高考化学《铁及其化合物》二轮复习.docx

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高考化学《铁及其化合物》二轮复习

《铁及其化合物》二轮复习

一、知识网络：

1.写出合成四氧化三铁的反应：

______________________、________________________。

2.常温下，铁可在_________________中发生_____________而生成致密的氧化膜。

3.在空气中，Fe（OH）2溶液能够被氧气迅速地氧化成Fe（OH）3，现象是：

__________________

________________________，涉及的方程式为：

_____________________________________。

4.检验溶液中存在Fe3＋的常用方法：

方法一：

__________________________________________________________________。

方法二：

__________________________________________________________________。

5.检验溶液中存在Fe2＋的常用方法：

方法一：

__________________________________________________________________。

方法二：

__________________________________________________________________。

二、“铁三角”的转化，Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化：

三、Fe2＋、Fe3＋的水解：

1.配制FeCl3的盐溶液时加少量的____________________________；

2.配制FeSO4的盐溶液时加少量____________________________；

3.Fe2＋、Fe3＋与____________________________等发生双水解反应，在溶液中不能大量共存。

例1.（铁及其化合物的性质）

1.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（D）

A.元素铁位于元素周期表的第四周期第ⅧB族

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.可以通过化合反应制备FeCl2

例2.（Fe2＋、Fe3＋的检验）

2.1.下列有关物质检验方法不合理的是（B）

A.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显血红色，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，再观察溶液是否变血红色

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＋

解：

酸性条件下高锰酸钾可氧化亚铁离子、氯离子，则不能检验是否含FeCl2

2.2.在FeCl3、CuCl2混合溶液中加入镁粉，产生的气体是____________。

试解释原因：

__________

_____________________________。

有同学提出加入CuO以除去Fe3+，理由是____________________________________________。

例3.（“铁三角”的转化）

3.下列是高中元素化学的数轴图：

回答下列问题：

（1）能与Fe2＋发生氧化还原反应的物质有___________________________________________。

（2）能与Fe3＋发生氧化还原反应的物质有___________________________________________。

例4.（铁及其化合物的相关计算）

4.在1L溶液中含有Fe（NO3）3和H2SO4两种溶质，其浓度分别为0.2mol/L和1.5mol/L，现向该溶

液中加入39.2g铁粉使其充分反应，下列有关说法正确的是（C）

A.反应后溶液中Fe3＋物质的量为0.8mol

B.反应后产生13.44LH2（标准状况）

C.反应后溶液中Fe2＋和Fe3＋物质的量之和为0.9mol

D.由于氧化性Fe3＋>H＋，故反应中先没有气体产生，后产生气体

解：

Fe（NO3）3和H2SO4的物质的量分别为0.2mol、1.5mol，n（Fe）＝

＝0.7mol，氧化性为HNO3>Fe3＋>H＋，则

Fe＋4H＋＋NO

=Fe3＋＋NO↑＋2H2O

14111

0.62.40.60.60.6

Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋

123

0.10.20.3

单质铁完全反应，反应后的溶液中含Fe3＋，（0.2＋0.6－0.2）mol＝0.6mol、0.3molFe2＋，A错误，C正确；反应中没有H2生成，但有NO生成，反应时先有NO气体生成，后没有气体产生，B、D错误。

例5.（铁及其化合物的相关实验）

5.（2019全国Ⅰ卷）硫酸铁铵[NH4Fe（SO4）2·xH2O]是一种重要铁盐。

为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下:

回答下列问题：

（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_________________________________。

（2）步骤②需要加热的目的是_________________________________， 

温度保持80~95℃，采用的合适加热方式是_________________________________。

铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为______________（填标号）。

A　　　　　B　　　　　C　　　　　D

（3）步骤③中选用足量的H2O2，理由是_________________________________。

分批加入H2O2，同时为了____________________________， 溶液要保持pH小于0.5。

（4）步骤⑤的具体实验操作有__________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

（5）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。

硫酸铁铵晶体的化学式为_____________________。

解：

（1）油污在热的碱性条件下易水解，故去除废铁屑表面的油污的方法是碱煮水洗。

（2）适当加热可加快反应速率。

加热温度为80~95℃，低于100℃，可用热水浴加热。

铁屑中含有少量硫化物，与H2SO4反应生成H2S气体，H2S易与NaOH溶液反应，为防倒吸，故选C装置。

（3）足量的H2O2可充分将Fe2+氧化为Fe3+，且不会引入新的杂质。

Fe3+易水解，故溶液应保持一定的pH，防止Fe3+水解。

（4）在过程④后溶液中存在大量的Fe3+、N

、S

，从溶液中提取晶体的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。

（5）硫酸铁铵[NH4Fe（SO4）2·xH2O]晶体失去1.5个结晶水，失重5.6%，可知

×100%=5.6%，解得x=12，硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe（SO4）2·12H2O。

