学式 名称 俗名 氧化亚铁 — 三氧化二铁 铁红 四氧化三铁 磁性氧化铁 ?3 化?2、?3 ?2 合价 类碱性氧化物 碱性氧化物 ? 型 色黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 态 溶难溶于水 难溶于水 难溶于水 解性 与FeO?2H????Fe2??H2O Fe2O3?6H????2Fe3??3H2O Fe3O4?8H????Fe2??2Fe3??4H2O 盐酸反应 高温高温高温与3FeO?2Al???3Fe?Al2O3Fe2O3?2Al???2Fe?Al2O3 3Fe3O4?8Al???9Fe?4Al2O3 还高温高温高温原Fe3O4?4CO???3Fe?4CO2 FeO?CO???Fe?CO2 Fe2O3?3CO???2Fe?3CO2 剂反应 ②铁的氢氧化物: 化学式 实验室制法 与酸反应 稳定性 原理 现象 Fe?OH?2 Fe2??2OH????Fe?OH?2? 产生白色沉淀 Fe3??3OH????Fe?OH?3? 产生红褐色沉淀 HCl Fe?OH?2?2H????Fe2??2H2O Fe?OH?3?3H????Fe3??3H2O ?稀3Fe?OH?2?10H??NO3???3Fe3??NO??8H2O HNO3 HI Fe?OH?2?2H????Fe2??2H2O 4Fe?OH?2?O2?2H2O???4Fe?OH?3 白色?灰绿色?红褐色 2Fe?OH?3?6H??2I????2Fe2??I2?6H2O2Fe?OH?3???Fe2O3?3H2O △③铁盐、亚铁盐的性质:
二价铁盐既有氧化性又有还原性,以还原性为主。亚铁盐溶液在保存时,应在溶液中放少量铁粉以 防其被氧化,同时滴加少量的相应酸以防其水解。 三价铁盐具有较强的氧化性:
氯化铁腐蚀铜:Cu+2FeCl3???CuCl2?2FeCl2
6
三价铁盐具有较强的水解性:
Fe3??3H2OFe?OH?3?3H?
Fe3??3H2O???Fe?OH?3?胶体??3H?
沸水④Fe2?与Fe3?的检验、Fe2?与Fe3?与其他离子的共存:
Fe3?的检验 Fe2?的检验 1.观察颜色:黄色溶液 1.观察颜色:浅绿色溶液
2.加氢氧化钠溶液:产生红褐色沉淀。 2.加氢氧化钠溶液:先生成白色沉淀,在空气中
迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 Fe3??3OH????Fe?OH?3?
2??Fe?2OH???Fe?OH?2?红褐色
3.加KSCN溶液:溶液呈红色 白色Fe3??3SCN????Fe?SCN?3 4Fe?OH?2?O2?2H2O???4Fe?OH?3
黄色 无色 红色
Fe2?、Fe3?与其他离子的共存: Fe3? Fe2? 3.在溶液中先加KSCN:溶液不呈红色,再加氯
水或稀HNO3溶液呈红色 不能大量共存的离子 应);OH?产生沉淀等 ?2?、CO3(水解相互促进);S2?、I?(氧化还原反应);SCN?、C6H5O?(络合反HCO32??、OH?、NO3CO3H?、ClO?、MnO?4等不能共存 ??(4)铁的三角转化关系
Fe?Fe2?:H?、Cu2?、Fe3?、S
Fe?Fe3?:Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4H? Fe2??Fe3?:Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4H? Fe3??Fe2?:Fe、Cu
????Fe?Fe3O4:O2、H2O?g?
