课件35张PPT。第三章 铁 金属材料新知探究(一) 铁单质的化学性质[学考层级]新知探究(二) 铁的氧化物的性质[学考层级]四氧化三铁氧化铁氧化亚铁铁的氧化物制磁铁及
炼铁原料油漆、涂料及
炼铁原料—用途Fe3O4＋8HCl ===2FeCl3＋
FeCl2＋4H2OFe2O3＋6HCl
===2FeCl3＋3H2O FeO＋2HCl ===FeCl2＋H2O 与酸反应均不溶于水溶解性—碱性氧化物碱性氧化物氧化物类别黑色晶体红棕色粉末黑色粉末颜色、状态磁性氧化铁铁红—俗名＋2、＋3＋3＋2铁的化合价Fe3O4Fe2O3FeO化学式新知探究(三) 铁的氧化物的性质[选考层级]谢观看THANK YOU FOR WATCHING谢课件44张PPT。新知探究(一) 铁的氢氧化物的制备[学考层级]新知探究(二) Fe 、Fe 的检验和相互转化[学考层级]2＋3＋新知探究(三) Fe 、Fe 的相互转化[选考层级]2＋3＋新知探究(四) 以亚铁化合物的制备[选考层级]为载体的综合实验谢观看THANK YOU FOR WATCHING谢课时跟踪检测（十七） 铁的氢氧化物 铁盐和亚铁盐
A级—学业水平考试达标练
1．检验Fe3＋通常选用KSCN溶液，现象是溶液变为( )
A．黄色 B．蓝色
C．红色 D．浅绿色
解析：选C 检验Fe3＋的方法，首选KSCN溶液，反应灵敏，现象明显。注意描述的正确现象是溶液变为红色，注意不要说成产生红色沉淀。
2．苹果汁饮料中含有Fe2＋，鲜榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，榨汁时加入维生素C可有效防止这种现象发生，说明维生素C具有( )
A．氧化性 B．还原性
C．碱性 D．酸性
解析：选B 在空气中，O2能够把Fe2＋氧化为Fe3＋；而加入维生素C可以有效防止氧化，说明被氧化的是维生素C而不是Fe2＋，此时维生素C表现了还原性。
3．实验室中为了妥善保存硫酸亚铁溶液常加入少量的( )
A．镁粉 B．锌粉
C．铁片 D．铜片
解析：选C A项，镁粉与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁；B项，锌粉与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁；C项，硫酸亚铁易被氧化为硫酸铁，为防止亚铁离子被氧化，实验室中为了妥善保存硫酸亚铁溶液常加入少量的铁片；D项，铜片与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，会引入新杂质。
4．FeCl3、CuCl2混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是( )
A．加入 KSCN溶液一定不变红色
B．溶液中一定含有Fe3＋
C．溶液中可能含Cu2＋
D．剩余固体中一定有铜
解析：选B Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，加入铁粉，根据氧化还原反应中先强后弱规律，反应先后顺序为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu或者Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。因为有固体存在，该固体可能是Fe、Cu的混合物，也可能是Cu，无论哪种情况，得出溶液中一定不含有Fe3＋，因此加入KSCN溶液后，溶液不变红，故A说法正确，B说法错误；如果铁粉与Cu2＋反应，铁粉不足，溶液中有Cu2＋，固体为Cu单质，也符合题意，故C说法正确；根据上述分析，剩余固体中一定含有铜，故D说法正确。
5．把含有氧化铁的铁片投入足量的稀盐酸中，直到铁片完全溶解，经分析该溶液中无Fe3＋，且生成的Fe2＋与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1，则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为( )
A．4∶1 B．3∶1
C．2∶5 D．1∶1
解析：选C 设原混合物中含有Fe、 Fe2O3的物质的量分别是x、y，则
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
y 2y
2FeCl3＋Fe===3FeCl2
2y y 3y
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
x－y x－y x－y
则[3y＋(x－y)]∶(x－y)＝3∶1，y∶x＝2∶5。
6．某工厂的废渣中混有少量的锌粉和氧化铜(其他成分不跟酸反应)，跟大量废盐酸接触形成污水，产生公害。若向污水中撒入铁粉且反应后铁粉有剩余，此时污水中一定含有的金属离子是( )
A．Fe2＋、Cu2＋ B．Zn2＋、Fe2＋
C．Cu2＋、 H＋ D．Zn2＋ 、H＋
解析：选B 当少量的氧化铜和锌粉混合后，氧化铜与锌都可以与盐酸反应生成氯化锌和氯化铜，且因为铁的活动性比铜强，所以可以置换出溶液中的铜而生成氯化亚铁，且铁粉过量，则一定不含有氯化铜；由于铁的活动性比锌弱，所以不会置换出锌，溶液中一定含有的溶质是ZnCl2、FeCl2，则污水中一定含有的金属离子是Zn2＋、Fe2＋。
7．下列描述中不正确的是( )
A．FeSO4 可用于防止食品氧化变质，延长食品的保质期
B．Fe2O3为红棕色粉末，生活中常用作颜料
C．向Fe2(SO4)3 溶液中加入足量的铁粉，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液马上变成红色
D．铁和水蒸气反应，生成紫黑色的Fe3O4
解析：选C Fe2＋具有还原性，能被其他氧化剂氧化，从而防止食品氧化变质，使食品保质期延长， A正确；Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料， B正确；向Fe2(SO4)3溶液中加入足量铁粉，则溶液中Fe3＋全部转化成Fe2＋，Fe2＋不与KSCN溶液反应，溶液不会变成红色， C错误；铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)高温,Fe3O4＋4H2，则生成紫黑色的Fe3O4, D正确。
