專題02鐵及其重要化合物目錄目錄01知識腦圖·學科框架速建02考點精析·知識能力全解【知能解讀01】單質(zhì)鐵的性質(zhì)【知能解讀02】鐵的氧化物和氫氧化物【知能解讀03】鐵鹽和亞鐵鹽【知能解讀04】鐵及其化合物的轉化03攻堅指南·高頻考點突破【重難點突破01】鐵的制備和性質(zhì)【重難點突破02】鐵的氧化物和氫氧化物的制備和性質(zhì)【重難點突破03】Fe2+和Fe3+的性質(zhì)【重難點突破04】鐵及其化合物的轉化關系04避坑錦囊·易混易錯診療【易混易錯01】鐵、鐵的氧化物和氫氧化物的易錯點【易混易錯02】鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì)和檢驗易錯點05通法提煉·高頻思維拆解【方法技巧01】鐵的氧化物組成的確定【方法技巧02】Fe(OH)2的制備【方法技巧03】“鐵三角”中的轉化關系

01單質(zhì)鐵的性質(zhì)1．鐵的原子結構和存在(1)鐵的原子結構Fe的價層電子排布式為3d64s2，鐵位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，是應用最廣泛的過渡金屬元素，其原子結構示意圖：。(2)鐵在自然界中可以以單質(zhì)形態(tài)(如隕鐵)存在，但主要以＋2價和＋3價化合物的形態(tài)存在于礦石中，在地殼中的含量居第四位，僅次于氧、硅和鋁。2．鐵的物理性質(zhì)銀白色固體，熔點較高，具有良好的導熱、導電、延展性，能被磁鐵吸引。3．鐵的化學性質(zhì)鐵元素性質(zhì)活潑，有較強的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。與非金屬單質(zhì)反應氧氣在潮濕的空氣中生銹，鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O在純氧中燃燒：3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃))Fe3O4(現(xiàn)象：火星四射、生成黑色固體)氯氣2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3(現(xiàn)象：產(chǎn)生棕褐色煙)，無論Fe是否過量，產(chǎn)物都是FeCl3Br22Fe＋3Br2=2FeBr3I2Fe＋I2eq\o(=,\s\up7(△))FeI2(產(chǎn)物不是FeI3)硫Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS(現(xiàn)象：生成黑色固體)與酸反應非氧化性酸Fe與鹽酸反應：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Fe與硫酸反應：Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑稀硝酸Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O(Fe少量)3Fe＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(Fe過量)濃硫酸、濃硝酸常溫下，F(xiàn)e在濃硫酸或濃硝酸中鈍化，該變化屬于化學變化與水蒸氣反應3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2與鹽溶液反應與FeCl3溶液反應：Fe＋2FeCl3=3FeCl2與CuSO4溶液反應：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu【跟蹤訓練】1．下列說法正確的是()A.高溫下鐵和水蒸氣反應生成鐵紅B.過量鐵粉在Cl2中燃燒制取FeCl2C.過量的Fe與稀硝酸反應生成Fe(NO3)2D.鐵在熱的濃硝酸中鈍化答案C解析高溫下鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，A錯誤；鐵粉在Cl2中燃燒只生成氯化鐵，該反應與量無關，鐵粉過量也不會生成氯化亞鐵，B錯誤；常溫下，鐵遇冷的濃硝酸發(fā)生鈍化反應，鐵與熱的濃硝酸反應生成二氧化氮、硝酸鐵、水，D錯誤。2．在指定條件下，下列有關鐵單質(zhì)的轉化不能實現(xiàn)的是()A.Fe(s)eq\o(→,\s\up7(少量Cl2g),\s\do5(△))FeCl3(s)B.Fe(s)eq\o(→,\s\up7(H2O(g)),\s\do5(高溫))Fe2O3(s)C.Fe(s)eq\o(→,\s\up7(足量稀硝酸),\s\do5())Fe(NO3)3(aq)D.Fe(s)eq\o(→,\s\up7(CuSO4(aq)),\s\do5())FeSO4(aq)答案B解析Fe與水蒸氣在高溫下反應生成Fe3O4，B不能實現(xiàn)。3．鐵是應用最廣泛的金屬。在一定條件下可與水蒸氣反應(裝置如圖所示)，下列說法錯誤的是()A.充分反應后，還原鐵粉變成紅色固體B.濕棉花的作用是提供反應所需水蒸氣C.虛線方框中裝置是為了檢驗反應產(chǎn)生的氣體D.酒精燈Ⅱ配用金屬套筒的目的是聚集火焰，提高溫度答案C解析鐵和水蒸氣在高溫下反應產(chǎn)生Fe3O4和H2。Fe3O4為黑色固體，A錯誤。02鐵的氧化物和氫氧化物1．鐵的氧化物(1)物理性質(zhì)化學式FeOFe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價＋2＋3＋2、＋3(2)化學性質(zhì)①FeO、Fe2O3都屬于堿性氧化物，能溶于強酸，分別寫出它們?nèi)苡邴}酸的離子方程式：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O，F(xiàn)e2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。