第三章 第3讲铁及其重要化合物文档格式.docx
《第三章 第3讲铁及其重要化合物文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章 第3讲铁及其重要化合物文档格式.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
a.与非氧化性酸反应的离子方程式：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
b.与氧化性酸反应：
遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。
④与某些盐溶液的反应：
a.与CuSO4溶液反应的离子方程式：
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
b.与FeCl3溶液反应的离子方程式：
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
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反应无论用量多少都生成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。
（3）生铁的冶炼
原料：
铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
设备：
高炉。
主要反应
①还原剂的生成：
C＋O2
CO2，CO2＋C
2CO；
②铁的还原：
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2；
③造渣反应：
CaCO3
CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2
CaSiO3。
3.铁的常见化合物
（1）铁的氧化物
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
与H＋反
应的离子
方程式
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
（2）铁的氢氧化物
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
可溶性亚铁盐与碱反应：
Fe2＋＋2OH－==Fe（OH）2↓
可溶性铁盐与碱反应：
Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓
二者的关系
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
①FeO、Fe3O4、Fe（OH）2与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。
②Fe2O3、Fe3O4、Fe（OH）3与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。
[速查速测]
1.（易混点排查）正确的打“√”，错误的打“×
”
（1）用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸（√）
（2）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（×
）
（3）Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2（×
（4）根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱（√）
2.（根据教材基础知识改编）将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。
①Fe2O3 a.红褐色 A.具有较强的还原性
②Fe（OH）2b.红棕色B.易被氧化成灰绿色最终变成红褐色
③Fe（OH）3c.白色C.红色油漆、涂料
④Fe2＋d.棕黄色D.受热分解成红棕色粉末
⑤Fe3＋e.浅绿色E.具有较强的氧化性
答案 ①—b—C；
②—c—B；
③—a—D；
④—e—A；
⑤—d—E
3.（实验探究题）
（1）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：
（②全国卷经典考题，⑤北京卷考题）
（2）如若②符合要求，简述其制备过程及原理。
（如若不符合，此问不做答）__________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
答案
（1）①②③⑤
（2）铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气赶尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4溶液被压入在氢气保护下的NaOH溶液中。
[A组 基础知识巩固]
1.（2018·
湖南长郡中学月考）我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：
“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。
这里的“铁线粉”是指（ ）
A.FeB.FeCl3
C.FeOD.Fe2O3
解析 铁在空气中容易发生吸氧腐蚀，根据题意“舶上铁丝，……日久起销”，说明销是铁锈，铁锈的主要成分为Fe2O3，D项正确。
答案 D
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FeSO4·
6H2O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）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：
Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，该反应说明Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，故D项方案可行。
3.一定质量的某铁的氧化物FexOy，与足量的4mol·
L－1硝酸溶液充分反应，消耗硝酸溶液700mL，生成2.24LNO（标准状况）。
则该铁的氧化物的化学式为（ ）
A.FeOB.Fe2O3
C.Fe3O4D.Fe4O5
解析 铁的氧化物FexOy与足量的4mol·
L－1硝酸溶液充分反应，生成Fe（NO3）3，硝酸被还原生成NO，n（NO）＝
＝0.1mol，根据氮原子守恒可得，3n[Fe（NO3）3]＋n（NO）＝n（HNO3），3n[Fe（NO3）3]＋0.1mol＝0.7L×
4mol·
L－1，n[Fe（NO3）3]＝0.9mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合价为a，根据得失电子守恒可得，0.9mol×
（3－a）＝0.1mol×
（5－2），解得a＝
，由化合物中正负化合价代数和为0可得
x＝2y，x∶y＝3∶4，故该氧化物的化学式为Fe3O4。
答案 C
【方法技巧】
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）。
[B组 考试能力过关]
4.（2016·
浙江高考·
27Ⅱ）磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：
请回答：
（1）A的组成元素为________（用元素符号表示），化学式为____________________。
