第三节 铁及其化合物.docx

1、第三节 铁及其化合物第三节铁及其化合物考纲考情快报1了解铁的主要性质及应用。(5年4考)2了解铁的重要化合物的主要性质及应用。(5年7考)考点一应用广泛的金属单质铁教材知识层1铁的原子结构铁位于元素周期表中第四周期族，原子结构示意图为最外层有2个电子，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为2价或3价。铁在地壳中的含量占第4位。自然界中铁元素主要以化合态形式存在。2铁的性质(1)物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。(2)化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为2价和3价。与非金属单质的反应

2、：a与O2的反应：常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。点燃时：2Fe2O2Fe3O4。b与Cl2的反应：2Fe3Cl22FeCl3。 c与S的反应：FeSFeS。与水的反应：常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe4H2O(g) Fe3O44H2。与酸的反应：a与非氧化性酸反应的离子方程式为Fe2H=Fe2H2。b与氧化性酸：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。与某些盐溶液的反应：a与CuSO4溶液反应的离子方程式为FeCu2=Fe2Cu。b与FeCl3溶液反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2。3铁的应用(1)用途：用途

3、最广泛的是铁合金钢，用于制造不锈钢、特种钢、钢板、钢管等。(2)制备：工业上冶炼铁的反应方程式为：3COFe2O32Fe3CO2。命题考查层命题1铁反应后元素价态的判断(1)铁与弱氧化剂(如S、I2、H、Fe3、Cu2)等反应所得产物为Fe2，铁元素的价态为2价，如：FeI2FeI2。(2)铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓H2SO4、硝酸等)反应所得产物为Fe3，铁元素的价态为3价。如2Fe3Br2=2FeBr3。(3)铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4，铁元素的价态为2、3价。(4)铁与稀硝酸反应产物的判断：当HNO3过量时：反应原理：Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O，铁元素

4、的存在形式为Fe3，铁元素的价态为3价。当Fe过量时：反应原理：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O，铁元素的存在形式为Fe2，铁元素的价态为2价。当时：铁元素的存在形式为Fe2和Fe3，铁元素的价态为2、3价。典题示例1(2016江苏扬州质检)铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是()A2Fe3Fe=3Fe2成立，说明氧化性：Fe3Fe2B25，pH0的溶液中，Al3、NH、NO、Fe2可以大量共存C5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 molD硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe22H2O24H=Fe34H2O解析pH0的溶液呈强酸性，

5、Fe2、NO、H不能大量共存，B项不正确；C项应为0.3 mol，不正确；D项电荷不守恒，不正确。答案A2在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3(1)AB段铁元素以_形式存在。(2)BC段铁元素以_形式存在。(3)CD段铁元素以_形式存在。解析向稀硝酸中加入铁粉，开始时稀硝酸过量应生成Fe3，故AB段铁元素以Fe3形式存在。随着铁粉的增加，溶液中的Fe3与Fe反应生成Fe2。Fe3全部转化成Fe2后，铁粉不再溶解，故CD段铁元素以Fe、Fe2形式

6、存在。答案(1)(2)(3)高考达标层1判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2014北京高考)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化()(2)(2014北京高考)将试管中铁粉与水蒸气加热，试管中肥皂水冒泡，说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应()(3)(2013全国卷)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe6H=2Fe33H2。(4)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。()(5)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。()(6)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。()(7)铁与硫混合共

7、热生成FeS2。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3生成的是()A硫酸 B氯水 C硫酸锌 D氯化铜解析Fe2HCl=FeCl2H2，选项中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与FeCl2反应，但氯水中的Cl2能氧化Fe2生成Fe3，离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。答案B考点二铁的氧化物与氢氧化物教材知识层1铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价232、3与H反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O

8、36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O2.铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱反应：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱反应：Fe33OH= Fe(OH)3二者的关系空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3命题考查层命题1铁的氧化物、氢氧化物的组成与性质典题示例1(20

9、14山东理综，9)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()AFeO BFe2O3CFeSO4 DFe3O4解析Fe2O3与硝酸反应不产生NO，等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4中2价铁的物质的量最大的是FeO，失电子数最多，产生NO的物质的量最多。答案A2由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为218，则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是()A121 B211 C131 D113解析混合物中，n(Fe)n(O)34，故FeO与Fe2O3按物质的量11混合，D项符合要求。【方法技巧】铁的氧化物组成的判断方法设