②鐵的氧化物還能被CO、Al還原，以氧化鐵為例寫出化學方程式：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2，F(xiàn)e2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3。③=9Fe3＋＋NO↑＋14H2OFe3O4＋8H＋＋2I－=3Fe2＋＋I2＋4H2O3．氫氧化鐵和氫氧化亞鐵的比較化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿溶液反應Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關系在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3【跟蹤訓練】1．下列有關鐵的化合物的說法不正確的是()A．Fe(OH)2不穩(wěn)定，具有較強的氧化性B．FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，均可與鹽酸反應C．Fe(OH)3可通過化合反應得到，F(xiàn)e(OH)2則不能D．Fe3O4為磁性氧化鐵，其中鐵的化合價為＋2價和＋3價答案A解析Fe(OH)2中的Fe2＋具有還原性，可被空氣中的O2氧化為Fe(OH)3，A項錯誤；FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，故具有堿性氧化物的通性，都能與鹽酸反應，B項正確；Fe(OH)2只能通過復分解反應得到，F(xiàn)e(OH)3可由Fe(OH)2與O2、H2O發(fā)生化合反應得到，C項正確；Fe3O4俗稱磁性氧化鐵，其組成可表示為FeO·Fe2O3，F(xiàn)e元素的化合價為＋2、＋3價，D項正確。2．下列關于鐵的氧化物的說法不正確的是()A．鐵的氧化物通常狀況下都是黑色固體B．四氧化三鐵是一種復雜的鐵的氧化物，它與鹽酸反應后的溶液中同時存在Fe2＋和Fe3＋C．氧化鐵可做紅色涂料D．工業(yè)上常使用鐵的氧化物做原料冶煉鐵答案A解析A項，氧化鐵是紅棕色粉末，氧化亞鐵和四氧化三鐵是黑色的，錯誤；B項，四氧化三鐵是一種復雜的鐵的氧化物，其中eq\f(1,3)是Fe2＋、eq\f(2,3)是Fe3＋，F(xiàn)e3O4可看作是由FeO、Fe2O3組成的化合物[實質(zhì)是Fe(FeO2)2，偏鐵酸亞鐵鹽]，它與鹽酸反應后的溶液中同時存在Fe2＋和Fe3＋，正確；C項，F(xiàn)e2O3可做紅色油漆、涂料，正確；D項，工業(yè)上常使用鐵的氧化物做原料，用CO冶煉鐵，正確。3．化學讓生活更美好。下列說法不正確的是()A．鋼鐵使用要盡可能減少鋼鐵的氧化損耗，F(xiàn)e2O3是一種堿性氧化物B．常溫下，鐵的氧化物都不溶于水，也不與水反應C．故宮是中國最大的古代文化藝術博物館，氧化鐵可作故宮紅色外墻的涂料D．氧化亞鐵在空氣中加熱會被迅速氧化成三氧化二鐵答案D解析氧化亞鐵在空氣中加熱會被迅速氧化成四氧化三鐵，故D錯誤。03鐵鹽和亞鐵鹽1．亞鐵鹽(1)Fe2＋的氧化性和還原性含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e2＋既有氧化性，又有還原性，其中以還原性為主，遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq\o\al(－,3)(H＋)等均表現(xiàn)為還原性。Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應的離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(2)Fe2＋的水解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常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量鐵屑防止Fe2＋被氧化。2．鐵鹽的性質(zhì)及應用(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黃色，F(xiàn)e3＋處于鐵的高價態(tài)，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表現(xiàn)為氧化性。①Fe3＋與S2－、I－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)等具有較強還原性的離子不能大量共存。②Fe3＋可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應的離子方程式為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的溶液中。利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，實驗室可用FeCl3滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，反應的化學方程式：FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(膠體)＋3HCl。3．Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法(1)用KSCN溶液和氯水①Fe2＋eq\o(,\s\up7(KSCN溶液))無明顯現(xiàn)象eq\o(,\s\up7(氯水或H2O2溶液))溶液變紅色②Fe3＋eq\o(,\s\up7(KSCN溶液))溶液變紅色(2)用NaOH溶液①Fe2＋eq\o(,\s\up7(NaOH溶液))白色沉淀→灰綠色→紅褐色②①Fe3＋eq\o(,\s\up7(NaOH溶液))紅褐色沉淀(3)含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的檢驗eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，說明含有Fe3＋。eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4溶液))KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋。(4)Fe2＋的特征檢驗方法溶液eq\o(→,\s\up7(K3[Fe(CN)6]溶液))產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有Fe2＋。4．Fe2＋與Fe3＋的相互轉化Fe2＋eq\o(,\s\up7(①Cl2、②NO\o\al(－,3)、H＋、③H2O2、H＋、④MnO\o\al(－,4)、H＋),\s\do5(⑤Fe、⑥Cu、⑦H2S))Fe3＋用離子方程式實現(xiàn)上述轉化。①______________________________________________________________________；②______________________________________________________________________；③______________________________________________________________________；④______________________________________________________________________；⑤______________________________________________________________________；⑥______________________________________________________________________；⑦______________________________________________________________________。答案①2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－②3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋2H2O＋NO↑③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O④5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O⑤2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋⑥Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋⑦2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋【跟蹤訓練】1．菠菜常用作補鐵食品之一，為探究其中鐵元素的價態(tài)，現(xiàn)進行如下實驗。(1)取新鮮的菠菜10g，將菠菜剪碎后放在研缽中研磨，然后倒入燒杯中，加入30mL蒸餾水，攪拌。將上述濁液過濾，得到的濾液作為實驗樣品。分置于兩支試管中。(2)向一支試管中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，現(xiàn)象為生成藍色沉淀，說明濾液中含F(xiàn)e2＋，反應的離子方程式為K++Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－=KFe[Fe(CN)6]↓。(3)向另一支試管中加入少量稀硝酸，然后加入幾滴KSCN溶液，溶液呈紅色。能否說明濾液中含F(xiàn)e3＋，試分析其原因：不能，濾液中的Fe2＋，加入稀硝酸后生成Fe3＋，干擾Fe3＋檢驗。2．電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板。(1)檢驗溶液中存在Fe3＋的常用試劑是____________，證明Fe3＋存在的現(xiàn)象是________________。(2)寫出FeCl3溶液與金屬銅發(fā)生反應的離子方程式：_______________________________。(3)某工程師為了從使用過的腐蝕廢液中回收銅，并重新獲得純凈的FeCl3溶液，準備采用下列步驟：請寫出上述實驗中加入的有關物質(zhì)的化學式。①________，④________。(4)要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋，進行如下實驗操作時的最佳順序為_______。①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．①③B．③② C．③① D．①②③(5)寫出向②⑤的混合液中通入⑥的離子方程式：_____________________________。答案(1)KSCN溶液溶液變成紅色(2)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(3)FeHCl(4)C(5)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－解析(4)在該溶液中先加入少量KSCN溶液，溶液不變紅色，證明無Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變?yōu)榧t色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不能用酸性KMnO4溶液檢驗。