高考化学一轮复习学案33 铁及其化合物解析版Word格式.docx

1、溶解性难溶于水铁的化合价232，3稳定性不稳定稳定与H反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O（1）与非氧化性酸反应FeO、Fe2O3分别与盐酸反应的离子方程式为FeO2H=Fe2H2O、Fe2O36H=2Fe33H2O，故二者均是碱性氧化物。（2）FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4，其方程式为6FeOO22Fe3O4。（3）与Al发生铝热反应（以Fe3O4为例）的方程式为3Fe3O48Al9Fe4Al2O3。应用体验1铁有2、3价两种价态，单质铁与_（填下列编号，下同）反应时只生成3价铁；与_反应时只生成2价铁；与_

2、反应时既生成2价铁也生成3价铁。所选试剂：Cl2O2H2O（g）S盐酸稀硝酸（足量）稀硫酸CuSO4溶液FeCl2溶液FeCl3提示2（1）Fe3O4溶于足量稀H2SO4中，溶液中有哪几种金属离子？其个数比为多少？写出反应的离子方程式。（2）FeO、Fe3O4溶于足量稀HNO3中，溶液中有哪几种金属离子？写出有关离子方程式。提示（1）Fe2、Fe3，12，Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O。（2）Fe3，3FeO10HNO=3Fe3NO5H2O、3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O。类型题： 铁及其氧化物的性质与应用 例1下列有关铁及其化合物的说法正确的是_（填序号）。FeCl2

3、、FeS、FeI2都可以通过单质化合得到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足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出Fe2O3FeCl3（aq）无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化Fe只有还原性，其阳离子只有氧化性答案例2下列说法正确的是（） A（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B（2014北京高考）将试管中铁粉与水蒸气加热，试管中肥皂水冒泡，不能说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应C（2013全国卷）浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe6H=2Fe3

4、3H2D因为HNO3氧化性比Fe3强，故Fe与稀HNO3反应一定生成Fe3BA项，铁表面形成的氧化膜较疏松，不能保护内层金属；C项，浓盐酸只能把Fe氧化为Fe2；D项，过量Fe与稀HNO3反应生成Fe2。例3把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是（）A反应后生成的盐只为Fe（NO3）3B反应后生成的盐只为Fe（NO3）2C反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为13D反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为31C由于铁的物质的量为0.4 mol，所以在反应的

5、过程中它失去的电子数应介于0.8 mol（此时只产生Fe2）和1.2 mol（此时只产生Fe3）之间，又产生0.3 mol NO2和0.2 mol NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol（54）0.2 mol（52）0.9 mol，所以对应的产物既有Fe（NO3）3又有Fe（NO3）2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得xy0.4 mol，由得失电子守恒得3x2y0.9 mol，解得x0.1 mol，y0.3 mol。例4向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 molL1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L N

6、O（标准状况），往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为（）A0.24 mol B0.21 molC0.16 mol D0.14 molB根据题意知反应后的溶液为Fe（NO3）2溶液，根据氮原子守恒可知n（Fe）（0.124 mol mol）0.21 mol，故相同质量的混合物与足量CO反应生成的Fe为0.21 mol。数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物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，根据反应方程式：HNO3过量：Fe4HNO3（稀）=Fe（NO3）3NO2H2O；Fe过量：Fe2Fe（NO3）3=3Fe

7、（NO3）2；两者相加得总方程式：3Fe8HNO3（稀）=3Fe（NO3）22NO4H2O，可以用数轴表示：解题时需注意量的范围。即：，产物仅有Fe（NO3）3，稀HNO3可能有剩余；，产物仅有Fe（NO3）2，Fe可能有剩余；，产物为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，Fe和稀HNO3都反应完全。考点2 铁的两种氢氧化物和两种盐 1铁的氢氧化物Fe（OH）2Fe（OH）3颜色状态白色固体红褐色固体与H反应Fe（OH）22H=Fe22H2OFe（OH）33H=Fe33H2O受热分解2Fe（OH）3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe22OH=Fe（OH）2可溶性铁盐与碱溶液反应F

8、e33OH=Fe（OH）3二者的关系在空气中，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，反应方程式为4Fe（OH）2O22H2O=4Fe（OH）3【注】制备Fe（OH）2的关键与方法由于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：Fe22OH=Fe（OH）2（1）成功关键溶液中不含Fe3和O2等氧化性物质；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。（2）制备Fe（OH）2时常采用的方法采用

9、新制备的纯亚铁盐溶液（Fe2易被空气中的氧气氧化成Fe3）；将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸（除去溶解的氧气）；将碱直接加到亚铁盐溶液的底部使生成的Fe（OH）2与空气隔离；在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂（如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有机溶剂）。2亚铁盐（Fe2）和铁盐（Fe3）（1）亚铁盐含有Fe2的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。氧化性：Fe2与Zn反应的离子方程式：Fe2Zn=FeZn2；还原性：Fe2与Cl2反应的离子方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。（2）铁盐含Fe3的溶液呈棕黄色，Fe3具有较强的氧化性。aFe3与Fe、Cu反应的离子方程式分别为2Fe3Fe=3Fe2，2F

