1、课堂互动三点剖析重点知识:以废铁屑和废硫酸为原料制备硫酸亚铁1.反应原理Fe+H2SO4=FeSO4+H2Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2OFe(过量)+Fe2(SO4)3=3FeSO42.注意问题(1)工业废铁屑中常附有油污,应先除去油污。(2)由于废铁屑表面有铁锈,会与硫酸反应生成硫酸铁。因此,实验时可向反应溶液中加入洁净的铁丝或铁片,使硫酸铁被过量的铁还原为硫酸亚铁。(3)利用重结晶方法精制硫酸亚铁时,为增大硫酸亚铁的溶解量,可把溶液加热至5080 ;为减少过滤时FeSO4的损失,应将溶液趁热过滤。【例1】 实验室用带有少量铁锈的铁屑制取绿矾(FeSO4 7H2O)。
2、(1)需要的试剂是_,实验中应控制使_稍过量,其原因是_。(2)制备过程中反应的化学方程式是_。(3)反应结束后应用_法精制绿矾,精制过程中把溶液加热至50 80 ,为减少过滤时硫酸亚铁的损失,应将溶液_。解析:(1)稀硫酸 铁屑 使Fe2(SO4)3被过量的铁还原为FeSO4(2)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;Fe+H2SO4=FeSO4+H2;Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。(3)重结晶 趁热过滤答案:见解析难点知识:铁三角的转化1.“铁三角”()的转化关系(1)FeO+H2Fe+H2O(2)Fe+2HCl=FeCl2+H2(3)2FeCl2+Cl2=2F
3、eCl3(4)2FeCl3+Fe=3FeCl2(5)3Zn+2FeCl3=3ZnCl2+2Fe(6)2Fe+3Cl22FeCl32.Fe2+和Fe3+的性质(1)Fe2+具有弱氧化性,主要表现较强还原性4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O(Fe2+被氧化)2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O(2)Fe3+具有较强的氧化性,与S2-、I-、等能发生氧化还原反应2Fe3+S2-=2Fe2+S 2Fe3+2I-=2Fe2+I2(3)Fe3+是典型的弱碱阳离子,与、等在溶液中发生双水解反应2Fe3+3+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2(4)Fe3+遇苯酚溶液呈紫色,可用于检验Fe3
4、+(5)亚铁盐、铁盐的存放方法:亚铁盐溶液加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化,滴入少量相应的酸溶液以防止Fe2+水解。铁盐溶液加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。3.Fe3+的检验 实验现象:向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,出现的现象为溶液立即变为红色;向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,则溶液无明显变化。实验现象解释及结论:FeCl3跟KSCN反应产生的物质显红色,因此,可以利用这一反应检验Fe3+的存在。说明:这一反应实质是Fe3+跟SCN-发生反应,则Fe2(SO4)3跟NH4SCN也能显示红色。该反应生成的红色物质是可溶性的,不是红色沉淀,在描述现象时应注意这一点。这一反应是Fe
5、3+特有的,只要向某溶液中加入KSCN显红色,则该溶液中就一定存在Fe3+。【例2】 铁屑溶于过量的稀硫酸,过滤后向滤液中加入适量硝酸,再加入过量的氨水,有红褐色沉淀生成。过滤、加热沉淀物至质量不再发生变化,得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为( )A.Fe(OH)3;Fe2O3 B.Fe(OH)2;FeOC.Fe(OH)2、Fe(OH)3;Fe3O4 D.Fe2O3;Fe(OH)3解析:本题旨在考查Fe元素及其重要化合物的性质。铁屑溶于过量的稀硫酸,发生反应:Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2反应后过滤,滤液中应为FeSO4和H2SO4。加入硝酸的反应为3FeSO4+4HNO3=Fe
