高考化学一轮复习元素化合物专题3铁及其化合物.docx

高考化学一轮复习元素化合物专题3铁及其化合物.docx

《高考化学一轮复习元素化合物专题3铁及其化合物.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习元素化合物专题3铁及其化合物.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考化学一轮复习元素化合物专题3铁及其化合物

铁及其化合物

【考向分析】

铁元素是过渡元素的代表，而铁及铁合金材料又在工农业生产中有着重要应用，因此铁及其化合物的有关知识是高考的热点内容之一，预计命题以生活、生产、实际应用为背景，突出铁及其化合物的性质、应用为主，题型延续选择题、填空题、综合推断题及实验探究题的形式。

【要点讲解】

要点1.铁

铁位于第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为：

。

铁是地壳中最丰富的元素之一，含量为4.75%，在金属中仅次于铝。

铁分布很广，能稳定地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3·3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）、钛铁矿（主要成分是FeTiO3）等。

土壤中也含铁1%～6%。

铁是具有银白色金属光泽的过度元素，密度大，熔沸点高，延展性、导电性和导热性较好，能被磁铁吸引。

铁是较活泼的金属，铁原子的最外层电子数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳定。

1.与非金属反应：

3Fe+2O2Fe3O4

2Fe+3C122FeCl3

Fe+SFeS

温馨提示：

铁丝在氯气中燃烧时，生成棕黄色的烟，加水振荡后，溶液显黄色；不论铁的量多少，与氯气反应产物都是氯化铁；铁跟氯气、硫反应时，分别生成+2价和+3价的铁，说明氧化性：

氯气＞硫。

2.与酸反应

（1）与非氧化性酸（如稀盐酸、稀H2SO4等）的反应：

Fe+2H＋＝Fe2＋+H2↑

（2）常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。

所以可用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸。

（3）加热时，铁与热浓硫酸、浓硝酸反应：

2Fe＋6H2SO4（浓）Fe2（SO4）3＋3SO2↑＋6H2O

（4）铁与稀硝酸反应不产生H2。

当HNO3过量时，铁元素的存在形式为Fe3＋。

反应原理：

Fe＋4HNO3===Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O，当Fe过量时，铁元素的存在形式为Fe2＋。

反应原理：

3Fe＋8HNO3===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，当<<时：

铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋。

3.与某些盐溶液的反应：

（1）与CuSO4溶液反应：

Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu（置换反应）

（2）与FeCl3溶液反应：

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋（归中反应）

要点2.铁的氧化物和氢氧化物

1.铁的氧化物

温馨提示：

①FeO与非氧化性酸相遇时，发生复分解反应，生成亚铁盐；但与强氧化性酸相遇，Fe2+被氧化成Fe3+，生成铁盐；②Fe3O4在三种氧化物中最为稳定，一般不与酸、碱和氧气反应，所以在铁的表面若能形成Fe3O4膜，便能起到保护作用，防止生锈。

Fe3O4是一种复杂的氧化物，它不属于碱性氧化物，可以写成FeO·Fe2O3的形式有+2、+3价；③FeO、Fe2O3是碱性氧化物；④空气中：

6FeO+O2=2Fe3O4。

2.铁的氢氧化物

铁的氢氧化物

温馨提示：

①Fe（OH）2和Fe（OH）3从溶液中析出的现象不同，前者是白色絮状沉淀，后者是红褐色沉淀。

由于Fe（OH）2极不稳定，易被氧化成Fe（OH）3，反应现象是：

白色→灰绿色→红褐色。

②因Fe（OH）2在空气中易氧化，4Fe（OH）2+O2+2H2O====4Fe（OH）3,故Fe（OH）2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟，在实验室制取Fe（OH）2时，一定要用新制的Fe2+盐和先加热驱赶O2后的NaOH溶液，且滴管末端插入试管内的液面下，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，以减少Fe（OH）2与O2接触。

关于Fe（OH）2制备的方法很多，核心问题两点，一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与O2隔绝。

③氢氧化铁胶体的制备：

向沸水中滴加几滴FeCl3溶液而得，FeCl3不宜过多，浓度不宜过大，加热时间不宜过长，否则容易产生沉淀。

要点3.铁盐与亚铁盐

1．Fe2＋的氧化性和还原性：

Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：

Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO（H＋）等均表现还原性。

2．Fe3＋的氧化性：

Fe3＋处于铁的高价态，只有氧化性，如它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。

3.Fe2+和Fe3+之间相互转化:

Fe2+→Fe3+

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

溶液由浅绿色变为棕黄色

4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O

亚铁盐溶液在空气中容易变质

3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑

NO与Fe2＋在酸性条件下不能共存

5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+

在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液，溶液由紫红变棕黄

2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

溶液由浅绿色变为棕黄色

Fe3+→Fe2+

2Fe3++Fe=3Fe2+

在亚铁盐溶液中加入铁钉可防止Fe2+被氧化为Fe3+

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

常利用FeCl3溶液来刻蚀铜，制造印刷线路

2Fe3++2I－=2Fe2++I2

可用淀粉碘化钾检验Fe3+

2Fe3++SO32－+2H2O=2Fe2++SO42-+2H+

溶液由棕黄色变为浅绿色

4.Fe2＋、Fe3＋的检验

Fe2＋的检验

取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，无现象，再通入Cl2，若变成红色溶液，说明有Fe2＋存在（鉴别时不能先通氯气）