10、e3Cu=2Fe2Cu2；bFe3与I反应的离子方程式：2Fe32I=2Fe2I2。特性检验Fe3含有Fe3的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。1（1）举例说明能氧化Fe2的物质有哪些？（2）举例说明能还原Fe3的物质有哪些？提示（1）Cl2、Br2、H2O2、MnO、NO（H）、ClO等。（2）S2、HS、H2S、I、SO2、SO、HSO、H2SO3、Fe、Cu等。2实验探究（1）如何通过实验证明Fe3O4中含2价铁元素？（2）如何通过实验证明Fe3O4中含3价铁元素？提示（1）取少量样品于试管中，加入稀H2SO4充分溶解形成溶液，然后加入KMnO4溶液，若溶液的紫红色褪去，则证明含2价铁元

11、素。（2）取少量样品于试管中，加入稀H2SO4充分溶解形成溶液，然后加入KSCN溶液，若溶液变成红色，则证明含3价铁元素。 铁的氢氧化物的性质与制备探究 例1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（）AFe（OH）3Fe2O3 BFe（OH）2Fe2O3CFe（OH）2Fe（OH）3 DFe（OH）2Fe3O4BFeFe2Fe（OH）2（白色）Fe（OH）3（红褐色）Fe2O3。例2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

12、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_。解析（1）稀硫酸抑制Fe2水解，铁屑防止Fe2被氧化。（3）Fe（OH）2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。答案（1）稀硫酸、铁屑（2）加热煮沸（3）避免生成的Fe（OH）2与氧气接触而被氧化例3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）。 解析因为Fe（OH）2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，

13、即4Fe（OH）2O22H2O=4Fe（OH）3，因此要较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。、原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe（OH）2处在氢气的保护中；的原理为铁作阳极产生Fe2，与电解水产生的OH结合生成Fe（OH）2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于胶头滴管能带入空气中的氧气，能迅速将Fe（OH）2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。答案制备Fe（OH）2常用的三种方法方法一：有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并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

14、发生反应，如图1所示。图1 图2方法二：还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。方法三：电解法用铁作阳极，电解NaCl（或NaOH）溶液，并在液面上覆盖苯（或煤油），如图所示。图3 Fe2+、Fe3+的主要性质和检验 例1角度2Fe2、Fe3的主要性质和检验4下列关于0.1 molL1硫酸铁溶液的叙述正确的是（）A在该溶液中，K、Fe3、SCN、Br可以大量共存B和KI溶液反应的离子方程式为Fe32I=Fe2I2C在该溶液中，Fe3与SO的物质的量之比为23D1 L该硫酸铁溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g Fe

15、DFe3和SCN不能大量共存，A项错误；Fe3和I反应的离子方程式为2Fe32I=2Fe2I2，B项错误；Fe2（SO4）3是强酸弱碱盐，Fe3会发生水解，Fe3与SO的物质的量之比小于23，C项错误；1 L 0.1 molL1Fe2（SO4）3溶液中含0.2 mol Fe3，和足量的Zn充分反应，能生成0.2 mol Fe，质量为11.2 g，D项正确。例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。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3（1）AB段铁元素以_形式存在。（2）BC段铁元素

16、以_形式存在。（3）CD段铁元素以_形式存在。（4）AB段与BC段所需Fe的质量比为_。解析向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3Fe=3Fe2，最后Fe3全部转化为Fe2。答案（1）（2）（3）（4）21例3欲探究浓H2SO4与Fe共热反应后铁元素的价态，设计下列实验，请填空：将反应后试管中的溶液稀释。取少量溶液，滴入35滴_溶液，若溶液呈红色，则证明含有Fe3，否则不含Fe3；取少量溶液，滴入35滴_溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2，否则不含Fe2。若实验证明反应后的溶液中只含有Fe3，则反应的化学方程式是_。答

17、案KSCN酸性KMnO42Fe6H2SO4（浓）Fe2（SO4）33SO26H2OFe2、Fe3的常用检验方法（1）Fe2的检验样品溶液无现象溶液变红色，证明含有Fe2。样品溶液产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2。（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）含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的检验Fe3的检验混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3。Fe2的检验a混合溶液酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明可能含有Fe2。b混合溶液生成蓝色沉淀，说明含Fe2。专项突破4“铁三角”的转化及其应用1“铁三角”中的转化关系2三个应

18、用（1）离子共存分析Fe2、Fe3因氧化还原反应不能共存的离子或分子：Fe2NO（H）、ClO、MnO、H2O2、Cl2、Br2、Cr2O等。Fe3S2、I、SO、HS、HSO、H2SO3、H2S等。（2）常见的离子除杂方法溶液杂质除杂方法FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤加氯水或H2O2CuCl2加过量CuO或Cu（OH）2或CuCO3或Cu2（OH）2CO3后过滤CaCl2加过量CaCO3后过滤MgCl2加过量MgO或Mg（OH）2或MgCO3后过滤（3）盐溶液的配制与保存Fe2的盐溶液加少量Fe，防止Fe2被氧化； 加少量相应的酸，防止Fe2水解Fe3的盐溶液加少量相应的酸，防止Fe3

