版步步高《大一轮复习讲义》人教版第3章 第15讲 铁及其重要化合物Word文档下载推荐.docx

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④Fe与FeCl3溶液的反应（写离子方程式）：

Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

特别提醒　铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，化学上称之为钝化，属于化学变化。

2．铁的氧化物比较

化学式

FeO

Fe2O3

Fe3O4

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

铁的化合价

＋2

＋3

＋2、＋3

稳定性

不稳定

稳定

与H＋反应的离子方程式

FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O

Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O

与CO的反应（炼铁原理）

FexOy＋yCO

xFe＋yCO2

3.氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较

Fe（OH）2

Fe（OH）3

色态

白色固体

红褐色固体

与盐酸反应

Fe（OH）2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O

Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

受热分解

2Fe（OH）3

Fe2O3＋3H2O

制法

可溶性亚铁盐与碱溶液反应

Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓

可溶性铁盐与碱溶液反应

Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓

二者的关系

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，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

（1）铁位于元素周期表中第四周期ⅧB族（×

）

错因：

铁位于Ⅷ族，不是副族。

（2）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（×

在陨铁中存在铁单质。

（3）Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2（×

Fe与Cl2反应生成FeCl3，与Cl2的量无关。

（4）Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物（×

Fe与Cl2反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，产物不同。

（5）Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物（×

Fe3O4是一种化合物，不是混合物。

题组一　铁及重要化合物性质

1．（2020·

湖北枝江月考）下列关于铁的说法正确的是（　　）

A．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3

B．纯铁的抗腐蚀能力较差，铁在干燥的空气里易被氧化

C．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁

D．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

答案　C

解析　Fe与S反应生成FeS，A项错误；

纯铁不易发生电化学腐蚀，抗腐蚀能力较强，铁在干燥的空气里不易被氧化，B项错误；

铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4，其中铁的化合价有＋2价和＋3价两种价态，D项错误。

2．铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是（　　）

A．常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸

B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质（X2）反应的生成物均为FeX3

C．Fe（OH）2易被氧化成Fe（OH）3，说明稳定性：

Fe（OH）2<

D．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe2O3

解析　A项，铁在常温下与浓硫酸反应形成致密的氧化膜；

B项，Fe与I2只能生成FeI2；

D项，均得到Fe3O4。

3．关于铁及其化合物，下列说法正确的是（　　）

A．灼热的Fe与Cl2反应生成FeCl2

B．氢氧化亚铁溶于稀硝酸中：

C．Fe（OH）2暴露在空气中会变为红褐色

D．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液可得到纯净的Fe（OH）2沉淀

解析　Cl2氧化性强，灼热的Fe与Cl2反应生成FeCl3，故A错误；

氢氧化亚铁具有还原性，会被具有氧化性的稀硝酸氧化变为Fe3＋，B错误。

题组二　铁的氧化物的性质与组成确定

4．（2020·

营口期末）铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：

在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。

下列有关说法正确的是（　　）

A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体

B．Fe3O4常写成FeO·

Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物

C．热稳定性：

Fe2O3>

D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应

答案　D

解析　FeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，故A错误；

Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误；

在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明Fe3O4比Fe2O3稳定，故C错误；

FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。

5．准确称取某种铁的氧化物2.88g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，则这种铁的氧化物为（　　）

A．Fe3O4B．Fe2O3

C．FeOD．以上都不是

解析　4.00gCaCO3沉淀的物质的量为0.04mol，则CO、CO2的物质的量也为0.04mol，增加的氧元素为0.04mol，质量为0.04mol×

16g·

mol－1＝0.64g，铁的氧化物中氧元素的质量为0.64g，铁元素质量为2.88g－0.64g＝2.24g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为

∶0.04mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。

6．（2019·

舟山质检）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

解析　根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n（Fe2＋）＝0.025mol×

2＝0.05mol，根据电荷守恒得2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝n（Cl－），则n（Fe3＋）＝0.2mol，故n（Fe2＋）∶n（Fe3＋）＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·

2Fe2O3，即Fe5O7。

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m∶n，

则氧化物中n（Fe）∶n（O）＝

∶

＝a∶b，

若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；

若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；

若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物（其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值）。

