第02講鐵及其重要化合物

目錄

01考情透視?目標(biāo)導(dǎo)航............................................................2

02知識(shí)導(dǎo)圖思維引航............................................................3

03考點(diǎn)突破?考法探究............................................................4

考點(diǎn)一鐵及其重要化合物.........................................................4

知識(shí)點(diǎn)1鐵......................................................................4

知識(shí)點(diǎn)2鐵的重要化合物........................................................5

考向1考查鐵及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用...........................................7

考向2考查氫氧化亞鐵的制備....................................................9

考向3考查鐵及其化合物的有關(guān)計(jì)算.............................................11

考點(diǎn)二鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用...............................................13

知識(shí)點(diǎn)1亞鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用...................................................13

知識(shí)點(diǎn)2鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用.....................................................13

知識(shí)點(diǎn)3Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)....................................................13

知識(shí)點(diǎn)4“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用.........................................14

考向1考查Fe2+、Fe3+的性質(zhì)及其檢驗(yàn)..........................................16

考向2考查“鐵三角”的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用...............................................17

考向3實(shí)驗(yàn)探究鐵及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系....................................19

04.................................................................................................................21

差情;奏汨?日標(biāo)旦祐

考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析

2024全國新課標(biāo)卷9題，6分

2023浙江1月卷4題，2分

2023全國卷7題，6分

2023廣東卷7題，2分

鐵及其化合物的性質(zhì)2022浙江卷9題，2分

及應(yīng)用2022重慶卷4題，3分

分析近三年高考試題，從分值來看，鐵所占的比

2022浙江卷22題，2分

重最大，除鐵是重要的金屬元素外，還取決于

2022廣東卷6題，3分

鐵元素與生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系，F(xiàn)e、Fe2+、Fe3

2021江蘇卷4題，3分

+之間的轉(zhuǎn)化，以及所承載的氧化還原反應(yīng)等重

2021河北卷1題，3分

要知識(shí)點(diǎn)?？疾閮?nèi)容主要集中在“鐵三角”，F(xiàn)e

2023湖南卷7題，3分

與酸的反應(yīng)，鐵的變價(jià)、Fe(OH)2和Fe(OH)3的

2022廣東卷11題，3分

Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)性質(zhì)等?？疾閮?nèi)容能在多種題型中出現(xiàn)，選擇、

2022海南卷6題，2分

簡(jiǎn)答、實(shí)驗(yàn)、推斷、計(jì)算都有。

2021湖南卷3題，3分

預(yù)測(cè)新的一年高考可能會(huì)在選擇題中考查鐵及

2024安徽卷4題，3分

其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用與轉(zhuǎn)化，在化工流程題或

2023全國卷11題，6分

綜合實(shí)驗(yàn)題中考查鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化。

2023浙江卷16題，2分

2023江蘇卷11題，3分

鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化

2023遼寧卷10題，3分

2023浙江1月卷16題，2分

2021廣東卷10題，2分

2020浙江6月卷25題，2分

復(fù)習(xí)目標(biāo):

1.能列舉、描述、辨識(shí)鐵及其化合物重要的物理和化學(xué)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2.能根據(jù)鐵及其化合物的性質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某些常見問題，說明妥善保存、合理使用

化學(xué)品的常見方法。

3.能說明鐵及其化合物的應(yīng)用對(duì)社會(huì)發(fā)展的價(jià)值、對(duì)環(huán)境的影響。

匐2

〃用識(shí)導(dǎo)圖?思維引航\\

赤鐵礦

-磁鐵礦

「存在一化合態(tài)（隕石除外）

-菱鐵礦

存在及位置-j黃鐵礦

-第4周期VDI族

原子結(jié)構(gòu)｛核外電子排面式

原子結(jié)構(gòu)示意圖

物理性質(zhì)-----金屬通性、能被磁鐵吸引

鐵-與非金屬單質(zhì)（氧氣、氯氣、硫、碘）的反應(yīng)

-與水的反應(yīng)

件蜩--與酸的反應(yīng)｛非氧化性酸—有氫氣鈉，價(jià)鐵

氧化性酸—無氫氣生成，生成三價(jià)鐵或二價(jià)鐵

與某些鹽溶液反應(yīng)——三價(jià)鐵鹽、銅鹽等

原料

鐵及其重鐵的冶煉｛

要化合物

鐵的氧你—氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵

鐵的重要化合物

￡鐵的氫氧化物——?dú)溲趸瘉嗚F、氫氧化鐵

亞鐵鹽、鐵鹽的限

鐵及其化合物之亞鐵離子、鐵離子的檢驗(yàn)

