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第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物
【学习目标】 1.结合生活中铁质品的应用,了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途。 2.通过探究实验,认识铁单质与水蒸气反应的条件。 3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
知识点一
PART
01
第一部分
知识点一 铁
1.物理性质
色、态 密度 熔点 导热性、延展性 导电性 特性
_____ 色固体 较大 较高 良好 比铜、铝 ______ 能被_____吸引
银白
差
磁铁
2.化学性质
(1)从物质类别角度,铁具有金属的通性。写出有关反应的化学方程式:
(2)从化合价角度,铁具有_______性。
①铁与冷水或热水不反应。
②铁与水蒸气的反应
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
还原
实验装置
实验现象 试管内得到黑色固体;用火柴点燃肥皂泡,_____________________
实验结论 铁与水蒸气在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2,化学方程式为____________________________________
听到爆鸣声
注意事项 湿棉花的作用:_______________;肥皂液的作用:收集________
提供水蒸气
氢气
Fe3O4是磁铁矿的主要成分, 能被磁铁吸引。
如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态?
提示:取少量固体于试管中,加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解,将溶液分成两份,一份加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,说明溶液中含有Fe2+;另一份加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+。
(1)1 mol铁与足量的稀盐酸反应,转移电子数为3NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
(2)1 mol Cl2和足量的铁反应,转移电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
(3)分离铁粉与铜粉的混合物时,只能用化学方法( )
(4)Fe与水蒸气在高温条件下的反应属于置换反应( )
(5)纯净的铁是一种银白色的固体,在潮湿空气中比生铁更易生锈( )
×
√
×
√
×
√
1.下列关于铁的说法正确的是( )
A.纯铁为灰黑色,所以铁属于黑色金属
B.铁是目前产量最大、使用最广泛的金属
C.纯铁的抗腐蚀能力较差,铁在干燥的空气里易被氧化
D.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在
2.(2024·东莞高一联考)还原铁粉与水蒸气反应的装置如下图所示,下列有关该实验的说法正确的是( )
A.反应生成Fe2O3
B.肥皂液的主要作用是检验生成的H2
C.湿棉花的主要作用是冷却试管,防止炸裂
D.铁粉与水蒸气反应后,可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来
√
解析:Fe在高温条件下可与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,A错误;
肥皂液用于检验生成的氢气,方法为用点燃的火柴靠近吹起的肥皂泡,若有爆鸣声,则说明生成了H2,B正确;
湿棉花的主要作用是提供水蒸气,C错误;
产物Fe3O4具有磁性,也可以被磁铁吸引,因此不能用磁铁分离,D错误。
√
3.如下图所示转化过程中,错误的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
解析:A.反应①中,Fe与水蒸气在高温下发生反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,A正确;
B.反应②中,常温下,Fe在空气中缓慢氧化生成铁锈,B正确;
C.反应③中,Fe与稀硫酸发生反应:Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,C错误;
D.反应④中,Fe与Cl2在点燃条件下发生反应:3Cl2+2Fe2FeCl3,D正确。
知识点二
PART
02
第二部分
知识点二 铁的氧化物
1.物理性质和用途
物质名称 氧化亚铁 三氧化二铁(氧化铁) 四氧化三铁
化学式 __________ _____________ __________
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
铁元素的 化合价 __________ _____________ ________
FeO
Fe2O3
Fe3O4
+2
+3
+2、+3
物质名称 氧化亚铁 三氧化二铁 (氧化铁) 四氧化三铁
色、态 黑色粉末 __________ 粉末 ________
固体
溶解性 不溶于水(也不与水反应)
用途 用作色素 用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 磁性材料
红棕色
黑色
2.化学性质
(1)从物质类别角度,铁的氧化物都能和酸反应生成相应的______________。写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式:
①FeO:___________________________________;
②Fe2O3:_________________________________;
③Fe3O4:__________________________________________。
盐和水
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
(2)从化合价角度,铁的氧化物都具有_______________,其中FeO中Fe元素的化合价为____________价,化合价还可以升高,具有__________________。
①FeO不稳定,在空气中受热被氧化生成____________,FeO在反应中表现_________________。
氧化性
+2
还原性
Fe3O4
还原性
实验装置
实验现象 a.镁条剧烈燃烧,并发出耀眼白光。
b.三氧化二铁与铝粉剧烈反应,放出大量的热,火星四射。
c.纸漏斗下面被烧穿,有红热熔融物落入蒸发皿中。
d.熔融物冷却后变黑,能被磁铁吸引
②铝热反应
实验结论 铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应,置换出铁。反应的化学方程式为2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe,Fe2O3在反应中表现__________
氧化性
[说明] (1)铝热剂:铝粉与难熔金属氧化物的混合物。
(2)铝热反应:铝与某些难熔金属氧化物在高温条件下发生的置换反应。
(3)铝热反应的原理:利用金属铝的强还原性,铝单质与其他金属氧化物之间发生置换反应,产生大量的热。
(4)铝热反应的应用:铝与三氧化二铁反应放出大量的热,该反应常用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等。
(1)氯酸钾和镁条分别起什么作用?
