第7讲 铁及其化合物无答案1.docx

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第7讲铁及其化合物无答案1

铁及其化合物

1.铁与氧气反应：

铁与硫反应：

2.铁与盐酸反应：

离子方程式：

___________________________

铁与CuSO4溶液：

离子方程式：

___________________________

3.铁和水蒸气：

_______________________________________________

4.氧化亚铁与盐酸反应：

离子方程式：

_____________________

5.氧化铁与盐酸反应：

____________________　　　　　_

离子方程式：

_____________________

6.CO还原氧化铁：

__________________________________________

7.氯化铁与氢氧化钠溶液：

____________________________

离子方程式：

_____________________

8.硫酸亚铁与氢氧化钠溶液：

__________________________

离子方程式：

_____________________

9.氢氧化铁加热分解：

__________________________________________

10.氢氧化亚铁被氧化成氢氧化铁：

__________________________________________

11.除去FeCl2中的FeCl3：

____________________________

离子方程式：

_______________________

12.FeCl2和Cl2反应：

________________________________

离子方程式：

________________________

13.FeCl3和Cu反应：

________________________________

离子方程式：

________________________

14.氯化铁与硫氰化钾溶液反应：

________________________________

第7讲

铁及其化合物

1．铁的物理性质

铁具有金属的共性，具有能被磁铁吸引的特性。

2．铁的化学性质

铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。

（1）与非金属单质的反应：

①与O2的反应：

常温：

铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。

点燃：

3Fe＋2O2

Fe3O4。

②与Cl2的反应：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3。

③与S的反应：

Fe＋S

FeS。

（2）与水的反应：

常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应

3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2。

（3）与酸的反应：

①与非氧化性酸反应的离子方程式：

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

②与氧化性酸：

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、浓硝酸反应无H2产生。

（4）与某些盐溶液的反应：

①与CuSO4溶液反应的离子方程式：

Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。

②与FeCl3溶液反应的离子方程式：

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。

[认知无盲区]

（1）铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。

（2）铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。

（3）铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3。

（4）分析铁与稀HNO3反应的关键

一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断。

根据反应的化学方程式：

HNO3过量：

Fe＋4HNO3===Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O，

Fe过量时：

3Fe＋8HNO3===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，

可以用数轴表示：

即：

①

≤

，产物仅有Fe（NO3）3，HNO3可能有剩余；②

≥

，产物仅有Fe（NO3）2，Fe可能有剩余；③

<

<

，产物为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，Fe和HNO3都反应完全。

[练习点点清]

1．判断下列叙述的正误。

（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）铁元素性质活泼，自然界中的铁几乎都是以化合态形式存在，只有在陨石中有游离态的铁元素（　　）

（2）过量的铁与氯气反应，不会生成FeCl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行（　　）

（3）Fe能与盐酸反应放出H2，则Fe也能与硝酸反应放出H2（　　）

（4）Al遇冷浓硫酸会钝化，Fe遇冷浓硫酸也能钝化（　　）

（5）铁能被磁铁吸引，则任何金属都能被磁铁吸引（　　）

（6）过量的铁粉与稀硝酸溶液反应的离子方程式为Fe＋4H＋＋NO

===Fe3＋＋NO↑＋2H2O（　　）

2．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是________。

①过量的Fe与Cl2加热时发生反应　②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3　③Fe与过量的S加热时发生反应　④Fe（NO3）2溶液中加少量盐酸　⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中

1．铁的氧化物

化学式

FeO

Fe2O3

Fe3O4

俗名

铁红

磁性氧化铁

色态

黑色粉末

红棕色粉末

黑色晶体

铁元素价态

＋2

＋3

＋2、＋3

与盐酸反应生成的离子

Fe2＋

Fe3＋

Fe2＋、Fe3＋

2．铁的氢氧化物

化学式

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

3．亚铁盐与铁盐

（1）亚铁盐：

含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为：

Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

（2）铁盐：

①氧化性：

含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为：

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。

②特性：

含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。

[认知无盲区]

（1）Fe3O4是一种纯净物，而不是由FeO和Fe2O3组成的混合物。

Fe3O4的组成可以用氧化物形式表示为FeO·Fe2O3，Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为：

Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O。

（2）NO

与Fe2＋在酸性条件下不能大量共存，原因是H＋、NO

能将Fe2＋氧化成Fe3＋，类似的离子还有ClO－、MnO

等。

（3）Fe3＋与I－、S2－、HS－等强还原性离子不能大量共存。

（4）制取Fe（OH）2时，要将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，或在液面上覆盖一层苯或煤油（不能用CCl4），以防止空气与Fe（OH）2接触发生反应，或用其他方法（如用H2）将试管内空气排净后再将亚铁盐与NaOH溶液混合。

如下图所示。

[练习点点清]

3．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是（　　）

A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁

B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4

C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸

D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂

4．判断下列说法是否正确（用“√”或“×”填写）。

（1）铁与H2O（g）反应的产物是黑色的Fe2O3和H2（　　）

（2）氧化亚铁与酸反应的产物均是亚铁盐（　　）

（3）将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，可以看到稳定的白色沉淀（　　）

（4）Fe3O4、CuO、FeO、CuS均为黑色固体（　　）

（5）FeCl2溶液保存时加Fe粉的目的是防止Fe2＋被还原（　　）

（6）FeCl2溶液中加入KSCN溶液不变红，加入氯水后溶液变红色（　　）

1．牢记1个转化关系：

“铁三角”（Fe、Fe2＋、Fe3＋）之间的转化。

2．熟记2个特殊现象：

①Fe（OH）2→Fe（OH）3是白色→灰绿色→红褐色；②Fe3＋遇SCN－，溶液变红色。

3．记住4种颜色：

Fe2＋——浅绿色，Fe3＋——棕黄色，Fe2O3——红棕色，Fe（OH）3——红褐色。

4．掌握8个化学方程式：

①4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3，②Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，

③2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，④2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，

⑤FexOy＋yCO

xFe＋yCO2,⑥3FexOy＋2yAl

yAl2O3＋3xFe，

⑦3Fe＋8H＋＋2NO

===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O，

⑧3Fe2＋＋4H＋＋NO

===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。

[考点一　“铁三角”及其应用]

——————————————————————————————————

1．如何除去Fe2＋中混有的Fe3＋？

加入足量铁屑振荡或搅拌后过滤。

2．Fe与I2反应时生成的是FeI2还是FeI3？

原因是什么？

Fe与Br2反应时生成的是FeBr3还是FeBr2？

原因是什么？

FeI2，原因是Fe3＋的氧化性强于I2；FeBr3，原因是Br2的氧化性强于Fe3＋。

3．配制FeCl2溶液时，为什么要加入少量铁屑？

防止Fe2＋被氧化成Fe3＋，并将溶液中可能存在的Fe3＋转化为Fe2＋。

4．Fe（OH）3能否通过化合反应制取？

能，反应为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

1．“铁三角”的转化关系

2．“铁三角”的重要应用

（1）除杂：

主要物质

杂质

除杂方法

Fe2＋

Fe3＋

加过量铁屑后过滤

FeCl3

FeCl2

加氯水或H2O2

FeCl2

CuCl2

加过量铁屑后过滤

Fe

Al

加过量强碱溶液后过滤

Fe2O3

Al2O3

SiO2

加过量强碱溶液后过滤

（2）判断离子共存：

Fe2＋

NO

（H＋）、ClO－、MnO

（H＋）。

Fe3＋

S2－、I－、SO

。

Fe2＋、Fe3＋

HCO

、CO

等水解相互促进的离子

（3）盐溶液的配制与保存：

（4）物质的制备：

[例1]　根据下列转化关系，回答有关问题。

（1）淡绿色溶液D主要成分的化学式为________，试剂1是________。

（2）下列物质不能作为试剂2的是________（填字母）。

a．Cl2　B．新制氯水　c．浓硫酸　d．S　e．硝酸

（3）固体A溶于稀盐酸的化学方程式为________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）溶液C到溶液F红色加深的原因是_________________________________________

________________________________________________________________________。

1．将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3＋生成的是（　　）

A．硫酸　　　　　　　　　B．氯水

C．硫酸锌D．氯化铜

2．提纯下列各物质：

混合物成分

提纯所用试

剂的化学式

离子方程式

①FeCl2溶液中含少量FeCl3杂质

②FeCl3溶液中含少量FeCl2杂质

③FeSO4溶液中含少量CuSO4杂质

[考点二　Fe2＋、Fe3＋的检验和鉴别]