間的相互轉(zhuǎn)化

相互轉(zhuǎn)化｛鐵三角

價(jià)類二維圖

㈤3

考點(diǎn)突破?考法探究

考點(diǎn)一鐵及其重要化合物

知識(shí)點(diǎn)1鐵

1.存在及位置

（1）存在：主要以化合態(tài)（隕石除外）的形式存在，在地殼中的含量居第四位，鐵礦石有赤鐵礦（Fe2O3）、

磁鐵礦（Fe3C>4）、菱鐵礦（FeCCh）、黃鐵礦（FeS2）等。

（2）位置：鐵位于元素周期表中第上周期皿族，是一種應(yīng)用最廣泛的過渡金屬元素；鐵元素是一種典型的

變價(jià)金屬元素。

2.結(jié)構(gòu)

（1）核外電子排布式：Is22s22P63s23P63d64s2或「Ar]3d64s2,價(jià)電子排布式：3d64s2。

（2）原子結(jié)構(gòu)示意圖:

3.鐵的物理性質(zhì)

銀白色固體,熔點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性，能被磁鐵吸引。

4.鐵的化學(xué)性質(zhì)

鐵元素性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價(jià)為+2價(jià)和+3價(jià)。

（1）與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)

①與02的反應(yīng)：

常溫：鐵在潮濕的空氣中被腐蝕生成鐵銹，其主要成分為比@。

占燃

點(diǎn)燃：3Fe+2Ch金星FesCU。

②與Cb的反應(yīng)：2Fe+3cl2^^2FeCb。

③與S的反應(yīng)：Fe+S^FeSo

④與I2的反應(yīng)：Fe+kFeE

（2）與水的反應(yīng)

常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：3Fe+4H20?典遺Fe3CU+4H2。

（3）與酸的反應(yīng)

酸化學(xué)方程式或現(xiàn)象

稀H2SO4Fe+H2so4=FeSO4+H2T

Fe不足Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NOT+2H2O

稀HN03Fe過量3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NOT+4H2O

濃HNCh、濃H2s。4常溫下鈍化

（4）與某些鹽溶液反應(yīng)

①與CuSCU溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe+Cu2+=Fe2++Cu。

②與FeCb溶液反應(yīng)的離子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+。

【易錯(cuò)提醒】①Fe與CL反應(yīng)無論用量多少都生成EgQj,而Fe與鹽酸反應(yīng)牛成FeCL。

②鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2Q3,而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe304o

③鐵與一般氧化劑（如S、HC1、FeCb、CuSCU、I2等）反應(yīng)時(shí)被氧化為圖1，鐵與強(qiáng)氧化劑（如Cb、Br2、HNO3、

濃H2so4等）反應(yīng)時(shí)被氧化為Fe3+。

④在電化學(xué)中鐵作負(fù)極時(shí)電極反應(yīng)式為Fe—2-=Fe2+。

5.鐵的冶煉

（1）原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。

（2）設(shè)備：高爐。

（3）主要反應(yīng)：

①還原劑的生成：C+02^^82,CO2+C^^CO：

②鐵的生成：Fe2O3+3CO^^2Fe+3co2。

知識(shí)點(diǎn)2鐵的重要化合物

1.鐵的氧化物

（1）鐵的氧化物物理性質(zhì)

化學(xué)式FeOFe2O3FesO4

俗稱鐵紅磁性氧化鐵

色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體

溶解性難溶于水難溶于水難溶于水

鐵的價(jià)態(tài)+2價(jià)+3價(jià)+2價(jià)，+3價(jià)

(2)鐵的氧化物化學(xué)性質(zhì)

①FeO、FezCh、Fe3()4分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為

FeO+2H+=Fe2++H2O,Fe2C)3+6H+=2Fe3++3H2O,Fe3C)4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O。

②Fe3C>4分別與HNO3和HI反應(yīng)的離子方程式為

3Fe3C)4+28H++NO3-=9Fe3++NOT+l4H20；Fe3O4+8H++2-=3Fe2++h+4H2O。

③FeO與HNCh反應(yīng)時(shí)，除考慮與H+的反應(yīng)外，還要考慮Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。

3FeO+6H++NO3-=3Fe3++NOT+3H2O；

④FezCh與HI反應(yīng)時(shí)，除考慮與H+的反應(yīng)外，還要考慮Fe3+被r還原成Fe2+

Fe2C)3+6寸+2[=2Fe?++卜+3H2。。

⑤高溫時(shí),都能被C、CO、Al等還原劑還原，生成單質(zhì)鐵

2.鐵的氫氧化物

化學(xué)式

Fe(OH)2Fe(OH)3

色態(tài)白色固體紅褐色固體

溶解性難溶于水難溶于水

+2++3+

與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2+2H=Fe+2H2QFe(OH)3+3H=Fe+3H2O

受熱分解—2Fe(OH)3^^Fe2O3+3H2O

可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe2++

3+

制法可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe+3OH-=Fe(OH)3J,

2OH-=Fe(OH)2；

空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3,現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成

二者的關(guān)系

灰綠色,最后變成紅褐色,化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+Ch+2H2O=4Fe(C)H)3

