O 其他性质 有氧化性(较稳定) 有还原性(不稳定) 制备方法思考:用可溶性碱分别与Fe 2+、Fe 3+反应可制得Fe(OH)2和Fe(OH)3。
高中化学必修一涉及到的铁及其化合物主要包括:
1. 铁的物理性质:铁是一种有光泽的金属,纯铁具有银白色金属光泽,通常为灰色。
铁的密度为7.86g/cm³,熔点为1538℃,沸点为2750℃。
2. 铁的化学性质:铁是比较活泼的金属,在常温下能与氧气和水反应,生成铁锈(三氧化二铁)。
此外,铁还能与稀盐酸、硫酸铜溶液等发生置换反应。
3. 铁及其化合物的应用:铁及其化合物在日常生活和工业中都有广泛的应用。
例如,铁可以用来制造各种金属制品,铁锈可以用作红色涂料,硫酸亚铁可以用来治疗贫血等。
4. 铁及其化合物的检验:通过化学实验可以检验铁及其化合物的存在。
例如,可以使用氢氧化钠溶液来检验二价铁离子和三价铁离子,也可以使用硫氰化钾溶液来检验三价铁离子。
总的来说,铁及其化合物在必修一中是重要知识点,需要认真学习和掌握。
实验活动2 铁及其化合物的性质-人教版高中化学必修第一册(2019版)教案实验目的1.学习较为直观的观察化学反应现象的方法和技能;2.学习化学实验的基本操作技能;3.了解铁及其化合物的性质。
实验器材和试剂实验器材1.烧杯、试管、试剂瓶、滴定管、玻璃棒、热手套等。
试剂1.铁末、氢氧化钠、氯化氢酸、硫酸和甲酸溶液等。
实验步骤实验步骤1 铁末与氢氧化钠反应1.取一烧杯,放入适量氢氧化钠溶液(质量浓度约为2mol/L);2.将适量的铁末加入烧杯中;3.观察观察铁末与氢氧化钠反应后释放出的氢气和铁离子的现象,并进行必要记录。
实验步骤2 铁末与氯化氢酸反应1.取一试管,放入适量氯化氢酸(质量浓度约为2mol/L);2.将适量的铁末加入试管中;3.观察铁末与氯化氢酸反应后铁离子和氢气的产生,记录相关现象。
实验步骤3 铁末与硫酸反应1.取一试管,放入适量的浓硫酸(质量浓度约为3mol/L);2.将适量的铁末加入试管中;3.观察铁末与硫酸反应后发生脱水现象和浓硫酸变色的现象,有必要时记录相关现象。
实验步骤4 铁末与甲酸反应1.取一试管,放入适量的甲酸溶液(质量浓度约为1mol/L);2.将适量的铁末加入试管中;3.观察铁末与甲酸反应后的现象,记录相关现象。
实验结果分析铁与氢氧化钠反应铁与氢氧化钠反应的化学方程式为:Fe + 2NaOH → Na2FeO2 + H2。
观察试验现象,可以看到氢氧化钠与铁末反应后会释放出氢气。
铁离子和氢气的产生都是由于铁末发生了氧化反应。
其中,铁的消耗以原子计算。
铁与氯化氢酸反应铁与氯化氢酸反应的化学方程式为:Fe + 2HCl → FeCl2 + H2。
观察实验现象可以发现铁末与氯化氢酸反应后会释放出氢气。
铁离子和氢气的产生都是由于铁末发生了氧化反应。
其中铁的消耗以原子计算。
铁与硫酸反应铁与硫酸反应的化学方程式为:Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2。
观察实验现象,可以看到铁末与硫酸反应,发生了脱水反应和二氧化硫等气体的释放。
铁及其化合物的性质
1.在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑,反应结束后滤出固体物质,滤液中的阳离子可能是()
①Fe2+②Fe2+、Fe3+③Fe2+、Cu2+ ④Cu2+、Fe3+
A.①③
B.②④
C.①④
D.②③
答案:A解析:“滤出固体”说明剩余单质Cu或Cu、Fe的混合物,因为氧化性顺序为
Fe3+>Cu2+>Fe2+,则溶液没有Fe3+,有Fe2+,可能有Cu2+。
2.欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质,应选用的试剂是()
A.氨水
B.铝粉
C.铁粉
D.NaOH溶液
答案:C解析:加入铁粉后,Cu2++Fe Cu+Fe2+,2Fe3++Fe3Fe2+,然后将过量的铁粉及Cu 过滤即可。
3.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含Fe2+,进行如下实验操作时,最佳顺序是()
①加足量氯水②加足量KMnO4溶液③加少量KSCN溶液
A.①②
B.③②
C.③①
D.①②③
答案:C解析:本题检验方法的关键是Fe3+与SCN-反应,溶液显红色。
加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3+,再加氯水,如有Fe2+可被氧化为Fe3+,与SCN-反应使溶液显红色。
KMnO4溶液本身呈紫色,使Fe3+与SCN-反应显红色的实验现象不易观察,C项正确。
4.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;
乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是()
选项甲组乙组
A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液
1