04鐵及其化合物的轉化從物質(zhì)類別和物質(zhì)所含核心元素的化合價兩個角度總結、預測物質(zhì)的性質(zhì)是學習化學的重要方法之一。(1)橫向變化體現(xiàn)了同價態(tài)不同類別(氧化物、堿、鹽)之間的轉化；①堿性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)轉化為鹽；②Fe2＋、Fe3＋與堿(OH－)反應生成對應的堿；③難溶性的堿易分解生成對應的氧化物，但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應生成對應的堿。(2)縱向變化體現(xiàn)不同價態(tài)同類別物質(zhì)之間的轉化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。(3)斜向變化體現(xiàn)不同價態(tài)、不同類別之間物質(zhì)的轉化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。【跟蹤訓練】1．如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應。下列各對應反應的離子方程式書寫不正確的是()A．Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OC．Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2OD．3Fe(OH)2＋10H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋8H2O答案B解析Fe3O4中的＋2價Fe與HNO3反應生成Fe3＋，不存在Fe2＋，B項不正確。2．部分含鐵物質(zhì)的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是()A．a(chǎn)可與e反應生成bB．b既可被氧化，也可被還原C．可將e加入濃堿液中制得d的膠體D．可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉化關系答案C解析圖中所示鐵元素不同化合價的物質(zhì)：a為Fe，b為FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的鹽類物質(zhì)，c為Fe(OH)2，e為FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的鹽類物質(zhì)，d為Fe(OH)3。Fe與Fe(Ⅲ)的鹽類物質(zhì)可發(fā)生反應生成Fe(Ⅱ)的鹽類物質(zhì)，如Fe＋2FeCl3=3FeCl2，故A不選；Fe(Ⅱ)為鐵元素的中間價態(tài)，既有還原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被還原，故B不選；Fe(Ⅲ)的鹽類物質(zhì)與濃堿液反應生成Fe(OH)3沉淀，制備Fe(OH)3膠體操作為向沸水中滴加飽和FeCl3溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱，故C選；b→c→d→e→b轉化如FeCl2eq\o(→,\s\up7(NaOH))Fe(OH)2eq\o(→,\s\up7(O2、H2O))Fe(OH)3eq\o(→,\s\up7(稀鹽酸))FeCl3eq\o(→,\s\up7(Fe))FeCl2，故D不選。01鐵的制備和性質(zhì)1．鐵與氧化劑反應規(guī)律：鐵是變價金屬元素，與弱氧化劑(如S、HCl、CuSO4、I2等)反應時被氧化為Fe2＋，與強氧化劑(如Cl2、Br2、HNO3、濃硫酸等)反應時被氧化為Fe3＋。2．常溫下，鐵在濃硫酸、濃硝酸中鈍化，鈍化是在鐵的表面生成致密的氧化膜，發(fā)生了化學變化。3．鐵與水蒸氣反應的注意事項(1)還原鐵粉和水蒸氣反應需要高溫，所以不能直接用水。(2)為了實驗安全，點燃氫氣或加熱氫氣時需要驗純。【跟蹤訓練】1．下列敘述正確的是()A．Fe與I2反應生成FeI3B．硫酸銅溶液中加入少量鐵粉反應的離子方程式：3Cu2＋＋2Fe=2Fe3＋＋3CuC．5.6gFe與足量的S反應轉移的電子數(shù)為0.3NAD．高溫下水蒸氣與Fe反應，固體的質(zhì)量增加答案D解析Fe與I2反應生成FeI2，A錯誤；正確的離子方程式：Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu，B錯誤；5.6gFe的物質(zhì)的量為eq\f(5.6g,56g·mol－1)＝0.1mol，與足量的S反應生成FeS，轉移電子數(shù)為0.2NA，C錯誤；Fe變?yōu)镕e3O4，固體質(zhì)量增加，D正確。2．鐵的氧化物有很多，在中學化學中經(jīng)常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定條件下它們之間是可以相互轉化的，例如：在1400℃以上的溫度下加熱Fe2O3時，F(xiàn)e2O3會部分失去氧，生成Fe3O4。下列有關說法正確的是()A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均為黑色固體B．Fe3O4常寫成FeO·Fe2O3，其中既有＋2價的Fe，又有＋3價的Fe，所以Fe3O4是一種混合物C．