4.+2价铁的化合物与+3价铁的化合物的相互转换

例如:2Fe3+ + Fe = 3Fe2+

应用:①除去亚铁盐(含Fe2+)溶液中混有的Fe3+;②亚铁盐很容易被空气中的O2氧化成铁盐,为防止氧化,可向亚铁盐溶液中加入一定量的铁屑.

例如:2Fe2++ Cl2=2Fe3++ 2Cl-

应用:氯化铁溶液中混有氯化亚铁时,可向溶液中通入足量氯气或滴加新制的氯水,除去Fe2+离子.

 

Fe2+                    Fe3+

例1  制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”:发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是    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

思路分析:向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,由于Fe的还原性比Cu强,Fe3+首先应与Fe反应,如果Fe3+有剩余,剩余的Fe3+再与Cu反应。铁粉未反应完时铜粉就不会被氧化,所以不可能出现烧杯中有铁无铜的现象,故应选B。其他三个选项的情况都可能再现。当FeCl3过量或恰好完全反应时,Fe、Cu均无剩余,即选项D,反应后溶液中有Fe3+、Fe2+、Cu2+或Fe2+、Cu2+。当FeCl3不足量时,有两种情况:①Fe粉有剩余,则Cu尚未参加反应,即选项C,反应后溶液中只有Fe2+(不考虑H+、OH-);②铁粉无剩余,则Cu反应了一部分或尚未参加反应,即选项A,反应后溶液中有Fe2+、Cu2+或只有Fe2+。答案:B

方法要领:此题涉及氧化还原反应的一个规律:当一种氧化剂氧化几种还原剂时,首先氧化最强的还原剂,待最强的还原剂完全氧化后,多余的氧化剂再依次氧化次强的还原剂。一种还原剂还原几种氧化剂时与此类似。

金属越活泼,还原性越强,不过对变价金属所形成的中间价态的阳离子与高价态的阳离子其氧化性是不同的。常见的金属阳离子氧化性顺序为:

K+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<Cu2+<Fe3+<Hg2+<Ag+

由上表知,Fe3+的氧化性比Cu2+强,才会发生题中介绍的印刷电路腐蚀原理的反应。

例2  在由Fe、FeO、和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448mL气体(标准状况),此时溶液中无Fe3+离子,则下列判断正确的是(1997年上海高考题)

A.混合物里3种物质反应时消耗盐盐酸的物质的量浓度之比为1:1:3

B.反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl-离子的物质的量浓度之比为1:2

C.混合物里,FeO的物质的量无法确定,但Fe比Fe2O3的物质的量多

D.混合物里,Fe2O3的物质的量无法确定,但Fe比FeO的物质的量多

思路分析:根据题意,n(HCl)=0.2mol,生成n(H2)=0.448L/22.4L.mol-1=0.02mol。

因氧化性:Fe3+>H+,所以Fe先与Fe3+反应后再还原H+,由Fe+2Fe3+=3Fe2+(1molFe还原1mol Fe2O3),和Fe与H+反应放出H2,可知n(Fe)>n(Fe2O3);由反应后溶液中溶质全为FeCl2知,n(Fe2+):n(Cl-)=1:2;至于混合物中Fe、Fe2O3及FeO之间量的关系,无从知道。

答案:B、C

3.铁的氢氧化物:

 
氢氧化亚铁(Fe(OH)2)
氢氧化铁- Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
水溶性
难溶于水
与酸反应
Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O
Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
与强氧化酸反应
3Fe(OH)2 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO↑+8H2O
Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
稳定性
不稳定,易被空气中的氧气氧化,颜色变化:白色→灰绿色→红褐色
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
较稳定空气中久置会部分失水成铁锈受热易分解
制取
新制FeSO4溶液与NaOH溶液隔绝空气反应:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓
铁盐与可溶性碱反应
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓

思考:①实验中为什么要用新制的硫酸亚铁溶液?

(防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化而影响效果)

②怎样才能使Fe2+溶液长时间保存?

(在配制溶液时,要加入少量铁粉防止氧化,加入少量对应酸抑制水解)

③实验中为什么要将滴管尖端插入试管里溶液底部,慢慢挤出氢氧化钠溶液

(氢氧化亚铁极易被氧化,溶解在水中的少量的氧气都能将它氧化成氢氧化铁,所以按一般强碱与弱酸盐反应制弱碱的操作很难得到。要制得白色溶液必须用加热煮沸过的蒸馏水(以减少溶解在水中的氧气)临时配制硫酸亚铁溶液,最好在溶液中再滴几滴植物油以避免硫酸亚铁溶液与空气接触,准备加入的氢氧化钠溶液也要先加热煮沸,并且滴管尖嘴要伸入硫酸亚铁溶液的底部再慢慢挤,以防止带入氧气)

 0  302230  302238  302244  302248  302254  302256  302260  302266  302268  302274  302280  302284  302286  302290  302296  302298  302304  302308  302310  302314  302316  302320  302322  302324  302325  302326  302328  302329  302330  302332  302334  302338  302340  302344  302346  302350  302356  302358  302364  302368  302370  302374  302380  302386  302388  302394  302398  302400  302406  302410  302416  302424  447090 

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