第8講鐵及其化合物

備考導(dǎo)航

1.了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用C

復(fù)習(xí)目標(biāo)

2.了解Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)方法及F/+、F&A的除雜方法。

MMCNK]

KFe|re(CNK

HCI

FeO吧NaOH

FeCI2------------?Fe(OH),

fetid

CI2,A

熟記網(wǎng)絡(luò)空氣

嬴再飛AFC(OH),

CO(或Al).高溫

Fe(SCN)；,

(或高溫K,[Fc(CN川

COAl),KFc|Fc(CN屈

FC,O4

O2.點(diǎn)燃

(或水蒸氣,高溫)

判斷正誤(正確的打“4”，錯(cuò)誤的打“X”)。

(1)(2024.丹陽中學(xué))鐵分別與氯氣、碘反應(yīng)生成的產(chǎn)物中，鐵的化合價(jià)不同(4)

(2)(2023?如皋期初)將鐵粉與硫粉混合后加熱，生成黑色物質(zhì)，說明有Fe2s3生成(X)

(3)探究鐵與水蒸氣反應(yīng)后固體物質(zhì)：取少量固體粉末，用磁鐵吸引，若破鐵能吸引,

則固體物質(zhì)為Fe3O?x)

(4)FeO粉末在空氣中受熱，迅速被氧化成FesCuN)

(5)向酸性KMnOa溶液中加入FeKh粉末，紫色褪去，證明Fe3()4中含F(xiàn)e"I)N)

(6)(2023?華羅庚中學(xué))FezCh網(wǎng)"Fe2(SO4)3(aq)衛(wèi)之無水Fe2(SO4)3(<)

課前自測

(7)(2024?常熟中學(xué))Feb溶液中通入少量Cl2：Cl2+2r=2Cr+I2N)

(8)(2024?南京、鹽城一模)檢驗(yàn)CO還原FQO3實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn),S是否全部被還原：向CO

還原Fe2O3所得到的產(chǎn)物中加入稀鹽酸，再滴加KSCN溶液，觀察顏色變化(x)

(9)(2023?無錫一中)將某補(bǔ)鐵劑藥片研磨后加入鹽酸溶解，滴加KSCN溶液，溶液變紅,

說明補(bǔ)鐵劑中不含F(xiàn)e2+(x)

(10)(2024.如皋適應(yīng)性三)檢驗(yàn)Fe粉與CL反應(yīng)后的產(chǎn)物：取一定量Fe粉，在加熱條件

下通入少量CI：反應(yīng)，將固體混合物溶于水后充分?jǐn)嚢瑁蛉芤褐械渭覭SCN溶液，觀

察現(xiàn)象(x)

彎點(diǎn)忸祈

考點(diǎn)1鐵

知識梳理

知識U鐵的原子結(jié)構(gòu)

鐵元素在元素周期表中處于第四周期亞族，位于1_區(qū)?；鶓B(tài)Fe原子的電子排布式為

@)溯

1s22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2,原子結(jié)構(gòu)示意圖為___7/,最外層有復(fù)個(gè)電子，在反應(yīng)中易失去電子,

故鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，芍較強(qiáng)的還原性，主要化合價(jià)為+2和+3。

知識出的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)

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

2.化學(xué)性質(zhì)

(1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)

①與氧氣反應(yīng)：

4Fe+302+2AH^O=2(Fe2OrAH2O)

(現(xiàn)象：在潮濕的空氣中生銹，生成紅搓色固體)：

3Fe+2Ch駕=區(qū)3^(現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體)。

②與氯氣反應(yīng)(寫化學(xué)方程式，下同)：

2Fe+3cl?^=2FeCh(現(xiàn)象:產(chǎn)生棕褐色煙)。

注意：Fe的量無論多少，產(chǎn)物都是FeC13。

③與濱反應(yīng)：2Fe+3Br2=^=2FeBr3°

④與碘反應(yīng)：Fe+b=^^Feb。

⑤與硫反應(yīng)：Fe+S^=FeS

(現(xiàn)象：生成黑色固體)。

(2)與水蒸氣反應(yīng)：

3Fe+4H?O(g)=^h=Fe3C)4+4H2。

(3)與酸反應(yīng)