熱穩(wěn)定性：Fe2O3>Fe3O4D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應，且反應類型均為復分解反應答案D解析FeO和Fe3O4均為黑色固體，F(xiàn)e2O3為紅棕色固體，故A錯誤；Fe3O4是一種純凈物，化合價是一種復合化合價，故B錯誤；在1400℃以上的溫度下加熱Fe2O3時，F(xiàn)e2O3會部分失去氧，生成Fe3O4，說明Fe3O4比Fe2O3穩(wěn)定，故C錯誤；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應生成鹽和水，反應過程中無元素化合價變化，反應類型均為復分解反應，故D正確。3．鐵與水蒸氣反應實驗改進前后的裝置如圖所示：下列說法錯誤的是()A．將濕棉花改為浸水的尿不濕，酒精燈由單頭改為雙頭，可提供足量的水蒸氣B．用具支試管可將試管口附近冷凝的水導出，避免冷凝水與灼熱鐵粉接觸C．肥皂液改為吹泡泡水，收集H2效果更好，點燃效果更明顯D．懸掛的磁鐵僅能吸引鐵粉，不能吸引反應產(chǎn)物答案D解析鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，鐵、四氧化三鐵均可被磁鐵吸引，故D錯誤。02鐵的氧化物和氫氧化物的制備和性質(zhì)1．從化合價的角度判斷鐵的氧化物和氫氧化物的性質(zhì)①+2價鐵具有較強的還原性，F(xiàn)eO、Fe(OH)2、Fe3O4都能被強氧化劑氧化。②鐵的氧化物都能被熱還原劑（如CO、H2、Al等）還原。2．鐵的氫氧化物的穩(wěn)定性(1)Fe(OH)3受熱易分解：Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3+3H2O(2)在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3。3．Fe(OH)3是很弱的堿，溶度積很小。Fe3＋極易水解，F(xiàn)e3＋只能存在于酸性較強的溶液中。化學工藝流程題中，常將雜質(zhì)Fe2＋氧化為Fe3＋，然后調(diào)節(jié)溶液的pH為弱酸性，生成Fe(OH)3沉淀，過濾除去含鐵的雜質(zhì)?！靖櫽柧殹?．下列關于氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵三種氧化物的說法不正確的是()A．鐵元素的化合價不完全相同B．氧元素的化合價完全相同C．氧化亞鐵俗稱鐵紅，為紅棕色固體D．鐵在氧氣中燃燒的產(chǎn)物為黑色固體答案C解析鐵的三種氧化物中，氧元素的化合價都為－2價；鐵元素的化合價不同，氧化鐵中鐵為＋3價，氧化亞鐵中鐵為＋2價，四氧化三鐵中鐵為＋2價和＋3價；氧化鐵俗稱鐵紅，是一種紅棕色粉末；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，是一種黑色固體。2．實驗過程中不可能產(chǎn)生Fe(OH)3的是()A．蒸發(fā)FeCl3溶液B．FeCl3溶液中滴入氨水C．將水蒸氣通過灼熱的鐵D．FeCl2溶液中滴入NaOH溶液答案C解析蒸發(fā)FeCl3溶液，鐵離子水解生成氫氧化鐵，故A不符合題意；FeCl3溶液中滴入氨水生成氫氧化鐵和氯化銨，故B不符合題意；將水蒸氣通過灼熱的鐵生成四氧化三鐵和氫氣，故C符合題意；FeCl2溶液中滴入NaOH溶液生成氫氧化亞鐵和氯化鈉，氫氧化亞鐵遇到氧氣被氧化成氫氧化鐵，故D不符合題意。3．下列有關鐵及其化合物的說法正確的是()A．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說明穩(wěn)定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3B．鐵是較活潑的金屬，它與鹵素單質(zhì)(X2)反應的生成物均為FeX3C．氫氧化鐵與氫碘酸反應：Fe(OH)3＋3HI=FeI3＋3H2OD．鐵與水蒸氣在高溫下的反應產(chǎn)物為Fe2O3和H2答案A解析Fe(OH)2具有還原性，易被氧化生成穩(wěn)定的Fe(OH)3，說明穩(wěn)定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3，故A正確；碘的氧化性較弱，鐵與碘反應生成FeI2，故B錯誤；Fe3＋具有較強的氧化性，可與I－發(fā)生氧化還原反應，生成亞鐵離子和碘，故C錯誤；鐵與水蒸氣在高溫下的反應產(chǎn)物為Fe3O4和H2，故D錯誤。03Fe2＋和Fe3＋的性質(zhì)1．鐵鹽與亞鐵鹽的性質(zhì)比較亞鐵鹽(Fe2＋)鐵鹽(Fe3＋)顏色淺綠色(溶液)黃色(溶液)氧化性與還原性既有氧化性，又有還原性，以還原性為主，如在酸性條件下能被H2O2、NOeq\o\al(－,3)氧化，反應的離子方程式分別為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O一般表現(xiàn)為氧化性，如能溶解銅，反應的離子方程式為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋水解性水解呈酸性極易水解，只存在于酸性較強的溶液中2.有關Fe2＋、Fe3＋的水解問題Fe2＋、Fe3＋是典型的弱堿陽離子，它們的鹽溶液顯酸性，并與COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)等在溶液中因相互促進水解而不能大量共存。如：2Fe3＋＋3COeq\o\al(2－,3)＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3CO2↑。應用：①配制亞鐵鹽溶液：加入少量鐵屑，防止Fe2＋被氧化，加入少量相應的酸溶液，抑制Fe2＋水解。②配制鐵鹽溶液：加入少量相應的酸溶液，抑制Fe3＋水解。如：配制氯化鐵溶液時，應將氯化鐵粉末溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋；配制Fe2(SO4)3溶液時，將Fe2(SO4)3粉末溶解在H2SO4溶液中再加水稀釋?！靖櫽柧殹?．為了驗證Fe3＋的性質(zhì)，某化學興趣小組設計了如圖所示的一組實驗，其中實驗現(xiàn)象敘述錯誤的是()A．