(2)若将氧化铁换成氧化镁能否发生反应呢?若不能,说明原因。
提示:(1)镁条燃烧放热达到反应所需要的高温条件,氯酸钾受热分解产生氧气,促进燃烧。
(2)否。因为金属的活动性:Mg>Al,故Al不能和MgO发生铝热反应置换出金属Mg。
(1)铁和铁的氧化物都能被磁铁吸引( )
(2)FeO、Fe2O3、Fe3O4均能与水反应生成相应的碱( )
(3)铝粉和三氧化二铁在高温下反应的本质是铝失电子置换出了铁,并放出大量的热( )
(4)FeO和任何酸反应都生成亚铁盐和水( )
×
×
√
×
√
1.下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁的说法不正确的是( )
A.铁元素的化合价不完全相同
B.氧元素的化合价完全相同
C.氧化亚铁俗称铁红,为红棕色粉末
D.铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
解析:题给铁的三种氧化物中,氧元素的化合价完全相同,都为-2价,铁元素的化合价不完全相同,氧化铁中铁元素为+3价,氧化亚铁中铁元素为+2价,四氧化三铁中铁元素为+2价和+3价,A、B正确;
氧化铁俗称铁红,是红棕色粉末,C错误;
铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,是一种黑色固体,D正确。
2.(教材习题变式)四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为FeO·Fe2O3,下列关于Fe3O4的说法不正确的是( )
A.Fe3O4是一种混合物
B.FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4
C.Fe3O4与盐酸反应的产物中铁的价态有两种
D.Fe3O4俗称磁性氧化铁,常用作磁性材料
√
解析:Fe3O4是一种铁的氧化物,属于纯净物,A错误;
+2价铁具有较强还原性、容易被氧化,FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4,B正确;
Fe3O4中铁元素呈+2、+3价,与盐酸反应得到氯化亚铁、氯化铁,故产物中铁的价态有两种,C正确;
Fe3O4具有磁性,俗称磁性氧化铁,常用作磁性材料,D正确。
3.(2024·六安一中高一检测)下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是( )
A.在自然界中,不可能有游离态的铁存在
B.磁铁矿的主要成分是Fe3O4,Fe2O3俗称铁红
C.向某溶液中先通入Cl2,再加入KSCN溶液,溶液变为红色,说明原溶液中一定含有Fe2+
D.铁的氧化物能与酸反应生成盐和水,因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物
√
解析:陨铁中存在游离态的铁,A错误;
磁铁矿的主要成分是磁性氧化铁,化学式为Fe3O4,赤铁矿俗称铁红,其主要成分是Fe2O3,可用于生产红色颜料和红色油漆,B正确;
若原溶液中存在Fe3+,通入Cl2后加入KSCN溶液,溶液也为红色,C错误;
Fe2O3、FeO与酸反应都生成盐和水,二者都是碱性氧化物,但Fe3O4与酸反应生成两种盐,不属于碱性氧化物,D错误。
知识点三
PART
03
第三部分
知识点三 铁的氢氧化物
1.铁的氢氧化物的比较
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 __________色固体 ___________色固体
溶解性 __________溶于水 ___________溶于水
酸碱性 弱碱性 弱碱性
白
红褐
难
难
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
稳定性 在空气中易被氧化为________ 受热易分解:
和非氧化性酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3现象:在空气中白色沉淀迅速变成 _____色,最后变成 色
Fe(OH)3
灰绿
红褐
实验目的 制备Fe(OH)2 制备Fe(OH)3
实验操作
2.铁的氢氧化物的制备
实验目的 制备Fe(OH)2 制备Fe(OH)3
实验现象 产生_______色沉淀,在空气中迅速变成____________色,最后变成__________色 生成________色沉淀
有关反应方程式 ___________________________, ___________________________ __________________________ _______________________
白
灰绿
红褐
红褐
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O===
4Fe(OH)3
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
×
(1)Fe2+在溶液中呈浅绿色,因此Fe(OH)2沉淀为灰绿色( )
(2)Fe(OH)3不能利用化合反应生成( )
(3)为防止Fe(OH)2被氧化,在制备时,常采用新制的FeSO4溶液和煮沸的NaOH溶液制备( )
(4)Fe(OH)2非常不稳定,在空气中易转化为Fe(OH)3( )
(5)若向某溶液中加入NaOH溶液,生成的沉淀由白色迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,则该溶液中存在Fe2+( )
×
√
√
√
√
1.下列说法不正确的是( )
A.Fe3O4与盐酸反应生成两种盐
B.FeO不稳定,在空气中受热被氧化为Fe3O4
C.Fe(OH)2不稳定,具有较强的氧化性
D.Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定
解析:Fe3O4与盐酸反应生成FeCl2和FeCl3两种盐,A正确;
FeO不稳定,在空气中受热被氧化为Fe3O4,B正确;
Fe(OH)2具有较强的还原性,易被氧化为Fe(OH)3,C错误,D正确。
2.(2024·泰安高一检测)实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2,为了使产物不容易被氧化,下列说法不正确的是( )
A.配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B.可在FeCl2溶液的上面加一层煤油,以隔绝空气
C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,胶头滴管尖嘴不能伸入溶液中
D.产生Fe(OH)2沉淀后,不能振荡试管
解析:向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液液面以下,防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气溶有氧气,C错误。
√
3.(2024·黑龙江省实验中学高一月考)某同学欲利用如下图所示装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
A.X可以是稀硫酸或NaOH溶液
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开b,再向烧瓶中加入X
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在
√
解析:乙装置中盛有NaOH溶液,甲装置内反应生成FeSO4后,利用产生的气体压入乙装置内生成Fe(OH)2。甲装置内制取FeSO4溶液,分液漏斗中盛放的X是稀硫酸,A不正确;
制取Fe(OH)2,需先排尽装置内的空气,应先打开止水夹a、b,让分液漏斗中液体流下,使生成的H2将两装置内的空气排出,一段时间后关闭止水夹a,利用产生的H2将甲装置中液体沿导管压入乙装置中,反应一段时间后,可在锥形瓶内观察到白色沉淀,B、C不正确。
4.下列各图示中能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是(已知:苯为难溶于水且密度比水小的液体)( )
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
√
