專題14鐵及其化合物【知識框架】紅色溶液Fe(OH)3.一?%+比口——Fe(0H)2(紅褐)?? 荻綠- (白、【基礎(chǔ)回顧】1、鐵的存在2、鐵的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)純鐵具有金屬的共性，如具有銀白色金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導(dǎo)體，具有能被磁鐵吸引的特性，純鐵有很強的抗腐蝕能力。(2)化學(xué)性質(zhì)：鐵是較活潑的金屬，有較強的還原性，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時可生成+2、+3兩種價態(tài)的化合物。用化學(xué)方程式或離子方程式表示下列變化" ①L、 占燃六十,一口二望一②;Fu+3C，電暨二FpQr③冏-_|_c△ —c、一S-(3J-三+S reS4E2^91%A3Fe+H2O(g)——④3Fe+4H20必)=====高溫F03O4+4H21二.二一"11^Fe--%E2%91%A4Fe%EF%BC-8B2H-=Fe-"+H,%E2.86^91-)E3%80%81Fe%EF%BC%8BCu--="_Fe；"%E2%91%A5Fe%EF%BC%8B4H-+N0；=Fe+N0%E2%86%91+2H903、鐵的氧化物的比較化學(xué)式5?OFeiO：俗稱鐵紅磁性氧化鐵■■■fri亡1.3黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體價態(tài).2一413正;僑，二三正3僑水溶性不溶不溶不溶與酸的反應(yīng)5eO-2H-==5e：--H-0遇氧化性酸生成*鹽FSTH-—三玨。USH-=Fe---2Fe?--4H：O與c口反應(yīng)高溫》之。［C。=.\5e-jCOi4、Fe2+和Fe3+的比較時1水合離子顏色注綠色”棕黃色”氧化還原性既有氧化性，又有還原性,只有氧化性’水解性Fe--：E：O——Fe---3H：0——FnOHt—2H-與堿的反應(yīng)F已"<OH--?Fe(OHhlFe:--3OH---Fe(OH)■15、Fe(OH)2與Fe(OH)3的比較Fe(OHhFe(OH)'顏色狀態(tài)白色畫雄紅褐色固冰水溶性不溶不溶穩(wěn)定性易氧化為F虱0H七空氣中加蟄得不釗FeO較穩(wěn)定：」Fe(OE)?==Fe2O：--3H;O金陵的反四F^0Hh-2H-===Fe--3H：0Fe(OH)：-3H-===r^--3H9制法在修留上的條件下F6后蕨反應(yīng)FM-馬夠反應(yīng)【技能方法】

鐵的變價及Fe2+、Fe3+的性質(zhì)、檢驗1、鐵與硝酸反應(yīng)一是明確哪種物質(zhì)過量，二是根據(jù)兩種物質(zhì)的量分析討論判斷，根據(jù)反應(yīng)方程式:HNO3過量：Fe+4HN03===Fe(N03)3+NOf+2H2O,Fe過量時：Fe+2Fe(N03)3===3Fe(N03)2，兩者相加得總方程式：3F；+8HN03===3Fe(N03)2+2N0f+4H20,可以用數(shù)軸表示:F吧0必 淤g)HN口闌余T FHNO也￡喋剩余 I”Fe(NOs)i Fe(NOa)^ Fe(NOj)；解題時需注意量的范圍。二FE*▼1 %E2%89%A4-nHNOa 4即：①?， ，產(chǎn)物僅有Fe(N03)3,HN03可能有剩余;nHNOa②：?nHNOa②：?3%E2%89%A5-8產(chǎn)物僅有NN%Fe可能有剩余;1 ?: 3-%EF%BC%9C %EF%BC%9C-4 nHNOa 1 ?: 3-%EF%BC%9C %EF%BC%9C-4 nHNOa 8③：①應(yīng)完全。產(chǎn)物為Fe（N03）3和Fe（N03）2,Fe和HN03都反2、+2、+3價鐵的化學(xué)性質(zhì)Fe2+的氧化性和還原性Fe2+處于鐵的中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性。在中學(xué)階段接觸Fe2+的氧化還原反應(yīng)中其主要表現(xiàn)還原性，如：Fe2+遇Br、Cl、H0、N0-(H+)等均表現(xiàn)還原性。2 2 22 3Fe3+的氧化性Fe3+處于鐵的高價態(tài)，表現(xiàn)較強的氧化性，如：它能氧化Fe、Cu、HI、H2s等。Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化用離子方程式實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化:2%EF%BC%8Bre' ' 3+- =Fe4E24915fA2Fe^E苑BCHB=①2Fe2++Cl2===2Fe3++2C1-；②3Fe2++4H++N03-===3Fe3++2H20+N0t；③2Fe3++Fe===3Fe2+；④Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。3、+2鐵和+3價鐵的檢驗(1)溶液顏色含有Fe2+的溶液顯淺綠色含有Fe3+的溶液顯黃色(2)用KSCN溶液和氯水①流程：%E6%BA%B6%E6%B6%B2 %E2%86%92%E6%97%A0%E6%98%8E%E6%98%BE%E7%8E%%E6%BA%B6%E6%B6%B2 L%E2%86%92%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E5%8F%98%E8%Al%②有關(guān)反應(yīng)：Fe3++3SCN-' -Fe(SCN)3(血紅色)2Fe2++Cl===2Fe3++2Cl-2(3)用NaOH溶液①流程：r)iE2%86%92%E7%99%BD%E8%89%B2%E6%B2%89%E6%B7^%E6%BA%B6%E6%B6%B2 1^E2%86%92%E7%BA%A2%E8%A4%90%E8%89%B2%E2%86^②有關(guān)反應(yīng)：Fe3++3OH-===Fe(OH)J(紅褐色沉淀)Fe2++2OH-===Fe(OH)；|(白色沉淀)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3【基礎(chǔ)達標】.向盛有氯化鐵溶液的燒杯中加入過量的銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，溶液中大量存在的金屬陽離子是( )Fe2+、Cu2+Fe2+、Fe3+Fe3+、Cu2+D.只有Cu2+【答案】A【解析】試題分析：氯化鐵能溶解銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl3+Cu=2FeCl+CuCl『由于銅粉是過量的，且銅不能置換出鐵，因此溶液中含有的金屬離子是Cu2+、Fe2+,答案選A。考點：考查鐵離子的化學(xué)性質(zhì).下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是（ ）A.磁鐵礦的主要成分是Fe2O3B.鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中,加過量鐵粉，然后過濾D.Fe3+與KSCN反應(yīng)產(chǎn)生血紅色沉淀【答案】C【解析】試題分析：赤鐵礦的主要成分是Fe2O3,A錯誤；鐵與水蒸氣高溫條件下反應(yīng)生成Fe3OjDH『B錯誤；C項中2FeCl3+Fe===3FeCl2，過濾可除去過量的鐵粉，C正確；Fe3+與SCN-反應(yīng)形成血紅色溶液而不是血紅色沉淀，D錯誤?？键c：鐵及其化合物的性質(zhì).將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加下列物質(zhì)，會有三價鐵生成的是（ ）A.稀硫酸 B.氯氣C.氯化鋅 D.氯化銅【答案】B【解析】試題分析：Fe溶于鹽酸后發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H+===Fe2++H23而Fe2+遇強氧化劑會生成三價鐵。通過下列思考來分析各選項。稀硫酸不能把Fe2+氧化成Fe3+,氯氣能將溶液中的Fe2+氧化成為Fe3+；氯化鋅、氯化銅溶液中的Zn2+、Cu2+有一定的氧化能力，其中Cu2+可以將金屬鐵氧化成Fe2+,但卻不能將Fe2+氧化成Fe3+,Zn2+、Cu2+、Fe2+在溶液中可以大量共存?？键c：鐵的性質(zhì).Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素，下列說法正確的是（ ）A.三者對應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物B.