题组三　铁与水蒸气反应的实验探究

7．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是（　　）

A．实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯

B．B中发生反应的化学方程式是：

2Fe＋3H2O（g）

Fe2O3＋3H2

C．B中生成1molH2时，E处有1molCuO被还原

D．碱石灰的作用是吸收水蒸气

解析　实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精灯，防止铁被氧气氧化，故A错误；

B中发生反应的化学方程式是：

Fe3O4＋4H2，故B错误；

B中生成1molH2时，由于H2要先排出装置内空气，再与CuO反应，因此E处CuO被还原的物质的量小于1mol，故C错误；

碱石灰的作用是吸收水蒸气，干燥H2，故D正确。

8．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：

装置一

装置二

（1）装置二中湿棉花的作用为______________________________________________________。

（2）实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：

_______________________________________（用离子方程式表示）。

答案　

（1）提供水蒸气　

（2）Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

考点二　Fe2＋和Fe3＋的性质及其检验

1．亚铁盐

（1）Fe2＋的氧化性和还原性

含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，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，遇Br2、Cl2、H2O2、NO

（H＋）等均表现为还原性。

Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：

2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

（2）可水解

Fe（OH）2是弱碱，含Fe2＋的盐（如硫酸亚铁）溶液呈酸性。

配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。

2．铁盐的性质及应用

（1）氧化性：

含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。

①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO

等具有较强还原性的离子不能大量共存。

②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。

（2）易水解：

Fe（OH）3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。

利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：

FeCl3＋3H2O

Fe（OH）3（胶体）＋3HCl。

3．Fe2＋、Fe3＋的检验方法

（1）用KSCN溶液和氯水

（2）用NaOH溶液

（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验

溶液变红色，说明含有Fe3＋。

KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。

（4）Fe2＋的特征检验方法

溶液

产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe（CN）6]3－===Fe3[Fe（CN）6]2↓。

（1）金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性（×

Fe2＋具有还原性。

（2）氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应（×

Fe3＋与I－会发生氧化还原反应。

（3）中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO

（×

在溶液呈中性时，Fe3＋转化为Fe（OH）3，不能大量存在。

（4）用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2（×

Cl－也能与KMnO4反应，使其褪色。

（5）能通过化合反应制取FeCl2（√）

1．在Fe2（SO4）3溶液中，加入ag铜，完全溶解后，再加bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且a>

c。

试分析残留固体的成分为________，所得溶液中阳离子为________。

答案　Cu　Cu2＋、Fe2＋

2．混合溶液中除去Fe3＋、Fe2＋的常用方法

已知：

沉淀的pH

化合物

Mg（OH）2

Cu（OH）2

pH

1.14～3.0

5.8～8.3

8.4～10.8

4.2～6.7

（1）除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法

向混合溶液中加入________、____________、__________其中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀除去。

（2）除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法

先加入氧化剂（如______）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＋。

（3）请设计实验方案：

除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。

答案　

（1）MgO　MgCO3　Mg（OH）2　

（2）H2O2

（3）先通入适量Cl2（或加入H2O2），再向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3其中之一]，充分反应后过滤。

题组一　Fe2＋、Fe3＋的性质及应用

1．《新修本草》中关于“青矾”的描述：

“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤色”。

《物理小识》中说：

“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂”，下列相关叙述不正确的是（　　）

A．赤色固体可能是Fe2O3

B．青矾宜密闭保存，防止氧化变质

C．青矾燃烧过程中发生了电子转移

D．“青矾厂气”可能是CO和CO2

解析　根据《新修本草》关于青矾的描述可知为FeSO4·

7H2O，其分解产生的气体二氧化硫有刺激性气味，三氧化硫有腐蚀性，不可能产生CO和CO2。

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＋

解析　氧化性：

Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；

若剩余固体全部是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＋和Fe3＋。

3．下列有关Fe3＋、Fe2＋的性质及应用的说法正确的是____________（填序号）。

①Fe2（SO4）3易溶于水，所以可用作净水剂

②向Fe2（SO4）3溶液中加入过量铁粉，可制得硫酸亚铁溶液

③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，则说明Fe3＋的氧化性比I2的强

④Fe2＋与H2O2在酸性溶液中的反应：

2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

⑤硫酸亚铁片和维生素C同时服用，能增强治疗缺铁性贫血的效果

答案　②③④⑤

解析　Fe3＋水解生成Fe（OH）3胶体，可用于净水，与Fe2（SO4）3是否易溶于水无对应关系，①错误；

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，②正确；

Fe3＋将I－氧化成I2，依据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知Fe3＋的氧化性强于I2，③正确；

H2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，④正确；

维生素C具有还原性，能防止硫酸亚铁片中的Fe2＋被氧化，⑤正确。

题组二　Fe2＋、Fe3＋的检验

4．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

解析　在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，证明无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，所以不能用酸性KMnO4溶液检验。