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

取出少量被检验的溶液，滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，说明有Fe2＋存在

取出少量被检验的溶液，滴加K3Fe（CN）6溶液，无现象，若有蓝色沉淀生成，说明有Fe2＋存在

Fe3＋的检验

取出少量的被检验的溶液，加入KSCN溶液，溶液变红色，证明有Fe3＋存在

取出少量的被检验的溶液，加入苯酚溶液，溶液变紫色，证明有Fe3＋存在

取出少量的被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在

取出少量的被检验的溶液，加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝色，证明有Fe3＋存在

混合液

取出少量的被检验的溶液，加入KSCN溶液，溶液变红色，证明有Fe3＋存在

取出少量的被检验的溶液，加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝色，证明有Fe3＋存在

取出少量被检验的溶液，滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，说明有Fe2＋存在

取出少量被检验的溶液，滴加溴水，溴水褪色，说明有Fe2＋存在

【指点迷津】

（1）从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:

Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性，以还原性为主。

（2）铁盐与亚铁盐的配制：

因Fe2+、Fe3+易水解，且Fe2+易被空气中的氧气氧化，故配制过程为：

先将它们溶解在对应的酸中，然后加水冲稀到指定的浓度。

（注意：

配制亚铁盐溶液时，要加入少量的铁粉，以防止Fe2+的氧化）

（3）在Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋混合溶液中的除去Fe2＋、Fe3＋一般操作方法是先加入氧化剂，将Fe2＋氧化成Fe3＋，然后加入CuO、Cu（OH）2、CuCO3等物质（不引入杂质离子），调节溶液的pH，待Fe3＋水解完全生成沉淀（此时其他离子不水解），过滤除去。

（4）检验铁元素的价态，可以考虑先观察其水溶液的颜色：

含Fe2＋的溶液为浅绿色，含有Fe3＋的溶液为棕黄色。

然后将其与NaOH溶液或KSCN溶液反应观察产物的颜色来鉴别检验：

Fe2＋与NaOH生成不稳定的白色沉淀Fe（OH）2，该白色沉淀暴露在空气中会迅速转变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀Fe（OH）3，Fe2＋和KSCN溶液作用没有颜色变化；而Fe3＋与NaOH溶液直接生成红褐色沉淀，或与KSCN溶液作用呈血红色。

（5）FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe3＋水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe（OH）3，如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。

但Fe2（SO4）3溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性酸，将不能得到Fe（OH）3固体。

（6）过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，要注意产生的Fe3＋还可以氧化单质Fe这一隐含反应：

Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

（7）Na2FeO4（高铁酸钠）作新型净水剂的原理是高价铁具有强氧化性，能杀菌消毒；同时生成Fe（OH）3胶体，能吸附水中的杂质悬浮物，因此它是一种新型的净水剂。

【考点过关】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）铁在过量氧气中燃烧生成Fe2O3（　　）

×不论氧气是否过量均生成Fe3O4。

（2）过量的铁与稀硝酸反应生成Fe3＋（　　）

×过量的铁会与Fe3＋反应最终生成Fe2＋。

（3）过量的Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同（　　）

×不论Fe是否过量与氯气反应均生成FeCl3，Fe只有在溶液中才与Fe3＋反应。

（4）铁在常温下与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈（　　）

×铁在浓硝酸中发生钝化。

（5）Fe2O3是碱性氧化物，所以Fe2O3可用作红色油漆和涂料（　　）

×因为Fe2O3是红棕色，所以Fe2O3可用作红色油漆和涂料。

（6）CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后，再加入KSCN溶液，溶液不显红色，不能确定黑色固体中有无Fe3O4（　　）

√CO还原Fe2O3可以得到Fe单质，Fe单质会与Fe2O3和盐酸反应生成的Fe3＋反应，所以无法判断是否含有Fe3O4。

（7）铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3（　　）

×Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4。

（8）配制FeSO4溶液时，加入稀硫酸抑制Fe2＋水解，加入铁粉防止Fe2＋被氧化（　　）

√

（9）氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应（　　）

×Fe3＋与I－发生氧化还原反应。

（10）FeCl3、FeCl2和Fe（OH）3都可以通过化合反应制取（　　）

√FeCl3可由Fe与Cl2反应制取；FeCl2可由FeCl3与Fe反应制取；Fe（OH）3可由Fe（OH）2、O2、H2O化合制取。

（11）加热蒸干氯化铁溶液最终得到FeCl3晶体（　　）

×FeCl3水解生成Fe（OH）3和HCl，HCl易挥发，最终得到Fe（OH）3，受热分解生成Fe2O3。

（12）Fe比Cu活泼，所以FeCl3溶液可以腐蚀线路板上的Cu（　　）

×说明三价铁离子氧化性比铜离子强，与Fe比Cu活泼无关。

（13）向某溶液中先滴加少量氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，溶液中一定含有Fe2＋（　　）

×如果原溶液中存在Fe3＋，也是此现象，故无法确定原溶液中一定含有Fe2＋。

（14）取久置的绿矾（FeSO4·7H2O）溶于水，加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明绿矾部分或全部被氧化（　　）

√溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3＋。

【高考回顾】

（1）（2016·全国卷Ⅰ）1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA（　×　）

（2）（2016·四川）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）（2016·海南）将铁屑放入稀HNO3中，证明Fe比H2活泼（　×　）

（4）（2016·上海）用NaOH溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅（　√　）

（5）（2016·上海）Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3（　×　）

（6）（2015·全国卷Ⅱ）下列过程没有发生化学反应：

用含硅胶、铁