资源简介

第一节　铁及其化合物
课时1　铁及其氢氧化物、氧化物
1. 通过实验探究认识铁的部分性质。
2. 通过铁的氧化物、氢氧化物的制取实验认识铁的氢氧化物的性质。
1. 回忆铁与一些物质的反应，完成下列问题。
(1) 写出铁在氯气、氧气中燃烧的化学方程式。
(2) 写出铁与盐酸、硫酸铜溶液反应的离子方程式。
(3) 铁与不同物质反应时，可能会被氧化为＋2价或＋3价，这与什么因素有关？
2. 探究高温下铁与水蒸气的反应。
按右图装置进行实验，酒精灯应先放在湿棉花的位置上加热一会儿，待试管底部温度略高，且有部分水形成蒸气时，再将酒精灯移至铁粉处加热，加热一会儿后再将导管插入肥皂水中。回答下列问题。
(1) 实验结束时，应如何操作？
(2) 点燃导管口放出的气体有何现象？
(3) 反应后生成黑色磁性氧化物，写出发生反应的化学方程式。
(4) 在钢铁生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前必须进行充分的干燥处理，这是为什么？
1. 按下列实验方案制备Fe(OH)3、Fe(OH)2，记录实验现象并加以解释。
实验目的 实验方案 实验现象 解释 (用化学方程式表示)
(1)制备Fe(OH)3 在一支试管中加入2 mL FeCl3溶液，滴加几滴NaOH溶液，观察现象
(2)制备Fe(OH)2 在一支试管中加入2 mL FeCl2溶液，滴加几滴NaOH溶液，观察现象
2. 制备较纯净的Fe(OH)2。
实验室制备Fe(OH)2，因其易被空气氧化，很难观察到明显的Fe(OH)2的白色沉淀。现将实验(如右图所示)进行如下改进。
(1) 先将NaOH溶液加热煮沸，目的是什么？
(2) 将长滴管伸入NaOH溶液液面以下再滴加FeSO4，有什么优点？
(3) 在NaOH溶液上方加一层煤油的目的是什么？
(4) 将反应后的悬浊液倒在滤纸上，看到的现象是什么？
1. 高纯氧化铁是现代电子工业的重要材料。以赤铁矿(主要成分为Fe2O3，杂质为FeO、Al2O3、SiO2、CuO等)为原料可制备高纯氧化铁，制备流程如下：
已知：①SiO2不溶于稀硫酸；
②“氧化”后溶液中的金属离子只有Cu2+、Al3+和Fe3+；
③加氨水“调节pH”时，只析出Fe(OH)3沉淀。
(1) 写出“酸溶”时发生反应的离子方程式。
(2) 加入H2O2“氧化”的目的是什么？
(3) 写出“沉淀”时的离子方程式和“灼烧”时的化学方程式。
2. 一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如下：
已知：①“碱洗”是为了去除废旧镀锌铁皮表面的锌和油污；
②“氧化”后溶液中的金属离子只有Fe2+和Fe3+，且两种离子的物质的量之比为1∶2。
(1) 写出“氧化”时发生反应的离子方程式。
(2) “加热沉铁”时反应分为两步，第一步可生成两种氢氧化物，第二步两种氢氧化物同时反应分解得到Fe3O4。
①第一步所得沉淀是什么？物质的量之比为多少？
②写出第二步反应的化学方程式。
(3) 如何证明“加热沉铁”后所得分散系中有Fe3O4纳米粒子产生？
1. 下列物质不可以通过化合反应生成的是(　　)
A. Fe3O4 B. FeCl3 C. Fe(OH)2 D. Fe(OH)3
2. 铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量氯水，再加入过量的氨水，有沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为(　　)
A. Fe(OH)3；Fe2O3 B. Fe(OH)2；FeO
C. Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4 D. Fe2O3；Fe(OH)3
3. 王老师在课堂上用下图装置演示还原铁粉与水蒸气的反应。
(1) 装置A、C的作用分别是_________________、_______________________。
(2) 装置B中发生的反应为______________________________________(填化学方程式)。
(3) 检验产生气体的方法是__________________________________________。
4. 在右图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备Fe(OH)2。
(1) 在试管Ⅰ、Ⅱ里加入的试剂分别是________________、________________。
(2) 为了制得白色Fe(OH)2沉淀，应确保实验在无氧状态下进行。在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是______________
______________________________________________________________________。
(3) 这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是______________
______________________________________________________________________。
5. 某铁矿石烧渣中含SiO2、Al2O3和Fe2O3，以该烧渣为原料制取FeCO3的流程如下：
已知：SiO2、Al2O3都能溶于NaOH溶液，FeCO3是难溶于水的白色固体。
(1) 反应Ⅱ中发生反应的离子方程式为____________________________。
(2) 金属X是________，写出反应Ⅲ的离子方程式：______________________。
(3) 反应Ⅳ中，当将过滤Ⅱ的滤液缓慢滴加到Na2CO3溶液中时，会得到两种白色沉淀混合物，其中一种很快变成灰绿色，最终变成红褐色。