【答案】

（1）碱煮水洗

（2）加快反应　热水浴　C

（3）将Fe2+全部氧化为Fe3+；不引入杂质防止Fe3+水解

（4）加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）

（5）NH4Fe（SO4）2·12H2O

变式训练：

1.下列有关物质性质的叙述错误的是（C）

A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不显红色

B.将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2

C.Fe在浓盐酸中发生钝化

D.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2

2.（2015山东）某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入Ba（HCO3）2溶液中同时有气体和沉淀产生。

下列化合物中符合上述条件的是（A）

A.AlCl3B.Na2OC.FeCl2D.SiO2

解：

A、AlCl3可由单质Al与Cl2反应制得，AlCl3与Ba（HCO3）2反应生成CO2和Al（OH）3沉淀，同时有气体和沉淀产生，正确；B、Na2O与Ba（HCO3）2反应生成BaCO3沉淀、Na2CO3和H2O，没有气体生成，错误；C、因为Cl2具有强氧化性，Cl2与Fe反应只能生成FeCl3，FeCl2不能由两种单质直接反应生成，错误；D、SiO2不与Ba（HCO3）2反应，错误。

3.检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是（B）

A.NaOHB.KMnO4C.KSCND.溴水

解：

A．若加入NaOH，硫酸亚铁发生复分解反应产生的白色Fe（OH）2会被硫酸铁发生反应产生的红褐色的Fe（OH）3遮挡，不容易观察到，因此不能鉴定，错误。

B．KMnO4有氧化性，硫酸亚铁有还原性，会发生氧化还原反应，使KMnO4的紫色褪去，而硫酸铁不能与KMnO4发生反应，因此可以作为鉴定试剂，正确。

C．KSCN与硫酸铁会发生反应，使溶液变红色，而硫酸亚铁不能反应，因此无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变红色，因此无法鉴定，错误。

D．苯酚与硫酸铁溶液发生显色反应，使溶液变为紫色，而与硫酸亚铁不能发生反应，无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变紫色，所以不能作为鉴定试剂，错误。

4.下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是（C）

A.用上图装置可以制备Fe（OH）2沉淀

B.配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度

C.FeCl3溶液中滴加KSCN溶液会生成红色沉淀

D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化

解：

反应开始时生成的氢气进入B中，可排出氧气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe（OH）2，A正确；FeCl3易水解，配制溶液时应防止溶液水解生成氢氧化铁沉淀，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B正确；FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，无沉淀，C错误；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D正确。

5.（2016上海）下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是（D）

A.氧化镁中混有氧化铝B.氯化铝溶液中混有氯化铁

C.氧化铁中混有二氧化硅D.氯化亚铁溶液中混有氯化铜

6.下列说法不正确的是（D）

A.铁在氯气中燃烧生成棕褐色的烟，铜在氯气中燃烧生成黄色的烟

B.Fe3O4、Al（OH）3、Al2O3均可通过置换反应制取

C.H2SO4、Fe（OH）3、FeCl2均可通过化合反应制取

D.生铁比纯铁熔点低，生铁的含碳量比钢低

7.关于FeCl3进行的实验，下列预测正确的是（C）

选项

实验

预测

A

蒸发FeCl3溶液

得到FeCl3固体

B

在FeCl3、CuCl2混合液中，加入少量Fe粉

一定有H2产生且有Cu析出

C

用FeCl3固体溶于水配制饱和溶液

会有Fe（OH）3沉淀产生

D

在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液

有CO2产生，但无Fe（OH）3沉淀生成

解：

蒸发FeCl3溶液可促进Fe3＋水解，由于HCl易挥发，最后得到Fe（OH）3，A错误；加入少量Fe粉时，不会有H2产生且Fe应先和Fe3＋反应，再和Cu2＋反应，B错误；Fe3＋与HCO

发生相互促进的水解反应，有CO2和Fe（OH）3沉淀生成，D错误。

8.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（D）

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：

氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部都是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＋。