解析:Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选①;Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出,且利用氢气的压力使硫酸亚铁溶液与NaOH溶液接触而反应,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选②;没有隔绝空气,生成的氢氧化亚铁易被氧化,故不选③;苯隔绝空气,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选④。
制备Fe(OH)2的四个关键点
(1)Fe2+极易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸,尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物,以隔绝空气。
课堂检测 巩固落实
PART
04
第四部分
1.(2024·宁波高一检测)市场上销售的食品包装有多种方式,其中一种为真空包装,如香肠、盐水鸭、月饼等食品。抽出包装袋内空气并放入一小包铁粉。铁粉主要表现的性质是( )
A.氧化性 B.还原性
C.碱性 D.酸性
解析:包装袋内放入的铁粉与空气中的氧气发生反应,防止食品被氧化,起到还原剂的作用。
√
2.(2024·滨州高一月考)下列关于铁的叙述错误的是( )
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁铁吸引
C.铁是导电性最强的金属
D.铁具有延展性和导热性,可以制作炊具
解析:铁的导电性比铜、铝的差,C错误。
√
3.下列说法正确的是( )
A.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热生成红棕色粉末
B.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3俗称铁红,常用于制作红色油漆和涂料
C.向热的氢氧化钠溶液中滴加饱和FeCl3溶液,制备Fe(OH)3胶体
D.工业上曾经通过反应:3Fe+4NaOH Fe3O4+2H2↑+4Na↑生产金属钠,该反应利用的原理是铁的还原性比钠的强
√
解析:FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热被氧化生成黑色粉末四氧化三铁,故A错误;
赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3俗称铁红,常用于制作红色油漆和涂料,故B正确;
向热的氢氧化钠溶液中滴加饱和FeCl3溶液,得到Fe(OH)3沉淀,得不到胶体,故C错误;
工业上曾经通过反应:3Fe+4NaOH Fe3O4+2H2↑+4Na↑生产金属钠,该反应利用的原理是铁的沸点比钠的高,故D错误。
选项 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述
A Fe 单质 0价 在氯气中燃烧生成FeCl2
B Fe(OH)2 碱 +2价 不稳定,易被氧化
C Fe2O3 碱性氧化物 +3价 红棕色粉末
D FeCl2 盐 +2价 水溶液能和氯气反应
√
4.(2024·天津四中高一期末)下列有关铁元素的代表物的描述错误的是( )
解析:Fe为单质,元素化合价为0价,在氯气中燃烧生成FeCl3,A错误;
Fe(OH)2属于碱,Fe元素化合价为+2价,性质不稳定,易被氧化,B正确;
Fe2O3为红棕色粉末,可与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,Fe元素化合价为+3价,C正确;
FeCl2属于盐,Fe元素化合价为+2价,具有还原性,其水溶液可与氯气发生氧化还原反应,D正确。
5.某化学小组改进制备Fe(OH)2的装置以便能较长时间观察到白色沉淀。
方案一:有机覆盖层法
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过_______________________,目的是____________________________。
加热煮沸
除去溶解的氧气
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层植物油,作用是____________。
(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下,其目的是____________________________。
隔绝空气
防止滴加NaOH溶液时带入空气
方案二:还原性气体保护法
在如下图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。
(4)在试管Ⅰ中加入的试剂是_________________。
(5)在试管Ⅱ中加入的试剂是_______________。
稀硫酸、铁屑
NaOH溶液
(6)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂,塞紧塞子后的实验步骤是_________________________________________________
____________________________。
(7)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是
______________________________________________________________。
打开止水夹a,待试管Ⅰ中反应生成的氢气排尽装置中的空气后,再关闭止水夹a
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第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物
【学习目标】 1.结合生活中铁质品的应用,了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途。 2.通过探究实验,认识铁单质与水蒸气反应的条件。 3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
知识点一 铁[学生用书P94]
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1.物理性质
色、态 密度 熔点 导热性、延展性 导电性 特性
_____色固体 较大 较高 良好 比铜、铝_____________ 能被__________________吸引
2.化学性质
(1)从物质类别角度,铁具有金属的通性。写出有关反应的化学方程式:
INCLUDEPICTURE "学AAB1.TIF" INCLUDEPICTURE "学AAB1.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "学AAB1.TIF" \* MERGEFORMAT
(2)从化合价角度,铁具有__________________性。
①铁与冷水或热水不反应。
②铁与水蒸气的反应
实验装置 INCLUDEPICTURE "BL13.TIF" INCLUDEPICTURE "BL13.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "BL13.TIF" \* MERGEFORMAT
实验现象 试管内得到黑色固体;用火柴点燃肥皂泡,_______________________________
实验结论 铁与水蒸气在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2,化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________
注意事项 湿棉花的作用:_______________________________________ ;肥皂液的作用:收集__________________________
INCLUDEPICTURE "特别提醒a.TIF" INCLUDEPICTURE "特别提醒a.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "特别提醒a.TIF" \* MERGEFORMAT Fe3O4是磁铁矿的主要成分, 能被磁铁吸引。
INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" \* MERGEFORMAT 如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态?