三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物C.制備AlCl3、FeCl3、CuCl2固體均不能采用將溶液直接蒸干的方法D.電解AlCl：FeCl：CuCl；的混合溶液時陰極上依次析出Cu、Fe、Al【答案】c 3 3 2【解析】試題分析：A、Al對應(yīng)的氧化物是氧化鋁，而氧化鋁屬于兩性氧化物，錯誤；B、Cu的單質(zhì)放在空氣中，可生成銅綠堿式碳酸銅，屬于鹽，錯誤；C、水解的氯化物中，因為生成生成難溶堿和HCl,加熱促進水解，同時HCl的揮發(fā)，也使水解正向移動，所以最終得到是難溶堿，不會得到氯化物固體，所以制備AlCl3、FeCl3、CuCl2固體均不能采用將溶液直接蒸干的方法，正確； 3D、因為陽離子的氧化性Fe3+〉Cu2+〉Fe2+〉H+〉A(chǔ)l3+,所以電解AlCl、FeCl、CuCl3 3 2的混合溶液時，先是鐵離子得到電子生成亞鐵離子，其次是銅離子得到電子生成單質(zhì)Cu,然后析出Fe,亞鐵離子放電完全后，則是氫離子放電生成氫氣，所以陰極上依次析出Cu、Fe、H2,錯誤，答案選C?？键c：考查氧化物的類型的判斷，鹽水解產(chǎn)物的判斷，電解產(chǎn)物的判斷5.鐵和氧化鐵的混合物共2mol,加鹽酸后固體全部溶解，共收集到0.5molH2,且溶液中加入KSCN溶液不顯紅色，則原混合物中鐵的物質(zhì)的量為( ) 2A.0.5mol B.1.5mol0.75molD.1.25mol【答案】D【解析】試題分析：設(shè)混合物中鐵和氧化鐵的物質(zhì)的量是xmol。溶液中加入KSCN溶液不顯紅色，這說明溶液中不存在鐵離子。則有關(guān)反應(yīng)的方程式為Fe+2HCl=FeCl2+H2t、Fe'3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2，則x+x+0.5=2,解x=0.75,所以鐵的物質(zhì)的量是2mol—0.75mol=1.25mol,答案選D?？键c：考查鐵、氧化鐵與鹽酸反應(yīng)的有關(guān)計算【能力提升】.鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是( )Fe(OH)3 Fe2O3Fe(OH)2 Fe2O3Fe(OH)2 Fe(OH)3Fe(OH)2 Fe3O4TOC\o"1-5"\h\z【答案】B2 4【解析】鐵與稀硫酸生成FeSO4,再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2,鐵元素被氧化為上3,最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。 ?.常溫時，將0.1molFe(NO3)3和2molHCl溶于水得2L混合溶液，然后向該溶液投入m克鐵粉使其充分反應(yīng)后,3滴加KSCN溶液不變紅色。下列有關(guān)說法正確的是( )A.由于氧化性Fe3+〉H+,首先發(fā)生的反應(yīng)是：Fe+2Fe3+=3Fe2+B.當加入16.8g鐵粉時，可生成標準狀況下6.72L氣體C.在鐵粉充分反應(yīng)后的溶液中，鐵元素以Fe2+和Fe3+的形式存在m至少等于28g,反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在減小【答案】B【解析】試題分析：根據(jù)題意知常溫時，將0.1molFe(NO3)3和2molHCl溶于水得2L混合溶液，然后向該溶液投入m克鐵粉發(fā)生反應(yīng)依次為：?+NO-+4H+==Fe3++NOt+2HO,Fe3 2+2Fe3+==3Fe2+,Fe+2H+====Fe2++Ht。2A、由于氧化性HNO〉Fe3+〉H+,首先發(fā)生的反應(yīng)是：Fe+NO-+4H+==Fe3++NO3 3t+2HO,錯誤；2B、當加入16.8g鐵粉時，只發(fā)生反應(yīng)Fe+NO-+4H+==Fe3++NOt+2HO,3 2可生成標準狀況下6.72LNO氣體，正確；C、在鐵粉充分反應(yīng)后的溶液中，滴加KSCN溶液不變紅色，鐵元素以Fe2+的形式存在，錯誤；D、根據(jù)上述反應(yīng)和題給數(shù)據(jù)分析m至少等于28g,反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在增加，錯誤。