8．向34.4 g Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入500 mL2 mol·L－1 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，生成气体在标准状况下的体积为2.24 L，在所得溶液中加入KSCN溶液后，溶液不变色。则原混合物中铁元素的总质量为( )
A．22.4 g B．28.0 g
C．32.0 g D．33.6 g
解析：选B 用盐酸溶解后，得到的产物加KSCN溶液，无红色出现，说明得到的产物是氯化亚铁，即混合物中的铁元素全在氯化亚铁中，盐酸的物质的量为2 mol·L－1×0.5 L＝1 mol，根据氯原子守恒，则n(Fe)＝n(FeCl2)＝n(HCl)＝0.5 mol，m(Fe)＝0.5 mol×56 g·mol－1＝28.0 g。
9．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－1 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，说明Cl2可将Fe2＋氧化。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________________________________________________________________________。
解析：(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在FeCl2溶液中需加入少量铁屑发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，其目的是防止氯化亚铁被氧化。(2)氯气具有氧化性，能把氯化亚铁氧化为氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响。
答案：(1)防止Fe2＋被氧化
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
B级—选考等级考试增分练
1．某铁的氧化物(FexO) 1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2，恰好将Fe2＋完全氧化。下列说法正确的是( )
A．FexO溶于足量盐酸后只生成了FeCl3和H2O
B．标准状况下112 mL Cl2的物质的量是5 mol
C．x＝0.8
D．通入Cl2后，发生反应的离子方程式：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
解析：选C 某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中，再通入氯气，将Fe2＋完全氧化生成Fe3＋，所以FexO溶于HCl有FeCl2生成， A错误；标准状况下，氯气的物质的量是＝0.005 mol, B错误； FexO中Fe的平均化合价为，被氧化为Fe3＋，根据电子守恒可知，转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为0.005 mol×2＝0.01 mol，则有××x＝0.01 mol，解得x＝0.8, C正确；通入Cl2后，发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，D错误。
2．向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于溶液中阳离子的判断正确的是( )
A．只有Fe2＋和Cu2＋
B．一定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋
C．一定有Fe2＋，可能有Cu2＋
D．只有Fe2＋
解析：选C 根据剩余的固体为红色可知，剩余的固体中含有铜，所以溶液中一定没有Fe3＋，一定含有Fe2＋，但Cu2＋不能确定。
3．绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对某绿矾样品进行了如下探究，请回答下列有关问题：
(1)在试管中加入少量该绿矾样品，加水溶解，分别滴加稀硫酸和KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，由此得出的结论是________________________________。若向试管中继续通入空气，观察到溶液逐渐变红，说明溶液中的Fe2＋转化为________。
(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 m2 g。按图示连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是________；B中可加入下列试剂中的________(填标号)。
a．Al2O3 b．Ca(OH)2 c．CuSO4 d．NaCl
②打开K1和K2，缓缓通入N2，点燃酒精灯，加热，接下来的实验操作步骤正确排序是________(填标号)。
a．熄灭酒精灯 b．关闭K1和K2
c．称量A d．冷却到室温
解析：(1)滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，可知样品中没有Fe3＋，但亚铁离子不稳定，易被空气中氧气氧化生成铁离子，最终溶液变红色。(2)①B为球形干燥管，作用是防止外界空气中的水蒸气进入实验装置并吸收反应排出的水蒸气，Al2O3、Ca(OH)2、NaCl 均不能吸收水蒸气，CuSO4能够与水蒸气反应生成水合硫酸铜。②实验时，为避免亚铁被氧化，应先通入氮气，排出装置中的水蒸气和氧气，点燃酒精灯，加热，充分反应后，熄灭酒精灯，冷却后关闭开关，称量固体质量的变化，正确的实验顺序为adbc。
答案：(1)Fe2＋没有氧化生成Fe3＋(或“亚铁盐没有被氧化”一类的答案) Fe3＋ (2)①球形干燥管 c ②adbc
课时跟踪检测（十六） 铁单质及其氧化物
A级—学业水平考试达标练
1．铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法正确的是( )
A．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