（2）溶液C可溶解铜片，列举该反应的一个实际应用____________________。
（3）已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体（标况下的密度为1.518g·
L－1），该气体分子的电子式为________。
写出该反应的离子方程式_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
（4）写出F→G反应的化学方程式__________________________________________
___________________________________________________________________。
设计实验方案探究溶液G中的主要微粒（不考虑H2O、H＋、K＋、I－）
解析
（1）根据题中的探究过程，红棕色固体B为氧化铁，与盐酸反应后生成黄色溶液C为氯化铁，氯化铁遇硫氰化钾显红色，溶液D为硫氰化铁。
无色气体溶于水后显酸性，与碘反应后生成无色溶液，酸性变强，说明原酸为弱酸，且具有还原性，为亚硫酸，则无色气体为二氧化硫。
则原化合物中含有铁和硫元素。
由2Fe～Fe2O3，得n（Fe）＝
×
2＝0.03mol，m（Fe）＝1.680g；
所以A中硫元素的质量为m（S）＝2.960g－1.680g＝1.280g，故n（S）＝
＝0.04mol；
n（Fe）∶n（S）＝0.03mol∶0.04mol＝3∶4，可知A的化学式为Fe3S4。
（2）因溶液C为氯化铁溶液，工业上常用于制印刷电路板；
（3）根据题意Fe3S4与稀硫酸反应，生成的淡黄色不溶物为S，气体的摩尔质量为1.518g·
L－1×
22.4L·
mol－1＝
34g·
mol－1，故应为H2S，硫元素化合价升高，故产物还有Fe2＋，该气体的电子式为
，反应的离子方程式为Fe3S4＋6H＋===3Fe2＋＋3H2S↑＋S。
（4）H2SO3与I2反应生成H2SO4和HI，反应的化学方程式为H2SO3＋I2＋H2O===H2SO4＋2HI；
检验G中主要微粒，目的在于检验SO
和H2SO3的存在。
方法是：
取溶液G少许，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有SO
；
过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若再产生白色沉淀，则有H2SO3。
答案
（1）S、Fe Fe3S4
（2）制印刷电路板
（3）
Fe3S4＋6H＋===3Fe2＋＋3H2S↑＋S
（4）H2SO3＋I2＋H2O===H2SO4＋2HI 取溶液G少许，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有SO
过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若再产生白色沉淀，则有H2SO3
考点二 铁盐和亚铁盐
★☆☆ 难度：
☆☆☆）
名师课堂导语本考点主要考查铁盐和亚铁盐的性质、Fe2＋、Fe3＋的鉴别，以及铁盐和亚铁盐实验探究，特别是含铁化合物的工艺流程题更是近几年的考查热点，应多加关注。
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。
①氧化性：
Fe2＋与Zn反应的离子方程式：
Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
②还原性：
Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
（2）铁盐
含Fe3＋的溶液，呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性，Fe3＋与Cu、I－反应的离子方程式为：
2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
②特性：
含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成血红色。
③FeCl3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FeCl3＋3H2O
Fe（OH）3（胶体）＋3HCl。
（3）Fe2＋、Fe3＋的相互转化
写出上述转化反应的离子方程式，这些离子反应，在考试中经常涉及到，要理解后记忆，熟能生巧。
2.Fe2＋、Fe3＋的检验
（1）Fe2＋的检验
①
无现象
溶液变红色，证明含有Fe2＋
②
产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋
③
生成蓝色沉淀，证明有Fe2＋
（2）Fe3＋的检验
溶液变红色，证明含有Fe3＋
产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在
（3）混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验
Ⅰ.Fe3＋的检验
溶液变红色，说明含有Fe3＋
试纸变蓝色，说明含有Fe3＋
Ⅱ.Fe2＋的检验
酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋
溴水褪色，说明含有Fe2＋
生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋
（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）。
（1）FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3↓（×
（2）可用铁粉除去FeCl2溶液中的FeCl3（√）
（3）将Fe（NO3）2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验Fe（NO3）2晶体是否已氧化变质（×
（4）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（√）
（5）用NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2（×
2.（RJ必修1·
P637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（ ）
①加足量氯水 ②加足量KMnO4溶液 ③加少量KSCN溶液
A.①②B.③②
C.③①D.①②③
3.（思维探究）
（1）如何除去Mg2＋中混有的Fe3＋？
答案 向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg（OH）2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）如何除去Cu2＋中混有的Fe2＋？
答案 先加入氧化剂（如H2O2）将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3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沉淀而除去。
1.（2019·
河南信阳模拟）几种中学常见的物质转化如图所示。
下表中R、X、Y、Z对应物质正确的是（ ）
选项
R
X
Y
Z
A
紫色石蕊
Fe2O3
Fe2O3和Cu
Cu
B
甲基橙
Fe（NO3）2
Fe（OH）2
Cu2（OH）2CO3
C
酚酞
Fe（OH）3
FeO和Fe
CuO
D
Fe2O3
NaAlO2
Na2SiO3
Cu（OH）2
解析 铜不和稀硫酸反应，A项错误；