提示:取少量固体于试管中,加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解,将溶液分成两份,一份加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,说明溶液中含有Fe2+;另一份加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+。
INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)1 mol铁与足量的稀盐酸反应,转移电子数为3NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
(2)1 mol Cl2和足量的铁反应,转移电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
(3)分离铁粉与铜粉的混合物时,只能用化学方法( )
(4)Fe与水蒸气在高温条件下的反应属于置换反应( )
(5)纯净的铁是一种银白色的固体,在潮湿空气中比生铁更易生锈( )
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1.下列关于铁的说法正确的是( )
A.纯铁为灰黑色,所以铁属于黑色金属
B.铁是目前产量最大、使用最广泛的金属
C.纯铁的抗腐蚀能力较差,铁在干燥的空气里易被氧化
D.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在
2.(2024·东莞高一联考)还原铁粉与水蒸气反应的装置如下图所示,下列有关该实验的说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25F10.TIF" INCLUDEPICTURE "25F10.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25F10.TIF" \* MERGEFORMAT
A.反应生成Fe2O3
B.肥皂液的主要作用是检验生成的H2
C.湿棉花的主要作用是冷却试管,防止炸裂
D.铁粉与水蒸气反应后,可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来
3.如下图所示转化过程中,错误的是( )
INCLUDEPICTURE "23RX67.TIF" INCLUDEPICTURE "23RX67.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "23RX67.TIF" \* MERGEFORMAT
A.① B.②
C.③ D.④
知识点二 铁的氧化物[学生用书P95]
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1.物理性质和用途
物质名称 氧化亚铁 三氧化二铁(氧化铁) 四氧化三铁
化学式 __________ _____________ __________
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
铁元素的化合价 __________ _____________ ________
色、态 黑色粉末 __________粉末 ________固体
溶解性 不溶于水(也不与水反应)
用途 用作色素 用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 磁性材料
2.化学性质
(1)从物质类别角度,铁的氧化物都能和酸反应生成相应的__________________________。写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式:
①FeO:___________________________________;
②Fe2O3:_________________________________;
③Fe3O4:__________________________________________。
(2)从化合价角度,铁的氧化物都具有_______________,其中FeO中Fe元素的化合价为____________价,化合价还可以升高,具有__________________。
①FeO不稳定,在空气中受热被氧化生成____________,FeO在反应中表现_________________。
②铝热反应
实验装置 INCLUDEPICTURE "25F10A.TIF" INCLUDEPICTURE "25F10A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25F10A.TIF" \* MERGEFORMAT
实验现象 a.镁条剧烈燃烧,并发出耀眼白光。b.三氧化二铁与铝粉剧烈反应,放出大量的热,火星四射。c.纸漏斗下面被烧穿,有红热熔融物落入蒸发皿中。d.熔融物冷却后变黑,能被磁铁吸引
实验结论 铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应,置换出铁。反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,Fe2O3在反应中表现__________________________
[说明] (1)铝热剂:铝粉与难熔金属氧化物的混合物。
(2)铝热反应:铝与某些难熔金属氧化物在高温条件下发生的置换反应。
(3)铝热反应的原理:利用金属铝的强还原性,铝单质与其他金属氧化物之间发生置换反应,产生大量的热。
(4)铝热反应的应用:铝与三氧化二铁反应放出大量的热,该反应常用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等。
INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" \* MERGEFORMAT (1)氯酸钾和镁条分别起什么作用?
(2)若将氧化铁换成氧化镁能否发生反应呢?若不能,说明原因。
提示:(1)镁条燃烧放热达到反应所需要的高温条件,氯酸钾受热分解产生氧气,促进燃烧。
(2)否。因为金属的活动性:Mg>Al,故Al不能和MgO发生铝热反应置换出金属Mg。
INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)铁和铁的氧化物都能被磁铁吸引( )
(2)FeO、Fe2O3、Fe3O4均能与水反应生成相应的碱( )
(3)铝粉和三氧化二铁在高温下反应的本质是铝失电子置换出了铁,并放出大量的热( )
(4)FeO和任何酸反应都生成亚铁盐和水( )
INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1.下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁的说法不正确的是( )
A.铁元素的化合价不完全相同
B.氧元素的化合价完全相同
C.氧化亚铁俗称铁红,为红棕色粉末
D.铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
2.(教材习题变式)四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为FeO·Fe2O3,下列关于Fe3O4的说法不正确的是( )
A.Fe3O4是一种混合物
B.FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4
C.Fe3O4与盐酸反应的产物中铁的价态有两种
D.Fe3O4俗称磁性氧化铁,常用作磁性材料
3.(2024·六安一中高一检测)下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是( )
A.在自然界中,不可能有游离态的铁存在
B.磁铁矿的主要成分是Fe3O4,Fe2O3俗称铁红
C.向某溶液中先通入Cl2,再加入KSCN溶液,溶液变为红色,说明原溶液中一定含有Fe2+
D.铁的氧化物能与酸反应生成盐和水,因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物
知识点三 铁的氢氧化物[学生用书P96]
INCLUDEPICTURE "教材自主预习LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "教材自主预习LLL.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "教材自主预习LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1.铁的氢氧化物的比较
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 __________色固体 _____________色固体
溶解性 __________溶于水 _____________溶于水
酸碱性 弱碱性 弱碱性
稳定性 在空气中易被氧化为________ 受热易分解:2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
和非氧化性酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3现象:在空气中白色沉淀迅速变成 _____色,最后变成 色
2.铁的氢氧化物的制备
实验目的 制备Fe(OH)2 制备Fe(OH)3
实验操作 INCLUDEPICTURE "BL14.TIF" INCLUDEPICTURE "BL14.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "BL14.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "BL15.TIF" INCLUDEPICTURE "BL15.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "BL15.TIF" \* MERGEFORMAT
实验现象 产生_____________色沉淀,在空气中迅速变成__________________色,最后变成__________________色 生成__________________________色沉淀
有关反应方程式 _______________________,_____________________ _____________
INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)Fe2+在溶液中呈浅绿色,因此Fe(OH)2沉淀为灰绿色( )