【易錯(cuò)提醒】①Fe(0H)2與硝酸反應(yīng)不是發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水，而是發(fā)生氧化還原反應(yīng)3Fe(0H)?十

10HNO3=3Fe(NO3)3+NOT+8H2。。

②Fe(0H)3與氫碘酸(HI)反應(yīng)不是發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水，而是發(fā)生氧化還原反應(yīng)2Fe(OH)3+6HI=2Fel2

+I2+6H2O。

3.鐵的氫氧化物的制法

(1)可溶性亞鐵鹽與強(qiáng)堿或氨水反應(yīng)：Fe2++2OH-=Fe(OH)21或Fe2++2NH3H2O=Fe(OH=.L+2NH4土。

【特別提醒】空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3,防止Fe(OH)2氧化的方法：

A.將配制溶液的蒸儲(chǔ)水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。

B.將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入盛有亞鐵鹽溶液的試管底部，并慢慢擠出NaOH溶液。

C.在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣,如H2、N2、稀有氣體等。

D.在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層,如苯、植物油等。

E.常見的制備Fe(OH)2的裝置：

T+INaOH

W溶液

留笨

ItlJeSO,

歹溶液

③

說明：①②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③中液

面加苯阻止了空氣進(jìn)入;④中陽極為鐵，陰極為石墨，利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀。

(2)可溶性鐵鹽與強(qiáng)堿或氨水反應(yīng)：Fe3++3OH-=Fe(OH)31或Fe3++3NH3H2O-Fe(OH)3.L+3NH4土。

考向洞察」

考向1考查鐵及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用

gj](2024?江西.二模)下列關(guān)于Fe及其化合物反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是

2+3+

A.實(shí)驗(yàn)室配制的亞鐵鹽溶液在空氣中被氧化：4Fe+O2+2H2O=4Fe+4OH-

+3+

B.Fe(OH)3固體溶于HI溶液：Fe(OH)3+3H=Fe+3H2O

C.用FeCb飽和溶液制備Fe(OH)3膠體：Fe，++3H?O(沸水衿Fe(OH)3(膠體)+3丁

+3+

D.過量鐵粉與稀硝酸反應(yīng)：Fe+4H+NOJ=Fe+NOT+2H2O

【答案】C

【解析】A.Fe3+與OH-不能大量共存，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.Fe(OH)3與HI發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為

+2+

2Fe(OH)3+6H+2I=2Fe+I2+6H2O,B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.將FeCb飽和溶液滴入沸水中，加熱至液體呈紅褐色

即制得Fe(OH)3膠體，反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3H2(D(沸水)qFe(OH)3(膠體)+3H+,C項(xiàng)正確；D.過

量的鐵粉與稀硝酸反應(yīng)生成的是Fe?+,離子方程式為3Fe+8H++2NO]=3Fe2++2NOT+4HQ,D項(xiàng)錯(cuò)誤；

故選Co

【歸納總結(jié)】基于物質(zhì)類別和元素化合價(jià)，認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的性質(zhì)

(1)從物質(zhì)類別看，鐵是活潑金屬單質(zhì),FeO和Fe2O3是堿性氧化物,Fe(OH)2和Fe(OH)3都是堿，都能與酸發(fā)生

反應(yīng)。

(2)從Fe元素化合價(jià)看,Fe具有還原性,FezCh和Fe(OH)3中Fe元素顯+3價(jià)，處于最高價(jià)態(tài),具有氧化性;FeO

和Fe(OH)2中Fe元素顯+2價(jià),處于中間價(jià)態(tài)，具有氧化性和還原性。

(3)基于物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài),設(shè)計(jì)鐵及其化合物間轉(zhuǎn)化的途徑。

【變式訓(xùn)練1】(23-24高三下?江蘇?階段考試)鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是

A.鐵粉具有還原性，可用于食品袋中的抗氧化劑

B.FeC)具有氧化性，可用于除去水中懸浮雜質(zhì)

C.Feqs能與鹽酸反應(yīng)，可用于制作紅色涂料

D.FeS難溶于水，可用于除去廢水中Cu^、Hg2+

【答案】A

【解析】A.鐵粉具有還原性，能與空氣中的氧氣反應(yīng)，可用于食品袋中的抗氧化劑，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，

故A正確；B.氯化鐵具有水解性，在溶液中水解生成的氫氧化鐵膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)聚沉而達(dá)到凈水

的目的，則氯化鐵用于除去水中懸浮雜質(zhì)與氧化性無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C.氧化鐵是紅棕色粉末，常用于制作

紅色涂料，則氧化鐵用于制作紅色涂料與氧化鐵能與鹽酸反應(yīng)無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D.硫化亞鐵的溶解度大于

硫化銅、硫化汞，常用于除去廢水中的銅離子和汞離子，則硫化亞鐵用于除去廢水中的銅離子和汞離子與

硫化亞鐵難溶于水無關(guān)，故D錯(cuò)誤；故選A。

【變式訓(xùn)練2】(2024.北京西城.一模)還原鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置如圖所示。取少量反應(yīng)后的固體加入

稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反應(yīng)后的固體加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液b.下列說法正確

的是

濕單花鐵森

高溫

A.鐵與水蒸氣反應(yīng)：2Fe+3H2O(g)—Fe2O3+3H2

B.肥皂液中產(chǎn)生氣泡，不能證明鐵與水蒸氣反應(yīng)生成

C.向溶液a中滴加K31Fe(CN)6］溶液，出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，說明鐵粉未完全反應(yīng)

D.向溶液b中滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了固體中含有Fe2O3

【答案】B

高溫

【解析】A.Fe與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：2Fe+4H2O(g)—Fe3O4+4H2)故

A錯(cuò)誤；B.肥皂液中產(chǎn)生氣泡，只能說明有氣體，還不能說明是氫氣，故B正確；C.若滴加鐵氧化鉀溶

液后出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，說明含有二價(jià)鐵離子，不能確定二價(jià)鐵離子來自鐵粉還是Fe3C>4,故C錯(cuò)誤；D.若滴

加KSCN溶液后變紅色，說明含三價(jià)鐵離子，黑色固體有Fe3O4也能產(chǎn)生三價(jià)鐵離子，故D錯(cuò)誤。

答案選B。

考向2考查氫氧化亞鐵的制備

甌(2024.廣東佛山.一模)一種制備Fe(OH)2的改進(jìn)裝置如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是

H^FeSO4溶液

NaOH用1nV

溶液4粉稀硫酸

紫色

石蕊

溶液

MN

A.配制FeSO”溶液時(shí)需加入硫酸

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSC\溶液

C.裝置N的作用是液封，并判斷裝置M中的空氣是否排盡

D.用鐵粉代替Na2c粉末，也能排盡空氣

【答案】D

【分析】實(shí)驗(yàn)時(shí)先注入稀硫酸，碳酸鈉和硫酸反應(yīng)放出二氧化碳，等燒杯內(nèi)紫色石蕊試液變紅，再注入NaOH

溶液和FeSO4溶液生成氫氧化亞鐵。

【解析】A.FeSO”易水解，為防止FeSO,水解，配制FeSO,溶液時(shí)需加入硫酸，故A正確；B.實(shí)驗(yàn)時(shí)先

注入稀硫酸，等二氧化碳排出錐形瓶?jī)?nèi)的空氣后再注入NaOH溶液和Fes。,溶液生成氫氧化亞鐵，故B正

確；C.燒杯內(nèi)紫色石蕊試液變紅，說明錐形瓶?jī)?nèi)空氣完全排出，同時(shí)裝置N可以防止空氣進(jìn)入錐形瓶，故

C正確；D.氫氣的密度比空氣小，用鐵粉代替Na2cO3粉末，不能排盡空氣，故D錯(cuò)誤；選D。

【思維建?！縁e(OH)2制備的三種思維方法

(1)有機(jī)層覆蓋法

將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CC14),以防止空氣與

Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)，如圖1所示。

(2)還原性氣體保護(hù)法

用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀，如圖2所示。

（3）電解法

用鐵作陽極，電解NaCl（或NaOH）溶液，并在液面上覆蓋一層苯（或煤油），如圖3所示。

【變式訓(xùn)練1］（23-24高三上.湖南邵陽?階段考試）某化學(xué)興趣小組利用藥品：鐵粉、稀硫酸、氫氧化鈉溶

液，用下圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。下列有關(guān)說法不正確的是。

A.儀器1中應(yīng)該盛放稀硫酸

B.本實(shí)驗(yàn)通過控制A、B、C三個(gè)開關(guān)，將儀器中的空氣排盡后，先關(guān)閉開關(guān)B,再打開開關(guān)A就可觀察

到氫氧化亞鐵的顏色

C.反應(yīng)一段時(shí)間后，可在儀器2中觀察到白色沉淀

D.本實(shí)驗(yàn)制備的氫氧化亞鐵可以相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間的保持白色狀態(tài)

【答案】C

【分析】用如圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。提供化學(xué)藥品：鐵粉、稀硫酸、氫氧化鈉溶液，結(jié)合

裝置分析可知：開啟B、C,關(guān)閉A,需要在三頸瓶2中加入鐵單質(zhì)，分液漏斗中是稀硫酸，利用反應(yīng)生成

氫氣排凈裝置中的空氣，可以收集C處的氣體檢驗(yàn)是否是純凈的氫氣，將儀器中的空氣排盡后，然后關(guān)閉

B,開啟A、C；利用生成的氫氣在裝置2中壓強(qiáng)增大，把硫酸亞鐵溶液壓入裝置3的氫氧化鈉溶液中，反

應(yīng)生成白色氫氧化亞鐵白色沉淀，可觀察到氫氧化亞鐵的顏色為白色沉淀，以此分析解答。

【解析】A.此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽錃溲趸瘉嗚F，先用鐵和稀硫酸反應(yīng)制備硫酸亞鐵，此反應(yīng)在裝置2中進(jìn)行，