10、铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为mn，则氧化物中n(Fe)n(O)ab，若ab11，则铁的氧化物为FeO；若ab23，则铁的氧化物为Fe2O3；若ab34，则铁的氧化物是Fe3O4，或FeO与Fe2O3按物质的量比11的混合物，或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为11，Fe3O4为任意值)。命题2Fe(OH)2的制备典题示例1(2016郑州模拟)氧化亚铁溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述白色沉淀和残渣分别是( )AFe(OH)3Fe2O3 BFe(OH)2F

11、e2O3CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2Fe3O4解析反应过程为FeOFe2Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3。答案B2在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。(1)在试管中加入的试剂是_。(2)在试管中加入的试剂是_。(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是_。解析两支试管，试管是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管中，所以制取FeSO4应在试管中，而在试管中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管后，

12、产生的H2可以从试管内短管处排出，从而排尽试管内空气。再经过止水夹通入试管中，排尽试管内空气。然后关闭止水夹，试管内产生的H2无法逸出，造成管内压强增大，将试管内FeSO4溶液通过长导管压入试管内，在此过程中，液体都处在H2环境中，从而避免了被空气中的O2氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。优点：完全隔绝了O2与FeSO4、NaOH、Fe(OH)2的接触，能较长时间的看到白色沉淀。缺点：装置较复杂，实验时间长，一定要把握好关闭止水夹的时间。答案(1)稀H2SO4和铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹(4)试管中反应生成的H2充满了试

13、管和试管，故外界O2不易进【方法技巧】制备Fe(OH)2常用的三种方法方法一：有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。方法二：还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀。如图2所示。方法三：电解法用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图3所示。高考达标层1判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为：3Fe24HNO=3Fe3NO3H2O。()(2)

14、氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为：Fe(OH)33H=Fe33H2O。()(3)Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3。()(4)Fe(OH)2在空气中加热，可得到FeO。()(5)向硫酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。()(6)Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。Fe2O3a红褐色A具有较强的还原性Fe(OH)2 B红棕色 B易被氧化成灰绿色最终变成红褐色Fe(OH)3 c白色 C红色油漆、涂料Fe2 D

15、棕黄色 D受热分解成红棕色粉末Fe3 e浅绿色 E具有较强的氧化性答案bC；cB；aD；eA；dE考点三Fe2、Fe3的相互转化及检验教材知识层1亚铁盐含有Fe2的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。(1)氧化性：Fe2与Zn反应的离子方程式：ZnFe2=FeZn2；(2)还原性：Fe2与Cl2反应的离子方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。2铁盐(1)氧化性：含Fe3的溶液呈黄色，Fe3具有较强的氧化性。Fe3与Cu反应的离子方程式：2Fe3Cu=Cu22Fe2。Fe3与I反应的离子方程式：2Fe32I=2Fe2I2。(2)特性：含有Fe3的盐溶液遇KSCN溶液变成红色。3Fe2与Fe3

16、的转化Fe2Fe3上述转化关系中标号反应的离子方程式为：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O；3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O；2Fe3Fe=3Fe2；2Fe3H2S=2Fe2S2H。命题考查层命题1“铁三角”转化关系及应用1“铁三角”转化关系2应用(1)除杂方法：主要物质杂质除杂方法Fe2Fe3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2Cu2加过量铁粉后过滤FeAl加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤Fe2O3Al2O3、SiO2加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤(2)判断离子共存的方法：Fe2NO (H)、ClO、MnO (H)。Fe3S2、I、SO。Fe2、Fe3H

17、CO、CO等水解相互促进的离子(3)盐溶液的配制与保存方法：(4)物质的制备方法：典题示例1(2014上海高考)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是()A若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3B若有固体存在，则溶液中一定有Fe2C若溶液中有Cu2，则一定没有固体析出D若溶液中有Fe2，则一定有Cu析出解析氧化性是Fe3Cu2Fe2，还原性是FeCu，则A.若无固体剩余，这说明铁粉完全被溶液中的铁离子氧化，但此时溶液中不一定还有Fe3，A不正确；B.若有固体存在，则固体中一定有铜，可能还有铁，因此溶液中一定有Fe2，B正确；C.若溶液中有