Fe2O3、FeO、Fe3O4?Fe:CO、Al、H2、C Fe3?的变色情况
①向Fe3?的溶液中加入KSCN溶液,溶液呈红色;
②向Fe3?的溶液中加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀; ③将Fe3?的溶液中加入到KI淀粉溶液中,溶液变蓝色;
④将饱和的Fe3?的盐溶液加入到沸水中,生成红褐色Fe?OH?3胶体; ⑤向Fe3?的溶液中加入过量Fe粉,溶液变浅绿色; ⑥向Fe3?的溶液中加入过量Cu粉,溶液变蓝绿色。 4.铜及其化合物
7
三、典型例题解析
【例1】铁和铁合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是( ) A.不锈钢是铁合金,只含金属元素 B.一定条件下,铁粉可与水蒸气反应 C.铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应 D.在空气中,铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
【知识点】合金的组成、铁的性质、金属腐蚀与防护 【能力层次】理解 【答案】B
【思路解析】A.不锈钢属于合金,含有碳元素; B.铁粉与水蒸气可在高温下反应; C.铁及合金都可以与盐酸反应;
D.在潮湿空气中铁板容易发生电化学腐蚀,镀锌铁板则不容易被腐蚀,锌比铁活泼,锌铁构成原电池,铁作正极被保护。
【例2】1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容器中加热充分反应,排出气体物质 后冷却,残留的固体物质是( ) A.Na2CO3
B.Na2O2、Na2CO3
D.Na2O2、NaOH、Na2CO3
C.NaOH、Na2CO3
【知识点】过氧化钠、碳酸氢钠的性质,元素化合物知识和有关计算 【能力层次】理解 【答案】A
【思路解析】根据反应式:2NaHCO,2Na2O2?2H2O???4NaOH?O2,3???Na2CO3?CO2?H2O2Na2O2?2CO2???2Na2CO3?O2;根据计量关系,可知2molNaHCO3生成CO2和H2O各1mol,Na2O2只有1mol,故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2,气体排出后,只剩余Na2CO3。
【例3】(2008北京)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样进行下列实验(部分产物略去):
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上层清液,通人CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填化学式) ______________________________。
8
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是________________________________________。
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量的水,则Z中两种气体的化学式是 。
(3)向Y中通入过量的Cl2,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)____________________。
(4)取Y中的溶液,调节pH约为7,加入淀粉KI和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I?时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是____________________。
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应,若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中 所有可能存在的物质组合是(各组合中物质用化学式表示) ____________________。 【答案】(1)Al (2)①C?2H2SO4?浓????CO2??2SO2??2H2O (3)Cu2?、Fe3?和H?
(4)2Fe2??3H2O2?4I????2Fe?OH?3??2I2 (5)CuO和C或CuO、C和Fe2O3
【思路解析】这是一道综合性无机物质推断题,题给的范围是Fe2O3、Fe、CuO、C、Al5种物质,根据题给信息结合相关物质的性质逐一进行推断。根据(1)中现象可推出样品中不含Al,因为若样品中含有Al,Al会与酸反应生成铝盐,在铝盐中加入过量的NaOH溶液会生成偏铝酸钠,在偏铝酸钠溶液中通入CO2会有沉淀产生;由于加入过量的铁,所以Y为亚铁盐溶液,固体为Fe和Cu;当Z为一种气体时则浓酸为硫酸,其反应为:C?2H2SO4?浓????CO2??2SO2??2H2O,反应产生的气体通过饱和碳酸氢钠溶液后,SO2被吸收剩余气体只有CO2;若Z是两种气体时,则浓酸为硝酸,其反应为:C?4HNO3(浓)???CO2??4NO2??2H2O,反应产生的气体通过水,NO2与水反应生成NO,剩余气体为CO2和NO;向Y中通入过量氯气,生成的FeCl3逐渐与铁粉和铜粉反应生成CuCl2和FeCl3,溶液,由此推出溶液中的阳离子为Cu2?、Fe3?和H?;在氯化亚铁溶液中加入淀粉溶液、碘化
△△②CO2和NO
△钾溶液和H2O2时,根据消耗2 mol I?时,共转移3 mol电子,可知失电子的离子应是Fe2?和I?,所以反应为:2Fe2??3H2O2?4I????2Fe?OH?3??2I2;当在原样品中加足量稀硫酸,Y溶液中不出现红色固体,则说明原样品中不存在铁,否则会发生置换反应生成红色固体铜,因此可能的组合为:CuO和C或CuO、C和Fe2O3。
四、反馈练习
9
1.下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是( ) A.取a克混合物充分加热,减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体 C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克 D.取a克混合物与足量Ba?OH?2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
2.一定温度下,w g下列物质在足量的氧气中充分燃烧,产物与过量的过氧化钠完全反应,过氧化钠固体增重w g,符合此要求的是( )
①H2 ②CO ③CO和H2 ④HCOOCH3 ⑤HOOC?COOH ⑥C6H12O6 ⑦C2H5OH A.全部 B.仅④⑤ C.仅①②③ D.除⑤⑦以外 3.NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(见右图)。下列说法正确的是( )
A.25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3较大 B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂 C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存,所以Cl2不与铁反应
D.右图所示转化反应都是氧化还原反应
4.实验室常采用点滴板来完成部分实验,这样既可以节约药品的用量,又便于观察实验现象。图中所示的实验,点滴板上描述的现象正确的是( )
①装有铜片的孔穴中溶液呈蓝色 ②装有胆矾的孔穴中固体的颜色变浅 ③装有铁片的孔穴中溶液呈浅绿色 ④装有铁片的孔穴中溶液呈白色 ⑤装有蛋清溶液的孔穴中呈黄色
A.①④ B.②③ C.①⑤ D.②⑤
5.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是( ) A.Al
B.Al?OH?3
C.AlCl3
D.Al2O3
6.下列反应所得溶液中一定只含一种溶质的是( )
10