第三章 第12讲铁及其化合物Word格式文档下载.docx

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铁的化合价

_____

稳定性

不稳定

稳定

与H＋反应的离子方程式

_________________

3.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

受热分解

制法

可溶性亚铁盐与碱溶液反应

可溶性铁盐与碱溶液反应

_________________________

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_______________

深度思考

1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

”

（1）铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族（）

（2）氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料（）

（3）用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸（）

（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（）

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

2.纯铁有较强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？

3.通过化合反应能制取FeCl2、FeCl3、Fe（OH）2、Fe（OH）3吗？

能制取的用化学方程式表示。

题组一　铁的单质、氧化物和氢氧化物的性质

1.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（　　）

A.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

B.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

C.工业上可用铁质容器储存浓硝酸和浓硫酸，原因是铁在常温下与两种酸不反应

D.工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁

2.（2017·

大连高三调研）在一定条件下，下列物质能与铁单质发生反应，其中能将铁元素从0价转变为＋3价的是（　　）

A.盐酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.硫酸铜溶液

3.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

题组二　用守恒思想判断氧化物的组成

4.（2016·

樟树市模拟）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.FeO·

3Fe2O3B.2FeO·

3Fe2O3

C.FeO·

2Fe2O3D.2FeO·

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4g，则这种铁的氧化物为（　　）

A.Fe3O4B.Fe2O3C.FeOD.以上都不是

6.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

确定铁的氧化组成的基本方法

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按物质的量比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　氢氧化亚铁的制备方法

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）。

防止Fe（OH）2氧化的方法

（1）将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。

（2）将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。

（3）在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。

（4）在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。

（5）用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。

考点二　Fe2＋与Fe3＋的性质及检验

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_____为主，如：

遇Br2、Cl2、H2O2、NO

（H＋）等均表现为_____性。

Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：

____________________。

（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_____抑制Fe2＋的水解，加少量_____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_____。

①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO

等具有较强还原性离子不能大量共存。

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

（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。

①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：

______________________________。

②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。

③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。

④Fe3＋与HCO

、AlO

、CO

、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。

3.Fe2＋、Fe3＋的检验方法

（1）用KSCN溶液和氯水

溶液

（2）用NaOH溶液

（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋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

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

4.含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题

主要成分

杂质

除杂方法

FeCl3（aq）

FeCl2（aq）

__________

CuCl2（aq）

题组一　含铁物质的除杂问题

1.硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列物质中的（　　）

A.锌粉B.镁粉C.铁粉D.铝粉

2.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

3.Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋较完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3.7、4.6。

某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是（　　）

A.NaOH溶液B.氨水

C.KMnO4、ZnCO3D.H2O2、ZnO

混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去的常用方法

（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Cu2＋中混有的Fe3＋的方法

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。

（3）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＋。

（4）除去Cu2＋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

（2）的方法除去溶液中的Fe3＋。

题组二　Fe2＋和Fe3＋的检验

4.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＋

5.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

6.为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：

探究活动一：

取5mL0.1mol·

L－1的KI溶液于试管，滴加0.1mol·

L－1的FeCl3溶液5～6滴，振荡；

探究活动二：

在上述试管中加入2mLCCl4，充分振荡、静置；

探究活动三：

取上述静置分层后的上层水溶液于试管，滴加0.1mol·

L－1的KSCN溶液5～6滴，振荡。

（1）写出探究活动一中反应的离子方程式_______________________________________

（2）探究活动二的实验现象为________。

a.溶液分层，上层呈紫色

b.溶液分层，下层呈紫色

c.溶液分层，均为无色

（3）在探究活动三中，可以证明该化学反应有一定的限度的实验现象是_____________

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后的混合溶液加入到足量的新制氯水中（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），在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。

