資源簡介

專題九 整合提升
【知識構(gòu)建】
【知識整合】
主題一　鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化
【例1】　元素的價類二維圖是我們學習元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具,它指的是以元素的化合價為縱坐標,以物質(zhì)的類別為橫坐標所繪制的二維平面圖像。鐵元素的價類二維圖如圖所示,其中箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,下列說法正確的是(　　)。
A.鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①
B.加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥,Fe2O3加水溶解可轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3
C.由圖可預(yù)測:高鐵酸鹽(Fe)具有強氧化性,可用于飲用水的消毒
D.FeO是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣中受熱,迅速被氧化成Fe2O3
【答案】C
【解析】鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化①,A項錯誤;加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥分解生成氧化鐵,Fe2O3不溶于水,B項錯誤;高鐵酸鹽(Fe)具有強氧化性,與水反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體,其中Fe元素化合價由+6價變?yōu)?3價,則O元素化合價由-2價變?yōu)?價,即有氧氣生成,可用于消毒,則反應(yīng)的離子方程式為4Fe+10H2O4Fe(OH)3(膠體)+3O2↑+8OH-,生成的氫氧化鐵膠體具有較大表面積,吸附懸浮雜質(zhì)可以作凈水劑,C項正確;FeO是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣中受熱被氧化生成Fe3O4,D項錯誤。
【思維模型】
鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系
【趁熱打鐵1】　FeCO3與砂糖混用可作補血劑,也能被用來制備Fe2O3。
(1)實驗室制備FeCO3的流程如下:
寫出沉淀時發(fā)生反應(yīng)的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。檢驗濾液中的N的操作為　。
(2)甲同學為了驗證FeCO3高溫下煅燒是否得到Fe2O3,做了如下實驗:
實驗步驟 實驗操作步驟
Ⅰ 取一定質(zhì)量的FeCO3固體置于坩堝中,高溫煅燒至質(zhì)量不再減輕,冷卻至室溫
Ⅱ 取少量實驗步驟Ⅰ所得固體置于一潔凈的試管中,用足量的稀硫酸溶解
Ⅲ 向?qū)嶒灢襟EⅡ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液變紅
根據(jù)上述現(xiàn)象得到FeCO3高溫煅燒的化學方程式為　　　　　　　　　　　　。
①實驗步驟Ⅲ中溶液變紅的離子方程式為　　　　　　　　　　　　。
②乙同學提出了不同的看法:煅燒產(chǎn)物可能是Fe3O4,因為Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同學對實驗步驟Ⅲ進行了補充:另取少量實驗步驟Ⅱ所得溶液,然后　　　　(填字母),用來檢驗溶液中是否含有Fe2+。
A.滴加氯水
B.滴加KSCN溶液
C.先滴加KSCN溶液后滴加氯水
D.滴加酸性KMnO4溶液
(3)丙同學認為即使得到乙同學預(yù)期的實驗現(xiàn)象,也不能確定煅燒產(chǎn)物中含有+2價鐵元素。于是他設(shè)計了由FeCO3制備Fe2O3的方案。先向FeCO3粉末中依次加入試劑:稀硫酸、雙氧水、氫氧化鈉溶液;然后再過濾、洗滌、灼燒即可得到Fe2O3。請寫出和雙氧水有關(guān)的反應(yīng)的離子方程式:
　　　　　　。
【答案】(1)FeSO4+2NH4HCO3FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O　取少量濾液于試管中,加入足量NaOH溶液,加熱,若產(chǎn)生氣體可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,則濾液中含有N　(2)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2　
①Fe3++3SCN-Fe(SCN)3　
②D　(3)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O
【解析】FeSO4溶液中加碳酸氫銨生成CO2、FeCO3,過濾、洗滌,即可得到FeCO3固體;檢驗銨根離子的方法是利用銨根離子結(jié)合氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)加熱生成氨氣,氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色;Fe3+可以和SCN-反應(yīng)生成紅色的絡(luò)合物;Fe2+能使高錳酸鉀褪色,但是Fe3+不可以;Fe2+可以被雙氧水氧化為Fe3+,Fe3+和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵,氫氧化鐵受熱分解為氧化鐵。
主題二　Fe3+、Fe2+的檢驗
【例2】　電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔,制造印刷電路板。
(1)檢驗溶液中Fe3+存在的試劑是　　　　,證明Fe3+存在的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　。
(2)寫出FeCl3溶液與金屬銅發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)某工程師為了從使用過的腐蝕廢液中回收銅,并重新獲得純凈的FeCl3溶液,準備采用下列步驟:
請寫出上述實驗中加入或生成的有關(guān)物質(zhì)(溶液則填溶質(zhì))的化學式。
①　　　　　　　　　;④　　　　　　　　　。
(4)寫出向②⑤的混合液中通入氣體⑥時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:　。
【答案】(1)KSCN溶液　溶液變成血紅色　(2)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+　(3)Fe　HCl　(4)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
【解析】(1)檢驗Fe3+常用KSCN溶液,如果溶液變?yōu)檠t色,說明含有Fe3+,反之不含有。(2)Cu和Fe3+反應(yīng)的離子方程式為Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+。(3)本實驗?zāi)康氖腔厥浙~和制取純凈的FeCl3溶液,向廢液中加入過量的鐵屑,然后過濾,濾液為FeCl2,濾渣為Cu和Fe,因為鐵能與鹽酸反應(yīng),銅和鹽酸不反應(yīng),因此濾渣③中加入過量的鹽酸,過濾,得到金屬銅,兩種濾液合并,通入氯氣,把Fe2+氧化成Fe3+。(4)⑥為氯氣,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
【思維模型】
Fe2+、Fe3+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(yīng):Fe2++2OH-Fe(OH)2↓(白色) 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3↓(紅褐色) ①現(xiàn)象:紅褐色沉淀 ②反應(yīng):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,再滴入氯水變成血紅色溶液 ②反應(yīng):2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 (血紅色) ①現(xiàn)象:加入KSCN溶液,溶液變?yōu)檠t色 ②反應(yīng):Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(血紅色)
　　【趁熱打鐵2】　要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+,進行如下實驗操作時最佳順序為(　　)。
①加入足量氯水　②加入足量KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
【答案】C
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