—————————————————————————————

1．用文字描述检验某溶液中含有Fe3＋的方法。

取少量溶液于一洁净试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变成红色，说明溶液中含有Fe3＋。

2．如何检验含Fe2＋、Fe3＋混合溶液中的Fe2＋？

滴加适量酸性KMnO4溶液或溴水，酸性KMnO4溶液或溴水褪色。

3．某晶体的溶液中加入含Fe2＋的溶液无明显变化，当滴加几滴氯水后，混合液出现红色，且该晶体的焰色反应呈紫色（透到蓝色钴玻璃），你能确定该晶体的成分吗？

KSCN

4．设计实验方案，证明红砖中含有Fe3＋？

Fe2＋、Fe3＋的检验方法

1．Fe2＋的检验

方法一：

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）。

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，

Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3（红色）；

方法二：

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。

Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2，

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

2．Fe3＋的检验

方法一：

取出少量的被检验的溶液，加入KSCN，溶液变红色，证明有Fe3＋存在。

方法二：

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。

3．含Fe2＋、Fe3＋的混合液中Fe3＋、Fe2＋的检验

（1）Fe3＋的检验：

①

溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋

②

试纸变蓝色，说明溶液中含有Fe3＋

（2）Fe2＋的检验：

①

KMnO4溶液紫红色褪去，说明溶液中含有Fe2＋

②

溴水褪色，说明溶液中含有Fe2＋

[例2]　（2012·湛江一中高三质检）某种催化剂为铁的氧化物。

化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：

将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色，一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为＋3价的结论。

（1）请指出该结论是否合理，并说明理由：

_____________________________________

________________________________________________________________________。

（2）请完成对铁元素价态的探究。

限选实验仪器与试剂：

烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3mol·L－1H2SO4、3%H2O2、6mol·L－1HNO3、0.01mol·L－1KMnO4、NaOH稀溶液、0.1mol·L－1KI、20%KSCN、蒸馏水。

①提出合理假设

假设1：

催化剂中铁元素的价态为＋3价；

假设2：

催化剂中铁元素的价态为＋2价；

假设3：

_____________________________________________________________。

②根据假设，按下表格式中实验操作填写有关问题

实验操作

预期现象与结论

步骤1：

用滴管取一定量3mol·L－1H2SO4于试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中的________

步骤2：

用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入适量除氧的3mol·L－1H2SO4并加热，充分反应后得A溶液

固体________，溶液有颜色

步骤3：

取少许A溶液于试管中，滴加1～2滴________，振荡

a.若溶液不呈红色，则________成立

b.若溶液呈红色，则________成立

步骤4：

另取少许A溶液于试管中，滴加1～2滴________，振荡

结合步骤3中的b。

c若溶液呈紫红色，则________成立

d若溶液紫红色褪去，则________成立

3．（2012·广东三校模拟）某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示：

现对A、B、C、D作出的如下推断中，不正确的是（　　）

A．盐A一定是FeBr3　　　B．浅黄色沉淀B是AgBr

C．滤液C中一定含Fe3＋D．D溶液中有[Fe（SCN）]2＋

4．要证明某溶液中不含Fe3＋，而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作的最佳顺序为（　　）

①加入足量氯水　②加入足量KMnO4（H＋）溶液

③加入少量KSCN溶液

A．①③　　　　　　　　B．③②

C．③①D．①②③

物质制备实验系列——Fe2＋与Fe3＋的转化

1．（2010·山东高考T30（3））制备绿矾（FeSO4·7H2O）时，向Fe2（SO4）3溶液中加入过量________，充分反应后，经________操作得到FeSO4溶液，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。

2．（2009·广东高考T24－C）判断下列除杂方法的正误：

除去FeCl2溶液中混有的FeCl3，加入过量铁粉，并过滤（　　）。

3．（2009·天津高考T3－D）在含有FeCl2杂质的FeCl3溶液中通入足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2，即可得到纯净的FeCl3溶液（　　）。

Fe3＋和Fe2＋的转化

在盛有2mLFeCl3溶液的试管中，加入少量铁粉，振荡试管。

充分反应后，滴入几滴KSCN溶液（如图左图），观察并记录实验现象。

再加入几滴氯水（如图右图），又发生了什么变化？

[尝试解题]　1.利用铁屑与Fe2（SO4）3的反应来制备FeSO4，化学方程式为：

Fe2（SO4）3＋Fe===3FeSO4，经过滤可得FeSO4溶液。

2．利用铁粉和FeCl3的反应来除去FeCl2溶液中的FeCl3，因此，该选项正确。

3．加热FeCl3溶液时会使Fe3＋部分水解生成Fe（OH）3，故得不到纯净的FeCl3溶液，因此，该选项错误。

　[高考源于教材]　

