铁及其重要化合物.docx

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铁及其重要化合物

考点一　用物质分类思想认识铁及其重要化合物

1.铁

（1）物理性质

银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。

（2）结构

（3）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。

按要求书写下列反应的方程式：

①Fe与Cl2、S反应的化学方程式：

②Fe与水蒸气的反应：

③与氧化性酸（如HNO3）的反应（写离子方程式）。

Fe与过量稀HNO3的反应：

Fe与少量稀HNO3的反应：

④Fe与FeCl3溶液的反应（写离子方程式）：

2.铁的氧化物

化学式

FeO

Fe2O3

Fe3O4

俗名

颜色状态

溶解性

铁的化合价

稳定性

与H＋反应的离子方程式

3.铁的氢氧化物

化学式

Fe（OH）2

Fe（OH）3

色态

与盐酸

反应

受热分解

制法

二者的

关系

4.亚铁盐和铁盐

（1）亚铁盐

含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有__________性，又有__________性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为__________________________________________________________。

（2）铁盐

①氧化性：

含有Fe3＋的溶液呈______色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Cu反应的离子方程式为__________________________________。

②特性：

含有Fe3＋的盐溶液遇到________时变成血红色。

③易水解：

FeCl3滴入沸水中的化学方程式：

________________________________________________________________________。

深度思考

1.铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与（填下列编号，下同）反应时只生成＋3价铁；与反应时只生成＋2价铁；与反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。

所选试剂：

①Cl2　②O2　③H2O（g）　④S　⑤盐酸

⑥稀硝酸（足量）　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液　⑨FeCl2溶液

2.FeCl3、FeCl2和Fe（OH）3是否都可以通过化合反应制取？

3.按要求书写下列反应的离子方程式：

（1）FeO与HNO3的反应

（2）Fe3O4与HNO3的反应

（3）Fe（OH）3与HI的反应（HI是强酸）

题组一　铁及其化合物的性质

1.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Fe2S3

C.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，所以铁在自然界中全部以化合态存在

2.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（　　）

A.Fe（OH）3　Fe2O3B.Fe（OH）2　Fe2O3

C.Fe（OH）2　Fe（OH）3D.Fe（OH）2　Fe3O4

3.下列叙述正确的是（　　）

A.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

B.足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3

C.先后将等物质的量的Fe2O3和Fe分别溶于同一稀盐酸时无气体放出

D.Fe2O3

FeCl3（aq）

无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化

4.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。

①Fe3＋　②Fe2＋　③Fe、Fe2＋　④Fe2＋、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。

题组二　Fe2＋、Fe3＋的检验

5.下列有关物质检验方法不合理的是（　　）

A.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显血红色，该溶液中一定含有Fe2＋

B.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2

C.检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变血红

D.向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋

6.要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序为（　　）

①加入足量氯水　②加入足量酸性KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液

A.①③B.③②C.③①D.①②③

题组三　Fe（OH）2的制备方法

7.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

________________________________________________________________________。

8.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）。

考点二　铁及其化合物转化的综合应用

“铁三角”的转化关系

完成下列变化的离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋转化条件。

（1）将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：

（2）将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液，溶液变蓝：

（3）用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔：

（4）将H2O2滴入到酸性FeCl2溶液中：

（5）将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有无色气体放出：

深度思考

1.从盐类水解角度分析，怎样用固体药品配制并保存FeCl2溶液和FeCl3溶液。

2.如何除去括号中的杂质

（1）Fe2＋（Fe3＋）：

（2）FeCl3（FeCl2）：

（3）FeCl2（CuCl2）：

（4）Fe（Al）：

（5）Fe2O3（Al2O3、SiO2）：

（6）CuCl2溶液（FeCl3）：

题组一　Fe2＋与Fe3＋的转化及应用

1.下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是（　　）

①氯气　②NaCl溶液　③KMnO4溶液　④稀硝酸　⑤盐酸　⑥NaNO3溶液

A.①②③B.①③④C.②④⑤D.②⑤⑥

2.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是（　　）

A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋

B.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋

C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋

D.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋

3.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：

Ⅰ.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；

Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。

（1）FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为

________________________________________________________________________。

（2）过程Ⅰ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Ⅱ中发生反应的化学方程式为_______________________________________。