9.（2014上海）用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。

对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是（B）

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

解：

本题考查铁及其化合物的性质。

FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，还可能有过量的FeCl3溶液，加入铁粉充分反应后，A项若无固体剩余，说明原溶液中含有Fe3＋，反应后不一定还含有；B项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有Fe2＋；C项中若溶液中有Cu2＋，可以有部分铜固体析出；D项若溶液中有Fe2＋，不一定有Cu析出。

10.amol铁粉与bmol稀硝酸充分反应，硝酸的还原产物只有NO，生成的盐有两种。

下列有关说法不正确的是（C）

A.反应结束后，硝酸和铁粉一定均没有剩余

B.a、b满足大小关系：

0.375b>a>0.25b

C.可向溶液中依次加入KSCN溶液、氯水来检验Fe2+的存在

D.可向溶液中加入KSCN溶液检验Fe3+的存在

11.某学生鉴定某可溶性甲盐的流程如图所示，下列说法正确的是（D）

A.如果甲中含有S2－，则乙是硫黄沉淀

B.如果乙是AgCl沉淀，那么甲是FeCl3

C.丙中肯定含有Fe3＋，所以甲是FeBr2

D.甲中含有铁元素，可能显＋2或者＋3价

解：

甲与酸化的硝酸银溶液反应可得乙与丙，乙为淡黄色沉淀，丙与KSCN溶液反应呈红色，则丙中一定含有Fe3＋，则甲中含有Fe2＋或Fe3＋。

如果甲中含有S2－，硫化亚铁不溶于水，S2－与Fe3＋发生氧化还原反应而不能共存，故A错误；AgCl是白色沉淀，乙不可能是AgCl，故B错误；甲可能是溴化亚铁，也可能是溴化铁，故C错误、D正确。

12.某只含铁、氧两种元素的样品A，高温时与足量的CO充分反应，生成的气体被足量澄清石灰水吸收，测得沉淀的质量与原样品A质量相等。

如果A中只含两种物质，则A中一定含有（D）

A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe

解：

设含铁、氧两种元素的样品A化学式为FexOy，高温时与足量的CO充分反应，FexOy＋yCO

xFe＋yCO2，生成的气体被足量澄清石灰水吸收，CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O，测得沉淀的质量与原样品A质量相等设为mg，

FexOy＋yCO

xFe＋yCO2，CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O，

得到FexOy　～　yCaCO3

56x＋16y　　100y

mg　　　　mg

56x＋16y＝100y

x∶y＝3∶2，化学式为Fe3O2，故A中一定含Fe。

13.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋的物质的量之比为3∶2∶1，现加入适量铁粉，使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4，则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3＋的物质的量之比为（C）

A.2∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4

解：

因氧化性：

Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入适量的铁粉，使溶液中Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋物质的量之比变为1∶2∶4，说明Fe3＋有剩余，则Cu2＋、Fe2＋没有参加反应，加入铁粉仅与Fe3＋反应，设原溶液中含有Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量分别为3mol、2mol、1mol，反应后Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋物质的量之比变为1∶2∶4，则反应后Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量分别为1mol、2mol、4mol，故反应的Fe3＋的物质的量为2mol，根据2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，参加反应的Fe的物质的量为1mol，参加反应的铁粉与原溶液中Fe3＋的物质的量之比为1mol∶3mol＝1∶3。

14.在铁的氧化物和氧化铝组成的混合物中，加入2mol/L硫酸溶液65mL，恰好完全反应，所得溶液中Fe2＋能被标准状况下112mL氯气氧化。

则原混合物中金属元素和氧元素的原子个数之比为

（D）

A.5∶7B.4∶3C.3∶4D.9∶13

解：

硫酸的物质的量n＝2×0.065＝0.13mol，所以n（H＋）＝0.26mol，氯气是

＝0.005mol，共失电子是0.01mol，根据反应：

2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，则溶液中n（Fe2＋）＝0.01mol，能得电子是0.01mol，设FeO为xmol，Fe2O3和Al2O3为ymol，则x＋3y＝0.13，x＝0.01，所以y＝0.04，所以金属原子个数是0.01＋0.04×2＝0.09，氧是0.01＋0.04×3＝0.13，即原混合物中金属元素和氧元素的原子个数之比为9∶13。

15.下列说法中不正确的是（B）

A.可用铁制槽车装运浓H2SO4、浓HNO3

B.溴单质氧化性较弱，与Fe反应生成FeBr2

C.铁、铝与水反应的反应类型相同

D.FeO、Fe3O4、Fe（OH）3均是黑色固体

16.以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）的工艺流程如图所示：

下列说法不正确的是（A）

A.酸溶过程使用的酸也可以是硝酸，且过量

B.为了防止污染，焙烧过程中产生的SO2要回收利用

C.通氯气的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋

D.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3需要在氯化氢的气流中加热

解：

若用过量硝酸酸溶，则会引入NO

，A项说法错误；SO2是一种污染气体，必须回收利用，B项说法正确；通入Cl2的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，C项说法正确；为了防止Fe3＋水解，由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3时需要在HCl的气流中加热，D项说法正确。

17.