B．常温下铁在浓硫酸中钝化
C．铁在氧气中燃烧生成物为三氧化二铁
D．纯铁(块状)是黑色金属
解析：选B 铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，A错误；在常温下铁遇浓硫酸表面被氧化产生一层致密的氧化物保护膜，故在浓硫酸中钝化，B正确；铁在氧气中燃烧生成物为四氧化三铁，C错误；纯铁(块状)是银白色金属，D错误。
2．互联网上报道，目前世界上有近20亿人患有缺铁性贫血。这里的“铁”是指( )
A．铁元素 B．铁单质
C．四氧化三铁 D．三氧化二铁
解析：选A 由所学知识可知人体中的铁元素是以化合态形式存在的，这里的铁是指铁元素。
3．关于实验室铁和稀盐酸反应的描述正确的是( )
A．这是一个置换反应
B．反应的化学方程式是2Fe＋6HCl===2FeCl3＋3H2↑
C．实验现象是出现气泡，溶液由无色变为棕黄色
D．如果把稀盐酸改为浓盐酸会出现钝化现象
解析：选A 铁和稀盐酸反应时有单质铁参加，有单质氢气生成，该反应属于置换反应， A正确；铁和稀盐酸发生置换反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式是Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，B错误；铁和稀盐酸反应的实验现象是固体溶解，有气泡冒出，溶液由无色变为浅绿色， C错误；铁在浓盐酸中不会出现钝化现象， D错误。
4．高温时铁与水蒸气能发生反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，该反应属于( )
A．置换反应 B．分解反应
C．化合反应 D．复分解反应
解析：选A 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2是单质与化合物反应产生新的单质和新的化合物，该反应是置换反应。
5．下列关于铁的氧化物说法不正确的是( )
A．铁的氧化物通常状况下都是有色固体
B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋
C．氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁俗称为铁锈
D．工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁
解析：选C 铁的氧化物通常状况下都是有色固体，如氧化铁是红棕色，氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色的，A正确；四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，其中是Fe2＋、是Fe3＋，Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3形成的化合物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋，B正确；铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，C错误；工业上常使用铁的氧化物做原料用一氧化碳冶炼铁，D正确。
6．关于铁及其化合物的说法错误的是( )
A．自然界中只有化合态铁
B．铁有三种氧化物
C．亚铁离子既有氧化性也有还原性
D．氢氧化铁为红褐色沉淀
解析：选A 自然界中铁元素主要以化合态形式存在，游离态的铁元素主要存在于陨石中，A项错误；铁元素的常见化合价为＋2价、＋3价，铁有三种氧化物：FeO、Fe3O4、Fe2O3，B项正确；亚铁离子中铁元素的化合价为＋2价，Fe2＋既能表现氧化性被还原成Fe，又能表现还原性被氧化成Fe3＋，C项正确；Fe(OH)3为红褐色难溶于水的固体，D项正确。
7．在加热条件下，用普通铁粉和水蒸气反应可得到铁的氧化物，该氧化物是( )
A．FeO B．Fe3O4
C．Fe2O3 D．CuO
解析：选B 高温下，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
8．下列反应能生成三价铁的是( )
A．铁丝在硫蒸气中燃烧
B．铁与硫酸铜溶液反应
C．铁在氯气中燃烧
D．铁与稀硫酸溶液反应
解析：选C 铁丝在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铁，生成的是二价铁，故A错误；铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，生成的是二价铁，故B错误；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，生成的是三价铁，故C正确；铁与稀硫酸溶液反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的是二价铁，故D错误。
9．Fe与水蒸气反应实验装置如图所示。
(1)装置A的作用是_________________________________________________________。
(2)B中反应的化学方程式为_______________________________________________。
(3)C的作用是除杂，使用的试剂是_________________________________________。
(4)在D处玻璃管口点燃生成的气体前，必须对该气体进行________。
解析：(1)主体反应中，反应物铁放在装置B的直形玻璃管中，则装置A持续提供水蒸气。(2)加热时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁，则B中的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。(3)主体反应生成的氢气中混有未反应的水蒸气，则C的作用是干燥氢气，可使用碱石灰或P2O5等。(4)在D处玻璃管口点燃生成的氢气之前，必须检验其纯度。
答案：(1)持续提供水蒸气
(2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(3)碱石灰(或P2O5等) (4)验纯
