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1、版高考化学微一轮复习第10讲铁及其重要的化合物学案第10讲铁及其重要的化合物考纲要求1.掌握铁的主要性质及应用。2.掌握铁的重要化合物的主要性质及应用。3.能鉴别溶液中的Fe2、Fe3。考点一铁的性质1位置、物理性质铁位于元素周期表的第四周期族，主要化合价为2、3，在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。铁具有金属的通性，具有被磁铁吸引的特性。2化学性质(写出化学方程式或离子方程式)【多维思考】1铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？提示：化学变化。2FeCl2、FeCl3是否都可以通过化合反应制取？提示：都可以。铁与氧化剂反应后的价态判断方法(1)铁与弱氧化剂(如S、I2、H、

2、Fe3、Cu2)等反应所得产物为Fe2，铁元素的价态为2价。(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。(3)铁在纯氧中燃烧以及在高温下与H2O(g)反应得到的产物为Fe3O4，铁元素的价态为2、3价。考向一铁的存在和性质1下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是() 陈述陈述判断A铁是地壳中含量最高的金属元素铁是人类最早使用的金属材料对；对；有B常温下铁与稀硫酸反应生成氢气高温下氢气能还原氧化铁得到铁对；对；无C铁元素属于过渡元素铁和铁的某些化合物可用作催化剂错；对；无D在空气中铁表面形成致密氧化膜铁不能与氧气反应对；

3、对；有解析：A项，地壳中含量最高的金属元素是Al，错，最早使用的金属是铜，错；C项，陈述、都正确，且有因果关系；D项，铁在空气中易形成铁锈，而不是致密的氧化膜，且铁与氧气反应，、均错。答案：B2下列关于铁的说法正确的是()A纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属B铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3C纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化D铁的化学性质比较活泼，它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3解析：纯铁为银白色，A错；铁在硫蒸气中燃烧生成FeS，B错；3Fe4H2O(g) Fe3O44H2，D错。答案：C考向二铁反应后元素价态的判断3下列物质反应后一定有3价铁生成的是()过量的Fe与C

4、l2加热时发生反应Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3Fe与过量的S加热时发生反应Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A B.C D解析：Fe与Cl2反应只生成FeCl3；Fe与S反应生成FeS；FeFe2Fe3；Fe2Fe3；Fe2O3溶于盐酸生成Fe3，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3，当Fe足量时，溶液中无Fe3。答案：D4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。

5、(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HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3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，故BC段铁元素以Fe2、Fe3形式存在。Fe3全部转化成Fe2后，铁粉不再溶解，故CD段铁元素以Fe、Fe2形式存在。答案：(1)(2)(3)考点二铁的氧化物与氢氧化物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稳定性不稳定稳定稳定与H反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2O

6、Fe2O36H=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受热分解分解产物复杂2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe22OH= Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应Fe33OH=Fe(OH)3两者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【多维思考】1盐酸、氢碘酸均是强酸

7、，Fe(OH)3分别与它们反应有何不同？写出有关的反应方程式？提示：Fe(OH)3悬浊液遇到盐酸、氢碘酸均能使红褐色沉淀溶解，但HI具有较强的还原性，能被Fe3氧化为I2，使溶液颜色变深，故HCl与Fe(OH)3反应只是中和反应：Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O，而HI与Fe(OH)3反应为氧化还原反应，反应方程式为2Fe(OH)36HI=2FeI2I26H2O。2用FeSO4溶液和NaOH溶液制备Fe(OH)2沉淀，应注意哪些问题？提示：(1)配制FeSO4溶液和NaOH溶液的蒸馏水要加热煮沸以除去蒸馏水中的O2；(2)用长滴管吸取NaOH溶液插入FeSO4溶液液面以下挤出。1铁的

8、氧化物组成的判断方法设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)a：b，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。2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

9、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。图3考向一铁的氧化物、氢氧化物的组成与性质1把少量废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤，除去杂质，在滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为()AFe(OH)3；Fe2O3 BFe(OH)2；FeOCFe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4 DFe2O3；Fe(OH)3解析：红褐色沉淀应为Fe(OH)3，因为加入HNO3，Fe(OH)2不存在；F

10、e(OH)3受热分解生成Fe2O3。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 B211C131 D.113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。答案：D考向二Fe(OH)2的制备3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F

11、e(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_。解析：(1)Fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2易被空气中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2较少。答案：(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O24下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是_(填序号)。解析：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色

12、沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。、原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；的原理为铁作阳极产生Fe2，与电解水产生的OH结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。答案：考点三Fe2、Fe3的性质及检验1“铁三角”的转化关系写出上述转化关系中标号反应的离子方程式：2Fe3Fe=3Fe2；2Fe3H2S=2Fe2S2H；2Fe2H2O22H=2Fe32H2O；3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O。2Fe2和Fe3的检验(1)Fe2

13、的检验：先加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水出现红色，反应的离子方程式：Cl22Fe2=2Cl2Fe3、Fe33SCN3。(2)Fe3的检验：滴加KSCN溶液，生成红色溶液，反应的离子方程式为Fe33SCN3。【多维思考】1如何除去FeCl3溶液中的Fe2？提示：加一定量的氯水或H2O2溶液。2Fe2与NO能否大量共存？若向其中再加入少量盐酸，情况又会如何？提示：Fe2与NO能大量共存，但在酸性条件下NO能将Fe2氧化成Fe3而不能大量共存。3检验Fe2时能不能先加氯水再加KSCN溶液？为什么？提示：不能，因为若溶液中含有Fe3时，就无法排除其干扰。Fe2、Fe3的转化应用除杂主要成分杂质除