甲基橙遇稀硫酸变红色，硝酸亚铁遇稀硫酸变成铁盐，氢氧化亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，碱式碳酸铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，B项正确；
稀硫酸不能使酚酞变色，C项错误；
稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁，溶液呈黄色，稀硫酸与偏铝酸钠反应得不到黄色溶液，稀硫酸与硅酸钠反应得不到浅绿色溶液，D项错误。
答案 B
2.（2018·
福建福州检测）下列检验试剂选用正确的是（ ）
A.用氯水、KSCN溶液检验FeCl3中是否有FeCl2
B.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3中是否有FeCl2
C.用NaOH溶液检验MgCl2中是否有FeCl2
D.用硝酸检验某黄色固体是纯铜还是黄铜
解析 A项中的Fe3＋产生的干扰无法消除；
B项中酸性KMnO4还能氧化Cl－；
C项中虽然Mg2＋也能形成白色沉淀，但若有Fe2＋，则生成的白色沉淀颜色会发生变化；
D项中纯铜和黄铜均能溶解在硝酸中。
3.（2019·
湖南长沙长郡中学月考）高铁酸钾（K2FeO4）作为多功能水处理剂具有广泛的用途，下面是利用次氯酸盐在碱性条件下氧化硝酸铁制备K2FeO4的生产工艺流程图：
下列判断正确的是（ ）
A.反应①中氯气只起氧化剂的作用
B.溶液Ⅰ的溶质是KClO
C.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
D.溶液Ⅱ的溶质成分中含有K2FeO4
解析 足量Cl2通入到KOH溶液中，温度低时发生反应Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，向溶液Ⅰ中加入KOH固体，使氯气完全反应，且将溶液转化为碱性溶液，只有碱性条件下ClO－才能和Fe3＋发生氧化还原反应生成FeO
，除去KCl得到碱性的KClO浓溶液，向碱性的KClO浓溶液中加入90%的Fe（NO3）3溶液，发生反应2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO
＋3Cl－＋5H2O，得到溶液Ⅱ，纯化得到湿产品，将湿产品洗涤、干燥得到晶体K2FeO4。
反应Cl2＋2OH－===Cl－＋
ClO－＋H2O中，氯气既作氧化剂也作还原剂，A项错误；
由上述分析可知，溶液Ⅰ的溶质是KClO、KCl和KOH，B项错误；
反应2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO
＋3Cl－＋5H2O中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，C项错误；
由上述分析可知溶液Ⅱ的溶质成分中含有K2FeO4，D项正确。
【知识增补】
1.重要的铁盐
（1）绿矾（FeSO4·
7H2O）：
一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。
（2）高铁酸钾（K2FeO4）：
深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂和高能电池。
（3）铁铵矾[NH4Fe（SO4）2·
12H2O]：
无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。
（4）赤血盐[K3Fe（CN）6]：
红色晶体，易溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。
2.盐溶液的配制与保存
3.物质的制备
4.下列叙述正确的是（ ）
A.（2015·
全国卷Ⅰ，10A）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，溶液呈红色，稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋
B.（2017·
天津理综，1B）用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物
C.（2015·
广东理综，22D）向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液变成红色，Fe2＋既有氧化性又有还原性
D.（2018·
江苏，9D）给定条件下，能实现转化：
Fe2O3（s）
Fe（s）
FeCl3（aq）
5.（2018·
天津南开区二模）某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。
请回答下列问题：
（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·
L－1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2mLFeCl2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2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL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_______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
（4）丙组同学取10mL0.1mol·
L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·
L－1FeCl3溶液混合。
分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验。
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
②第二支试管中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是（填离子符号）________；
实验①和③说明：
在I－过量的情况下，溶液中仍含有（填离子符号）________，由此可以证明该氧化还原反应为____________________________________________________________________。
（5）丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_______________________________________；
一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。
产生气泡的原因是______________________________________________________________；
生成沉淀的原因是（用平衡移动原理解释）__________________________________________________________________。
（6）戊组同学模拟工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备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×
L－1，则该溶液的pH约为________。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：
③FeCl3具有净水作用，其原理是__________________________
升级会员 