高中人教版 (2019)第一节 铁及其化合物备课课件ppt

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3.1.2铁的氧化物 铁的氢氧化物1．甘肃省张掖七彩丹霞景区为国家5A级旅游景区。丹霞地貌的岩层因含有某种物质而呈红色，这种物质是A．Fe(OH)3 B．Fe2O3 C．Fe(OH)2 D．FeO【答案】B【解析】铁的化合物中呈红褐色的是Fe2O3，故丹霞地貌的岩层因含有某种物质而呈红色，这种物质是Fe2O3。2．赭石为一种中国传统药物，可“平肝潜阳，重镇降逆，凉血止血”，李时珍在《本草纲目》中对其有“赭，赤色也”、“苦、寒、无毒”的描述，根据上述性质，其主要成分可能为A．Fe2O3 B．CuO C．FeSO4 D．CuSO4【答案】A【解析】根据材料，赭石颜色为红色，主要成分可能为Fe2O3，故选A。3．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是A．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的黑色颜料B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C．铁的氧化物都难溶于水，且不与水反应D．FeO不稳定，在空气中受热会迅速被氧化成Fe2O3【答案】C【解析】A．Fe2O3俗称铁红，红棕色固体，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，故A错误；B．铁与高温水蒸气反应产物为四氧化三铁，故B错误；C．铁有三种氧化物氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁，均不溶于水，且不能与水反应，故C正确；D．FeO不稳定，在空气中受热转化成四氧化三铁，故D错误；故选：C。4．工业生产硫酸的黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3，还含有少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等)是工业三废之一，其综合利用是一条变废为宝的重要途径。以黄铁矿烧渣为原料制备颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4的生产工艺流程如图所示。下列说法不正确的是A．将矿渣粉碎和提高溶解温度能提高“废渣溶解”速率B．“氧化”的目的是将＋2价铁氧化为＋3价铁C．(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合价为＋3价D．该工艺流程中，两次加入氨水都是为了把Fe3＋转化为Fe(OH)3【答案】D【解析】A．适当加热、将固体粉碎、不断搅拌等都可以提高“废渣溶解”速率，故A正确；B．“氧化”的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，故B正确；C．(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中N为−3价，H为+1价，O为−2价，S为+6价，根据物质不显电性，得到Fe的化合价是+3价。故C正确；D．该工艺流程图中，第一次加入氨水得到(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀，第二次加入氨水前溶液为含铁离子的溶液，加氨水后发生的反应是将铁离子沉淀，故D错误；故选D。5．下列反应不能通过化合反应直接制得的是A．FeCl2 B．FeCl3 C．Fe(OH)3 D．Fe(OH)2  【答案】D【解析】Fe+2FeCl3=3FeCl2，2Fe+3Cl2       2FeCl3，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，故能通过化合反应直接制得的是FeCl2、FeCl3、Fe(OH)3，不能通过化合反应直接制得的是Fe(OH)2，故选D。6．氧化还原反应广泛存在，下列变化中没有发生氧化还原反应的是A．用焦炭将Fe2O3冶炼成生铁B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化C．用石灰浆粉刷墙壁D．Fe(OH)2白色沉淀在空气中放置变成红褐色【答案】C【解析】A．用焦炭将Fe2O3，冶炼成生铁，反应为置换反应，C、Fe的化合价发生改变，为氧化还原反应，A与题意不符；B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，变为四氧化三铁，为氧化还原反应，B与题意不符；C．用石灰浆粉刷墙壁，为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，各元素的化合价未变，为非氧化还原反应, C符合题意；D．Fe(OH)2白色沉淀在空气中放置最终变成红褐色，原理为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，涉及氧化还原反应，D与题意不符；故选C。7．回答下列问题(1)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是_______。(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_______。②除去蒸馏水中溶解的O2常采用_______的方法。