5．（2020·

济南质检）将0.2mol·

L－1的KI溶液和0.05mol·

L－1Fe2（SO4）3溶液等体积混合充分反应后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2的是（　　）

A．向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色

B．向混合液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成

C．向混合液中滴入K3[Fe（CN）6]溶液，有蓝色沉淀生成

D．向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色

答案　A

解析　0.2mol·

L－1Fe2（SO4）3溶液等体积混合，KI过量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中仍含有Fe3＋，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，A项正确；

KI过量，溶液中存在I－，B项错误；

该反应生成Fe2＋，向混合液中滴入K3[Fe（CN）6]溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有Fe2＋，C项错误；

该反应生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明溶液中含有碘单质，D项错误。

检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项

（1）检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中（新制氯水能氧化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）。

（3）检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法

检验Fe3＋也可用苯酚（C6H5OH）；

检验Fe2＋最好用K3[Fe（CN）6]溶液。

1．正误判断

（1）向H2O2溶液中滴加少量FeCl3,2Fe3＋＋H2O2===O2↑＋2H＋＋2Fe2＋（　　）

（2020·

全国卷Ⅲ，11C）

（2）室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4（　　）（2020·

江苏，6D）

（3）Fe在稀硝酸中发生钝化（　　）（2019·

江苏，6A）

（4）将废铁屑加入FeCl2溶液中，可除去工业废气中的Cl2（　　）（2019·

天津，3A）

（5）将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，产生白色沉淀，随后变为红褐色，该颜色的变化与氧化还原反应无关（　　）（2018·

北京，9A）

（6）向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色（　　）（2018·

（7）给定条件下，能实现转化：

Fe

FeCl2

Fe（OH）2（　　）（2017·

江苏，7A）

答案　

（1）×

（2）×

　（3）×

　（4）√　（5）×

　（6）×

　（7）×

2．（高考选项组合题）有关铁及其化合物的说法正确的是（　　）

A．将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中，制备Fe（OH）3胶体（2016·

全国卷Ⅱ，13A）

B．FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强（2016·

全国卷Ⅲ，7B）

C．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（2016·

全国卷Ⅰ，10C）

D．Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3（2016·

上海，21C）

解析　A项，制备Fe（OH）3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，错误；

B项，铁离子与铜反应生成铜离子和亚铁离子，说明铜的还原性比亚铁离子的还原性强，无法证明金属性的强弱，错误；

C项，在溶液中铁离子极易发生水解反应，产生难溶性的氢氧化铁，为了抑制铁离子的水解，应该先将氯化铁溶解在较浓的盐酸中，然后再加水稀释到相应的浓度，正确；

D项，因I2的氧化性较弱，故与铁反应生成FeI2，错误。

3．（2020·

江苏，19）实验室由炼钢污泥（简称铁泥，主要成分为铁的氧化物）制备软磁性材料α-Fe2O3。

其主要实验流程如下：

（1）酸浸。

用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。

若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有________（填序号）。

A．适当升高酸浸温度

B．适当加快搅拌速度

C．适当缩短酸浸时间

（2）还原。

向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。

“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成______________（填化学式）；

检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是____________________________________________________________________________。

（3）沉铁。

将提纯后的FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。

①生成FeCO3沉淀的离子方程式为______________________________________________。

②设计以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：

____________________________________________________________________________。

[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe（OH）2开始沉淀的pH＝6.5]

答案　

（1）AB

（2）H2　取少量清液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈红色

（3）①Fe2＋＋HCO

＋NH3·

H2O===FeCO3↓＋NH

＋H2O（或Fe2＋＋HCO

＋NH3===FeCO3↓＋NH

②在搅拌条件下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；

静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；

取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀

解析　

（1）其他条件不变，实验中适当升高酸浸温度、适当加快搅拌速度都能提高铁元素浸出率，缩短酸浸时间会降低铁元素浸出率，故应选A、B项。

（2）铁泥的主要成分为铁的氧化物，加入一定浓度的H2SO4溶液“酸浸”，滤液中含有Fe3＋、Fe2＋、H＋、SO

等，加入过量铁粉，Fe3＋、H＋均与Fe发生反应，故除生成Fe2＋外，还会生成H2。

可利用KSCN溶液检验Fe3＋是否被完全还原，实验操作为取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈红色，若不变色，证明Fe3＋被完全还原。

（3）①FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，Fe2＋与CO

结合生成FeCO3沉淀，促进了HCO

的电离，离子方程式为Fe2＋＋HCO

＋H