(2)Fe(OH)3不能利用化合反应生成( )
(3)为防止Fe(OH)2被氧化,在制备时,常采用新制的FeSO4溶液和煮沸的NaOH溶液制备( )
(4)Fe(OH)2非常不稳定,在空气中易转化为Fe(OH)3( )
(5)若向某溶液中加入NaOH溶液,生成的沉淀由白色迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,则该溶液中存在Fe2+( )
INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1.下列说法不正确的是( )
A.Fe3O4与盐酸反应生成两种盐
B.FeO不稳定,在空气中受热被氧化为Fe3O4
C.Fe(OH)2不稳定,具有较强的氧化性
D.Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定
2.(2024·泰安高一检测)实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2,为了使产物不容易被氧化,下列说法不正确的是( )
A.配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B.可在FeCl2溶液的上面加一层煤油,以隔绝空气
C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,胶头滴管尖嘴不能伸入溶液中
D.产生Fe(OH)2沉淀后,不能振荡试管
3.(2024·黑龙江省实验中学高一月考)某同学欲利用如下图所示装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25F11.TIF" INCLUDEPICTURE "25F11.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25F11.TIF" \* MERGEFORMAT
A.X可以是稀硫酸或NaOH溶液
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开b,再向烧瓶中加入X
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在
4.下列各图示中能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是(已知:苯为难溶于水且密度比水小的液体)( )
INCLUDEPICTURE "25F12.TIF" INCLUDEPICTURE "25F12.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "25F12.TIF" \* MERGEFORMAT
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
eq \a\vs4\al( INCLUDEPICTURE "反思归纳LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "反思归纳LLL.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "反思归纳LLL.TIF" \* MERGEFORMAT )
制备Fe(OH)2的四个关键点
(1)Fe2+极易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸,尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物,以隔绝空气。
INCLUDEPICTURE "课堂检测巩固落实LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "课堂检测巩固落实LLL.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "课堂检测巩固落实LLL.TIF" \* MERGEFORMAT [学生用书P98]
1.(2024·宁波高一检测)市场上销售的食品包装有多种方式,其中一种为真空包装,如香肠、盐水鸭、月饼等食品。抽出包装袋内空气并放入一小包铁粉。铁粉主要表现的性质是( )
A.氧化性 B.还原性
C.碱性 D.酸性
2.(2024·滨州高一月考)下列关于铁的叙述错误的是( )
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁铁吸引
C.铁是导电性最强的金属
D.铁具有延展性和导热性,可以制作炊具
3.下列说法正确的是( )
A.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热生成红棕色粉末
B.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3俗称铁红,常用于制作红色油漆和涂料
C.向热的氢氧化钠溶液中滴加饱和FeCl3溶液,制备Fe(OH)3胶体
D.工业上曾经通过反应:3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑生产金属钠,该反应利用的原理是铁的还原性比钠的强
4.(2024·天津四中高一期末)下列有关铁元素的代表物的描述错误的是( )
选项 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述
A Fe 单质 0价 在氯气中燃烧生成FeCl2
B Fe(OH)2 碱 +2价 不稳定,易被氧化
C Fe2O3 碱性氧化物 +3价 红棕色粉末
D FeCl2 盐 +2价 水溶液能和氯气反应
5.某化学小组改进制备Fe(OH)2的装置以便能较长时间观察到白色沉淀。
方案一:有机覆盖层法
INCLUDEPICTURE "24h-6.TIF" INCLUDEPICTURE "24h-6.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "24h-6.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过_______________________,目的是____________________________。
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层植物油,作用是__________________________________________________________。
(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下,其目的是_____________________________________________。
方案二:还原性气体保护法
在如下图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。
INCLUDEPICTURE "24h-7.TIF" INCLUDEPICTURE "24h-7.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "24h-7.TIF" \* MERGEFORMAT
(4)在试管Ⅰ中加入的试剂是_____________________。
(5)在试管Ⅱ中加入的试剂是__________________________________________________。
(6)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂,塞紧塞子后的实验步骤是
______________________________________________________。
(7)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是
___________________________________________________。第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物
【学习目标】 1.结合生活中铁质品的应用,了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途。 2.通过探究实验,认识铁单质与水蒸气反应的条件。 3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
知识点一 铁[学生用书P94]
INCLUDEPICTURE "教材自主预习LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "教材自主预习LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1.物理性质
色、态 密度 熔点 导热性、延展性 导电性 特性
_____色固体 较大 较高 良好 比铜、铝_____________ 能被__________________吸引
2.化学性质
(1)从物质类别角度,铁具有金属的通性。写出有关反应的化学方程式:
INCLUDEPICTURE "学AAB1.TIF" INCLUDEPICTURE "学AAB1.TIF" \* MERGEFORMAT
(2)从化合价角度,铁具有__________________性。
①铁与冷水或热水不反应。
②铁与水蒸气的反应
实验装置 INCLUDEPICTURE "BL13.TIF" INCLUDEPICTURE "BL13.TIF" \* MERGEFORMAT
实验现象 试管内得到黑色固体;用火柴点燃肥皂泡,_______________________________
实验结论 铁与水蒸气在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2,化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________
注意事项 湿棉花的作用:_______________________________________ ;肥皂液的作用:收集__________________________
INCLUDEPICTURE "特别提醒a.TIF" INCLUDEPICTURE "特别提醒a.TIF" \* MERGEFORMAT Fe3O4是磁铁矿的主要成分, 能被磁铁吸引。
INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" \* MERGEFORMAT 如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态?
