届一轮复习人教版 第11讲铁及其重要化合物 学案.docx

1、届一轮复习人教版 第11讲 铁及其重要化合物 学案第11讲铁及其重要化合物一、铁的存在与性质1铁元素的存在形式游离态：单质铁注意Fe3O4有磁性，能被磁铁吸引，又称磁性氧化铁。2铁的物理性质颜色状态导电、导热性、延展性特性地壳含量银白色固体良好被磁铁吸引占第4位3铁的化学性质(1)铁单质性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为2价和3价。与非金属单质反应：Fe与S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。(2)与酸的反应二、铁的氧化物和氢氧化物1铁的氧化物Fe3O4中的3个Fe原子的化合价可看作2个为3价，1个为2价，可

2、表示为FeOFe2O3，平均价态为价。在发生氧化还原反应时，对应价态的铁参与相关反应，如Fe3O4与HNO3反应时只有2价铁被氧化。2铁的氢氧化物三、亚铁盐、铁盐的化学性质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)还原性向FeCl2溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，若溶液变红色，证明Fe2具有还原性。反应原理：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。向少量酸性KMnO4溶液中加入FeCl2溶液，若溶液紫红色褪去，证明Fe2具有还原性。反应原理：MnO5Fe28H=5Fe3Mn24H2O。2铁

3、盐(1)特性：含有Fe3的盐溶液遇到SCN时变成红色。(2)氧化性：含Fe3的溶液呈棕黄色，Fe3具有较强的氧化性。向FeCl3溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入过量活泼金属(如Fe)，若溶液红色褪去，证明Fe3具有氧化性。反应原理：2Fe3Fe=3Fe2。向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液，若溶液变成蓝色，证明Fe3具有氧化性。反应原理：2Fe32I=I22Fe2。向FeCl3溶液中通入H2S气体，若出现黄色浑浊，证明Fe3具有氧化性。反应原理：2Fe3H2S=2Fe2S2H。(3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl

4、。3Fe2、Fe3的相互转化Fe2Fe3上述转化中标号反应的离子方程式为2Fe2Br2=2Fe32Br；2Fe3Fe=3Fe2。1正误判断，正确的画“”，错误的画“”。(1)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA。()(2)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应。()(3)将铁屑放入稀HNO3中，证明Fe比H2活泼。()(4)用NaOH溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅。()(5)Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3。()(6)FeCl3腐蚀Cu制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强。()(7)Fe2与H2O2在酸性溶液

5、中的反应：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。()(8)向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉：Fe3Fe=2Fe2。()答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在B铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为3价C工业上可用铁质容器储存浓硝酸和浓硫酸，原因是铁在常温下与两种酸不反应D工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁答案 D考点1铁的制备、性质和用途典例1下列物质反应后一定有3价铁生成的是_。过量的Fe与Cl2加热时发生反应Fe与过量稀H2SO4反应后，

6、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解析Fe与Cl2反应只生成FeCl3；FeFe2Fe3；Fe与S反应只生成FeS；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 名师精讲1铁的产物价态铁与弱氧化剂反应生成2价，遇强氧化剂被氧化成3价：(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。

7、(3)铁与硫蒸气反应生成的是FeS；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2。2铁与稀硝酸反应产物中铁元素价态的判断方法(1)当HNO3过量时：反应原理：Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O，铁元素的存在形式为Fe3，铁元素的价态为3价。(2)当Fe过量时：铁被硝酸氧化为Fe3，然后Fe3被剩余的铁还原为Fe2，也就是说最终得到亚铁盐，总方程式：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O。(3)当时：铁元素的存在形式为Fe2和Fe3，铁元素的价态为2、3价。(4)用数轴法表示，铁与硝酸的用量比与反应产物的关系：3铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序总结足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利

8、用离子反应分析，依次发生反应：FeNO4H=Fe3NO2H2O、2Fe3Fe=3Fe2、Fe2H=Fe2H2(若H量不足，该反应不再发生)。1铁屑溶于过量稀硫酸，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。上述沉淀和残渣分别是()AFe(OH)3Fe2O3 BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2Fe3O4答案 B解析铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。2下列关于铁的叙述正确的是()

9、铁能被磁铁吸引，纯铁易被腐蚀在人体内的血红蛋白中含有铁元素铁位于元素周期表中第四周期第B族铁能在氧气中剧烈燃烧铁与硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3A B C D答案 B解析纯铁的抗腐蚀能力较强；铁位于元素周期表的第族，而不是第B族；铁与强氧化剂反应，能被氧化为Fe3，但若铁过量，则Fe3被Fe还原为Fe2，所以，Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分别通过化合反应Fe2FeCl3=3FeCl2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3制得。故选项B正确。考点2铁的氧化物、氢氧化物典例2下列

10、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；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 名师精讲1制备Fe(OH)2的关键与方法由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时