②B．③C．③④ D．①②③④⑤答案C解析①鐵離子與鐵反應生成淺綠色的亞鐵離子，正確；②鐵離子與硫氰化鉀溶液反應顯紅色，據(jù)此能夠檢驗鐵離子，正確；③硫酸銅與氯化鐵溶液不反應，混合后溶液不會變成無色，錯誤；④氯化鐵溶液與硝酸銀反應生成白色的氯化銀沉淀，但該性質(zhì)不是鐵離子的性質(zhì)，錯誤；⑤鐵離子與氫氧化鈉溶液反應生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，據(jù)此可以檢驗是否存在鐵離子，正確。2．某實驗小組同學為了檢驗某FeCl3溶液中是否含有FeCl2，設計了如下實驗方案，其中最合理的是()A．加入適量銅粉，觀察溶液是否變藍B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅C．滴加酸性KMnO4溶液，觀察溶液是否褪色D．滴加K3[Fe(CN)6]溶液，觀察是否生成藍色沉淀答案D解析銅粉不與FeCl2反應，A錯誤；先滴加氯水，可將FeCl2氧化生成FeCl3，再滴加KSCN溶液，不能判斷是否含有FeCl2，B錯誤；Fe2＋、Cl－都能被酸性KMnO4溶液氧化，溶液褪色不能判斷是否含有FeCl2，C錯誤；若FeCl3溶液中含有FeCl2，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，反應生成藍色沉淀，實驗現(xiàn)象最明顯，該方案最合理，D正確。3．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入鐵粉與銅粉的混合物。(1)若金屬無剩余，則溶液中一定存在的金屬陽離子有________，可能存在的有________。(2)若剩余固體中有鐵和銅，則溶液中一定存在的金屬陽離子有______，一定不存在________。(3)若剩余固體中只有銅，則溶液中一定存在的金屬陽離子有________，可能存在的有__________，一定不存在________。答案(1)Fe2＋、Cu2＋Fe3＋(2)Fe2＋Cu2＋、Fe3＋(3)Fe2＋Cu2＋Fe3＋04鐵及其化合物的轉化關系基于價類二維圖理解鐵及其化合物的轉化關系1．橫向變化體現(xiàn)了同價態(tài)不同的類別(氧化物、堿、鹽)物質(zhì)之間的轉化。(1)堿性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)轉化為鹽。(2)Fe2＋、Fe3＋與堿(OH－)反應生成對應的堿。(3)難溶性的堿易分解生成對應的氧化物，但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應生成對應的堿。2．縱向變化體現(xiàn)不同價態(tài)同類別物質(zhì)之間的轉化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。3．斜向變化體現(xiàn)不同價態(tài)、不同類別之間物質(zhì)的轉化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性?！靖櫽柧殹?．如圖為鐵元素的價類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉化關系。下列說法正確的是()A．鐵與高溫水蒸氣的反應可實現(xiàn)上述轉化①B．FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速發(fā)生轉化②生成紅棕色粉末C．加熱Fe(OH)3發(fā)生轉化⑥，加水溶解可實現(xiàn)轉化③D．由圖可預測：高鐵酸鹽(FeOeq\o\al(2－,4))具有強氧化性，可用于消毒，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)與水反應最終可生成Fe(OH)3膠體，從而吸附水中的懸浮物，故高鐵酸鹽可作凈水劑答案D解析鐵與高溫水蒸氣的反應生成四氧化三鐵和氫氣，不能實現(xiàn)上述轉化①，故A錯誤；FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，不能發(fā)生轉化②，故B錯誤；加熱Fe(OH)3發(fā)生轉化⑥分解生成氧化鐵，氫氧化鐵不溶于水，加水溶解不可實現(xiàn)轉化③，故C錯誤；高鐵酸鹽中鐵為＋6價，具有強氧化性，可用于消毒，與水發(fā)生氧化還原反應后生成鐵離子，鐵離子與水反應生成Fe(OH)3膠體。2．硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)，下列說法錯誤的是()A．FeSO4與NH4HCO3反應制備FeCO3，適宜在高溫條件下進行B．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑C．可用KSCN溶液檢驗(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D．常溫下，F(xiàn)eSO4比(NH4)2Fe(SO4)2易溶于水答案A01鐵、鐵的氧化物和氫氧化物的易錯點(1)鐵遇冷的濃硫酸或濃硝酸，表面會形成一層致密的氧化膜而發(fā)生鈍化，屬于化學變化。鋁遇冷的濃硝酸或濃硫酸也會發(fā)生鈍化。鈍化可阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)與濃酸發(fā)生反應，從而表現(xiàn)出較強的化學穩(wěn)定性和耐腐蝕性。(2)Fe與Cl2反應生成FeCl3而不是FeCl2；Fe與S反應生成FeS而不是Fe2S3；Fe與鹽酸反應生成FeCl2而不是FeCl3；Fe與I2反應生成FeI2而不是FeI3；鐵在潮濕的空氣中生成鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純O2中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。