题组二　Fe2＋、Fe3＋的离子共存问题

4.下列各离子组能大量共存的是（　　）

A.Fe3＋、NH

、H＋、SO

B.Fe3＋、Br－、Na＋、I－

C.Fe2＋、AlO

、Na＋、NO

D.Fe3＋、HCO

、NH

、NO

5.下列离子在指定溶液中能大量共存的是（　　）

A.1.0mol·L－1的KNO3溶液：

H＋、Fe2＋、Cl－、SO

B.1.0mol·L－1的FeCl2溶液：

NO

、Na＋、K＋、ClO－

C.使酚酞变红的溶液中：

Na＋、Cl－、SO

、Fe3＋

D.酸性溶液中：

NO

、SO

、Fe3＋、Mg2＋

题组三　高考热点——“铁三角”与实验探究的融合

6.硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上作补血剂。

某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。

实验步骤如下：

请回答下列问题：

（1）证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加____________，

该过程的现象为______________________________________________________________。

（2）步骤②加入过量H2O2的目的是_______________________________________________。

（3）步骤③中反应的离子方程式是________________________________________________。

（4）步骤④中一系列处理的操作步骤：

过滤、____________、灼烧、____________、称量。

（5）若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为__________g。

7.一定量的铁粉在氯气中充分燃烧，将所得固体完全溶解于稀盐酸，制得溶液A。

（1）铁在氯气中燃烧的化学方程式是___________________________________________。

（2）推测A中可能含有的金属阳离子：

①只有Fe3＋；②只有Fe2＋；③____________________________________。

甲同学为探究溶液的组成，实验如下：

实验步骤

实验现象

实验结论及反应的离子方程式

取少量溶液A于试管中，加入KSCN溶液

假设②不成立，假设①或③成立；反应的离子方程式是________________

（3）乙同学继续探究溶液A的组成。

查阅资料：

16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

实验过程：

另取少量溶液A于试管中，逐滴加入酸性KMnO4溶液，充分振荡，KMnO4溶液紫色褪去，实验结论：

________（填字母序号）。

a.可能有Fe2＋　　b.可能无Fe2＋　　c.一定有Fe2＋

根据你选择的实验结论，简述理由：

_______________________________________________。

考点三　守恒思想在铁及其化合物计算中的应用

“守恒法”是中学化学中一种常用的解题方法，它利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解，即找到起始和终止反应时某一特定量的对应关系，建立方程。

1.现有CuO和Fe2O3组成的混合物ag，向其中加入2mol·L－1的硫酸溶液50mL，恰好完全反应。

若将ag该混合物在足量H2中加热，使其充分反应，冷却后剩余固体的质量为（　　）

A.1.6agB.（a－1.6）g

C.（a－3.2）gD.1.6g

2.有一块铁的“氧化物”样品，用140mL5.0mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为（　　）

A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7

3.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4mol·L－1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO（标准状况），往所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现。

若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为（　　）

A.0.21molB.0.25mol

C.0.3molD.0.35mol

4.铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。

（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。

实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。

交换完成后，流出溶液的OH－用0.40mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。

计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x的值：

___________（列出计算过程）。

（2）现有一含FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n（Fe）∶n（Cl）＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为__________。

在实验室中，FeCl2可用铁粉和__________反应制备，FeCl3可用铁粉和__________反应制备。

1.（高考选项组合题）下列叙述正确的是（　　）

A.将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈血红色，稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋（2015·全国卷Ⅰ，10A）

B.在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋（2015·天津理综·2A）

C.向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液变成血红色，Fe2＋既有氧化性又有还原性（2015·广东理综·22D）

D.Fe2O3

FeCl3（aq）

无水FeCl3（2015·江苏·8C）

2.（高考选项组合题）下列关于铁及其化合物的说法正确的是（　　）

A.将Fe（NO3）2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，可以检验Fe（NO3）2晶体是否已氧化变质（2014·四川理综，4B）

B.浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe（OH）3胶体（2014·重庆理综，3A）

C.1molFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA（2014·大纲全国卷，7A）

D.水溶液中Fe2＋、H＋、SO

、ClO－不能大量共存（2014·广东理综，8B）

3.（2014·上海，17）用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。

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Fe3＋

B.若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋

C.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

4.（2015·浙江理综，13）某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制备七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O），设计了如下流程：

下列说法不正确的是（　　）

A.溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉

B.固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al（OH）3进入固体2

C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解

D.若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O

5.[2014·福建理综，24

（2）]用废铁皮制取铁红（Fe2O3）的部分流程示意图如下：

①步骤Ⅰ若温度过高，将导致硝酸分解。

硝酸分解的化学方程式为______________________。

②步骤Ⅱ中发生反应：

4Fe（NO3）2＋O2＋（2n＋4）H2O===2Fe2O3·nH2O＋8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe（NO3）2，该反应的化学方程式为

________________________________________________________________________。

③上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是_______________________（任写一项）。

6.[2015·天津理综·10

（1）

（2）]FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。

请回答下列问题：

（1）FeCl3净水的原理是________________________________________________________。

FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）____________。

（2）为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。

①若酸性FeCl2废液中c（Fe2＋）＝2.0×10－2mol·L－1，c（Fe3＋）＝1.0×10－3mol·L－1，c（Cl－）＝5.3×10－2mol·L－1，则该溶液的pH约为________。

②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：

ClO

＋

Fe2＋＋

________===

Cl－＋

Fe3＋＋

________