6、2(SO4)3+Fe(NO3)3+NO+2H2O即溶液中Fe2+转变为Fe3+。加入过量氨水时,除中和H2SO4外还将生成红褐色的Fe(OH)3沉淀:Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3,加热沉淀物至质量不再发生变化,则Fe(OH)3完全分解并除去同时生成的水:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,所得残渣为红棕色的Fe2O3。答案:A疑点知识:Fe(OH)3胶体的制备1.制备过程 在一个小烧杯中加入25 mL蒸馏水,将其加热至沸腾,向沸水中逐滴加入12 mL FeCl3饱和溶液。继续煮沸至溶液呈透明的红褐色,停止加热。2.反应原理 反应生成Fe(OH)3胶体的化学方程式为:FeCl3+
7、3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl3.实验成败的关键 下列几种情况可能得到Fe(OH)3沉淀而得不到Fe(OH)3胶体:(1)使用自来水而未用蒸馏水;(2)先向水中加入FeCl3溶液再加热煮沸;(3)向沸水中倒入12 mL FeCl3饱和溶液;(4)加热时间过长;(5)向FeCl3溶液中加入NaOH溶液。【例3】 用饱和FeCl3溶液制取Fe(OH)3胶体,正确的操作是( )A.将FeCl3溶液滴入蒸馏水中即可B.将FeCl3溶液滴入热水中,生成棕黄色液体即可C.将FeCl3溶液滴入沸水中,并继续煮沸至生成红褐色液体即可D.将FeCl3溶液滴入沸水中,并继续煮沸至生成红褐色沉淀即可解析:
8、A中将FeCl3滴入冷水不对;B中生成棕黄色液体不对;D中生成红褐色沉淀不对。答案:C各个击破类题演练1现有三种很洁净的铁钉,分别置于如下图所示的试管中。(1)一周后,观察到试管中铁钉的情况是_,由此得出生锈的主要条件是:_(填具体物质)。(2)根据生锈的条件,试分析自行车采取哪些防锈措施?答:_。解析:(1)中铁钉靠水面处生锈明显,和中铁钉并未生锈。由此可知生锈的条件:在潮湿的空气中,铁与氧气、水发生复杂的化学反应。(2)自行车的钢圈、车龙头等处电镀一层其他金属;车链条等传动部分采取上润滑油的方法,车大杠等处采取的是上油漆的方法,少数零件用的是不锈钢。答案:见解析变式探究1在25 时,在浓度
9、为1 molL-1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中,测得其c()分别为a、b、c(单位为molL-1)。下列判断正确的是( )A.a=b=c B.abc C.acb D.cab解析:三种溶液中均存在水解平衡:+H2ONH3H2O+H+对于(NH4)2CO3,因+H+,使上述水解平衡向右移动;对(NH4)2Fe(SO4)2,Fe2+2H2O=Fe(OH)2+2H+,c(H+)增大,抑制的水解。答案: D类题演练2 已知氧化性:Br2Fe3+I2;还原性:I-Fe2+Br-,则下列反应能发生的是( )A.Br2+2I-=2Br-+I2 B.2Br-+I
10、2=Br2+2I-C.2Fe3+2I-=2Fe2+I2 D.2Fe3+2Br-=2Fe2+Br2解析:在同一个氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物。只要满足这个规律,氧化还原反应一般就能发生。A.氧化剂、氧化产物分别是Br2和I2,还原剂、还原产物分别是I-和Br-根据已知条件:氧化性:Br2I2,还原性:I-Br-,满足上述规律,所以能够发生。同理可推断其他三个答案。答案:AC类题演练3 把铁放入下列溶液中,铁溶解而溶液质量减轻的是( )A.FeCl3 B.稀H2SO4 C.热的NaOH溶液 D.CuSO4解析:Fe+2FeCl3=3FeCl2,铁溶解进入溶
