1、第3讲 铁及其重要化合物,【2019备考】 最新考纲：1.掌握铁及其重要化合物的主要性质。2.掌握铁及其重要化合物的应用。3.了解常见金属及其重要化合物的制备方法。,考点一 铁的单质、氧化物及氢氧化物 (频数： 难度：),1.铁元素的存在形式,2.铁的性质,(1)物理性质,(2)化学性质 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：,Fe2O3,剧烈燃烧，生成大量红棕色的烟,Fe2H=Fe2H2,FeCu2=Fe2Cu,Fe2Fe3=3Fe2,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反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成F
2、eCl2。 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。,3.铁的常见化合物,(1)铁的氧化物,FeO2H= Fe2H2O,Fe2O36H= 2Fe33H2O,(2)铁的氢氧化物,Fe(OH)22H=Fe22H2O,Fe22OH=Fe(OH)2,Fe33OH=Fe(OH)3,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,灰绿,红褐,FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2被HNO3氧化生成Fe3。 Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3被I还原生成Fe2。,1.教材基础知识判断,(1)Fe在足量Cl2
3、中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2( ) (2)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸( ) (3)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料( ) (4)Fe2O3与NaOH溶液反应可制取Fe(OH)3( ) (5)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5),2.(RJ必修1实验39)教材实验探究与拓展,(1)教材实验分析 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。 用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。 除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。 生成
4、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_ _。,(2)教材实验在考题中的拓展应用 .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)。,注：(全国卷经典考题，15年北京卷考题) .如若符合要求，简述其制备过程及原理。(如若不符合，此问不做答) _ _,解析 (1)稀硫酸抑制Fe2水解，铁屑防止Fe2被氧化。Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。 答案 (1)稀硫酸、铁屑 加热煮沸 避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化 (2). .铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气
5、赶尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4被压入在氢气保护下的NaOH溶液中。,题组一 铁及其重要化合物性质、用途 1.(2018成都模拟)坦克、导弹的制造材料主要是各种金属的合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中，正确的是( ),A.铁元素属于过渡元素，其原子序数为26 B.单质铁与浓硫酸在常温下不反应 C.铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性 D.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快,解析 铁是26号元素，属于过渡元素，A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，并不是铁和浓硫酸不反应，B错误；Fe2既有还原性
6、，也有氧化性，C错误；生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，D错误。 答案 A,2.某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是( ),A.将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性 B.将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体 C.在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO46H2O晶体 D.将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3的氧化性强于Cu2 解析 由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，故A方案不可行；将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，无法得到Fe(OH
7、)3胶体，B项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，一方面氧气可将FeSO4氧化，另一方面会得到不含结晶水的化合物，故C项方案不可行；将铜粉加入FeCl3溶液中，发生反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2，该反应说明Fe3的氧化性强于Cu2，故D项方案可行。 答案 D,题组二 铁的氧化物组成确定 3.铁的常见化合价有2价和3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为( ),A.FeO3Fe2O3 B.2FeO3Fe2O3 C.FeO2Fe2O3 D.2FeOFe2O3,答案 B,4.一定
8、质量的某铁的氧化物FexOy，与足量的4 molL1硝酸溶液充分反应，消耗硝酸溶液700 mL，生成2.24 L NO(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为( ),A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe4O5,答案 C,考点二 铁盐和亚铁盐 (频数： 难度：),1.亚铁盐和铁盐,(1)亚铁盐 含有Fe2的溶液，呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。 氧化性：Fe2与Zn反应的离子方程式：_。 还原性：Fe2与Cl2反应的离子方程式： _ 。,ZnFe2=FeZn2,2Fe2Cl2=2Fe32Cl,(2)铁盐 氧化性：含Fe3的溶液，呈黄色，Fe3具有较强的氧化性，Fe3与Cu、I反应
9、的离子方程式为： _， _。 特性：含有Fe3的盐溶液遇到_时变成血红色。 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 _。,2Fe3Cu=Cu22Fe2,2Fe32I=2Fe2I2,KSCN,(3)Fe2、Fe3的相互转化上述转化中标号反应的离子方程式为： _； 2Fe3Fe=3Fe2,2.Fe2、Fe3的检验,含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的检验,1.(RJ必修1P637改编)要证明某溶液中不含Fe3而可能含Fe2，进行如下实验操作时，最佳顺序是( ),加足量氯水 加足量KMnO4溶液 加少量KSCN溶液 A. B. C. D. 答案 C,2.(溯源题)(2