考點：考查鐵元素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，根據(jù)化學(xué)方程式計算。3.CuSO是一種重要的化工原料，其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法正確的是4( )A.途徑①和途徑②都體現(xiàn)了硫酸的酸性和氧化性Y可以是酒精溶液CuSO4在1100℃分解所得氣體X可能是SO2和SO3的混合氣體D.將CUSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，可制得膽礬晶體【答案】D4【解析】試題分析：A.在Cu+2H2sO4(濃)CuSO4+SO2t+2H2O,中硫酸表現(xiàn)氧化性和酸性;在2Cu+O2+2H2sO4^=2CuSO4+2H2O中硫酸表現(xiàn)酸性，二者的作用性質(zhì)不同，錯誤；B.在CuSO4溶液中加入過量的NaOH溶液，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2I+Na2sO/新制Cu(OH)2與乙醛在加熱時發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Cu2O‘錯誤；" ?C.CuSO4在1100℃分解產(chǎn)生Cu2O,Cu元素的化合價降低，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目可知應(yīng)該有元素的化合價升高的，因此所得氣體X可能含有O2,因此不可能是酯含有SO2和SO3,錯誤； 2D.將cUsO/溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，可制得膽磯晶體，正確?？键c：考查CuSO4的性質(zhì)、應(yīng)用的知識。4.把一定量鐵粉放入氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，所得溶液中Fez+和Fe3+的物質(zhì)的量濃度之比為1：2。則已反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比為()1：1 B.1：2C.1：3 D.2：3【答案】C【解析】試題分析：把一定量鐵粉放入氯化鐵溶液中，發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe3+=3Fe2+。由于所得溶液中Fez+和Fe3+的物質(zhì)的量濃度之比為1：2。假設(shè)得到Fe2+為1mol,則反應(yīng)消耗Fe3+的物質(zhì)的量是2/3mol,所以已經(jīng)反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比2/3mol：2mol=1：3。故答案是C?？键c：考查Fe元素的各種價態(tài)的化合物的計算的知識。5.向某晶體的水溶液中加入Fe2+的溶液后，無明顯變化，當?shù)渭訋椎螢I水后，混合液出現(xiàn)血紅色。那么，由此得出下列的結(jié)論錯誤的是（ ）A.該晶體中一定含有SCN-Fe3+的氧化性比Br2的氧化性強Fe2+被PF2氧化為Fe3+Fe2+與SCN-不能形成血紅色的化合物【答案】B【解析】試題分析：向某晶體的水溶液中加入Fe2+的溶液后，無明顯變化，當?shù)渭訋椎螢I水后，由于Br2具有氧化性，可將二價鐵氧化為三價鐵，而三價鐵遇硫鼠根離子出現(xiàn)血紅色，所以該晶體中一定含有SCN-,Fe2+被Br氧化為Fe3+,Fe3+的氧化性比Br的氧化性弱，F(xiàn)e2+與2 2SCN-不能形成血紅色的化合物；故本題選擇B?？键c：二價鐵、三價鐵之間的相互轉(zhuǎn)化。【終極闖關(guān)】.【福建省南安一中2015屆期中考試】含有CuN*ZMN*FelN*各0.1mol的混合溶液中加入0.1mol鐵粉，充分攪拌后，F(xiàn)e溶解，溶液中不存在Fe3+,同時析出0.1molAg,下列結(jié)論錯誤的是（ ）A.溶液質(zhì)量減輕B.Fe3+的氧化性大于Cu2+C.溶液中Cu2+與Fe2+的物質(zhì)的量比為1：1D.Fe位于元素周期表第四周期皿族，是一種過渡金屬【答案】C【解析】試題分析：A.向混合溶液中加入0.1mol鐵粉，析出0.1molAg,鐵的相對原子質(zhì)量小于銀的相對原子質(zhì)量，所以溶液質(zhì)量減輕，A項正確；B.