11、液,使溶液质量增重,A项不符合题意;Fe+H2SO4=FeSO4+H2溶液质量增重56 g 2 g 54 g则B项不符合题意。Fe跟NaOH溶液不发生反应,溶液质量不改变,C项不符合题意。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu溶液质量减轻56 g 64 g 8 g故D项符合题意。答案:D变式探究2在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入12滴液溴,振荡后溶液变为黄色。(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质是_(填粒子的化学式,下同);乙同学认为这是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质是_。(2)现提供以下试剂:A.高锰酸钾酸性溶液 B.氢氧化钠溶液C.四氯化碳 D.硫氰化钾溶液请判断哪位
12、同学的推断是正确的,并用两种方法加以验证,写出选用的试剂编号及实验中观察到的现象。_同学正确选用试剂实验现象第一种方法第二种方法(3)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是_;若选用淀粉碘化钾溶液来判断哪位同学的推断是正确的,你认为是否可以?_。理由是_。解析:考查的知识点主要为Fe2+的还原性及Fe2+与Br-还原性强弱的比较。(1)黄色物质有Br2和Fe3+,Br2溶于水呈黄色,Fe3+水溶液也呈黄色。(2)发生的反应为2Fe2+Br2=2Fe3+2Br-。加四氯化碳萃取,如无色可排除甲同学的看法。加硫氰化钾溶液,如呈红色可以说明有Fe3+,可确定乙同学的看法是
13、正确的。(3)Fe2+与Br-还原性强弱的比较:Fe2+大于Br-,故先被氧化的离子是Fe2+;因为Br2和Fe3+都能把I-氧化成I2,所以不可以。答案:(1)Br2 Fe3+ (2)乙同学正确选用试剂实验现象第一种方法C有机层无色第二种方法D溶液变红(3)Fe2+ 不可以 因为Br2和Fe3+都能把I-氧化成I2变式探究3 (2006北京海淀高三期末,18)A、B、C、D、E、F、M、N、X、Y是中学化学常见的物质,其中A、B、C、D、E、F是化合物,M、N、X、Y是单质。已知反应关系如下图所示(部分产物已略去):(1)向沸腾的蒸馏水中滴加A的饱和溶液,可以得到红褐色液体。A的化学式是_。
14、(2)将NaOH溶液注入新制备的B溶液,观察到的现象是_(选填序号)。生成白色沉淀 生成血红色沉淀 生成红褐色沉淀 生成蓝色沉淀 生成白色沉淀,迅速变成灰绿色沉淀,最后变成红褐色沉淀(3)C溶液电解的离子方程式是_。(4)化合物F中含有组成单质N的元素,且该元素的质量分数为70%。化合物F和单质Y反应的化学方程式是_。(5)组成单质N的元素和碳的合金在潮湿的空气中容易腐蚀。发生腐蚀时,正极的电极反应式是_。解析:无机框图推断题是元素化合物知识中的重点,又是一个难点。本题的特点:文字说明不多,转化复杂,表面上没什么直接的突破点,但能结合问题的话,较好突破。问题(1)从红褐色液体就很直接地推出A中
15、有Fe3+;M为单质,再考虑到铁的变价,则B中应有Fe2+;B具有氧化性及C电解得到M,则B很可能是氯气,就联想到氯碱工业,推出X是氢气,则D是HCl,N是铁;再根据Y中铁为70%推出为Fe2O3;而Y既能与盐酸反应放出氢气,又能与NaOH溶液反应放出氢气,所以为Al。答案:(1)FeCl3 (2) (3)2H2O+2Cl-H2+Cl2+2OH- (4)Fe2O3+2AlFe+Al2O3(5)O2+2H2O+4e-=4OH-类题演练4 在实验中手不慎被划破,可用FeCl3溶液应急止血,其主要原因可能是( )A.FeCl3溶液具有杀菌消毒作用 B.FeCl3溶液能使血液凝聚C.FeCl3溶液能产生Fe(OH)3沉淀堵住伤口 D.FeCl3能使血液发生化学变化解析:血液属于胶体,其胶粒遇到FeCl3时会发生聚沉而起到止血作用。答案:B变式探究4 将饱和FeCl3溶液分别滴入下述液体中,能形成胶体的是( )A.冷水 B.沸水 C.NaOH浓溶液 D.NaCl浓溶液解析:饱和FeCl3溶液在沸水中会发生强烈水解产生Fe(OH)3胶体,若在NaOH浓溶液中就会生成Fe(OH)3沉淀。答案:B变式探究5自来水厂常用FeCl3或明矾作净水剂,其原理是什么_。答案:Fe3+、Al3+水解成Fe(OH)3胶体和Al(OH)3胶体,这些胶体具有强的吸附能力,能吸附浮在水中的杂质,起净化作用