稀硫酸是溶液，應(yīng)盛放在分液漏斗中，即應(yīng)盛放在1中，A正確；B.打開B、C,關(guān)閉A,利用裝置2中

產(chǎn)生的氫氣，把裝置3中的空氣排盡，使裝置處于還原氛圍，然后關(guān)閉B,打開開關(guān)A,產(chǎn)生氣體壓強(qiáng)增大，

把裝置2產(chǎn)生的FeSCU壓入到裝置3中，產(chǎn)生Fe（OH）2,B正確；C.反應(yīng)一段時(shí)間后，可在儀器3中FeSCU

與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生Fe（OH）2,故在裝置3中觀察到白色沉淀，C錯(cuò)誤；D.本實(shí)驗(yàn)利用反應(yīng)生成氫氣排

凈裝置中的空氣，使裝置處于還原氛圍，故制備的氫氧化亞鐵可以相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間的保持白色狀態(tài)，D正確；

故合理選項(xiàng)是Co

【變式訓(xùn)練2］（23-24高三上.甘肅?階段考試）關(guān)于氫氧化亞鐵的制備下列說法不正確的是

A.裝置①先加入稀硫酸，后加入氫氧化鈉溶液

B.裝置②先打開止水夾a,待氫氣充滿試管B后再關(guān)閉止水夾

C.裝置③中的陽極反應(yīng)為：2Cl-2e-=CbT

D.裝置④中的苯是為了隔絕氧氣

【答案】C

【解析】A、裝置①先加入稀硫酸，發(fā)生Fe+H2sO4=FeSCU+H2T，后加入氫氧化鈉溶液，F(xiàn)eSO4+

2NaOH=Fe(OH)21+Na2s0%故A正確；B、裝置②先打開止水夾a,產(chǎn)生的H2將空氣排出，待氫氣充滿試

管B后再關(guān)閉止水夾，產(chǎn)生的比將反應(yīng)混合液壓入NaOH溶液中，F(xiàn)eSO4+2NaOH=Fe(OH)21+Na2so4,

故B正確；C、裝置③中的陽極反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe2+,故C錯(cuò)誤；D、苯的密度小，浮在水溶液之上，裝

置④中的苯能將溶液與氧氣隔絕，故D正確；故選C。

考向3考查鐵及其化合物的有關(guān)計(jì)算

例3(23-24高三下?遼寧?月考)鐵與不同濃度硝酸反應(yīng)時(shí)各種還原產(chǎn)物的相對(duì)含量與硝酸溶液濃度的關(guān)系如

圖所示(反應(yīng)后鐵在化合物中的化合價(jià)為+3),下列說法錯(cuò)誤的是

0

9

含8

量7

6

5

4

3

2

1

O

A.硝酸的濃度越小，其還原產(chǎn)物氮的價(jià)態(tài)越低的成分越多

B.硝酸與鐵反應(yīng)往往同時(shí)生成多種還原產(chǎn)物

C.12.2mol1T硝酸溶液與一定量的鐵粉完全反應(yīng)，得到標(biāo)況下的體2.24L,則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量

為O.lmol

D.硝酸濃度為9.75mol.LT時(shí)，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比可為15:13

【答案】C

【解析】A.由圖可知，硝酸的濃度越小，其還原產(chǎn)物鏤根離子含量越大，故氮的價(jià)態(tài)越低的成分越多，故

A正確；B.由圖可知，硝酸與鐵反應(yīng)往往同時(shí)生成錢根離子、一氧化氮、二氧化氮、氮?dú)?、一氧化二氮?/p>

的多種還原產(chǎn)物，故B正確；C.標(biāo)況下的體2.24L,則生成氣體O.lmol,但是不確定氣體中具體物質(zhì)種類,

故不能計(jì)算參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量，故C錯(cuò)誤；D.硝酸濃度為9.75mol-Iji時(shí)，反應(yīng)生成三價(jià)鐵、NO、

NO2、N2O,NO、NCh、N2O的物質(zhì)的量比為10:6:2,假設(shè)NO、NO2、N2O的物質(zhì)的量分別為lOmoh6mok

2mol，根據(jù)氮守恒可知，反應(yīng)氧化劑硝酸為20mo1,根據(jù)電子守恒可知，反應(yīng)還原劑鐵為(10x3+6x1+2x2x4)

5252

mol-3=ymol,故氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比可為20：《=15:13,故D正確；

故選C。

【思維建?！繑?shù)軸法分析鐵與稀HNO3反應(yīng)的產(chǎn)物：

Fe(NO3)3Fe(NO3)2"(Fe)

*n(HNO：；)