①白色沉淀中除FeCO3外，还含有________(填化学式)，生成该沉淀是因为Na2CO3溶液中含有________(填离子符号)。
②写出沉淀变色时所发生反应的化学方程式：___________________________。
课时2　Fe2+和Fe3+的转化
1. 通过实验探究认识Fe2+、Fe3+的性质和相互转化方法。
2. 通过实验认识Fe2+、Fe3+的检验方法，能设计简单的检验方案。
1. 完成下列实验并解释原因。
实验方案 实验现象 解释
(1) 向分别盛有3 mL FeCl3稀溶液、3 mL FeCl2稀溶液的试管中各滴加2滴KSCN溶液
(2) 向分别盛有3 mL FeCl3稀溶液、3 mL FeCl2稀溶液的试管中各滴加2滴KCl溶液
2. 完成下列实验并解释原因。
实验方案 实验现象 解释(用离子 方程式表示)
(1) 取3 mL FeCl3稀溶液加入试管中，加入足量铜粉，振荡，向反应后的溶液中滴加2滴KSCN溶液
(2) 取3 mL FeCl3稀溶液加入试管中，加入足量铁粉，振荡，向反应后的溶液中滴加2滴KSCN溶液
(3) 取(1)中的上层清液，向其中滴加少量氯水
(4) 取(2)中的上层清液，向其中滴加少量盐酸和双氧水
(5) 取3 mL FeCl3稀溶液加入试管中，先滴加3滴KI溶液，再滴加2滴淀粉溶液
(6) 取少量酸性 KMnO4溶液加入试管中，先加入少量FeSO4溶液，再滴加2滴KSCN溶液(已知：MnO有强氧化性，易被还原为Mn2+)
3. 根据2中实验，分别归纳能将Fe3+转化为Fe2+的物质和能将Fe2+转化为Fe3+的物质，填写在下图所示的括号内。
活动二：设计探究化合物中Fe化合价的实验方案
1. 设计探究Fe2O3中铁元素的化合价的实验方案。
实验试剂：Fe2O3、盐酸溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。
2. 设计探究FeO中铁元素的化合价的实验方案。
实验试剂：FeO、盐酸溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、氯水。
3. 设计探究Fe3O4中铁元素的化合价的实验方案。
实验试剂：Fe3O4、稀硫酸溶液、KSCN溶液、氯水、酸性 KMnO4溶液。
1. 请在价类二维图中填充相关物质[Fe、Fe2O3、FeO、Fe2+、Fe3+、Fe(OH)2、Fe(OH)3]，并用箭头表示其中的物质转化(转化需注明反应条件和反应物)。
2. 设计以Fe3O4为原料制取Fe2O3的流程图，可以不止一种。
1. 某溶液中加入KSCN溶液无明显现象，再滴加氯水，立即变成红色，说明原溶液中一定含有(　　)
A. Fe3+ B. Fe2+ C. Cu2+ D. Zn2+
2. 下列说法错误的是(　　)
A. 仅用KSCN可以检验Fe2+ B. 仅用NaOH可以检验Fe3+
C. 铁粉能作食品保存的脱氧剂 D. 通过化合反应可以得到FeCl2
3. 下列反应，其产物的颜色按红、红褐、淡黄、蓝色顺序排列的是(　　)
①金属钠在纯氧中燃烧 ②FeCl3溶液中滴入NaOH溶液
③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水硫酸铜放入水中
A. ②③①④ B. ③②①④ C. ③①②④ D. ①②③④
4. 将适量的铁粉放入FeCl3溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+与Fe2+的物质的量浓度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为(　　)
A. 2∶3 B. 3∶2 C. 1∶2 D. 1∶1
5. 下列指定反应的离子方程式正确的是(　　)
A. Fe粉与CuSO4溶液反应：2Fe＋3Cu2+===2Fe3+＋3Cu
B. Na2O2与水反应：2O2-＋2H2O===4OH－＋O2↑
C. 钠和水反应：Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑
D. 氯化铁溶液中加过量氨水：3NH3·H2O＋Fe3+===3NH＋Fe(OH)3↓
6. 某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题。
(1) 分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是______________________________。
(2) 甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为____________________________。
(3) 乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________________________________________。
(4) 丙组同学取10 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于2支试管中进行如下实验：
已知：K3[Fe(CN)6]能与Fe2+反应生成蓝色沉淀。
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀。
实验②的目的是检验还原产物，该还原产物是________(填离子符号)；
由实验可知，两溶液混合发生反应的离子方程式为_______________________。
(5) 丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴盐酸酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为____________________________。