18、Cu2，则也可能有部分铜已经被置换出来，因此不一定没有固体析出，C不正确；D.若溶液中有Fe2，但如果溶液中Fe3过量，则不一定有Cu析出，D不正确。答案B2(2014山东理综)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，取少量铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀硫酸，滴加KSCN溶液无明显现象，_(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，理由是_(用离子方程式说明)。解析看到铁就要注意是否会发生氧化还原反应，如本题混合物中即使含有Fe2O3，Fe2O3溶于酸后生成的Fe3与反应生成的Fe发生氧化还原反应也会生成Fe2，因此不能证明反应后固体不含Fe2O3。答案不能Fe2O36H=2Fe3

19、3H2O、Fe2Fe3=3Fe2(或只写Fe2Fe3=3Fe2)【方法技巧】混合溶液中Fe3、Fe2的除去方法(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法：向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3的水解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(2)除去Cu2中混有的Fe3的方法：向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3的水解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(3)除去Mg2中混有的Fe2的方法：先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再

20、按(1)的方法除去溶液中的Fe3。(4)除去Cu2中混有的Fe2的方法：先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3。命题2Fe2、Fe3的检验1Fe2的检验方法一：取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，无现象，再滴加氯水，若变成红色溶液，说明有Fe2存在(鉴别时不能先滴加氯水)。2Fe2Cl2=2Fe32Cl，Fe33SCN Fe(SCN)3(红色)。方法二：取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2存在。Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4F

21、e(OH)3。2Fe3的检验方法一：取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，溶液变红色，证明有Fe3存在。方法二：取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，证明有Fe3存在。3含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的检验(1)Fe3的检验：溶液变红色，说明含有Fe3试纸变蓝色，说明含有Fe3(2)Fe2的检验：KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2溴水褪色，说明含有Fe2典题示例1(2016上海静安期末)某溶液中可能存在Fe3、Fe2、I、HCO、Cl、NO六种离子中的几种。进行下列实验：取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液呈红色；另取少量原溶液滴加盐酸，溶液的棕黄色加深。据此

22、可以推断，该溶液中一定大量存在的离子是()AI BHCO CCl DNO解析由可知溶液中一定含有Fe3，有Fe3一定无I、HCO；由可知加入盐酸后又生成Fe3，说明原溶液中含有Fe2和NO。答案D2(2012山东高考节选)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2的方法是_(注明试剂、现象)。解析滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中有Fe3，检验溶液中还存在Fe2时，可以利用Fe2的还原性，加入酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去。答案Fe3取少量溶液，滴加K

23、MnO4溶液，KMnO4褪色高考达标层1判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2014全国卷)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的原理是FeCl3能从含Cu2的溶液中置换出铜。()(2)(2014江苏高考)(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2：Fe22OH=Fe(OH)2。()(3)(2014安徽高考)Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式：Fe32I=Fe2I2。(4)(2014四川高考)检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红。()(5)(2013

24、江苏高考)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe2。()(6)(2012广东高考)Fe3有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜。()(7)(2011安徽高考)过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3。()(8)(2011江苏高考)FeCl3溶液与Cu的反应：Fe3Cu=Cu2Fe2。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2某学生设计了如图所示的方法，鉴定盐A的组成成分，由此分析，下列结论中正确的是()AA中一定有Fe3 BC中一定有Fe3CB为AgI沉淀

25、DA一定为FeBr2溶液解析HNO3具有强氧化性，可氧化Fe2，A中不一定有Fe3，A错；AgI为黄色沉淀，C错；A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物，D错。答案B1.特殊的颜色：(1)固体：Fe3O4、FeO黑色，Fe2O3红棕色，Fe(OH)3红褐色(2)溶液：Fe2浅绿色，Fe3棕黄色2特殊现象：(1)Fe(OH)2Fe(OH)3，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色(2)Fe3遇KSCN溶液变血红色(3)Fe2与Fe(CN)63反应生成铁氰化亚铁Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀3必记五反应：(1)Fe2FeCl3=3FeCl2(2)Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2(3)2FeCl2Cl2=2FeCl3(4)2Fe32I=I22Fe2(5)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3以“铁的化合物的转化”为载体串联铁元素单质及其化合物知识高考载体(2014浙江高考T26)某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含Ca、Fe、C、O四种元素)的组成和性质，设计并完成了如下实验：知识串联(1)流程图中红褐色沉淀是_，白色沉淀2是_，由白色沉淀2转化成红褐色沉淀的化学方程式为_。【考查铁的氢氧化物的性质】(2