③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_______。(3)除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可加入_______，反应的离子方程式为_______。【答案】(1)①②③⑤(2)     稀硫酸、铁屑     煮沸     避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2(3)     足量铁粉     Fe+2Fe3+=3Fe2+【解析】若想制得Fe(OH)2，并在较长时间不被氧化成Fe(OH)3，需先排尽装置内的空气，再将不含O2的NaOH与FeSO4溶液接触发生反应。（1）装置①②③⑤中，除去保证药品自身不溶解O2外，还能有效防止空气中O2的溶入，而装置④中，NaOH溶液在滴入过程中，较长时间与空气接触，会溶入少量氧气，从而导致生成的Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，很难看到生成白色沉淀，效果欠佳。故选①②③⑤。答案为：①②③⑤；（2）①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时，为防止Fe2+被空气中氧气氧化为Fe3+，需加入还原剂Fe，为防止Fe2+发生水解，需加入硫酸抑制水解，所以还需加入稀硫酸、铁屑。②气体的溶解度随温度升高而减小，所以除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法。③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，从而使得NaOH溶液没有机会与空气接触。这样操作的理由是：避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2。答案为：稀硫酸、铁屑；煮沸；避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2；（3）除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可加入还原剂且不引入新的杂质离子，所以应加入足量铁粉，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+。答案为：足量铁粉；Fe+2Fe3+=3Fe2+。8．以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是A．Fe2O3、Fe3O4都是炼铁的原料B．FeO、Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性C．FeO、Fe2O3、Fe3O4都是不溶于水的黑色固体D．FeO、Fe2O3、Fe3O4都能与酸反应生成盐和水，都属于碱性氧化物【答案】A【解析】A．Fe2O3、Fe3O4都能与还原剂CO发生氧化还原反应生成Fe，都是炼铁原料，故A正确；B．FeO中铁元素是+2价，四氧化三铁中的铁元素有两个是+3价，一个是+2价，故FeO、四氧化三铁既有氧化性，又有还原性，故B错误；C．常见的铁的氧化物FeO、Fe3O4都是黑色，但是Fe2O3是红棕色的物质，俗称铁红，故C错误；D．碱性氧化物是能与酸反应生成一种盐和水，而Fe3O4与酸反应生成Fe2+、Fe3+盐，不属于碱性氧化物，故D错误；故选：A。9．下列离子方程式书写正确的是A．稀硫酸与铁丝制取氢气：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑B．四氧化三铁溶于足量稀盐酸：Fe3O4+8H+=2Fe2++Fe3++4H2OC．碳酸钙与稀盐酸制备二氧化碳：CO+2H+=CO2↑+H2OD．金属钠投入CuSO4溶液中：2Na+Cu2++2H2O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑【答案】D【解析】A．Fe与H2SO4中的H+反应生成的是Fe2+而不是Fe3+，A错误；B．系数错误Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，B错误；C．CaCO3难溶于水，不能拆成CO32－，C错误；D．金属钠投入CuSO4溶液中，先与水反应，生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应，其总的离子反应为：2Na+Cu2++2H2O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑，D正确。故选D。10．将过氧化钠投入FeCl2溶液中，可观察到的实验现象是A．有无色气体和白色沉淀生成 B．有无色气体和红褐色沉淀生成C．无气体产生，有沉淀生成 D．有气体产生，无沉淀生成【答案】B【解析】将过氧化钠投入FeCl2溶液中，过氧化钠会和水反应生成无色气体氧气和氢氧化钠，同时氧化亚铁离子生成铁离子，再结合氢氧根离子生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，所以可以看到的现象是：有无色气体和红褐色沉淀生成，B正确。合理选项是B。11．将一定量铁粉溶解于足量稀硫酸中，然后向溶液中滴加足量NaOH溶液，充分反应后过滤将滤渣在空气中加热至1000℃完全反应，最终得到的固体的成分为A．FeO B．Fe(OH)2 C．Fe2O3 D．