14、杂方法FeCl3FeCl2加入氯水或H2O2FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤考向一Fe2与Fe3之间的转化1如何除去括号中的杂质？(1)Fe2(Fe3)：_；(2)FeCl3(FeCl2)：_；(3)FeCl2(CuCl2)：_；(4)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：_。答案：(1)加过量铁粉，过滤(2)加氯水或H2O2(3)加过量铁粉，过滤(4)加过量强碱溶液，过滤2在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量

15、的空气。(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为_。(2)过程加入铁屑的主要作用是_，分离得到的固体主要成分是_，从固体中分离出铜需采用的方法是_。(3)过程中发生反应的化学方程式为_。解析：FeCl3溶液蚀刻铜箔的离子方程式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2，得到的废液中含有FeCl3、CuCl2、FeCl2。答案：(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)反应掉FeCl3、CuCl2Fe、Cu加入足量稀盐酸过滤(3)4FeCl24Ca(OH)2O22H2O=4Fe(OH)34CaCl2考向二探究Fe2与Fe3的性质3某班同学用如下实验探究Fe2、Fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯

16、化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 mL 0.1 molL1 KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加

17、入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在I过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_；生成沉淀的原因是_(用平衡移动原理解释)。解析：(1)Fe2具有很强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3，在FeCl2溶液中

18、加入少量铁屑，可防止Fe2被氧化。(2)Fe2被氧化为Fe3，Cl2被还原为Cl，反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。(4)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I2Fe3=I22Fe2。K3Fe(CN)6是检验Fe2的试剂。实验溶液变红，说明溶液中仍存在Fe3，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。(5)酸化的FeCl2溶液与H2O2反应，Fe2被氧化为Fe3，H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O22Fe22H=2Fe32H2O。Fe3对H2O2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2H2

19、O22H2OO2，故溶液中产生气泡。由于H2O2分解反应放热，促使Fe33H2O Fe(OH)33H平衡右移，最终出现Fe(OH)3红褐色沉淀。答案：(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2Fe3可逆反应(5)2Fe2H2O22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热，促进Fe3的水解平衡正向移动 1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)(2017高考江苏卷，7A)FeFeCl2Fe(OH)2()(2)(2017高考江苏卷，9A)无色透明的溶液中： Fe3、Mg2、SCN、Cl 能大量共存(

20、)(3)(2017高考江苏卷9C)c(Fe2)1 molL1的溶液中：K、NH、MnO、SO能大量共存()(4)(2016高考四川卷，2B)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，则常温下铁与浓硫酸一定没有发生化学反应()(5)(2016高考全国卷，7B)根据铁比铜金属性强，在实际应用中可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板()(6)(2016高考全国卷，10C)配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释()(7)(2016高考海南卷)将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼()(8)(2015高考重庆卷，4A)观察Fe(OH)2生成()(9)(2015高考天津卷，2A)在溶液中

21、加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3，无Fe2()(10)(2015高考山东卷，11B)向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色，则溶液中一定含有Fe2()(11)(2015高考四川卷，1A改编)铁粉作食品袋内的脱氧剂，铁粉起还原作用()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)2(2017高考全国卷)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：_

22、、_。(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。 仪器B的名称是_。将下列实验操作步骤正确排序_(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。a点燃酒精灯，加热 B熄灭酒精灯c关闭K1和K2 D打开K1和K2，缓缓通入N2e称量A f冷却到室温根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x_(列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使x_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，

23、打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。 C、D中的溶液依次为_(填标号)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_。a品红 BNaOHcBaCl2dBa(NO3)2 e浓H2SO4写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_。解析：(1)样品溶于水滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中无Fe3；再向试管中通入空气，溶液逐渐变红，这说明有铁离子产生，即硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁，铁离子遇KSCN溶液显红色；(2)根据仪器构造可知B是球形干燥管；由于装置中含有空气，空气能氧化硫酸亚铁，所以加热前需要排尽装置中空气，利用氮气排出空气，为了使生成的水蒸气完全排

24、除，应该先熄灭酒精灯再冷却，然后关闭K1和K2，最后称量，即正确的排序是dabfce；样品的质量是m2m1，加热后剩余固体是硫酸亚铁，根据铁原子守恒可知，解得x；若实验时按a、d次序操作，在加热过程中硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁，导致m3增加，因此x偏小；(3)最终得到红棕色固体，说明有氧化铁生成，即分解过程发生了还原反应，根据化合价变化可知一定有SO2生成，这说明硫酸亚铁分解生成氧化铁、二氧化硫和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸根离子和钡离子结合生成白色沉淀硫酸钡，由于硝酸钡在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以应该用氯化钡，检验SO2用品红溶液，所以C、D的溶液依次为氯化钡溶液和品红溶液，实验现象是C中溶液变浑浊产生白色沉淀，D中品红溶液褪色；根据以上分析可知硫酸亚铁高温分解的方程式为2FeSO4Fe2O3SO2SO3。答案：(1)样品中无Fe3硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁(2)球形干燥管 dabfce偏小(3)c、a产生白色沉淀、品红溶液褪色2FeSO4Fe2O3SO2SO3