9金属化合物 铁的化合物.docx
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9金属化合物铁的化合物
第3章金属及其化合物
第2节几种重要的金属化合物
考点一：
铁的物理性质
纯铁具有金属的共性，如具有________色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，有能被________吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是）、磁铁矿（主要成分是）、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）、钛铁矿（主要成分是FeTiO3）等。
铁是活泼的过渡元素。
思考：
纯铁抗蚀能力特别强，而我们常见的铁并非如此，为什么？
考点二：
铁的化学性质
（1）与非金属单质反应
①与O2反应：
②与Cl2反应：
③与S反应：
（2）与水反应
①与水蒸汽反应
②常温下，铁与水不起反应，但潮湿的空气里，铁易被腐蚀，形成铁锈。
反应方程式为：
、
（3）与酸反应
①非氧化性酸（如稀硫酸、盐酸）
现象：
反应离子方程式：
②氧化性酸：
常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会。
（a）与过量稀HNO3反应
（b）过量的Fe与稀HNO3反应
（c）与浓HNO3共热
（4）与盐溶液反应
①与CuSO4反应：
②与FeCl3反应：
思考：
铁与其他物质反应时，何时生成+2价铁的化合物？
何时生成+3价铁的化合物？
典型例题：
例1：
将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是（）
A．硫酸B．氯水C．硝酸锌D．氯化铜
例2：
下列物质能用化合反应直接制得的是（）
①氯化亚铁②氢氧化铁③四氧化三铁④氢氧化亚铁
A全部B①②③C②③D②
例3：
判断下列描述的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2014·北京高考）铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化（ ）
（2）（2014·北京高考）将试管①中铁粉与水蒸气加热，试管②中肥皂水冒泡，说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应（ ）
（3）（2013·全国卷Ⅱ）浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：
2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。
（ ）
（4）Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。
（ ）
（5）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。
（ ）
（6）Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。
（ ）
（7）铁与硫混合共热生成FeS2。
（ ）
随堂练习：
1、为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是（）
实验操作
实验现象
离子反应
实验结论
A
在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水
浅绿色溶液变成棕黄色溶液
2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－
Fe2＋具有还原性
B
在氯化亚铁溶液中加入锌片
浅绿色溶液变成无色溶液
Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋
Zn具有还原性
C
在氯化铁溶液中加入铁粉
棕黄色溶液变成浅绿色溶液
Fe3＋＋Fe=2Fe2＋
铁单质具有还原性
D
在氯化铁溶液中加入铜粉
蓝色溶液变成棕黄色溶液
2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋
Fe3＋具有氧化性
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
考点三：
铁的氧化物、氢氧化物
1．三种氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4（Fe2O3·FeO）
铁元素的价态
俗称
色态
类别
复杂氧化物
水溶性
难溶
难溶
难溶
稳定性
不稳定
稳定
稳定
主要化学性质
2.两种氢氧化物
Fe（OH）2
Fe（OH）3
色态
与盐酸反应
受热分解
制法
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____色，最后变成红褐色，反应方程式为___________________________
典型例题：
例1：
下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（ ）
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
D．Fe3＋与KSCN产生血红色沉淀
例2：
向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100mL1mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况）气体，在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。
若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是（ ）
A．11.2gB．5.6gC．2.8gD．无法计算
考点四：
铁三角
1、Fe只有还原性，可以被氧化为+2价或+3价
2、Fe2+既有氧化性又有还原性
3、Fe3+只有氧化性，可被还原为+2价或0价
典型例题:
例1：
用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。
对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是（ ）
A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋
B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋
C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
例2：
已知A是一种常见的金属单质，I溶液的焰色反应呈紫色（透过蓝色钴玻璃），A～G之间有以下相互转化关系：
请回答：
（1）试剂X为（填名称）.
（2）B溶液中溶质的化学式是____________，D溶液中溶质的化学式是_________________.
（3）由E转变成F的化学方程式是____________________.
（4）向G溶液加入A所发生反应的离子方程式是____________________.