①非氧化性酸

Fe+2HCl=FeCl2+H2t：

Fe+H?S€)4=FeSC)4+H2t。

②氧化性酸

常溫下，F(xiàn)e在濃硫酸或濃硝酸中發(fā)生鈍化，該變化屬于化學(xué)變化。

Fe+4HNOa(稀)=Fe(N03h+N0t+2H?0(Fe少量)：

3卜e+XHNCM稀)=3卜e(N(J3)2+2NOt+4H2。(卜e過量)。

(4)與鹽溶液反應(yīng)

Fc+2FcCh=3FcC12；

Fe+CuSO4=FeSO4-HCu。

典題悟法

類型U物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

典例n(2023?淮陰、姜堰、徐州一中聯(lián)考)LFeCh可用作凈水劑。KzFeO』在水中不穩(wěn)定，會生成Fc(OH)3

膠體；堿性條件下KQ0氧化性大于KzFeOh下列有關(guān)鐵及其化合物的相關(guān)轉(zhuǎn)化，在指定條件下能實(shí)現(xiàn)的

是(C)

LH,oL_AlL

A.FeFeO3--7rFe

rnjflm(ojmn2

B.Fe2O3-^FeCl3(aq)3邑?zé)o水FeCb

C.FeFeCl3FeCl2

KC1OH)O

一二*出

D.Fe2OjK-UH--K2FeO4

【解析】鐵與水蒸氣高溫反應(yīng)生成Fc3O4,不是Fe?O3,A錯(cuò)誤；FeCb水解生成Fe(OH)j和鹽酸，加

熱促進(jìn)水解，鹽酸揮發(fā)，蒸發(fā)FeCb溶液得到Fe(OH)3,得不到無水FeCl3,B錯(cuò)誤；LFeCh有氧化性，K2FeO4

與水反應(yīng)生成的氣體為O2,D錯(cuò)誤。

類型舊物質(zhì)的性質(zhì)

質(zhì)12(2024?江蘇各地模擬重組)下列說法正確的是(D)

A.還原鐵粉可用作食品干燥劑

B.鐵與碘反應(yīng)易生成碘化鐵

C.鐵分別與稀鹽酸和氯氣反應(yīng),產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)相同

D.Fe分別與水蒸氣(高溫)和氧氣(點(diǎn)燃)反應(yīng)，生成相同的固體產(chǎn)物

【解析】還原鐵粉可用作食品抗氧化劑，A錯(cuò)誤；鐵與碘反應(yīng)生成Feb,B錯(cuò)誤；Fe與鹽酸生成FeCh，

Fe與CL-*定條件下反應(yīng)生成FeCb，C錯(cuò)誤；Fe與水蒸氣高溫條件下反應(yīng)生成FesO4和H?,Fe在氧氣中

燃燒生成FesCh，D正確。

考點(diǎn)2鐵的氧化物與氫氧化物

知識梳理

知識口鐵的氧化物

化學(xué)式FeOFezChFeQ

俗名——鐵紅磁性氧化鐵

顏色黑色紅棕色黑色

鐵元素價(jià)態(tài)±2+3+2、+3

與鹽酸反應(yīng)生成的離子Fe21Fe3>——

FeO：3FeO+lOH+NOr=3Fe3'+NO：+5H?O

與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式Fe2O3：Fe2O,+6H+=2Fe3++3H2O

Fc3O4：3Fe3O4+28H-+NO『=9Fe3++NOt+14H?O

FcO：FeO+2H'=Fe2++&O

與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式Fe2O3：Fe20a+6H*+2I=2Fe2+L+3H2O

Fe3O4：Fe3Oj+8H++2R=3Fe2++b+4Hq

高溫時(shí)，都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原，生成單質(zhì)鐵，如：FetOv

共同點(diǎn)

+)CO望=xFe+jC6

先打開止水夾，用生成的氫氣排盡裝置中的空氣，

止水夾n

②氫氣氛圍中關(guān)閉止水夾，生成的硫酸亞鐵溶液被壓入右側(cè)盛

稀成酸，pb*

NaOH

F<r--93r溶液有氫氧化鈉溶液的試管中

石墨

利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，

③電解法；,煤油

陽極材料為鐵，陰極材料為石墨

明,NaOH溶液

考點(diǎn)3鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化Fe?+、F￡+的檢驗(yàn)