Fe(OH)3【答案】C【解析】将一定量铁粉溶解于足量稀硫酸中发生反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，然后向溶液中滴加足量NaOH溶液，发生反应：FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，充分反应后过滤将滤渣在空气中加热至1000℃完全反应，反应为：2Fe(OH)3      Fe2O3+3H2O，最终得到的固体成分为Fe2O3；故选C。12．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析不正确的是A．X可以是稀硫酸或稀盐酸，但不能是稀硝酸B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入XC．反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在【答案】B【解析】A．稀硝酸会将铁氧化为+3价的铁离子，故A正确；B．实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中的空气排出，然后关闭a，利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子排入锥形瓶中反应生成Fe(OH)2，故B错误；C．反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，故C正确；D．由于装置中的空气及溶液中的氧气已经被除去，故Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确。故选B。13．某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是。A．仪器1中应该盛放稀硫酸B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态【答案】C【解析】A．此实验目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；B．打开B、C，关闭A，利用装置2中产生的氢气，把装置3中的空气排尽，使装置处于还原氛围，然后关闭B，打开开关A，产生气体压强增大，把装置2产生的FeSO4压入到装置3中，产生Fe(OH)2，B正确；C．反应一段时间后，可在仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在装置3中观察到白色沉淀，C错误；D．本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确；故合理选项是C。14．下图所示的实验或操作中，能达到实验目的的是制备氢氧化亚铁测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(杂质不与酸作用)排水法收集H2钾的焰色试验ABCDA．A B．B C．C D．D【答案】A【解析】A．铁粉先与硫酸反应产生氢气，排除装置中空气，再加入氢氧化钠，可以制备强氧化亚铁，A正确；B．盐酸与纯碱样品中碳酸钠反应生成的CO2会与饱和碳酸钠溶液继续反应，测得CO2体积不准确，B错误；C．排水法收集氢气应短管进长管出，C错误；D．钾的焰色试验，应透过蓝色钻玻璃观察，D错误；故选A。15．某校课外活动小组的同学在老师的帮助下，探究用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)炼铁的主要反应原理。他们设计的实验装置如图所示。(1)写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式_______。(2)实验中在甲装置中观察到的实验现象_______。(3)乙装置与甲装置相比，它的主要优点是_______。(4)铁制容器不能用来盛放硫酸铜溶液，请用化学方程式解释原因_______。(5)每年因腐蚀而浪费掉的金属材料数量惊人，日常生活中可采用的防锈措施是_______。【答案】(1)3CO+Fe2O3        2Fe+3CO2(2)红色固体变黑色，澄清石灰水变浑浊(3)尾气点燃放出热量可以被充分利用(4)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(5)刷油漆【解析】CO与Fe2O3在高温下会发生氧化还原反应产生Fe、CO2，CO2能够使澄清石灰水变浑浊，固体物质颜色会由红棕色变为黑色。装置乙与装置甲比，可以使未反应的CO燃烧变为CO2，反应放出是热量使CO与Fe2O3发生反应，达到能量的充分利用。（1）CO与Fe2O3在高温下反应产生Fe、CO2，则CO还原氧化铁的化学方程式为：3CO+Fe2O3       2Fe+3CO2；（2）CO与Fe2O3在高温下反应产生Fe、CO2，固体由红棕色变为黑色，反应产生的气体通入澄清石灰水，CO2与Ca(OH)2反应产生CaCO3沉淀、H2O，因此看到澄清的石灰水变浑浊，故实验中在甲装置中观察到的实验现象是红色固体变黑色，澄清石灰水变浑浊；（3）乙装置中未反应的CO是可燃性气体，其燃烧产生的热量会为CO还原Fe2O3提供能量，故乙装置与甲装置相比，它的主要优点是尾气点燃放出热量可以被充分利用；（4）铁制容器不能用来盛放硫酸铜溶液，这是由于金属活动性：Fe＞Cu，Fe与CuSO4在溶液中发生置换反应产生FeSO4、Cu，该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；（5）每年因腐蚀而浪费掉的金属材料数量惊人，日常生活中可采用的防锈措施是刷油漆等措施。