19、水解例1在Fe2（SO4）3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且ac，则下列说法正确的是（）A残余固体是铜和铁B最后得到的溶液中一定含有Cu2C将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生D最后得到的溶液中可能含有Fe3B因为ac，说明b g铁完全反应，溶液中含Cu2、Fe2，不含Fe3。例225 时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（）ApH13的溶液：Fe2、NH、SOB含0.1 mol/L Fe3的溶液：NH、Na、Cl、SOC滴入使甲基橙试剂变红色的溶液：、Fe2、Cl、KDpH1的溶液中：Fe3、Fe2、SO、ClDA项，pH13为碱性，F

20、e2、NH不能大量共存；B项，Fe3氧化SO；C项，溶液为酸性，NO氧化Fe2。例3下列除杂的操作不正确的是（） AMgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤BFeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤CCuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入CaCO3充分反应后过滤DCuCl2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CC项，加入CaCO3，CaCO3溶解引入新杂质Ca2。例4实验室用含有杂质（FeO、Fe2O3）的废CuO制备胆矾晶体，经历下列过程，其中分析错误的是（）已知：Fe3在pH5时已完全沉淀。A步

21、骤中发生的主要反应为H2O22Fe22H=2Fe32H2OB步骤利用CuCO3替代CuO也可调节溶液的pHC步骤中可用氯水、HNO3等强氧化剂代替H2O2D步骤的操作为：向漏斗中加少量蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下后，重复操作23次CA项，步骤中，H2O2具有氧化性，Fe2具有还原性，二者会发生氧化还原反应H2O22Fe22H=2Fe32H2O，正确；B项，CuCO3与硫酸发生反应生成CuSO4、CO2和水，产生的CO2从溶液中逸出，CuO与硫酸发生反应生成CuSO4和水，这两者最终都使溶液的pH增大，而溶液的成分不变，因此利用CuCO3替代CuO可调节溶液的pH，不影响实验结果，正确；C项，

22、氯水、HNO3也可以氧化Fe2生成Fe3，但是会混入Cl和NO，错误；D项，洗涤时，向漏斗中加少量蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下后，重复操作23次，正确。例5如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是（）A向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液可能变为血红色B溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H2Fe2O2=2Fe32H2OC溶液酸性：ABCD加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液AA溶液A转化为溶液B发生反应：2Fe32H2OSO2=2Fe2SO4H；溶液B转化为溶液C发生反应：4Fe2O24H=4Fe32H2O。向溶液B中滴加KSCN溶液，未与SO2反应的Fe3与SCN反应，有血

23、红色出现，A项正确；溶液B转化为溶液C的离子方程式电荷不守恒，B项错误；根据反应方程式可知，溶液酸性：CA，C项错误；溶液C转化为溶液A，可加入三价铁的氧化物，不能加入二价铁的氧化物，D项错误。除去某溶液中含有的Fe2杂质模板为：一般先向溶液中加入氧化剂（如H2O2），使Fe2被氧化为Fe3，然后加入溶于酸的难溶物调节pH，使Fe3转化为沉淀Fe（OH）3除去。但要注意避免新杂质离子的引入。课堂小结反馈达标11 1一组判断，展示高考易误点（1）（2016浙江高考）纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2、Cu2、Cd2、Hg2等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附。（）（2

24、）（2016四川高考）常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，则说明常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应。（3）（2015全国卷）将稀HNO3加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈血红色，说明稀HNO3将铁氧化为Fe3。（4）（2015全国卷）将铜粉加入1.0 molL1 Fe2（SO4）3溶液中，溶液变蓝、有黑色固体出现，说明金属铁比铜活泼。（5）（2013全国卷）浓盐酸与铁屑反应：2Fe6H=2Fe33H2。（6）（2012全国卷）FeCl3与氢碘酸反应生成棕色物质的离子方程式为2Fe32I=2Fe2I2。（7）（2011全国卷）硫化亚铁溶于稀硝酸中：FeS2

25、H=Fe2H2S。（8）磁性氧化铁溶于稀HNO3：（9）铁在高温下与H2O（g）发生置换反应生成Fe2O3。（10）（2015广东高考）向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液变成血红色，说明Fe2既有氧化性又有还原性。（11）保存FeSO4时可向溶液中加入Fe和稀盐酸。答案（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）2一题串知，覆盖高考考什么（2016全国甲卷改编）某班同学用如下实验探究Fe2、Fe3的性质。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0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。考查Fe2、Fe3的性质（2）甲组同学取2 mL FeCl2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_。考查Fe2、Fe3的性质与检验方法（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再向液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油