（1）在氯化铁溶液中滴入1滴KSCN溶液，溶液变_________色，接着在变色的溶液中滴入2mL0.5mol/LAgNO3溶液，产生AgSCN白色沉淀，溶液逐渐恢复到原来颜色，这种颜色变化是因为________________________________________________（请从平衡移动的角度解释）。

（2）向沸水中逐滴加入5～6滴氯化铁饱和溶液，继续煮沸，溶液呈红褐色，这种颜色变化是因为________________________________________________（请从平衡移动的角度解释）。

18.某同学为了验证Fe3＋是否能将H2SO3氧化成SO42-，用50mL0.1mol/LFeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后，进行以下实验：

（1）检验吸收液中的SO42-操作为_________________________________________，证明Fe3＋能够把H2SO3氧化成SO42-。

（2）写出上述反应中的化学方程式：

____________________________________________。

解：

（1）取少量样品溶液于试管中，先滴入足量的稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成。

（2）2FeCl3＋SO2＋2H2O=2FeCl2＋H2SO4＋2HCl

19.某化学兴趣小组同学用如图装置，充分加热硫酸亚铁晶体（FeSO4·xH2O）至完全分解。

（1）装置A中需持续通入N2，其目的是________________________________。

（2）充分反应一段时间后，小组同学观察到实验现象为：

装置A中残留有红棕色固体，装置B中固体变蓝，C中溶液褪色，请写出FeSO4分解的化学方程式：

________________________________。

（3）装置D中干燥管的作用为____________________________。

（4）小组同学利用数字化实验仪器测定了不同温度时FeSO4·xH2O分解的质量变化情况，得到如图关系：

实验结束后，装置B质量增加12.6g，结合上图数据，确定FeSO4·xH2O中的x＝________。

解：

（1）排出装置中的空气，并将晶体分解的气体产物全部从A中排出　

（2）2FeSO4=Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑　

（3）防止氢氧化钠溶液倒吸　

（4）7

20.将Fe3O4溶液足量稀盐酸中，然后滴加少量KSCN（SCN－中硫元素的化合价为－2价）溶液，溶液变红色。

再加入新制氯水，发现溶液红色加深，一段时间后，溶液又褪色。

回答下列问题：

（1）加入新制氯水后溶液红色加深的原因是（用离子方程式表示）。

（2）为了探究溶液褪色的原因，四位同学进行了下表的猜想，你认为丁同学的猜想会是什么？

编号

猜想

甲

溶液中的＋3价Fe又被还原为＋2价Fe

乙

溶液中的＋3价Fe被氧化为更高的价态

丙

新制的氯水具有漂白性，将该溶液漂白

丁

为验证丁同学的猜想合理与否？

请同学们根据结论完成下表的实验设计方案。

可选用试剂：

浓硫酸、1.0mol/LHNO3、1.0mol/L盐酸、1.0mol/LNaOH、0.1mol/LFeCl3、

0.1mol/LCuSO4、20%KSCN溶液、蒸馏水。

实验操作

预期现象

结论

说明丁同学的猜想是合理的

解：

（1）加入新制氯水后，亚铁离子被氧化成三价铁离子，则溶液红色加深。

（2）溶液中的SCN－被过量的氯水氧化，则溶液会褪色，所以丁同学的猜想是：

溶液中的SCN－被过量的氯水氧化。

为验证丁同学的猜想合理与否：

或取少量褪色后的溶液，加KSCN溶液，如果变红色，说明溶液中的SCN－被过量的氯水氧化，即丁的猜想正确；或取少量褪色后的溶液，加FeCl3溶液，如果不变红色，说明溶液中没有KSCN，即溶液中的SCN－被过量的氯水氧化，即丁的猜想正确。

【答案】

（1）2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－

（2）丁：

溶液中的SCN－被过量的氯水氧化

实验操作

预期现象

取少量褪色后的溶液，滴加20%KSCN溶液

（或取少量褪色后溶液，加入0.1mol/LFeCl3溶液）

溶液变红色（溶液不变红色）