(3)在判斷鐵的化合物與酸反應的產(chǎn)物時，要注意鐵在化合物中的價態(tài)，利用鐵的價態(tài)及與其反應的化合物的氧化性或還原性判斷發(fā)生反應的類型屬于復分解反應還是氧化還原反應。(4)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2與足量HNO3反應時，均發(fā)生氧化還原反應，F(xiàn)e2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。(5)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與足量HI反應時，均發(fā)生氧化還原反應，F(xiàn)e3＋被I－還原生成Fe2＋?！靖櫽柧殹恳族e辨析：正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)鐵在冷的稀硝酸中鈍化。(×)(2)過量的鐵與氯氣反應生成FeCl2。(×)(3)Fe2O3與足量HI的反應屬于氧化還原反應。(√)(4)在給定條件下能實現(xiàn)轉化：Fe2O3(s)eq\o(→,\s\up9(Al),\s\do8(高溫))Fe(s)eq\o(→,\s\up9(稀鹽酸))FeCl3(aq)。(×)(5)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說明穩(wěn)定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3。(√)(6)將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制備Fe(OH)3膠體。(×)(7)向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵。(×)(8)向氫氧化亞鐵中加入足量的稀硝酸，反應的離方程式是Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O。(×)(9)鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹主要成分是Fe2O3，鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4，F(xiàn)e在高溫下與水蒸氣反應生成Fe2O3。(×)02鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì)和檢驗易錯點(1)檢驗Fe2＋時，不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋(Cl－能還原KMnO4，有干擾)。(3)檢驗Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)，檢驗Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。(4)酸性條件下NOeq\o\al(－,3)會將Fe2＋氧化為Fe3＋，干擾檢驗。【跟蹤訓練】易錯辨析：正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉，充分振蕩后黃色逐漸消失，加一滴KSCN溶液后溶液顏色不變。(√)(2)向某溶液中，滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液顯紅色，該溶液中一定含F(xiàn)e2＋。(×)(3)用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2。(×)(4)檢驗Fe(NO3)2晶體是否氧化變質(zhì)的方法是將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅。(×)(5)將銅粉加入1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中，溶液變藍、有黑色固體出現(xiàn)，金屬鐵比銅活潑。(×)(6)向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)2＋2Fe3＋=2Fe(OH)3＋3Mg2＋。(√)(7)FeCl3與氫碘酸反應生成棕色物質(zhì)的離子方程式為2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2。(√)(8)0.1mol·L－1FeCl3溶液中，K＋、NHeq\o\al(＋,4)、I－、SCN－能大量共存。(×)(9)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2＋。(√)(10)能通過化合反應制取FeCl2。(√)(11)FeCl3溶液與KSCN溶液反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3↓。(×)01鐵的氧化物組成的確定確定鐵的氧化物組成的基本方法設鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝eq\f(m,56)∶eq\f(n,16)＝a∶b，若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量之比為1∶1組成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4的物質(zhì)的量為任意值)?！靖櫽柧殹?．