因加入Fe后，F(xiàn)e3+、Ag+首先被還原，說明Fe3+氧化能力比Cu2+強，B項正確；C.由Cu、Fe原子守恒知n（Cu2+）=0.1mol,而n（Fe2+）=n（Fe3+）+n（Fe）=0.2mol,溶液中Cu2+與Fe2+的物質(zhì)的量比為1：2,C項錯誤；D.Fe位于元素周期表第四周期皿族，是一種過渡金屬，D項正確；選C?？键c：考查鐵及其化合物的性質(zhì)。2.【吉林省東北附中2015屆高三上學(xué)期第二次摸底考試】由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的幾種物質(zhì)組成的混合粉末，取樣品進行下列實驗（部分產(chǎn)物略去）。關(guān)于混合粉末的組成判斷正確的是（ ）一定含CuO和C一定含F(xiàn)e2O3、CuO和C一定含CuO和C,一定不含AlD.氣體Z為純凈物【答案】A【解析】試題分析：根據(jù)實驗現(xiàn)象，溶液X中加入過量鐵粉得到溶液和兩種固體，其中一種為紅色，說明紅色固體為Cu,則固體中一定含有筑。；加入濃酸后產(chǎn)生兩種氣體，若不含單質(zhì)碳，濃酸為濃硫酸或濃硝酸，則Fe、Al與濃酸、加熱反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體只能是二氧化硫或二氧化氮一種，所以一定含有C單質(zhì)，C與濃酸反應(yīng)，濃酸被還原為二氧化硫或二氧化氮，C被氧化為二氧化碳。所以固體中一定含有CuO和C,其余不能確定，氣體Z的成分不能確定，所以答案選A。考點：考查物質(zhì)的檢驗與鑒別。3.【湖南省懷化市2015年高三第一次模擬考試理科綜合能力測試】粗制的CuSO4-5H2O晶體中含有Fe2+。提純時，為了除去Fe2+,常加入少量HO，然后再加入少量堿至溶液22TOC\o"1-5"\h\zpH=4,即可以除去鐵離子而不損失硫酸銅。下列說法不正確的是( )A.溶解CuSOj5H2O晶體時要加入少量稀H2sO4B.加入HO，除Fe2+的離子方程式：2Fe2++HO+4OH-==2Fe(OH)22 22 3C.由于CuSO4的催化作用，會使部分h2O2分解而損失D.調(diào)溶液pH=4的依據(jù)是當pH=4時Fe(OH)3沉淀完全，而Cu(OH)2還未開始沉淀【答案】B 3 2【解析】試題分析：A、硫酸銅溶解后生成的銅離子會發(fā)生水解生成氫氧化銅和硫酸，所以溶解時加入少量的稀硫酸可抑制銅離子的水解，正確；B、因為氧化亞鐵離子時，溶液為酸性，在酸性條件下，不可能生成氫氧化鐵沉淀，錯誤；C、銅離子對過氧化氫的分解具有催化作用，所以使部分過氧化氫流失，正確；D、因為該操作的目的是除去鐵離子而硫酸銅不損失，所以調(diào)節(jié)溶液的pH=4時，應(yīng)是氫氧化鐵完全沉淀而氫氧化銅還未沉淀，正確，答案選B。考點：考查對物質(zhì)制備的分析，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用4.12015新課標I卷理綜化學(xué)】下列實驗中，對應(yīng)的現(xiàn)象以及結(jié)論都正確且兩者具有因果關(guān)系的是( )逸血實驗將稀雌加入過量鐵粉中，充分反應(yīng)后滿加KWCN溶液揩麗粉加l.OmolL-FtifSO.）：哪中_C.用生惴鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加池.D.將0」由成『V翌6滔海湎人XaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,再滴加口1儂：潸需現(xiàn)象、結(jié)論有氣體生成，溶海呈血紅色稀硝酸將汴氧化為F廣溶液變藍、有獸甩固體■出現(xiàn)金屬鐵比銅活潑熔化后的液態(tài)節(jié)捌落下來金屬鋁的熔點較低先有白色沉淀生成后變?yōu)槌鏊{色沉淀Cu(OH);的溶度根比、國附的小【答案】D【解析】試題分析：A、稀硝酸與過量的Fe分反應(yīng)，則生成硝酸亞鐵和NO氣體、水，無鐵離子生成，所以加入KSCN溶液后，不變紅色，現(xiàn)象錯誤；B、Cu與硫酸鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸銅和硫酸亞鐵，無黑色固體出現(xiàn)，現(xiàn)象錯誤；C、鋁在空氣中加熱生成氧化鋁的熔點較高，所以內(nèi)部熔化的鋁不會滴落，現(xiàn)象錯誤