随堂练习：
1、现有浓度分别为1mol·L－1的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。
（1）充分反应后，如果溶液中还有一定量的Cu2＋，则溶液中一定含有的金属离子还有________________，该离子在溶液中的物质的量范围为_________________________，
可能含有的金属或金属离子为____________。
（2）反应完毕后，铁粉有剩余，溶液中一定含有的金属离子为____________，为______mol，一定没有的金属离子为______________。
2、向含有Cu（NO3）2、Zn（NO3）2、Fe（NO3）3、AgNO3各0.1mol的混合溶液中加入0.1mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1molAg。
下列结论错误的是（ ）
A．氧化性：
Zn2＋>Cu2＋>Fe3＋>Ag＋
B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋
C．溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶2
D．1molFe可还原2molFe3＋
考点五：
Fe3+Fe2+的检验
1、直接观察颜色
Fe3+：
棕黄色
Fe2+：
浅绿色
2、利用氢氧化物沉淀的颜色
加氢氧化钠→Fe（OH）2:
白色沉淀--灰绿色--红褐色
Fe（OH）3:
红褐色沉淀
3、利用显色反应
加KSCN：
溶液呈红色：
Fe3+
不变红，加氯水，溶液变红：
Fe2+
4、利用Fe2+的还原性
加酸性高锰酸钾：
褪色：
Fe2+
5、利用Fe3+的氧化性
加淀粉KI：
变蓝：
Fe3+
典型例题：
例1：
下列离子的检验方法合理的是（ ）
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C.向某溶液中加入NaOH溶液得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
例2：
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KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③B．③②
C．③①D．①②③
考点六：
Fe（OH）2的制备与实验方案的设计
由于Fe（OH）2具有很强的还原性，易被氧化为Fe（OH）3，在实验室中制备Fe（OH）2，并使Fe（OH）2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。
制备原理：
Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓
成功关键：
①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。
②制备过程中，保证生成的Fe（OH）2在密闭的隔绝空气的体系中。
下面是几种典型的制备方法：
方法一 隔绝空气的复分解反应法
1、用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含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溶液时还需要加入__________。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
（3）生成Fe（OH）2白色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________________________________。
方法二 氢气氛围中的复分解反应法
2、在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试
剂制备。
（1）在试管Ⅰ中加入的试剂是_________________________________。
（2）在试管Ⅱ中加入的试剂是_________________________________。
（3）为了制得Fe（OH）2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水
夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________________________。
（3）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，理由是_________________________。
3、如图所示制备氢氧化亚铁的改进实验：
（1）按图所示组装仪器，向一支小的具支试管中加入2mL左
右的稀盐酸，再加入2mL左右的煤油，玻璃管下端粘住钠
粒（用滤纸吸干表面煤油，切去氧
化层）。
（2）将铁丝浸入盐酸，反应放出氢气，待试管内空气排尽后，
向上提拉铁丝，使铁丝脱离液面。
并关闭弹簧夹；用另一根细铁丝
沿玻璃管内将钠粒捣入液体中。
请回答下列问题：
（1）写出该实验中发生反应的化学方程式：
______________________________________。
（2）如何检验试管内空气已排尽（回答具体操作）_________________________________。
（3）捣入钠粒后，预测具支试管中的现象：
_______________________________________。
（4）已知钠粒的质量约0.05g，实验室现有以下两种不同浓度的盐酸，你选择（填“A”或“B”）________。
A．1.1mol·L－1 B．10mol·L－1
综合练习：
1、关于铁矿石的说法正确的是（ ）
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同
C.磁铁矿粉末溶于盐酸后,加入KSCN溶液,溶液变红色
D.FeO俗称铁红
2、下列离子方程式中，正确的是（ ）
A．铁与盐酸反应：
2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：
2FeCl2+Cl2=2FeCl3
C．氯化铁溶液与铁反应：
Fe3++Fe=2Fe2+
D．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：
Fe3++30H-=Fe（OH）3↓
3、甲、乙、丙、丁分别是Al2（SO4）3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种。
若将丁溶液滴入乙溶液中,发现有白色沉淀生成,继续滴加沉淀消失;丁溶液滴入甲溶液中,无明显现象。
据此可推断丙物质是（ ）
A.Al2（SO4）3 B.NaOH C.BaCl2 D.FeSO4
4、下列反应，其产物按红、红褐、淡黄的顺序排列的是（ ）
①金属钠在纯氧气中燃烧
②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间
③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液．
A．②③①
B．③②①
C．③①②
D．①②③
5、向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化。
当再滴入几滴新制氯水时,混合溶液变成红色,则下列结论错误的是（ ）
A.该溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:
Fe3+>Cl2
C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质
D.Fe2+被氧化为Fe3+
6、某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀,然后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是（ ）
A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+
C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+
D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+
7、对I~IV的实验操作现象判断正确的是（ ）
A．实验I：
产生红褐色沉淀
B．实验II：
溶液颜色变红
C．实验III：
放出大量气体
D．实验IV：
先出现白色沉淀，后沉淀又溶解
8、铁和氧化铁的混合物共amol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到bmol氢气,且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色,则原混合物中单质铁的物质的量为（ ）
A.
（a+b）mol B.（a-b）mol C.
（a-b）mol D.（a+b）mol
9、已知下述三个实验均能发生化学反应，下列判断正确的是（）
①将铁钉放入硫酸铜溶液中
②向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水
③将铜丝放入氯化铁溶液中
A.实验①中铁作氧化剂
B.实验②中Fe2+具有还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性Fe3+>Fe2+>Cu2+
10、某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验,根据实验流程回答相关问题。
（1）请写出Fe2O3与①反应的离子方程式:
______________________________。
（2）物质②为______________。
（3）请写出FeCl3与铁粉反应的化学方程式:
__________________________。
（4）向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe（OH）3浊液,该过程的现象为________________________________________,此过程中发生的氧化还原反应为（用化学方程式表达）__________________________________。
（5）将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,并继续煮沸至红褐色,制得分散系③______________,它与FeCl3溶液、Fe（OH）3浊液的本质区别是______________________。
11、某同学为了检验家中的一瓶补铁药（成分为FeSO4）是否变质,查阅了有关资料,得知Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:
①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。
②取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中加入酸性KMnO4溶液,在另一支试管中加入KSCN溶液。
请完成下列问题:
（1）若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,结论是。
（2）若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是。
（3）若滴入酸性KMnO4溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是。
（4）________（填“能”或“不能”）将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入到同一支试管中进行验证,原因是 。
12、电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
（1）FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式是______________________________。
（2）检验溶液中Fe3+存在的操作步骤和现象是 。
（3）某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得氯化铁溶液,准备采用下列步骤:
上述实验中加入或生成的有关物质的化学式为②________________,④________________。
通入⑥得到FeCl3溶液的离子方程式为__________________________________。
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