有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140mL5.0mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學式為()A．Fe2O3B．Fe3O4C．Fe4O5D．Fe5O7答案D解析根據(jù)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025mol×2＝0.05mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，則n(Fe3＋)＝0.2mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。2．準確稱取某種鐵的氧化物2.88g，用足量的CO進行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，計算該氧化物的化學式：__________。答案FeO解析4.00gCaCO3沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，則CO、CO2的物質(zhì)的量均為0.04mol，增加的氧元素為0.04mol，質(zhì)量為0.04mol×16g·mol－1＝0.64g，鐵的氧化物中氧元素的質(zhì)量為0.64g，鐵元素的質(zhì)量為2.88g－0.64g＝2.24g，鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為eq\f(2.24g,56g·mol－1)∶0.04mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學式為FeO。02Fe(OH)2的制備(1)制備原理①制備原理：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓。②成功關鍵：溶液中不含O2等氧化性物質(zhì)；制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉、隔絕空氣的體系中。(2)常用方法有機覆蓋層法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應還原性氣體保護法先在裝置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再把FeSO4溶液壓入裝置Ⅱ中與NaOH溶液混合，這樣可長時間觀察到白色沉淀電解法用鐵作陽極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯(或煤油)【跟蹤訓練】1．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號)。答案①②④解析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處在氫氣的保護中；④中液面加苯阻止了空氣進入；③由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。2．用如圖所示裝置(夾持儀器省略)制備氫氧化亞鐵。實驗步驟如下：Ⅰ.檢查裝置氣密性后，關閉K2、K5、K6，打開K1、K3、K4，使裝置A中產(chǎn)生的氣體進入裝置B中，排盡裝置B中空氣。Ⅱ.待裝置B中空氣排盡后，關閉K3，打開K2，將裝置A中溶液壓入裝置B中并觀察現(xiàn)象。Ⅲ.關閉K1、K2，打開K5、K6，使裝置C中氣體通入裝置B中并觀察現(xiàn)象。回答下列問題：(1)儀器a的名稱是____________，B中長玻璃管的作用是_____________________。(2)裝置A中金屬離子的檢驗方法是___________________________________________________。(3)步驟Ⅲ裝置B中的現(xiàn)象是______________________________________，其發(fā)生反應的化學方程式為_____________________________________________。答案(1)恒壓滴液漏斗平衡氣壓，輔助排出裝置B中的空氣(2)取少量裝置A燒瓶中的液體于潔凈試管中，滴加幾滴KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)，再滴加H2O2，溶液變?yōu)榧t色，則證明存在Fe2＋(3)白色沉淀逐漸變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3解析氫氧化亞鐵容易被氧氣氧化，因此打開K1、K3、K4，關閉K2、K5、K6，裝置A中產(chǎn)生H2，排出裝置B中的空氣，因此長導管作用之一是輔助排出裝置B中的空氣，作用之二是平衡壓強，防止裝置中壓強過大，發(fā)生危險。3．利用電解實驗可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。(1)a電極的材料應為__________，電極反應式為_____________________。(2)電解液c可以是________(填字母)。A．純水 B．NaCl溶液C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液(3)d為苯，其作用是______________________，在加入苯之前對電解液c應作何簡單處理？________________________________________________________________________。(4)若c用Na2SO4溶液，當電解一段時間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為________________________________