提示:取少量固体于试管中,加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解,将溶液分成两份,一份加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,说明溶液中含有Fe2+;另一份加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+。
[答案自填] 银白 差 磁铁 3Fe+2O2Fe3O4 2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 还原 听到爆鸣声 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
提供水蒸气 氢气
INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)1 mol铁与足量的稀盐酸反应,转移电子数为3NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
(2)1 mol Cl2和足量的铁反应,转移电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
(3)分离铁粉与铜粉的混合物时,只能用化学方法( )
(4)Fe与水蒸气在高温条件下的反应属于置换反应( )
(5)纯净的铁是一种银白色的固体,在潮湿空气中比生铁更易生锈( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1.下列关于铁的说法正确的是( )
A.纯铁为灰黑色,所以铁属于黑色金属
B.铁是目前产量最大、使用最广泛的金属
C.纯铁的抗腐蚀能力较差,铁在干燥的空气里易被氧化
D.铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在
答案:B
2.(2024·东莞高一联考)还原铁粉与水蒸气反应的装置如下图所示,下列有关该实验的说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25F10.TIF" INCLUDEPICTURE "25F10.TIF" \* MERGEFORMAT
A.反应生成Fe2O3
B.肥皂液的主要作用是检验生成的H2
C.湿棉花的主要作用是冷却试管,防止炸裂
D.铁粉与水蒸气反应后,可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来
解析:选B。Fe在高温条件下可与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,A错误;肥皂液用于检验生成的氢气,方法为用点燃的火柴靠近吹起的肥皂泡,若有爆鸣声,则说明生成了H2,B正确;湿棉花的主要作用是提供水蒸气,C错误;产物Fe3O4具有磁性,也可以被磁铁吸引,因此不能用磁铁分离,D错误。
3.如下图所示转化过程中,错误的是( )
INCLUDEPICTURE "23RX67.TIF" INCLUDEPICTURE "23RX67.TIF" \* MERGEFORMAT
A.① B.②
C.③ D.④
解析:选C。A.反应①中,Fe与水蒸气在高温下发生反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,A正确;B.反应②中,常温下,Fe在空气中缓慢氧化生成铁锈,B正确;C.反应③中,Fe与稀硫酸发生反应:Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,C错误;D.反应④中,Fe与Cl2在点燃条件下发生反应:3Cl2+2Fe2FeCl3,D正确。
知识点二 铁的氧化物[学生用书P95]
INCLUDEPICTURE "教材自主预习LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "教材自主预习LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1.物理性质和用途
物质名称 氧化亚铁 三氧化二铁(氧化铁) 四氧化三铁
化学式 __________ _____________ __________
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
铁元素的化合价 __________ _____________ ________
色、态 黑色粉末 __________粉末 ________固体
溶解性 不溶于水(也不与水反应)
用途 用作色素 用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 磁性材料
2.化学性质
(1)从物质类别角度,铁的氧化物都能和酸反应生成相应的__________________________。写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式:
①FeO:___________________________________;
②Fe2O3:_________________________________;
③Fe3O4:__________________________________________。
(2)从化合价角度,铁的氧化物都具有_______________,其中FeO中Fe元素的化合价为____________价,化合价还可以升高,具有__________________。
①FeO不稳定,在空气中受热被氧化生成____________,FeO在反应中表现_________________。
②铝热反应
实验装置 INCLUDEPICTURE "25F10A.TIF" INCLUDEPICTURE "25F10A.TIF" \* MERGEFORMAT
实验现象 a.镁条剧烈燃烧,并发出耀眼白光。b.三氧化二铁与铝粉剧烈反应,放出大量的热,火星四射。c.纸漏斗下面被烧穿,有红热熔融物落入蒸发皿中。d.熔融物冷却后变黑,能被磁铁吸引
实验结论 铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应,置换出铁。反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,Fe2O3在反应中表现__________________________
[说明] (1)铝热剂:铝粉与难熔金属氧化物的混合物。
(2)铝热反应:铝与某些难熔金属氧化物在高温条件下发生的置换反应。
(3)铝热反应的原理:利用金属铝的强还原性,铝单质与其他金属氧化物之间发生置换反应,产生大量的热。
(4)铝热反应的应用:铝与三氧化二铁反应放出大量的热,该反应常用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等。
INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" \* MERGEFORMAT (1)氯酸钾和镁条分别起什么作用?