知識梳理

知識口亞鐵鹽鐵鹽

1,亞鐵鹽

(1)基態(tài)Fe2+的簡化電子排布式為國匪。Fe?+既有氧化性，又有還原性，以還原性為主,能被Ch、

Br?、O2、H2O2、Cl。-、N03(H')、MnO；(H).CnO歹(H')等氧化。

(2)亞鐵鹽可水解。由Fe2+和強(qiáng)酸的酸根陰離子構(gòu)成的鹽(如硫酸亞鐵)的水溶液呈酸性。配制硫酸亞

鐵溶液時(shí)，常加少量夠酸抑制Fe"的水解，加少量鐵粉防止Fe?一被酸化。

2.鐵鹽

(1)基態(tài)Fe3+的簡化電子排布式為兇國SFe3+主要表現(xiàn)氧化性,能被Fe、Cu、I，H2S、S2'(HS")^

sor、so?等還原。

(2)鐵鹽易水解。R?十極易水解，F(xiàn)e3+只能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中。

反?？?xì)w納

①實(shí)驗(yàn)室可將飽和FeCh溶液滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

FeCl、+3H9=2=Fe(OH)3(股體)十3HC1。

②工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH的方法除去溶液中的Fe3\如可通過加入MgO或Mg(0H)2或MgCO?調(diào)節(jié)pH

來除去MgCL溶液中的F&A。

③實(shí)驗(yàn)室配制氯化鐵溶液，通常將氟化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再加水稀釋至所需的濃度。

④在HC1氣流中加熱蒸干FeCh溶液制備無水FeCho

⑤Fe3+與C03、HCO3、［A1(OH)4］等水解呈堿性的離子不能大量共存。如：

Fe^4-3HCO7=Fe(OHhI+3CO2to

知識舊高鐵酸鹽(以K2FIO4為例)

1.制備方法

(I)高溫熔融反應(yīng)法

在苛性堿存在的條件下，KNO］或過氧化物等氧化劑在高溫下可將鐵鹽或鐵的氧化物氧化成高鐵酸鹽。

如：

350770C

FC2O3+3K2O22K2FCO4+K2OO

(2)次氯酸鹽氧化法

在NaOH溶液中，利用NaQO氧化Fe(III)化合物，生成N^FeOj。利用KzFeOa溶解度比NazFeO』低,

向NazFcCh溶液中加入固體KOH或飽和KOH溶液，使NazFcOd轉(zhuǎn)化成K2FeO4,并從溶液中析出。

(3)電解法

以鐵作陽極，電解高濃度的KOH溶液生成K2FeO4o

2.性質(zhì)

酸性條件下，高鐵酸鹽因氧化性極強(qiáng)而不穩(wěn)定：4FeO「+20H==4Fe3++3O2t+10比0。

3.在水處理方面的應(yīng)用

(l)KzFcOq中Fc元素呈+6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，可用于水體的殺菌、消毒。

(2)原理：4K2FeO4+10H2O=8KOH+4Fe(OH)3(膠體)+3。2t。

LFeCh與水反應(yīng)生成Fe(OH)a膠體，能吸附水體中的懸浮物，起到凈水的作用。

XD識?鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化

完成下列轉(zhuǎn)化反應(yīng)的化學(xué)(或離子)方程式。

,匚弱辨化劑匚,+

1.Fe-------Fe-

Fe+S=^=FeS；

Fe+Cu2=Fe2+Cu；

t2+

Fc+2H=Fc-t-H2to

2.Fe?+0Fe

Fe24-Zn=FclZir：

FeO+,怕嚇?十氏0；

3FeO+2Al上理=3Fe+AkO3，

_1氧化冽L3

3o.Fe----*Fe3

2Fe+3Cb=^=2FeCh；

Fe+4H++NO；=Fe3++NOt+2H?O（稀硝酸）。

.匚”還原刑二

4.Fe-----Fe

FC2O3+3CO=^=2FC4-3CO?；

笆fFe+Agv

Fe2O3+2AI-

5巾幽1

2Fc2+Cb=2Fc"+2C1:

2Fe2+Br>=2Fe3'+2Br；

2Fe2++H,O,+2H+=2Fe3++2Hq；

2+t3t

4Fe+O2+4H=4Fc+2H2O

(亞鐵鹽溶液在空氣中易變質(zhì))

2+

3Fe+4H.+NO?=3Fe!*±NOt±2H2O；

2++32

MnO；+5Fe+8H=5Fel+Mnl±4H2O；

2++3+3+

Cr20r+6Fe+14H=6Fc+2Cr+7H2Oo

,匚a+還原劑.