HNO：,剩余4Fe(NO3)28Fe剩余

Fe(NO：5Fe(NO3)3Fe(NO3)2

【變式訓(xùn)練1】向鐵銅合金中加入硝酸溶液恰好完全反應(yīng)，得到N02、N2O4、NO混合氣體，向反應(yīng)后溶液

中加入2moi/LNaOH溶液,至沉淀恰好完全。若將得到的NO2、N2O4、NO混合氣體，與2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。2

混合后通入水中恰好被完全吸收生成硝酸。則反應(yīng)中消耗的NaOH溶液的體積是

A.150mLB.180mLC.200mLD.250mL

【答案】C

【解析】整個(gè)過程來看，金屬失電子，氧氣得電子，金屬失電子物質(zhì)的量=氧氣得電子物質(zhì)的量，2.24L氧

氣的物質(zhì)的量為O.lmol,得電子物質(zhì)的量為0.1molx2x2=0.4mol,故金屬失電子物質(zhì)的量=0.4mol,沉淀時(shí)

消耗NaOH物質(zhì)的量為0.4mol,則V(NaOH)=0.4mol+2moi/L=0.2L=200mL；答案選C。

【變式訓(xùn)練2】在鐵粉和銅粉的均勻混合物中加入某濃度的硝酸，充分反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物只有NO。當(dāng)

加入硝酸10mL時(shí)，剩余金屬L8g,生成氣體0.224L；再增加硝酸10mL時(shí)，乘馀金屬0.96g,又有0.224

L氣體生成；繼續(xù)增加硝酸10mL時(shí)，金屬全部溶解，又有0.224L氣體生成(以上體積均折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況

下)。下列說法不正確的是

A.所加入硝酸的濃度是4moi/L

B,加入硝酸10mL時(shí)，剩余金屬為鐵和銅

C.共加入硝酸20mL時(shí)，剩余金屬只有銅

D.如果在金屬混合物中共加入硝酸40mL時(shí)，生成的NO仍是0.672L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)

【答案】D

【分析】鐵比銅活潑，所以一定是鐵與硝酸先反應(yīng)，鐵與硝酸不能生成氫氣，因?yàn)橄跛峋哂袕?qiáng)氧化性，題

目中給出生成一氧化氮。鐵變?yōu)?2還是+3價(jià)？由于銅后反應(yīng)，所以只要有金屬剩余，其中就一定有銅，而

銅與+3價(jià)鐵離子反應(yīng)：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,由此看出，只要有金屬剩余，鐵只能被氧化到+2價(jià)，不可

能被氧化到+3價(jià)。

【解析】由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O和3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可以看出二者的計(jì)量

數(shù)關(guān)系完全一致。第三次加入10毫升硝酸金屬恰好溶解，由氣體的量可以算出0.96克正是銅，得出AC兩

項(xiàng)正確。第二個(gè)10毫升金屬減少1.8-0.96=0.84克，與1.96不相等，說明為鐵銅混合物。B正確。再加入第

四個(gè)10毫升，硝酸與亞鐵離子反應(yīng)，繼續(xù)生成一氧化氮。D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用

知識(shí)固本」

知識(shí)點(diǎn)1亞鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用

LFe2+的氧化性和還原性

①含有Fe2+的溶液呈淺綠色,Fe2+處于鐵的中間價(jià)態(tài)，既有氧化性，又有還原性，其中以還原性為主,如：

遇母2、CL、H2O2、NOXH+)等均表現(xiàn)為還原性。

②Fe2+的酸性溶液與H2O2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。

③向FeSCU溶液中滴加酸性KMnCU溶液，溶液褪色。反應(yīng)的離子方程式：MnO￥+5Fe?++8H+===5Fe3++

Mi!?*+4H2O。

2.可水解

Fe(OH)2是弱堿，含F(xiàn)e2+的鹽(如硫酸亞鐵)溶液呈酸性。配制硫酸亞鐵溶液時(shí)常加少量硫酸抑制Fe?+的水解，

加少量鐵屑防止Fe2+被氧化。

知識(shí)點(diǎn)2鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用

L氧化性

含有Fe3+的溶液呈棕黃色,Fe3+處于鐵的高價(jià)態(tài)，遇Fe、Cu、HLH2S、SOF等均表現(xiàn)為氧化性。

①Fe3+與S2,F、HS-、SOH等具有較強(qiáng)還原性的離子丕能大量共存。

②Fe3+可腐蝕印刷電路板上的銅箔,反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+。

2.易水解

Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3+極易水解，只能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中。

①利用Fe3+易水解的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室可用FeCb滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體,反應(yīng)的化學(xué)方程式：FeCb+

3H2OdFe(OH)3(膠體)+3HCL

②利用Fe3+易水解的性質(zhì)，工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH方法除去溶液中的鐵離子。

③利用Fe3+易水解的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室配制氯化鐵溶液，通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再稀釋

