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    2019版新教材化学人教版必修第一册学案:第三章第一节第二课时 铁的重要化合物
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    高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第二课时导学案及答案

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    这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第二课时导学案及答案,共6页。

    第二课时 铁的重要化合物





    1.某钢铁厂附近居民经常受到该厂产生的红棕色烟雾的困扰。据你估计这一空气污染物中可能含有( )


    A.Fe粉尘 B.FeO粉末


    C.Fe3O4粉尘 D.Fe2O3粉尘


    答案 D


    解析 各选项中只有Fe2O3为红棕色。


    2.指南针是我国古代四大发明之一,制造指南针的磁性物质是( )


    A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe


    答案 C


    解析 Fe3O4具有磁性,俗称磁性氧化铁;铁是能被磁化的物质,本身没有磁性。


    3.有关铁的氧化物的说法中不正确的是( )


    A.Fe3O4是黑色晶体,该晶体中每三个铁原子中有2个显+3价,1个显+2价


    B.FeO、Fe3O4、Fe2O3都能与稀H2SO4反应生成盐和水,所以都是碱性氧化物


    C.FeO不稳定,空气中受热易转化为Fe3O4


    D.Fe2O3俗称铁红,常用作红色油漆和涂料


    答案 B


    解析 Fe3O4是复杂的氧化物,碱性氧化物应有对应的水化物,而Fe3O4没有对应的水化物。





    铁的氧化物


    (1)铁的氧化物中Fe的常见化合价只有+2价和+3价,Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物,通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。


    (2)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,Fe3O4不属于碱性氧化物。


    (3)Fe3O4与盐酸反应可看作Fe2O3、FeO分别与盐酸反应,然后把两个反应式相加。


    (4)FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如HNO3)发生氧化还原反应,+2价的铁均被氧化成+3价。


    4.关于Fe(OH)2的制备能够成功的是 ( )


    A.向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液


    B.向FeSO4溶液中逐滴加入氨水


    C.先将吸有NaOH溶液的长滴管插到FeSO4液面下,再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2


    D.取新配制的FeSO4溶液适量放入试管中,然后向试管内逐滴加入NaOH溶液


    答案 C


    解析 Fe(OH)2的制备可用Fe2+盐溶液与强碱或弱碱反应制得,但由于Fe(OH)2有很强的还原性,接触空气迅速被氧化生成Fe(OH)3,所以制备中特别注意隔绝 Fe(OH)2与空气的接触。





    Fe(OH)2制备时的注意事项


    (1)Fe2+易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配,且配制FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除去氧气。


    (2)为了防止NaOH溶液加入时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入到FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。


    (3)为防止Fe2+氧化,还可向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量煤油液封。


    5.只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开,该试剂是( )


    A.BaCl2溶液 B.CuCl2溶液


    C.FeCl3溶液 D.FeCl2溶液


    答案 C


    解析 氯化钡不能鉴别KSCN和氢氧化钠,氯化铜不能区分KSCN和稀硫酸,氯化亚铁不能鉴别KSCN和稀硫酸。


    6.鉴别Fe2+和Fe3+可用下列试剂中的( )


    ①NaOH溶液 ②稀H2SO4 ③KSCN溶液 ④铜片


    ⑤KI淀粉溶液


    A.①②③ B.①③④⑤ C.③④⑤ D.②③④


    答案 B


    解析 ①向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后,观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;Fe3+与OH-反应,生成红褐色Fe(OH)3;②稀硫酸和Fe2+及Fe3+都不反应,不能区别Fe2+和Fe3+;③加入KSCN溶液,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,溶液立即呈红色,证明含有三价铁离子;④2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,溶液由黄色变蓝色,Fe2+不反应;⑤2Fe3++ 2I-===2Fe2++I2,碘遇淀粉溶液变蓝色。


    7.要证明某溶液中不含Fe3+,而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序为( )


    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 检测Fe2+时,先取少量溶液于试管中,加入KSCN溶液,若不变红色(无Fe3+),再加入氯水,若变红色,则说明有Fe2+,此处不可用酸性KMnO4溶液来氧化Fe2+,因为KMnO4本身是紫色的,若用量不当,会干扰Fe2+的检验。





    检验Fe2+的注意事项


    (1)只含Fe2+的溶液


    检验Fe2+加入试剂的顺序:待测液eq \(――→,\s\up7(KSCN溶液))不变色


    eq \(――→,\s\up7(氧化剂),\s\d5(如氯水、H2O2))红色(含Fe2+,不含Fe3+)。


    ①加KSCN溶液前,不能加氧化性物质[如H2O2、NOeq \\al(-,3)(H+)等],防止Fe2+被氧化。


    ②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液,原因有:酸性KMnO4溶液本身显紫红色,对Fe(SCN)3红色有干扰;酸性KMnO4溶液能氧化KSCN,溶液不变红色,不能证明不含Fe2+。