11、间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：Fe22OH=Fe(OH)2。(1)成功关键：溶液中不含Fe3和O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。(2)制备Fe(OH)2时常采用的方法采用新制备的纯亚铁盐溶液；将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；将碱直接加到亚铁盐溶液的底部使生成的Fe(OH)2与空气隔离；在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水的小而又不溶于水的有机溶剂)。2确定铁的氧化物组成的基本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)ab，若ab11，则铁的氧化物为FeO；若ab2

12、3，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)。3有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 molL1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2全部转变为Fe3，则该样品可能的化学式为()AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7答案 D解析根据2Fe2Cl2=2Fe32Cl，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2)0.025 mol20.05 mol

13、，根据电荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，则n(Fe3)0.2 mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.214，故该氧化物可表示为FeO2Fe2O3，即Fe5O7。4用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。.方法一：用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(2)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_。.方法二：在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2

14、)在试管里加入的试剂是_。(3)为了制得白色Fe(OH)2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，其理由是_。答案 .(1)煮沸(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2.(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管出口处排出H2的纯度，当排出的H2纯净时，要夹紧止水夹(4)试管中反应生成的H2将所用溶液和装置内的空气排尽，且外界空气不容易进入装置，可防止白色的Fe(OH)2沉淀被氧化解析.方法一：(1)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。(2)避免生成的Fe(OH)2被

15、空气(氧气)氧化。.方法二：试管是开口式的，无法用产生的气体将溶液压入试管中，所以应在试管中制取FeSO4，而在试管中盛NaOH溶液。将Fe与稀H2SO4放入试管后，产生的H2可从试管内短管处排出试管内的空气，经过止水夹进入试管内的NaOH溶液中，再排尽NaOH溶液和试管内的空气，然后关闭止水夹，试管内产生的H2无法逸出，压强增大，将FeSO4溶液通过长导管压入试管内的NaOH溶液中，在此过程中，液体都处于H2环境中，从而避免了空气中的O2将反应生成的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3。考点3铁三角及其应用典例3(高考组合题)下列说法正确的是()A(2015全国卷)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分

16、反应后滴加KSCN溶液，反应现象是有气体产生，溶液呈红色，原因是稀硝酸将Fe氧化为Fe3B(2015全国卷)将铜粉加入1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液中，会有溶液变蓝、黑色固体出现的现象，这是因为金属铁比铜活泼C(全国卷)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作是因为FeCl3能从含Cu2的溶液中置换出铜D(大纲卷)室温下，能将浓硫酸盛放在铁桶中解析A项，过量铁粉与稀硝酸充分反应后铁元素转化为Fe2，滴加KSCN溶液后不出现红色；B项，铜粉与Fe2(SO4)3溶液发生反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2，溶液变蓝但不会有黑色固体出现；C项，FeCl3与Cu2不反应，制作线路板的原理为Fe3

17、能腐蚀铜，发生反应为2Fe3Cu=2Fe2Cu2，解释错误；D项，常温下，Fe遇浓H2SO4钝化，可用铁桶盛放浓H2SO4，正确。答案 D名师精讲1“铁三角”中的转化关系2Fe2、Fe3相互转化中的两个关系，Fe2Fe3(1)Fe2与强氧化剂(O2、Cl2、Br2、H2O2、Na2O2、KMnO4、HNO3、NO2、K2Cr2O7等)反应时，被氧化为Fe3。如2Fe2H2O22H=2Fe32H2O、6Fe2Cr2O14H=2Cr36Fe37H2O。(2)Fe3与Fe、Cu、S2(H2S)、I(HI)等还原剂反应时生成Fe2。如2Fe3H2S=2Fe2S2H、2Fe3Fe=3Fe2、2Fe3Cu

18、=2Fe2Cu2(三价铁盐腐蚀印刷电路板)。注意氧化性：AgFe3Cu2Fe2，还原性：S2IFe2BrCl。3重要应用(1)物质除杂主要物质杂质除杂方法FeCl3FeCl2通入适量氯气、加入氯水或H2O2Fe2Cu2加入过量铁粉后过滤Mg2Fe3加入MgO或Mg(OH)2调节pH后过滤Cu2Fe2先加入氧化剂(如H2O2)将Fe2氧化为Fe3，再加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调节pH后过滤Fe2O3Al2O3加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤(2)判断离子共存发生氧化还原反应而不能大量共存Fe2与强氧化剂不能共存：NO (H)、ClO、MnO (H)Fe3与强还原剂不能共

19、存：S2、I、HS、SO发生非氧化还原反应不能大量共存Fe2、Fe3与OH、HCO、CO、AlO等发生复分解或相互促进水解不能大量共存。Fe3与SCN发生络合反应不能大量共存。(3)盐溶液的配制和保存含Fe2的溶液：如配制FeSO4溶液时加入稀硫酸防止Fe2的水解，加入铁粉防止Fe2被氧化。含Fe3的溶液：如配制Fe2(SO4)3溶液，应将Fe2(SO4)3固体溶于H2SO4，再加水稀释到指定浓度。5某溶液中可能存在Mg2、Fe2、Fe3，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是()A一定有Fe2，一定没有Fe3、Mg2B一定有Fe3

