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專題17 鐵的重要化合物 【知識回放】 鐵在地殼中的含量僅次于 、 和 ，具第 位，主要以 和 形式存在。在Fe2O3中鐵的化合價是 ，F(xiàn)eO中鐵的化合價是 ，F(xiàn)e3O4中鐵的化合價是 。 【答案】氧 硅 鋁 4 +2 +3 +3 +2 +2 和 +3 【新知精講】 一、鐵的重要化合物 1.鐵的含量及存在形態(tài) (1)含量:鐵在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁,居第四位。 (2)形態(tài):鐵的主要化合價為+2、+3,在地殼中主要是以化合物的形式存在。 2.鐵的氧化物 名稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四氧化三鐵 化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 鐵紅 磁性氧化鐵 鐵的化合價 +2 +3 +2、+3 顏色 黑色 紅棕色 黑色 溶解性 不溶 不溶 不溶 穩(wěn)定性 不穩(wěn)定 穩(wěn)定 穩(wěn)定 氧化物類別 堿性氧化物 堿性氧化物 復雜氧化物 與鹽酸反 應的離子 方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O、 Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、 Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O 用途 氧化鐵:紅色油漆、涂料、煉鐵原料 3.鐵的氫氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 顏色 白色 紅褐色 溶解性 不溶 不溶 穩(wěn)定性 在空氣中易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 與鹽酸反應(離子方程式) Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 制備(離子方程式) Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 轉(zhuǎn)化 化學方程式 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 現(xiàn)象 白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色 4.鐵鹽、亞鐵鹽 (1)Fe3+的檢驗: (2)Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化: Fe2+Fe3+ 寫出下列反應的離子方程式: ①FeCl3溶液與鐵粉:2Fe3++Fe===3Fe2+; ②FeCl2溶液與氯水:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。 (3)鐵鹽的凈水作用:鐵鹽在天然水中可生成Fe(OH)3膠體,和水中的懸浮物形成絮狀不溶物沉降下來。 二、銅鹽 1.銅屬于重金屬,化學性質(zhì)不活潑,使用銅器皿比較安全。 2.硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等銅鹽易溶于水,都有毒。 3.銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其難溶于水。 【科學探究】 探究一 “鐵三角”的轉(zhuǎn)化關系分析 問題導引 1.FeCl3溶液中逐漸加入鋅粉的反應情況如何? 提示FeCl3溶液逐漸加入鋅粉,開始FeCl3溶液過量,首先發(fā)生2Fe3++Zn===2Fe2++Zn2+,當鋅粉過量后發(fā)生Fe2++Zn===Fe+Zn2+。 2.金屬陽離子被還原一定得到金屬單質(zhì)嗎? 提示 不一定。Fe3+被還原可以生成Fe,也可以被還原生成Fe2+。 探究二 Fe3+和Fe2+的檢驗、提純 問題導引 1.若先加少量氯水,再加KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,能否證明溶液中含有Fe2+? 提示 不能,因為若原溶液中含有Fe3+,也會有同樣的現(xiàn)象,不能確定原溶液中一定含有Fe2+。 2.若Fe2(SO4)3溶液中可能含有Fe2+,用何種方法檢驗Fe2+是否存在? 提示 選用酸性KMnO4溶液,Fe2+可使紫色的酸性KMnO4溶液褪色。 【重點突破】 1.Fe、Fe2+ 、Fe3+性質(zhì) （1）Fe只有還原性,可以被氧化成+2價或+3價的鐵 如Fe+2H+===H2↑+Fe2+ 2Fe+3Cl22FeCl3 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 （2）Fe2+既有氧化性又有還原性 如2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Zn+Fe2+===Fe+Zn2+ （3）Fe3+具有較強的氧化性,可被還原為+2價或0價的鐵 如2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 2.Fe3+、Fe2+檢驗 （1）Fe3+、Fe2+的檢驗方法 Fe2+ Fe3+ 觀察法 淺綠色 棕黃色 加堿(NaOH)法 ①現(xiàn)象:白色沉淀灰綠色紅褐色沉淀 ②反應:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色) 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(紅褐色) ①現(xiàn)象:紅褐色沉淀 ②應:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(紅褐色) 