7. 黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量FeO、Fe3O4、Fe2O3)生产Cu(NO3)2溶液的流程如下图所示。
(1) 写出“浸取”时Fe3O4反应的离子方程式：__________________________
___________________________。
(2) 过滤Ⅰ后所得滤液中是否含Fe3+，并说明理由：_______________________
___________________________。
(3) 检验“滤液Ⅱ”中由铁元素形成的阳离子的方法是__________________
______________________________________________________________________。
8. (苏教版教材习题)电路板刻蚀的废液中主要含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Cl－，试设计简单的实验方案，从废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，写出有关的化学方程式。
9. (苏教版教材习题)某研究小组通过以下方法测定某铁矿石样品(主要成分为Fe2O3)中铁元素的质量分数：取20.0 g铁矿石样品，粉碎后加入足量盐酸，充分反应后过滤，向滤液中加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤，将所得的沉淀灼烧，冷却后称得固体质量为16.0 g。请根据以上信息计算该铁矿石样品中铁元素的质量分数(假设杂质不与盐酸反应)。
第一节　铁及其化合物
课时1　铁及其氢氧化物、氧化物
【活动方案】
活动一：认识铁的化学性质
1. (1) 2Fe＋3Cl22FeCl3
3Fe＋2O2Fe3O4
(2) Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑
Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu
(3) 铁与不同物质反应时，可能会被氧化为＋2价或＋3价，这与氧化剂的氧化性强弱有关。
2. (1) 先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。
(2) 可听到爆鸣声或可以看到气体燃烧，火焰呈淡蓝色。
(3) 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(4) 如果不充分的干燥，炽热的铁水或钢水会与水反应，并生产氢气，存在安全隐患。
活动二：尝试制备两种铁的氢氧化物
1. (1) 实验现象：试管中有红褐色沉淀生成
解释：FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl
(2) 实验现象：试管中有白色絮状沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
解释：FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl；
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2. (1) 除去溶液中溶有的氧气。
(2) 防止空气随NaOH溶液的加入进入溶液。
(3) 防止空气与FeSO4溶液接触。
(4) 白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
活动三：了解Fe2O3和Fe3O4的制备方法
1. (1) Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O
FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O
Al2O3＋6H＋===2Al3+＋3H2O
CuO＋2H＋===Cu2+＋H2O
(2) 将Fe2+氧化为Fe3+
(3) Fe3+＋3NH3·H2O=== Fe(OH)3↓＋3NH
2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O
2. (1) 2Fe2+＋ClO－＋2H＋===2Fe3+＋Cl－＋H2O
(2) ①Fe(OH)2和Fe(OH)3，物质的量之比为1∶2
②Fe(OH)2＋2Fe(OH)3 Fe3O4＋4H2O
(3) 用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，在与光束垂直的方向看到一条光亮的“通路”
【课堂反馈】
1. C　2. A
3. (1) 作为水蒸气发生器(或用来产生水蒸气)　干燥产生的氢气
(2) 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(3) 将试管D管口向下移近酒精灯，若听到爆鸣声，说明有氢气产生
4. (1) 稀硫酸、铁屑　NaOH溶液
(2) 检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹
(3) 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
5. (1) Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O
(2) Fe　Fe＋2Fe3+===3Fe2+
(3) ①Fe(OH)2　OH－(或OH－和CO)
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
课时2　Fe2+和Fe3+的转化
【活动方案】
活动一：实验探究Fe2+和Fe3+的相互转化
1.
