人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料专题突破四铁的“价—类”二维图课件（31页ppt）

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专题突破四 铁的“价—类”二维图
　
第三章　铁 金属材料
1．铁元素的“价—类”二维图
2．从物质分类的角度理解铁及其化合物的性质
(1)Fe2O3、FeO是____氧化物，分别溶于稀硫酸反应的离子方程式：
___________________________________；
___________________________________。
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3属于____，分别溶于稀盐酸反应的离子方程式：
_____________________________________；
_____________________________________。
(3)FeCl2、Fe2(SO4)3都属于__，能和碱发生反应生成氢氧化物沉淀。如：
FeCl2＋2NaOH===_____________________；
Fe2(SO4)3＋6NaOH===_________________________。
碱性
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
FeO＋2H＋===H2O＋Fe2＋
碱
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
盐
Fe(OH)2↓＋2NaCl
2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4
氧化
针对练1.将铁粉放入由盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中，充分反应后，铁粉有剩余，则溶液含有的大量的阳离子是
A．Cu2＋和Fe2＋ B．H＋和Cu2＋
C．Fe3＋和Fe2＋ D．Fe2＋和Mg2＋
铁粉有剩余，说明一定没有Fe3＋、Cu2＋和氢离子，而溶液中的镁离子不会和铁单质发生反应，则溶液中含有的阳离子是Fe2＋和Mg2＋。
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针对练2.物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。如图为铁及其化合物的“价—类”二维图。下列有关说法不正确的是
A．物质A与不同的氧化剂反应可能得到不同价态的含铁化合物
B．通过化合反应和置换反应都能生成Fe3O4
C．从物质类别来看，物质B属于碱性氧化物，能与水反应生成物质C
D．从元素价态来看，Fe2＋既具有氧化性又具有还原性
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课时测评
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1．下列离子方程式正确的是
A．氧化铁与盐酸反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe2＋＋3H2O
B．Fe与FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
C．Fe与盐酸反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
D．Fe与CuSO4溶液反应：Fe＋Cu2＋===Fe3＋＋Cu
氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，正确的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，故A错误；Fe与FeCl3溶液反应生成氯化亚铁，正确的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故B错误；Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故C正确；Fe与CuSO4溶液反应生成硫酸亚铁和铜，正确的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故D错误。
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铁离子可以和碱之间反应生成氢氧化亚铁，生成的氢氧化亚铁极易被氧化，然后迅速变为氢氧化铁，所以向含有Fe2＋的溶液中加入氢氧化钠溶液，先产生白色沉淀，后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则溶液中一定含有Fe2＋。
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4．将适量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋浓度相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是
A．2∶3 B．3∶2 C．1∶2 D．1∶1
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5．在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a＞c，则下列说法正确的是
A．残余固体是铜和铁
B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋
C．将残余固体加入到稀H2SO4中，有气泡产生
D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋
6．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是
选项 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论
A 在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水 浅绿色溶液变成棕
黄色溶液 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe2＋具
有还原性
B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无
色溶液 Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ Fe2＋具
有还原性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅
绿色溶液 Fe3＋＋Fe===2Fe＋ 铁单质具
有还原性
D 在氯化铁溶液中加入铜粉 蓝色溶液变成棕黄
色溶液 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋具
有氧化性
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氯气能够将Fe2＋(浅绿色)氧化为Fe3＋(棕黄色)，A项正确；B项得到的结论应该是Fe2＋具有氧化性；C项的离子方程式错误；D项的实验现象应该是铜粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为蓝色。
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7．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是
A．维生素C能将Fe3＋转化为Fe2＋，该过程中维生素C被还原
B．Fe3O4中铁元素为＋4价
C．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为复分解反应