6.Fe5----"Fe-2+

2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+（Zn少量）：

2Fe31+Fe=亞工（亞鐵鹽溶液中加入少量鐵屑以防止Fe2被氧化）；

2Fe31+Cu=2Fe21+Cu2

（FeCh溶液腐蝕電路板）；

2Fe3'-j-2r=2Fe2t+h;

2Fe3++HoS=2Fe^+SI+2H+：

3+2+L4

2Fe+SOf+H?O=2Fe+SOi+2H：

3+

2Fe+S02+2H?O=2Fe2++S*+4H二

知識田溶液中F'、Fc3+的檢驗(yàn)方法

LFe2+的檢驗(yàn)

方法?：向待檢液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴加新制氯水（或H2O2溶液），溶液立即變紅色。

方法二：向待檢液中滴加K3[Fe（CN）6]（鐵氨化鉀）溶液，生成藍(lán)色沉淀。離子方程式：K'+Fe2，+

[Fe（CN）61L=KFe[Fe（CN）61I。

方法三：向待檢液中滴加NaOH溶液，生成亙色絮狀沉淀，沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t遢色。

2.Fe-，'的檢驗(yàn)

方法一：向待檢液中滴加KSCN（或NH&SCN）溶液，溶液立即變?yōu)榧t色。離子方程式：Fe3++3SCN

Fe（SCNK。

方法二：向待檢液中滴加K4Fe（CN）6]（亞鐵氟化鉀）溶液，生成藍(lán)色沉淀“

注意：Fe3、Fe2；Q同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnCb溶液檢驗(yàn)Fe?'?能還原酸性KMnCh，有干擾）。

解疑釋惑《

有關(guān)鐵的除雜

主要成分雜質(zhì)所加試劑及離子方程式

Ch，2Fe2++Cl2=2Cl+2Fe3+(或出。2溶液2Fe2++H92+2H+

FeCh(aq)FeCh

=2Fe3++2H2O)

鐵粉,2Fe3++Fe=3Fe2+

FeCl2(aq)FeCh

FeCh(aq)CuCh鐵粉,Cu2+Fe=Cu+Fe2+

比。2溶液,2Fc?++&。?+2H+=2Fe3++2H?O

Fe2(SO4)3(aq)FeSO4

FezChAI2O3過量NaOH溶液,A.O3+2OH+3H9=2[A1(OHH

典題悟法

類型i）Fe3+、Fe3,的性質(zhì)及檢驗(yàn)

凰加（2023?江蘇卷）室溫下，探究0.1山5/LFcSO4溶液的性質(zhì)。下列實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到探究目的的是

(Bi

選項(xiàng)探究目的實(shí)驗(yàn)方案

向2mLFeSO4溶液中滴加幾滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，觀察溶

A溶液中是否含有Fe3+

液顏色變化

BFe2+是否有還原性向2mLFeSCU溶液中滴加幾滴酸性KMnO4溶液，觀察溶液顏色變化

CFe?+是否水解向2mLFeSOj溶液中滴加2?3滴酚獻(xiàn)試液，觀察溶液顏色變化

能否催化分解

DFe2+H2O2向2mL5%H2O2溶液中滴加幾滴FeSO4溶液，觀察氣泡產(chǎn)生情況

【解析】取少量溶液于試管中，加入KSCN溶液，若溶液變紅色，說明有F/+,不能先滴加新制的

氯水，A錯(cuò)誤；Fe?十水解顯酸性，不能使酚酰變色，C錯(cuò)誤；該方法沒有對比實(shí)驗(yàn)，無法判斷，D錯(cuò)誤。

類型舊高鐵酸鹽

西5(2023?泰州中學(xué)滴鐵酸鉀(KzFeQi)是一種在強(qiáng)堿溶液中比較穩(wěn)定、氧化性較強(qiáng)的氧化劑，在水

處理領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。LFeCU的制備方法有多種，最常見的是次氯酸鹽氧化法和電化學(xué)氧化法。