至所需濃度。

④Fe3+與HCO,、［A1(OH)4「、COM、C1CT等水解呈堿性的離子丕能大量共存。

3.特性

含有Fe3+的鹽溶液遇到KSCN時(shí)變成血紅色,含有Fe3+的鹽溶液遇到酚類物質(zhì)時(shí)變成紫色。

知識(shí)點(diǎn)3Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)

LFe2+的檢驗(yàn)

樣品溶液」則至至厘無現(xiàn)象——鬻某一一＞溶液變紅色，證明含有Fe^

方法1

樣品溶液—電冽蟲更逑一產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色,

方法2

證明含有Fe2+

方法3樣品溶液加四里(92避生成^沉淀，證明含有Fe2+

2.Fe3+的檢驗(yàn)

方法1樣品溶液—遒處沙邈T容液變紅色，證明含有Fe3+

方法2樣品溶液力^也睡紇產(chǎn)生迪色沉淀，證明含有Fe3+

3+

方法3樣品溶液上也必￡(&四遺^生成藍(lán)色沉淀，證明含有Fe

3.混合溶液中Fe3+、Fe2+的檢驗(yàn)

①Fe3+的檢驗(yàn)

a」混合溶液|滴加工空?溶液溶液變血紅色,說明含有Fe3+

b.|混合溶液廠定處1町紙?jiān)嚰堊兯{(lán)色,說明含有Fe3+

②Fe2+的檢驗(yàn)

_________滴加酸性

a.|混合溶液|KMH5落液KMnCU溶液褪色，說明含有晅1

b.|混合溶液|圖喳主濱水褪色,說明含有Fe2+

c」混合溶液|滴加照更坐)6］溶液生成藍(lán)色沉淀,說明含有Fe2+

【易錯(cuò)提醒】檢驗(yàn)Fe2+和Fe3+時(shí)的注意事項(xiàng)

(1)檢驗(yàn)Fe2+時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新

制氯水能氧化SCN-),檢驗(yàn)Fe2+最好用K3「Fe(CN)61溶液。

(2)Fe3+、Fe2+、C「同時(shí)存在時(shí)不能用酸性長(zhǎng)皿必溶液檢驗(yàn)Fe2+(C「能還原酸性KMnCU,有干擾)。

知識(shí)點(diǎn)4“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用

1.“鐵三角”的轉(zhuǎn)化

只有還原性

用離子方程式表現(xiàn)轉(zhuǎn)化

2++

①2Fe3++H2S=2Fe+S；+2H

2++

②2Fe3++SO2+2H2O=2Fe+4H+SOF

+3+

③3Fe2++4H+NOr=3Fe+2H2O+NOT

2++3+2+

@5Fe+MnOT+8H=5Fe+Mn4-4H2O

⑤2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

2應(yīng)用

(1)判斷離子共存

①Fe2+與NO,(H+)、CIO,MnO7(H+)發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存;

②Fe3+與S2,「、SOF發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存；

③Fe2+、Fe3+與HCOACO「等水解相互促進(jìn)生成沉淀,不能大量共存。

(2)除雜

溶液雜質(zhì)除雜方法

FeChFeCh加過量鐵粉后過濾

FeChFeCh加氯水或H2O2

加過量鐵粉后過濾

FeChCuCl2

(3)鹽溶液的配制與保存

鐵

元

素+3

化

合

價(jià)+2

0

單質(zhì)氧化物鹽堿物質(zhì)類別

說明：

1)橫向變化體現(xiàn)了同價(jià)態(tài)丕回物質(zhì)類別(氧化物、鹽、堿)之間的轉(zhuǎn)化：

①堿性氧化物(FezCh、FeO)都能溶于酸(H+)轉(zhuǎn)化為鹽；

②Fe2+、Fe3+與堿(OJT)反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的堿；

③難溶性的堿易分解生成對(duì)應(yīng)的氧化物，但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的堿。

2)縱向變化體現(xiàn)不同價(jià)態(tài)同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。

3)斜向變化體現(xiàn)不同價(jià)態(tài)、不同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。

考向洞察

考向1考查Fe2+、Fe3+的性質(zhì)及其檢驗(yàn)

甌(2024?浙江溫州?一模)K3Fe(CN1(赤血鹽)、&Fe(CN)6(黃血鹽)是常用于Fe?+、Fe"的實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)試

劑。一定條件下，可發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：

①2K3Fe(CN)6+2KI=2K4Fe(CN)6+l2，固態(tài)混合，釋放L;②I?+2Fe(CN)：=2F+2Fe(CN)：,溶液混

合，消耗匕。

下列有關(guān)說法不正卿的是

A.Fe?+檢驗(yàn)：K++Fe2++Fe(CN)；=KFe[Fe(CN)61J(藍(lán)色)