(2)若将氧化铁换成氧化镁能否发生反应呢?若不能,说明原因。
提示:(1)镁条燃烧放热达到反应所需要的高温条件,氯酸钾受热分解产生氧气,促进燃烧。
(2)否。因为金属的活动性:Mg>Al,故Al不能和MgO发生铝热反应置换出金属Mg。
[答案自填] FeO Fe2O3 Fe3O4 +2 +3 +2、+3 红棕色 黑色 盐和水 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O 氧化性 +2 还原性 Fe3O4
还原性 氧化性
INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)铁和铁的氧化物都能被磁铁吸引( )
(2)FeO、Fe2O3、Fe3O4均能与水反应生成相应的碱( )
(3)铝粉和三氧化二铁在高温下反应的本质是铝失电子置换出了铁,并放出大量的热( )
(4)FeO和任何酸反应都生成亚铁盐和水( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1.下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁的说法不正确的是( )
A.铁元素的化合价不完全相同
B.氧元素的化合价完全相同
C.氧化亚铁俗称铁红,为红棕色粉末
D.铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
解析:选C。题给铁的三种氧化物中,氧元素的化合价完全相同,都为-2价,铁元素的化合价不完全相同,氧化铁中铁元素为+3价,氧化亚铁中铁元素为+2价,四氧化三铁中铁元素为+2价和+3价,A、B正确;氧化铁俗称铁红,是红棕色粉末,C错误;铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,是一种黑色固体,D正确。
2.(教材习题变式)四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为FeO·Fe2O3,下列关于Fe3O4的说法不正确的是( )
A.Fe3O4是一种混合物
B.FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4
C.Fe3O4与盐酸反应的产物中铁的价态有两种
D.Fe3O4俗称磁性氧化铁,常用作磁性材料
解析:选A。Fe3O4是一种铁的氧化物,属于纯净物,A错误;+2价铁具有较强还原性、容易被氧化,FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4,B正确;Fe3O4中铁元素呈+2、+3价,与盐酸反应得到氯化亚铁、氯化铁,故产物中铁的价态有两种,C正确;Fe3O4具有磁性,俗称磁性氧化铁,常用作磁性材料,D正确。
3.(2024·六安一中高一检测)下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是( )
A.在自然界中,不可能有游离态的铁存在
B.磁铁矿的主要成分是Fe3O4,Fe2O3俗称铁红
C.向某溶液中先通入Cl2,再加入KSCN溶液,溶液变为红色,说明原溶液中一定含有Fe2+
D.铁的氧化物能与酸反应生成盐和水,因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物
解析:选B。陨铁中存在游离态的铁,A错误;磁铁矿的主要成分是磁性氧化铁,化学式为Fe3O4,赤铁矿俗称铁红,其主要成分是Fe2O3,可用于生产红色颜料和红色油漆,B正确;若原溶液中存在Fe3+,通入Cl2后加入KSCN溶液,溶液也为红色,C错误;Fe2O3、FeO与酸反应都生成盐和水,二者都是碱性氧化物,但Fe3O4与酸反应生成两种盐,不属于碱性氧化物,D错误。
知识点三 铁的氢氧化物[学生用书P96]
INCLUDEPICTURE "教材自主预习LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "教材自主预习LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1.铁的氢氧化物的比较
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 __________色固体 _____________色固体
溶解性 __________溶于水 _____________溶于水
酸碱性 弱碱性 弱碱性
稳定性 在空气中易被氧化为________ 受热易分解:2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
和非氧化性酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3现象:在空气中白色沉淀迅速变成 _____色,最后变成 色
2.铁的氢氧化物的制备
实验目的 制备Fe(OH)2 制备Fe(OH)3
实验操作 INCLUDEPICTURE "BL14.TIF" INCLUDEPICTURE "BL14.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "BL15.TIF" INCLUDEPICTURE "BL15.TIF" \* MERGEFORMAT
实验现象 产生_____________色沉淀,在空气中迅速变成__________________色,最后变成__________________色 生成__________________________色沉淀
有关反应方程式 _______________________,_____________________ _____________
[答案自填] 白 红褐 难 难 Fe(OH)3
灰绿 红褐 白 灰绿 红褐 红褐
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "自我诊断LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)Fe2+在溶液中呈浅绿色,因此Fe(OH)2沉淀为灰绿色( )
(2)Fe(OH)3不能利用化合反应生成( )
(3)为防止Fe(OH)2被氧化,在制备时,常采用新制的FeSO4溶液和煮沸的NaOH溶液制备( )
(4)Fe(OH)2非常不稳定,在空气中易转化为Fe(OH)3( )
(5)若向某溶液中加入NaOH溶液,生成的沉淀由白色迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,则该溶液中存在Fe2+( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "多维迁移应用LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1.下列说法不正确的是( )
A.Fe3O4与盐酸反应生成两种盐
B.FeO不稳定,在空气中受热被氧化为Fe3O4
C.Fe(OH)2不稳定,具有较强的氧化性
D.Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定
解析:选C。Fe3O4与盐酸反应生成FeCl2和FeCl3两种盐,A正确;FeO不稳定,在空气中受热被氧化为Fe3O4,B正确;Fe(OH)2具有较强的还原性,易被氧化为Fe(OH)3,C错误,D正确。
2.(2024·泰安高一检测)实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2,为了使产物不容易被氧化,下列说法不正确的是( )
A.配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B.可在FeCl2溶液的上面加一层煤油,以隔绝空气
C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,胶头滴管尖嘴不能伸入溶液中
D.产生Fe(OH)2沉淀后,不能振荡试管
解析:选C。向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液液面以下,防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气溶有氧气,C错误。