Fe2＋与Fe3＋的转化及其溶液的制备是高考中的重要考查点，几乎每年都有所涉及。

教材中通过实验得出了Fe3＋、Fe2＋的检验方法及Fe2＋与Fe3＋的转化条件，而高考命题者却把这一知识点迁移到混合物中Fe2＋、Fe3＋的除去方法，含铁混合物中铁元素价态的实验探究，铁盐制备的工艺流程，Fe2＋、Fe3＋的检验及相互转化，Fe2＋还原性、Fe3＋氧化性的实验探究，并与氧化还原反应的知识联系起来进行考查。

[迁移·发散·整合]

一、高考还可能这样考

在实验不变的情况下，高考还有可能从以下出题点设题：

1．Fe2＋与NO

能否大量共存？

若向其中再加入少量盐酸，情况又会如何？

Fe2＋与NO

能大量共存，但在酸性条件下，NO

能将Fe2＋氧化成Fe3＋而不能大量共存。

2．如何通过实验证明溴的氧化性强于Fe3＋？

向FeCl2溶液中滴入几滴溴水，若溴水褪色，即证明Br2的氧化性强于Fe3＋，离子方程式为：

2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。

3．如何除去MgCl2溶液中混有的少量Fe3＋？

向溶液中加入Mg、MgO、Mg（OH）2、MgCO3中之一充分反应后过滤，即可除去MgCl2中混有的少量Fe3＋。

4．设计实验方案证明硫酸亚铁铵的成分中含有NH

、Fe2＋和SO

。

①取适量硫酸亚铁铵固体溶于水，得浅绿色溶液，滴入2滴KSCN溶液，溶液不显红色，再滴入几滴新制氯水，溶液变为红色，则可证明固体的成分中含有Fe2＋。

②取适量硫酸亚铁铵固体溶于水，加少量稀盐酸，无现象，再滴入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明固体的成分中含有SO

。

③取少量硫酸亚铁铵固体放入试管中，加入浓NaOH溶液并加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，则证明固体成分中含有NH

。

二、相关实验知识归纳

混合物中Fe3＋、Fe2＋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。

（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，使其与溶液中的H＋反应，从而促进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＋。

[随堂基础落实]

1．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是（　　）

A．苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋　B．苹果汁中含有Cu2＋

C．苹果汁中含有OH－D．苹果汁中含有Fe3＋

2．要除去氯化亚铁溶液中的少量氯化铁，可行的办法是（　　）

A．滴入KSCN溶液B．通入氯气

C．滴入NaOH溶液D．加入铁粉

3．下列物质能用化合反应直接制得的是（　　）

①FeCl2　②Fe（OH）3　③NaHSO3　④Fe（OH）2

A．①②③④B．①②③

C．②③D．②

4．将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加入氯水即呈红色的是（　　）

A．FeSB．Fe2O3

C．FeCl3D．Fe3O4

5．在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴液溴，振荡后溶液变成黄色。

（1）甲同学认为这不是发生化学反应所致，使溶液变黄色的物质是________（填化学式，下同）；乙同学认为这是发生化学反应所致，使溶液变黄色的物质是________。

（2）现提供以下试剂：

A．酸性高锰酸钾溶液B．氢氧化钠溶液

C．四氯化碳D．硫氰化钾溶液

根据所学知识判断，________（填“甲”或“乙”）同学的推断是正确的，现用两种方法加以验证，写出选用的试剂编号及实验中观察到的现象：

选用试剂

实验现象

第一种方法

第二种方法

一、单项选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分）

1．（2012·广州高三一模）下列说法正确的是（　　）

A．Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe（OH）3

B．Fe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液显红色

C．FeCl2溶液蒸干灼烧后得到FeCl2固体

D．FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe（OH）3胶体

2．（2012·汕头市高三质检）下列化学实验事实相应的离子方程式正确的是（　　）

A．往FeCl3溶液中加入Fe粉：

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

B．往澄清石灰水中通入过量二氧化碳：

Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O

C．往FeCl3溶液中加入Cu粉：

Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋

D．氧化亚铁加入稀硝酸：

FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O

3．（2012·陆丰龙山中学质检）下列有关金属及其化合物的知识说法正确的是（　　）