考点三　铁及其化合物转化关系及应用

“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）FeCl3可溶解铁片：

_________________________。

（4）FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：

________________________________________。

（5）将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有无色气体放出：

题组一　化学反应中铁元素价态的判断

1.（2016·

荆门高三上学期期末）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＋

2.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。

3.向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示（已知稀硝酸的还原产物只有NO）。

下列有关判断不正确的是（　　）

A.a表示Fe3＋的关系曲线

B.n1＝0.75

C.P点时，n（Fe2＋）＝0.5625mol

D.向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4g

1.铁与稀硝酸反应产物中铁元素价态的判断方法

（1）当HNO3过量时：

反应原理：

Fe＋4HNO3===Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。

（2）当Fe过量时：

铁被硝酸氧化为Fe3＋，然后Fe3＋被剩余的铁还原为Fe2＋，也就是说最终得到亚铁盐，总方程式：

3Fe＋8HNO3===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。

（3）当

＜

时：

铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。

（4）用数轴法表示，铁与硝酸的用量比与反应产物的关系：

2.铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序总结

足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：

Fe＋NO

＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑（若H＋量不足，该反应不再发生）。

题组二　“铁三角”在物质转化推断题中的应用

沈阳东北育才中学模拟）如图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况，下列选项中正确的是（　　）

↑N

↓Q

选项

M

N

P

Q

A

NH3·

H2O

Ba（OH）2

铜

石蕊溶液

B

Na

BaCl2

KSCN溶液

C

NaOH

Ba（NO3）2

锌粉

D

NaHCO3

MgCl2

Fe

5.A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。

A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。

反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。

下列有关说法不正确的是（　　）

A.①中所加试剂可能是氯气

B.③中需要加具有氧化性的试剂

C.A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化

D.元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现

铁及其化合物性质的综合考查常常涉及价态、物质盐、碱、氧化物之间的转化关系，不同价态的Fe2＋、Fe3＋间的转化和离子检验等，解答时应联系常见铁的化合物的颜色、氧化还原反应知识、水解平衡等分析回答。

铁元素有多种价态，化合物种类多，特别Fe2＋、Fe3＋的性质多样，是命制综合实验题恰当的载体。

考查内容可涉及物质性质的探究、物质的制备、成分测定、离子检验等，通过上述问题的设计，同时可考查仪器的使用、条件的控制、物质的分离提纯、实验安全等化学实验基础知识。

专题训练

黄山重点中学测试）已知三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。

某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验。

（1）装置的连接顺序为______________________________________________________。

（2）饱和食盐水的作用是____________________________________________________。

（3）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油（反应过程中不振荡），充分反应后，进行如下实验：

①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子方程式为____________________。

②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是_______________________。

（4）已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O2。

该小组同学对红色褪去的原因进行探究。

①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液无明显变化；

第二份滴加试剂X，溶液出现红色；

第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀。

②另取同物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化。

实验①说明______________________________________________________________；

实验②的目的是__________________________________________________________；

得出结论：

______________________________________________________________。

2.FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。

（1）向FeCl3溶液中加入适量氢碘酸，发生反应的离子方程式为___________________。

（2）工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气的条件下加热至300～350℃，再通入干燥的H2而制得FeCl2。

该反应的化学方程式为__________________________________________。

（3）工业上另一种制备FeCl2的方法是将无水FeCl3与适量氯苯（C6H5Cl）在130℃条件下持续加热约3小时，可发生如下反应：

2FeCl3＋C6H5Cl

2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl

根据有机反应规律，该反应中氯苯发生的是________（填有机反应类型）。

（4）分析上述三个反应，下列有关说法正确的是________（填序号）。

①第

（1）问反应中，氢碘酸既表现酸性，又表现还原性

②第（3）问反应中，HCl为氧化产物

③三个反应中，FeCl2均为还原产物

（5）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。

FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为______________________

________________________________________________________________________；

与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为____________________________________________，该电池总反应的离子方程式为__________________________________________________________________。

高考选项组合）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）

2.（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后溶液变成红色，Fe2＋既有氧化性又有还原性（2015·

广东理综，22D）

D.Fe2O3