10．有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体；B也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体。根据以上信息回答下列问题：
(1)写出化学式：A________；B________；C________。
(2)写出化学方程式。
①A在空气中燃烧_________________________________________________________；
②A与水反应____________________________________________________________。
解析：淡黄色固体是过氧化钠，故A是钠；B能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，故B是镁；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体，故C是铁。
答案：(1)Na Mg Fe
(2)①2Na＋O2Na2O2
②2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
B级—选考等级考试增分练
1．将11.5 g钠、28 g铁分别放入20 mL 1 mol·L－1的盐酸中，结果正确的是( )
A．钠与盐酸反应比铁剧烈，产生的气体多
B．铁与盐酸反应比钠剧烈
C．铁与盐酸反应产生的气体多
D．反应结束时产生的气体一样多
解析：选A 反应的剧烈程度由金属活泼性决定，即钠比铁剧烈，钠、铁物质的量依次为0.5 mol、0.5 mol，盐酸物质的量均为0.02 mol。可见，铁与盐酸反应时过量，生成H2为0.01 mol。而钠先与酸反应，后与水反应，共生成H2 0.25 mol。
2．在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉俗称“引火铁”。请分别用图中示意的两套装置制取上述铁的氧化物和“引火铁”。(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)
请填写下列空白：
(1)①试管A中应加入的试剂是________。
②需要加热的装置是________，当实验结束时应该先熄灭________处的酒精灯。
③试管D中收集得到的是____________，C的作用是____________。
(2)①G中应加入的试剂是________。
②试管E中发生反应的化学方程式是_________________________________________。
解析：(1)①根据题干信息可知A中发生的反应为铁在高温下和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，试管A是铁与水蒸气反应的装置，故在A中装的应该是铁粉。②反应需要在高温下进行，则A装置需要加热。又因为需要提供水蒸气，所以B装置还需要加热，当实验结束时应该先熄灭A处的酒精灯，在水蒸气的氛围中冷却。③在反应过程中要生成氢气，氢气不溶于水，所以D是用来收集氢气的，为了防止向试管中通入水蒸气使试管骤冷，引起水的倒流从而在试管和收集气体的试管中间加上了烧瓶，保证实验安全，即C为安全瓶，起防止倒吸的作用。(2)①装置I是用来制取氢气的装置，由于使用的是稀盐酸来制取氢气，所以在产生氢气的同时可能带出部分水蒸气和氯化氢气体，故在U形管中加入固体来干燥气体，吸收氯化氢和水蒸气，所以G中应加入的试剂是碱石灰。②依据装置和实验目的分析，试管E中发生的反应是氢气还原四氧化三铁的反应，反应的化学方程式是Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O。
答案：(1)①铁粉 ②AB A ③H2 防倒吸
(2)①碱石灰 ②Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O
3．铁是人类目前使用最多的金属，可以形成多种氧化物。某实验小组欲利用氢气还原法测定某铁的氧化物(FexOy)的组成，根据实验内容回答下列问题：
(1)按各部分仪器在该实验中的作用分析：装置E中盛放的药品是________，作用是________________________________________________________________________。
(2)实验装置用上面所列仪器组成，按氢气流向的连接顺序是(填入接口字母)a→________________________________________________________________________。
(3)实验前，将该铁的氧化物放在坩埚内低温烘焙，这样做的目的是________________________________________________________________________，
若缺少此步骤，会导致x∶y________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)称取烘焙后样品3.04 g，与氢气充分反应后生成水0.9 g，则该样品的组成为________。
解析：(1)(2)根据装置图可判断实验原理是利用氢气还原氧化物来测定其组成。由于盐酸易挥发，生成的氢气中含有氯化氢气体，因此需要除去氯化氢，且进入装置C的氢气必需是干燥的，同时还必须防止空气中的水蒸气和CO2影响实验，因此连接顺序为aihgfde(ed)bc(cb)j，则装置E是用来除去氯化氢的，其中盛放的药品是蒸馏水(或NaOH溶液)。(3)由于样品中可能含有水蒸气，因此实验前，将该铁的氧化物放在坩埚内低温烘焙的目的是除去样品中的水蒸气，防止U形管产生额外的增重。若缺少此步骤，生成的水质量增加，即氧原子的个数会增加，从而会导致x∶y偏小。(4)称取烘焙后样品3.04 g，与氢气充分反应后生成水0.9 g，则样品中氧原子的物质的量为＝0.05 mol，质量是0.05 mol×16 g·mol－1＝0.8 g，所以铁的质量是3.04 g－0.8 g＝2.24 g，铁的物质的量是＝0.04 mol，即铁和氧的个数之比是0.04∶0.05＝4∶5，则该样品的组成为Fe4O5(或2FeO·Fe2O3)。
答案：(1)蒸馏水(或NaOH溶液) 除去H2中混有的HCl
(2)ihgfde(ed)bc(cb)j
(3)除去样品中的水蒸气，防止U形管产生额外的增重 偏小
(4)Fe4O5(或2FeO·Fe2O3)