10、016课标全国，28)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 mLFeCl2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_。,答案 (1) 防止Fe2被氧化 (2) 2Fe2Cl2=2Fe3
11、2Cl (3) 隔绝空气(排除氧气对实验的影响) 探源：本高考题组源于RJ必修1 P61“实验310”与“科学探究”及其拓展，考查了Fe3、Fe2的有关性质。,题组一 Fe2、Fe3的性质 1.如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是( ),答案 B,2.(2018南阳模拟)SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕色变为浅绿色，但立即又变成棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化，下列说法不正确的是( ),答案 D,题组二 Fe2、Fe3的检验及除杂 3.下列有关物质检验方法不合理的是( ),A.向某溶
12、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 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 解析 B项中的Cl也能使酸性KMnO4溶液褪色。 答案 B,4.下列除杂的操作不正确的是( ),A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充
13、分反应后过滤 D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2氧化成Fe3，再加入CuO充分反应后过滤,答案 C,【归纳反思】 1.Fe2、Fe3检验时两大注意点,(1)检验Fe2时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN)。 (2)Fe3、Fe2、Cl同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2(Cl能还原酸性KMnO4，有干扰)。,2.混合液中Fe2、Fe3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其中之一，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3的水
14、解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 (2)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，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3。,5.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，可能含有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
15、不含Cu2和Fe3,解析 氧化性Fe3Cu2Fe2，加入铁粉后有固体剩余，Fe3一定不存在；若剩余固体全部都是Cu，溶液中还可能有Cu2，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2。 答案 D,【练后归纳】 “铁三角”的转化关系,试题分析,(2016全国新课标)聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。,回答下列问题： (1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分是_。粉碎过筛的目的是_。 (2)酸浸时最合适的酸是_，写出铁锈与酸反应的离子方程式_。 (3)反应釜中加入氧化剂的作用是_，下列氧化剂中最合适
16、的是_(填标号)。 a.KMnO4 b.Cl2 c.H2O2 d.HNO3 (4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围。pH偏小时Fe3水解程度弱，pH偏大时则_。 (5)相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是_。,解题思路：铁锈的主要成分是Fe2O3xH2O，粉碎过筛的目的是选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率；为了避免引入杂质离子应选用硫酸为宜，反应的离子方程式为Fe2O3xH2O6H=2Fe3(x3)H2O；由于溶液中含有亚铁离子，故反应釡中加入氧化剂的作用是氧化亚铁离子，为了不引入新的杂质，氧化剂应选用双氧水；聚合釡中溶液的pH必须控制在一定的范围内，pH偏小Fe3水解程
17、度弱，pH偏大则Fe3转化为氢氧化铁沉淀而损失，造成产率降低；减压蒸发的优点是可防止温度过高，聚合硫酸铁分解。,正确答案：(1)Fe2O3xH2O 选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率 (2)硫酸 Fe2O3xH2O6H=2Fe3(x3)H2O (3)氧化Fe2 c (4)容易生成Fe(OH)3，产率降低 (5)可防止温度过高，聚合硫酸铁分解,真题演练,1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”。,(8)室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3的氧化性比I2的强( ) (2016江苏高考) (9)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴
18、加KSCN溶液会观察到有气体生成，溶液呈血红色，说明稀硝酸将Fe氧化为Fe3( ) (2015全国卷) (10)3 mol单质Fe完全转化为Fe3O4，失去8NA个电子( ) (2015广东高考) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10),2.(2017课标全国，26)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：_、 _。 (2)为测定绿矾中结晶水含量
19、，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N2 e.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，打开K1和
20、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 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(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)绿矾溶解于水电离出Fe2，滴加KSCN溶液后颜色无明显变化，说明样品中没有Fe3，通入空气之后，空气中的氧气把Fe2氧化为Fe3，Fe3与KSCN反应而使溶液显红色，说明Fe2易被氧气氧化为Fe3。 (2)仪器B的名称是干燥管；实验时先打开K1和K2，缓慢通入N2，排除装置中的空气，防止空气中的氧气将绿矾中的Fe2氧化为Fe3，一段时间后点燃酒精灯，使绿矾中的结晶水变为水蒸气并被N2排出，然后熄灭酒精灯，将石英玻璃管冷却至室温后关闭K1和K2，防止空气进入石英玻璃管中，最后称量A；,