实验方案 实验现象 解释
(1) 向分别盛有3 mL FeCl3稀溶液、3 mL FeCl2稀溶液的试管中各滴加2滴KSCN溶液 FeCl3溶液变为红色，FeCl2溶液无明显变化 Fe3+与SCN－反应后有红色物质生成。Fe2+与SCN－不反应
(2) 向分别盛有3 mL FeCl3稀溶液、3 mL FeCl2稀溶液的试管中各滴加2滴KCl溶液 两份溶液中均无明显变化
2. (1) 实验现象：铜粉逐渐溶解，溶液变为蓝绿色，滴加KSCN溶液无明显现象　解释：Cu＋2Fe3+ ===Cu2+＋2Fe2+
(2) 实验现象：铁粉逐渐溶解，溶液变成浅绿色，滴加KSCN溶液无明显现象　解释：2Fe3+＋Fe===3Fe2+
(3) 实验现象：溶液变成红色　解释：2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－ ；Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
(4) 实验现象：溶液变成红色　解释：2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O；Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
(5) 实验现象：溶液由浅黄色变成棕色，滴加淀粉后溶液变成蓝色　解释：2I－＋2Fe3+=== 2Fe2+＋I2
(6) 实验现象：溶液紫色褪去，滴加2滴KSCN溶液后，溶液变成红色　解释：MnO＋5Fe2+＋8H＋=== 5Fe3+＋Mn2+＋4H2O；Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
3.
活动二：设计探究化合物中Fe化合价的实验方案
1. 方案一：取少量Fe2O3于试管中，滴加稀盐酸至固体全部溶解后，再加入NaOH溶液
实验现象：红色粉末逐渐溶解，溶液呈黄色，滴加NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，说明Fe2O3中铁元素的化合价为＋3。
方案二：取少量Fe2O3于试管中，滴加稀盐酸至固体全部溶解后，再滴加几滴KSCN溶液
实验现象：红色粉末逐渐溶解，溶液呈黄色，滴加KSCN溶液后溶液变为红色，说明Fe2O3中铁元素的化合价为＋3。
2. 方案一：取少量FeO于试管中，滴加稀盐酸至固体全部溶解后，再加入NaOH溶液，出现白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，说明FeO中铁元素的化合价为＋2。
方案二：取少量FeO于试管中，滴加稀盐酸至固体全部溶解后，滴加几滴KSCN溶液，无明显现象，再加入新制的氯水，溶液变成红色，说明FeO中铁元素的化合价为＋2。
3. 取少量Fe3O4于试管中，滴加稀硫酸至固体全部溶解后，取少量试管中的溶液，滴加几滴KSCN溶液，溶液变成红色，说明Fe3O4中存在＋3价铁元素；再取少量试管中的溶液，滴加几滴酸性 KMnO4溶液，紫红色褪去，说明Fe3O4中存在＋2价铁元素
活动三：利用价类二维图整理铁及其化合物的相互转化并实现物质的转化
1.
2. Fe3O4FeCl3、FeCl2FeCl3Fe(OH)3Fe2O3(其他合理答案均可)
【课堂反馈】
1. B　2. A　3. B　4. A　5. D
6. (1) 防止Fe2+被氧化
(2) 2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－
(3) 隔绝空气(或排除氧气对实验的影响)
(4) Fe2+　2Fe3+＋2I－===I2＋2Fe2+
(5) H2O2＋2Fe2+＋2H＋===2Fe3+＋2H2O
7. (1) Fe3O4＋8H＋===2Fe 3+＋Fe 2+＋4H2O
(2) 不含，因为Cu剩余，若含Fe 3+，Cu会将Fe3+还原为Fe2+
(3) 取少量滤液Ⅱ，滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液显红色，则滤液Ⅱ中铁元素以Fe2+形式存在(答案合理即可)
8. 步骤1：向废液中加入过量的铁粉，充分反应后过滤。
步骤2：向步骤1所得滤渣中加入过量盐酸，至铁粉完全溶解。过滤、洗涤得铜粉。
步骤3：将步骤1、2所得滤液合并，向其中加入足量Cl2或双氧水，充分反应。
Fe＋2FeCl3===3FeCl2　Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2
Fe＋2HCl===H2↑＋FeCl2
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3或2FeCl2＋H2O2＋2HCl===2FeCl3＋2H2O
9. 整个过程中发生反应的化学方程式为Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O；FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O。沉淀灼烧最后得到的16.0 g固体为Fe2O3，16.0 g Fe2O3中Fe元素的质量＝16.0 g×＝11.2 g，故样品中Fe元素的质量为11.2 g，样品中Fe元素的质量分数＝×100%＝56%。

展开更多......

收起↑