答案:B解析:甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+的干扰。
所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应。
KMnO4酸性溶液符合条件:5Fe2++Mn O4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,实验现象是溶液紫红色变浅。
乙组,在Fe2+存在的条件下检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+即可,Fe2+不会造成干扰。
5.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是()
答案:C解析:A项中Cl2能把FeCl2氧化,B项中Fe能把FeCl3还原,D项除去了C O3和
S O42-又引入了Cl-,均不合要求。
A应加适量铁粉,B可加足量铁粉过滤后,向滤液中通足量Cl2,D应加适量稀硫酸。
6.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:
则下列说法正确的是()
A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C.试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
2
D.用KMnO4酸性溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
答案:C解析:A项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b是盐酸,错误;B项,操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤,操作Ⅲ为蒸发结晶,所用仪器不相同,错误;C项,滤液Z和X中均含有氯化亚铁,因此c为氯气,正确;D项,高锰酸钾也能氧化氯离子而褪色,因此不能用于检验是否含有亚铁离子,错误。
7.某同学利用如图所示装置进行铁与水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。
(1)试管中发生反应的化学方程式为。
(2)该同学欲确定反应一段时间后试管中固体物质的成分,设计了如下方案:
①待试管冷却至室温后,取其中固体少许溶于稀盐酸得溶液B;②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红,则试管中固体是(只有一个选项符合题意),若溶液未变红,则试管中固体是(只有一个选项符合题意)。
A.一定有Fe3O4,可能有Fe
B.只有Fe(OH)3
C.一定有Fe3O4和Fe
D.一定有Fe(OH)3,可能有Fe
E.只有Fe3O4
(3)该同学按上述方案进行了实验,溶液未变红色,写出所有可能发生的反应的化学方程式:。
3
(4)该同学马上另取少量溶液B,使其与NaOH溶液反应。
若按右图所示的操作,可观察
到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关反应的化学方程式:。
(5)一段时间后,该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色。
由此可知,实验室FeCl2溶液需现用现配制的原因是,并且配制时应加入少量。
答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(2)A C
(3)Fe3O4+8HCl FeCl2+2FeCl3+4H2O,2FeCl3+Fe3FeCl2,Fe+2HCl FeCl2+H2↑
(4)FeCl2+2NaOH Fe(OH)2↓+2NaCl,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(5)FeCl2易被氧气氧化为FeCl3铁粉
解析:(1)Fe在高温条件下可与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2。
(2)根据Fe与H2O(g)的反应可知,试管中的固体可能为Fe3O4或Fe3O4与Fe的混合物,与盐酸发生反应
Fe3O4+8HCl FeCl2+2FeCl3+4H2O,可能的反应为2FeCl3+Fe3FeCl2,Fe+2HCl
FeCl2+H2↑;取溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红,则试管中固体一定有Fe3O4,可能含少量Fe;若不变红,则试管中一定有Fe3O4和Fe。
(4)FeCl2溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀,Fe(OH)2易被氧化,使沉淀发生颜色变化。
(5)FeCl2易被氧化而生成FeCl3,故FeCl2溶液应现用现配,并加入少量铁粉以防止被氧化。
4。