    (2)同时含有Fe2+和Fe3+的溶液


    Fe2+对检验Fe3+无干扰,可以滴加KSCN溶液检验Fe3+;Fe3+对检验Fe2+有干扰,不能加KSCN溶液检验Fe2+,通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去说明含有Fe2+。


    8.制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列判断一定错误的是( )


    A.烧杯中有铜、无铁 B.烧杯中有铁、无铜


    C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无


    答案 B


    解析 溶液中有Cu2+而Fe有剩余是不可能的,因为Fe能与Cu2+反应生成Cu,故B错误。


    9.下列离子方程式正确的是( )


    A.将氨水滴入FeCl3溶液中:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓


    B.氧化铁与盐酸反应:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O


    C.向FeCl3溶液中加入铁粉:Fe+Fe3+===2Fe2+


    D.向氯化亚铁溶液中通入Cl2:Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-


    答案 B


    解析 A项,NH3·H2O为弱碱,不能拆写成离子形式;C项,电荷不守恒,正确的离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+;D项,电荷不守恒,正确的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。





    Fe2+、Fe3+、Fe之间的相互转化关系


    (1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H+、S等)氧化成Fe2+,被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3+。


    (2)Fe2+既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H+)等]氧化为Fe3+;可被还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。


    (3)Fe3+只具有氧化性,可被弱还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2+,被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。


    10.金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作用。印刷电路板由高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路时,工业上常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,有CuCl2和FeCl2生成。如下是某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液所采用的工艺流程图:





    请回答下列问题。


    (1)实验室中,检验溶液中存在Fe3+的试剂是________,证明Fe3+存在的现象是______________________________。


    (2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式:____________________________________________。


    (3)写出上述流程图中加入或生成的有关物质的化学式:①__________,②__________,④__________。


    (4)含有②的滤液与⑤反应的化学方程式为


    ________________________________________。


    答案 (1)KSCN溶液 溶液变成红色


    (2)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+


    (3)Fe FeCl2 HCl


    (4)2FeCl2+Cl2===2FeCl3


    解析 废液中含有FeCl2、CuCl2、FeCl3,向废液中加入过量Fe,发生的离子反应为2Fe3++Fe===3Fe2+、Cu2++Fe===Fe2++Cu,然后过滤,滤液中含有FeCl2,滤渣中含有Cu、Fe,向滤渣中加入过量盐酸,Fe溶解,Cu不溶解,然后过滤得到金属单质Cu,滤液中含有FeCl2,向FeCl2滤液中通入过量Cl2,发生的离子反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,从而得到FeCl3溶液。


    (1)Fe3+和KSCN溶液混合生成络合物硫氰化铁而使溶液呈红色,可以用KSCN溶液检验Fe3+。


    (2)氯化铁具有氧化性,能氧化Cu生成铜离子,自身被还原生成氯化亚铁,离子反应方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。


    (3)通过以上分析知,①②④分别是Fe、FeCl2、HCl。


    (4)FeCl2与Cl2发生氧化还原反应生成FeCl3,化学方程式为2FeCl2+Cl2===2FeCl3。


    11.某同学利用如图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并研究铁及其化合物的部分性质。





    请回答下列问题:


    (1)硬质试管中发生反应的化学方程式为__________________________。


    (2)该同学为确定反应后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:


    ①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;





    ②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色,则说明硬质试管的固体物质中一定有________,可能有________;若溶液未变红色,则说明硬质试管中固体物质的成分是____________。


    (3)该同学按(2)中所述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是______________________(用离子方程式表示)。





    (4)该同学马上另取少量溶液B,使其与NaOH溶液反应。若按如图所示操作,可观察到试管中先生成白色沉淀,后沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出白色沉淀变为红褐色的过程中所发生反应的化学方程式:______________________________________________。





    (5)一段时间后,该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+具有________性。由此可知,实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是__________________________,并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量________。


    答案 (1)3Fe+4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4+4H2


    (2)Fe3O4 Fe Fe3O4和Fe


    (3)Fe+2Fe3+===3Fe2+


    (4)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3


    (5)还原 Fe2+易被空气中的氧气氧化 铁粉


    解析 (1)硬质试管中发生铁与水蒸气的反应。


    (2)溶液变红色,说明有Fe3+,则固体物质中一定含Fe3O4,可能含有Fe。溶液未变红色,说明无Fe3+,则固体物质的成分为Fe3O4和Fe。


    (4)白色沉淀变为红褐色,是因为Fe(OH)2被空气中的O2氧化为Fe(OH)3。


    (5)未变红的溶液变成红色,说明Fe2+转化为Fe3+,则Fe2+具有还原性。含Fe2+的盐溶液需现用现配制,是因为Fe2+易被空气中的氧气氧化,在配制时应加入少量铁粉。


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