(I)次氯酸鹽氧化法：用KC1O堿性溶液與Fe(NO3)3飽和溶液可制備K2FeO4?兩種溶液的混合方式

為在攪拌下將Fe(NQG3飽和溶液緩慢滴加到KCO堿性溶液中。

(2)電化學(xué)氧化法：用如圖所示裝置制得NazFeO,，然后再通過飽和KOH溶液堿洗后得到KzFeOj。

裝置中兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室，則離子交換膜a為陽離子(填“陽離子”或“陰離子”)交換膜,

含有NazFeCU的溶液為乙(填“甲”或“乙”)溶液。

【解析】(l)K2FeO4在強(qiáng)堿溶液中比較穩(wěn)定，應(yīng)將Fe(NO3)3溶液逐滴加入KC1O堿性溶液中。

情景創(chuàng)設(shè)

有關(guān)Fe3+、Fe?+的除雜方法

1.除去Mg?.中混有的Fe3+的方法

向混合溶液中加入MgO或MgCCh或Mg(OH)2,與Fe3,水解產(chǎn)生的H*反應(yīng)，促進(jìn)Fe?.的水解，將Fe3

+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。

2.除去Mg?一中混有的Fe?+的方法

先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe?'氧化成Fe3+,然后再按“除去Mg??中混有的Fe3"的方法除

3+

去溶液中的FeO

3.除去CM卡中混有的Fe3+的方法

向混合溶液中加入CuO或CU(OH)2或Cu2(OH)2c。3，與Fe3’水解產(chǎn)生的H'反應(yīng)，促進(jìn)Fe3.的水解，

將Fc3+轉(zhuǎn)化為Fc(OH)3沉淀而除去。

4.除去C/+中混有的Fe?+的方法

先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe?+氧化成Fe3+,然后再按“除去C/+中混有的Fe?+”的方法除

去溶液中的Fe3+。

質(zhì)量評價(jià)

1.(2023?蘇州期初)下列有關(guān)鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是(A)

A.一定條件下，鐵粉遇空氣發(fā)生反應(yīng)放熱，可用于制作暖貼

B.FezQ，能與酸反應(yīng)，可用于制作紅色顏料

C.FeCb溶液顯酸性，可用于腐蝕印刷電路板上的銅

D.FeS難溶于水，可用于去除廢水中微量六價(jià)格[Cr(VI)]

【解析】鐵的氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A正確；FezOs為紅棕色固體，可作紅色顏料-，與Fez。?能與酸

反應(yīng)無關(guān)，B錯(cuò)誤；氯化鐵有氧化性，能將銅氧化生成Ci?’,不是因?yàn)镕eCb溶液有酸性，C錯(cuò)誤；FeS

具有還原性，可除去廢水中的微量六價(jià)銘[Cr(VI)],與FeS難溶于水無關(guān)，D錯(cuò)誤。

2.(2024?高郵檢測)下列有關(guān)鐵及其化合物的實(shí)驗(yàn)裝置和操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)FI的是(C)

A.用裝置甲制備Fe(OH)2

B.用裝置乙制備NO2氣體

C用裝置丙制備外2(*。1)3晶體

D.用裝置丁制備Fe(OH)3膠體

【解析】四氯化碳的密度比水大，應(yīng)在下層，不能起到隔絕氧氣的作用，A錯(cuò)誤；常溫下Fe遇濃硝

酸發(fā)生鈍化，不能制備NO2,B錯(cuò)誤；氫氧化鈉溶液與氯化鐵反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，應(yīng)將飽和氯化鐵溶

液滴入沸水中制備Fe(OH)3膠體，D錯(cuò)誤。

3.(2024?寶應(yīng))下列說法正確的是(C)

A.工業(yè)制硫酸涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化：FeS2嗡2sOs

的皿

Br

B.實(shí)驗(yàn)室制溟苯涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化：Fe-^FeBr2,V

C.利用高溫水蒸氣處理鐵器的化學(xué)方程式：3Fe+4H2O(g)-Fe3O4+4H2

D.利用鐵粉從AgCl中獲取Ag的離子方程式：Fe+2Ag+=Fe2++2Ag

【解析】FeS?高溫下與氧勺反應(yīng)生成的是S02,A錯(cuò)誤；F