3.(2024·黑龙江省实验中学高一月考)某同学欲利用如下图所示装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25F11.TIF" INCLUDEPICTURE "25F11.TIF" \* MERGEFORMAT
A.X可以是稀硫酸或NaOH溶液
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开b,再向烧瓶中加入X
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在
解析:选D。乙装置中盛有NaOH溶液,甲装置内反应生成FeSO4后,利用产生的气体压入乙装置内生成Fe(OH)2。甲装置内制取FeSO4溶液,分液漏斗中盛放的X是稀硫酸,A不正确;制取Fe(OH)2,需先排尽装置内的空气,应先打开止水夹a、b,让分液漏斗中液体流下,使生成的H2将两装置内的空气排出,一段时间后关闭止水夹a,利用产生的H2将甲装置中液体沿导管压入乙装置中,反应一段时间后,可在锥形瓶内观察到白色沉淀,B、C不正确。
4.下列各图示中能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是(已知:苯为难溶于水且密度比水小的液体)( )
INCLUDEPICTURE "25F12.TIF" INCLUDEPICTURE "25F12.TIF" \* MERGEFORMAT
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
解析:选B。Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选①;Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出,且利用氢气的压力使硫酸亚铁溶液与NaOH溶液接触而反应,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选②;没有隔绝空气,生成的氢氧化亚铁易被氧化,故不选③;苯隔绝空气,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选④。
eq \a\vs4\al( INCLUDEPICTURE "反思归纳LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "反思归纳LLL.TIF" \* MERGEFORMAT )
制备Fe(OH)2的四个关键点
(1)Fe2+极易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸,尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物,以隔绝空气。
INCLUDEPICTURE "课堂检测巩固落实LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "课堂检测巩固落实LLL.TIF" \* MERGEFORMAT [学生用书P98]
1.(2024·宁波高一检测)市场上销售的食品包装有多种方式,其中一种为真空包装,如香肠、盐水鸭、月饼等食品。抽出包装袋内空气并放入一小包铁粉。铁粉主要表现的性质是( )
A.氧化性 B.还原性
C.碱性 D.酸性
解析:选B。包装袋内放入的铁粉与空气中的氧气发生反应,防止食品被氧化,起到还原剂的作用。
2.(2024·滨州高一月考)下列关于铁的叙述错误的是( )
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁铁吸引
C.铁是导电性最强的金属
D.铁具有延展性和导热性,可以制作炊具
解析:选C。铁的导电性比铜、铝的差,C错误。
3.下列说法正确的是( )
A.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热生成红棕色粉末
B.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3俗称铁红,常用于制作红色油漆和涂料
C.向热的氢氧化钠溶液中滴加饱和FeCl3溶液,制备Fe(OH)3胶体
D.工业上曾经通过反应:3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑生产金属钠,该反应利用的原理是铁的还原性比钠的强
解析:选B。FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热被氧化生成黑色粉末四氧化三铁,故A错误;赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3俗称铁红,常用于制作红色油漆和涂料,故B正确;向热的氢氧化钠溶液中滴加饱和FeCl3溶液,得到Fe(OH)3沉淀,得不到胶体,故C错误;工业上曾经通过反应:3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑生产金属钠,该反应利用的原理是铁的沸点比钠的高,故D错误。
4.(2024·天津四中高一期末)下列有关铁元素的代表物的描述错误的是( )
选项 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述
A Fe 单质 0价 在氯气中燃烧生成FeCl2
B Fe(OH)2 碱 +2价 不稳定,易被氧化
C Fe2O3 碱性氧化物 +3价 红棕色粉末
D FeCl2 盐 +2价 水溶液能和氯气反应
解析:选A。Fe为单质,元素化合价为0价,在氯气中燃烧生成FeCl3,A错误;Fe(OH)2属于碱,Fe元素化合价为+2价,性质不稳定,易被氧化,B正确;Fe2O3为红棕色粉末,可与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,Fe元素化合价为+3价,C正确;FeCl2属于盐,Fe元素化合价为+2价,具有还原性,其水溶液可与氯气发生氧化还原反应,D正确。
5.某化学小组改进制备Fe(OH)2的装置以便能较长时间观察到白色沉淀。
方案一:有机覆盖层法
INCLUDEPICTURE "24h-6.TIF" INCLUDEPICTURE "24h-6.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过_______________________,目的是____________________________。
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层植物油,作用是__________________________________________________________。
(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下,其目的是_____________________________________________。
方案二:还原性气体保护法
在如下图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。
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(4)在试管Ⅰ中加入的试剂是_____________________。
(5)在试管Ⅱ中加入的试剂是__________________________________________________。
(6)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂,塞紧塞子后的实验步骤是
______________________________________________________。
(7)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是
___________________________________________________。
答案:(1)加热煮沸 除去溶解的氧气 (2)隔绝空气 (3)防止滴加NaOH溶液时带入空气
(4)稀硫酸、铁屑 (5)NaOH溶液 (6)打开止水夹a,待试管Ⅰ中反应生成的氢气排尽装置中的空气后,再关闭止水夹a (7)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