20、，一定没有Fe2、Mg2C一定有Fe3，可能有Fe2，一定没有Mg2D一定有Fe2，可能有Mg2，一定没有Fe3答案 D解析加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性，若有Fe3，则产生的氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不可能存在，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。6A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应均为化合反应，反应为置换反应。下列有关说法不正确的是()A中所加试剂可能是氯气B中需要加具有氧化性的试剂CA与稀硝酸反

21、应一定能实现元素M在中发生的价态变化D元素M在中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现答案 C解析根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应加入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl2，A项正确；反应中铁元素由2价升高到3价，需要加具有氧化性的试剂，B项正确；过量的铁与稀硝酸反应时，生成硝酸亚铁，C项错误；Fe3能将I氧化成I2，自身被还原成Fe2，D项正确。考点4Fe2、Fe3的检验典例4(2017浙江瑞安高三四校联考)下列离子的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2B用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2C向某溶液中加入NaOH溶液

22、，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2，不含有Mg2解析A项中只能说明含有Fe3，不能说明不含Fe2，不合理；B项中Cl也能使KMnO4溶液褪色，不合理；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2，不合理。答案 C名师精讲1Fe2、Fe3的检验(1)直接观察法(2)KSCN溶液和新制氯水法有关反应的离子方程式：Fe33SCN=Fe(SCN)3。(3)强碱法有关反应的离子方程式：Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3；Fe33OH=Fe

23、(OH)3。(4)强氧化剂法有关反应的离子方程式：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。(5)溴水法有关反应的离子方程式：2Fe2Br2=2Fe32Br。(6)淀粉KI试纸法有关反应的离子方程式：2Fe32I=2Fe2I2。(7)铜片法有关反应的离子方程式：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。2Fe2、Fe3检验须知(1)检验Fe2时不能先加氯水后加KSCN溶液；当溶液的浓度较稀时，不宜利用观察法或加NaOH溶液的方法检验Fe2和Fe3的存在。(2)检验Fe2和Fe3的混合溶液时，要分两次分别检验Fe2和Fe3，检验Fe2时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3时最好选择KSCN溶液。具体方法如下

24、：Fe3的检验溶液变红色，说明含有Fe3Fe2的检验KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2。7向某溶液中加入含Fe2的溶液后，无明显变化。再滴入几滴新制氯水，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是()A该溶液中一定含有SCNB氧化性：Fe3Cl2CFe2与SCN不能形成红色物质DFe2被氧化为Fe3答案 B解析溶液中的Fe2与加入的新制氯水发生反应：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，氧化性：Fe3Cl2。能使含Fe3的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN。因原溶液中加入含Fe2的溶液后，无明显变化，说明Fe2与SCN不能形成红色物质。8要证明某溶液中不含Fe3而可能含有Fe2，进行如下实验操

25、作时，最佳顺序为()加入足量氯水加入足量KMnO4溶液加入少量NH4SCN溶液A B C D答案 C解析在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，无Fe3存在，再加入氯水，将Fe2氧化成Fe3，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用KMnO4溶液。(建议用时：40分钟)一、选择题(每题6分，共72分)1下列说法正确的是()A中性溶液中可能大量存在Fe3、K、Cl、SOB氧化铁能与酸反应，因此可用于制作红色涂料CFe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3能一步实现D铁粉作食品袋内的脱氧剂是起还原作用答案 D解析中性溶液中Fe3因水解完全不能大量存在，A项错误

26、；B项，氧化铁用作红色涂料是利用了其颜色呈红棕色，与其能与酸反应的性质无关，错误；C项，氯化铁溶液蒸发最终得到的产物是氧化铁，因为铁离子在加热时水解程度不断加大；D项，铁粉作食品袋内的脱氧剂，防止食品被氧化，起还原作用。2下列试剂中，不能使Fe2转化为Fe3的是()氯气NaCl溶液KMnO4溶液稀硝酸盐酸NaNO3溶液A B C D答案 D解析要实现Fe2转化为Fe3，必须加强氧化性物质，NaCl、HCl均没有强氧化性，NO在酸性条件下才表现强氧化性。3下列离子方程式中，正确的是()A铁与稀硫酸反应：2Fe6H=2Fe33H2B氯化铁溶液与铜反应：Fe3Cu=2Fe2Cu2C足量Cl2与溴化亚

27、铁反应：2FeBr23Cl2=2FeCl32Br2D氯化铁溶液中滴加氨水：Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH答案 D解析铁与稀硫酸反应只生成Fe2，A错；FeCl3与Cu反应应为2Fe3Cu=2Fe2Cu2，B项未配平，错误；C项反应未写成离子方程式，应为2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26Cl，故错误。4在含有下列离子组的溶液中，加入Fe(NO3)2固体后，仍然能够大量共存的离子组是()AK、SO、NH、COBK、Ba2、OH、ClCNa、H、Cl、SODNa、Mg2、Cl、NO答案 D解析A中CO和Fe2不能大量共存；B中Fe2和OH不能大量共存；C中H、NO和Fe2因发生氧化还原反应而不能大量共存。5(2017潍坊高三检测)通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结