加鹽(SCN-)法 ①現(xiàn)象:加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,再滴入氯水變成紅色溶液 ②反應:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3(紅色) ①現(xiàn)象:加入KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色 ②反應:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3(紅色) （2）Fe3+與Fe2+檢驗時的注意事項 ①根據(jù)Fe3+、Fe2+的顏色利用觀察法檢驗Fe3+、Fe2+時,適用于濃度較大時,若溶液較稀,離子濃度較小,易產(chǎn)生干擾,一般不用此法檢驗。 ②利用KSCN檢驗Fe2+時,要注意加入試劑的順序,即先加入KSCN溶液,再加入氯水,以免發(fā)生誤檢。 ③Fe3+與SCN-作用后的“溶液”顯紅色,注意并不是“沉淀”。 【典題探究】 典例1 已知有以下物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化 試回答:(1)B的化學式:　　　　　　　　、D的化學式:　　　 。 (2)寫出由E轉(zhuǎn)變成F的化學方程式:　　　　。 (3)常用　　　　檢驗G中的陽離子,其現(xiàn)象為　　 。 (4)向G溶液加入A的有關反應的離子方程式為　　 。 【答案】:(1)FeCl2　KCl (2)4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3 (3)KSCN溶液　棕黃色溶液變?yōu)榧t色溶液 (4)2Fe3++Fe===3Fe2+ 變式訓練1-1 按下圖要求寫出下列三個反應的化學方程式,屬于離子反應的只寫出離子方程式。 (1)BC+D:　 ; (2)EF:　 ; (3)FD:　 。 【答案】:(1)Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O (2)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 (3)Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 變式訓練1-2 除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的辦法是(　　) A.加入氫氧化鈉溶液 B.通入氯氣 C.加入銅粉 D.加入鐵粉 【答案】:D 【解析】:要實現(xiàn)“Fe3+→Fe2+”的轉(zhuǎn)化,需要加入還原劑,且不引入新的雜質(zhì)離子,最好的辦法是加入足量鐵粉充分反應后過濾,發(fā)生的化學反應為2FeCl3+Fe===3FeCl2。 變式訓練1-3 下列關于Fe2+和Fe3+的敘述中,錯誤的是(　　) A.Fe2+的水溶液為淺綠色 B.Fe3+的水溶液為黃色 C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有還原性 D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出現(xiàn)紅色沉淀 【答案】:D 【解析】:Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成紅色可溶性物質(zhì),不是紅色沉淀。 典例2 向某溶液中加入含F(xiàn)e2+的溶液后,無明顯變化。當再滴入幾滴新制氯水后,混合溶液變成紅色,則下列結論錯誤的是(　　) A.該溶液中一定含有SCN- B.氧化性:Fe3+>Cl2 C.Fe2+與SCN-不能形成紅色物質(zhì) D.Fe2+被氧化為Fe3+ 【答案】:B 變式訓練2-1 要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+,而可能含有Fe2+,進行如下實驗操作的最佳順序為(　　) ①加入足量氯水　 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液 A.①③ B.③② C.③① D.①②③ 【答案】:C 【解析】:先加入少量KSCN溶液,若無紅色,證明無Fe3+,然后加足量的氯水,若出現(xiàn)紅色,說明有Fe2+存在。不用加入足量酸性KMnO4溶液的原因是酸性KMnO4溶液是紫紅色的溶液,干擾Fe2+檢驗。 變式訓練2-2 硫酸亞鐵緩釋片可以補鐵、防治貧血,但存放不當很容易變質(zhì),藥片中的Fe2+被氧化生成Fe3+。若將藥片配成溶液,需使用剛剛煮沸過又冷卻的蒸餾水,原因是　　　　　　　　　　　　　　。 實驗室檢驗Fe3+,除了可以用堿外,常用的試劑是　　　　(填化學式),若　　　　,則證明有Fe3+。 【答案】:防止水中溶解的氧氣氧化Fe2+　KSCN　溶液變成紅色 【解析】:硫酸亞鐵緩釋片溶于水時,藥片中的Fe2+易被水中溶解的O2氧化為Fe3+,因此將藥片配成溶液時,應預先將蒸餾水煮沸,以除去水中溶解的O2;檢驗Fe3+,還可以用KSCN溶液,Fe3+與SCN-發(fā)生反應使溶液變紅色。 變式訓練2-3 下列離子的檢驗方法合理的是(　　) A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色,說明不含F(xiàn)e2+ B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液變紅色,說明原溶液中含有Fe2+ C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3+ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色,說明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+ 【答案】:C