B.K&Fe(CN)6含有離子鍵、極性鍵、配位鍵

C.Fe(CN)：氧化性強(qiáng)于L

D.兩個(gè)反應(yīng)方向不一致，原因可能是溶液中CN-與Fe3+的配位能力強(qiáng)于Fe?+

【答案】C

【解析】A.Fe?+檢驗(yàn)：K++Fe2++Fe(CN)：=KFe[Fe(CN)6]“藍(lán)色)，故A正確；B.配合物Kpe(CN)6

含有離子鍵、極性鍵、配位鍵，故B正確；仁根據(jù)反應(yīng)12+2569時(shí)：=2r+256(。2：可知，12氧化性

強(qiáng)于Fe(CN)：,故C錯(cuò)誤；D.兩個(gè)反應(yīng)方向不一致，原因可能是溶液中CN-與Fe3+的配位能力強(qiáng)于Fd+,

故D正確；答案選C。

【易錯(cuò)警示】檢驗(yàn)Fe2+和Fe3+時(shí)的注意事項(xiàng)：

(1)檢驗(yàn)Fe2+時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液；也不能將加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新

制氯水可能氧化SCN-)。

(2)Fe3+、Fe2+>C「同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnCU溶液檢驗(yàn)Fe?+(C「能還原酸性KMnCU,有干擾)。

【變式訓(xùn)練1】(2024?遼寧沈陽.三模)FeSO,和Fe2(SOj3在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。下列離子方程式正確

且符合題意的是

A.硫酸鐵溶液用于腐蝕銅質(zhì)電路板；Fe3++Cu=Fe2++Cu2+

B.將FeSO,溶液與氨水-NH,HCOs混合溶液反應(yīng)，生成FeCOj沉淀：

2+

Fe+HCO；+NH3-H2O=FeCO3J+NH；+H2O

C.在硫酸鐵溶液中滴加Ba(OH)2溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀：Fe3++SO『+3OlT+Ba2+=BaSO4J+Fe(OH)3J

2+3+

D.在NaClO溶液中滴力口少量FeSO4溶液：Fe+CIO-+H2O=Fe+CP+2OH-

【答案】B

【解析】A.硫酸鐵溶液能和銅單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫酸銅，可用于制作印刷電路板：

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,A錯(cuò)誤；B.FeSO”溶液與氨水-NH4HCO3混合溶液反應(yīng)，生成FeCC)3沉淀和錢根

離子，離子方程式正確，B正確；C.硫酸鐵溶液中滴加Ba(OHZ溶液，氫氧化鋼完全反應(yīng)產(chǎn)生紅褐色氫氧

化鐵沉淀、硫酸領(lǐng)白色沉淀：2Fe3++3SO：+6OH+3Ba"=3BaSON+2Fe(OH)3J,C錯(cuò)誤；D.次氯酸根具

有氧化性，在NaClO溶液中滴加少量Fes。,溶液，亞鐵離子被氧化為鐵離子生成氫氧化鐵沉淀：

2+

2Fe+H2O+C1O+4OH=Cl+2Fe(OH%J,D錯(cuò)誤；故選B。

【變式訓(xùn)練2】(2024?浙江?二模)綠磯具有廣泛的用途，下列說法正確的是

A.醫(yī)療上常用于治療缺鐵性貧血B.工業(yè)常用作污水的處理劑，只是利用其還原性

C.高溫分解只產(chǎn)生FeQs和SO,D.可用K31Fe(CN)6］溶液檢驗(yàn)其是否變質(zhì)

【答案】A

【解析】A.綠磯是硫酸亞鐵晶體，醫(yī)療上常用于治療缺鐵性貧血，A正確；B.Fe2+具有還原性，因此工

業(yè)常用綠磯作污水的處理劑，利用其還原性。同時(shí)Fe2+水解生成Fe(OH)2,水解生成的Fe(OH)2易被氧化為

Fe(OH)3,得到的Fe(OH)3膠體有較好的吸附作用，所以綠磯液常用作混凝劑，B錯(cuò)誤；C.綠磯高溫分解產(chǎn)

生FezCh、SO2、SO3和H2O,C錯(cuò)誤；D.綠磯中正2+能與K3［Fe(CN)6］溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，不能檢驗(yàn)

其是否變質(zhì)，D錯(cuò)誤；故選A。

考向2考查“鐵三角”的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用

甌(2024?遼寧?三模)黃鐵礦(主要成分FeS。在空氣中會(huì)被緩慢氧化，過程如圖所示。下列說法正確的是

02

b

FeS2+O2Fe(OH)3+3H

A.發(fā)生反應(yīng)a時(shí)，每OZmolFeS2被還原，轉(zhuǎn)移0.2mole-

B.25℃時(shí)KjFe(OH)3]=2.69x10—39,則該溫度下d的逆反應(yīng)平衡常數(shù)K=2.69xl()3

3+2++

C.c發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：4Fe+FeS2+8H2O=5Fe+2SOt+16H

D.黃鐵礦是工業(yè)制備硫酸的必選原料

【答案】B

【解析】A