D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，最终变成红褐色
将Fe3＋转化为Fe2＋，Fe元素发生还原反应，可知维生素C表现还原性，作还原剂，被氧化，故A错误；Fe3O4中铁的化合价有＋2、＋3价，由化合物中各元素化合价代数和为0可知Fe3O4中铁的化合价为两个铁原子显＋3价，一个铁原子显＋2价，故B错误；工业上用CO还原Fe2O3炼铁，反应中有元素的化合价变化，不是复分解反应，故C错误；Fe(OH)2浊液露置于空气中，白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，故D正确。
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还原性：I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋，A正确；还原性：I－>Fe2＋，故通入氯气时，碘离子先被氧化，即3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3不能发生，B正确；还原性：I－>Fe2＋>Cl－，故要氧化I－而不氧化Fe2＋和Cl－，可以加入FeCl3，C正确；由信息①可知，氯离子也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，使其褪色，故若紫色褪去，则溶液中也可能没有二价铁，可能含有氯离子，D错误。
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9．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：
下列叙述正确的是
A．A为Fe，B为FeO
B．C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到棕黄色
C．④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
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10．裂解水制氢气的过程如下图所示。下列说法不正确的是
A．反应Ⅰ的化学方程式是Fe3O4＋CO===3FeO＋CO2
B．反应Ⅱ的化学方程式是3FeO＋H2O(g)===Fe3O4＋H2
C．总反应的化学方程式是C＋2H2O(g)===CO2＋2H2
D．铁的氧化物是裂解水的催化剂
反应Ⅰ的反应物是Fe3O4、CO，生成物是FeO、CO2，则根据得失电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式是Fe3O4＋CO===3FeO＋CO2，A正确；反应Ⅱ的反应物是FeO、H2O(g)，生成物是Fe3O4、H2，则反应Ⅱ的化学方程式是3FeO＋H2O(g)===Fe3O4＋H2，B正确；反应Ⅲ的反应物是CO2、C，生成物是CO，反应方程式为CO2＋C===2CO，将反应Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ，整理可得化学方程式为：
C＋H2O(g) CO＋H2，C错误；铁的氧化物Fe3O4、FeO参与反应，但总反应为C＋H2O(g) CO＋H2，生成物没有Fe3O4、FeO，所以铁的氧化物是裂解水的催化剂，D正确。
11．(2023·山东聊城高一上期末)利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图如图，已知：Zn溶于强碱时生成可溶于水的[Zn(OH)4]2－。下列有关说法正确的是
A．Fe3O4是碱性氧化物，是具有磁性的黑色晶体
B．滤液中存在的离子有Na＋、[Zn(OH)4]2－、OH－
C．“酸溶”的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋H2O
D．“氧化”的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋
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Fe3O4是一种复杂的化合物，是具有磁性的黑色晶体，不是碱性氧化物，故A错误；Zn溶于强碱时生成可溶于水的[Zn(OH)4]2－，Fe与NaOH溶液不反应，则滤液含过量NaOH，存在的离子有Na＋、[Zn(OH)4]2－、OH－，故B正确；“酸溶”的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故C错误；由流程可知，过氧化氢只氧化部分亚铁离子，故D错误。
12．实验室有FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液，其中Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋的物质的量之比为3∶2∶1。
(1)现加入适量铁粉，请写出溶液中可能发生的离子反应：_____________
__________________________________。
3Fe2＋、 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
Fe＋2Fe3＋===
把Fe加入FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，可能发生两个反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
(2)当向混合液中加入铁粉时，首先与铁粉发生反应的离子是________。
由于2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，氧化性：Fe3＋＞Cu2＋>Fe2＋，加入铁粉后氧化性最强的Fe3＋优先反应。
Fe3＋
(3)加入适量铁粉后，最后溶液中Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋的物质的量之比变为1∶2∶4，则参加反应的铁粉与原溶液中Fe2＋的物质的量之比为________。
Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量之比由3∶2∶1变为1∶2∶4，显然Fe3＋有剩余，Cu2＋不参加反应。若Fe3＋由3 mol变为1 mol，据2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知参加反应的铁为1 mol，所以参加反应的铁粉与原溶液中的Fe2＋的物质的量之比为1∶1。
1∶1
双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe2＋氧化为Fe3＋，则②中反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
13．硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：
请回答下列问题：
(1)向操作①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，则该滤液中含有_____(填离子符号)。
(2)操作②中反应的离子方程式：____________________________________。
Fe3＋
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(3)操作④中一系列处理的操作步骤：过滤、________、灼烧、_________
_________、称量。
步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，即过滤、洗涤、灼烧、冷却至室温、称量。
洗涤
至室温
冷却
(4)假设实验中的损耗忽略不计，则每片补血剂含铁元素的质量为_______
_______________________________g(用含a的代数式表示)。
0.07a