1、第10講鐵及其重要的化合物考綱要求1.掌握鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.掌握鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。3.能鑒別溶液中的Fe2、Fe3?？键c(diǎn)一鐵的性質(zhì)1位置、物理性質(zhì)鐵位于元素周期表的第四周期族，主要化合價(jià)為2、3，在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鋁。鐵具有金屬的通性，具有被磁鐵吸引的特性。2化學(xué)性質(zhì)(寫(xiě)出化學(xué)方程式或離子方程式)【多維思考】1鐵、鋁遇冷的濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化，是物理變化還是化學(xué)變化？提示：化學(xué)變化。2FeCl2、FeCl3是否都可以通過(guò)化合反應(yīng)制??？提示：都可以。鐵與氧化劑反應(yīng)后的價(jià)態(tài)判斷方法(1)鐵與弱氧化劑(如S、I2、H、Fe3、Cu2)等反應(yīng)所得產(chǎn)物為Fe2，鐵元素的價(jià)

2、態(tài)為2價(jià)。(2)鐵與強(qiáng)氧化劑(如Cl2、Br2、濃H2SO4、硝酸等)反應(yīng)所得產(chǎn)物為Fe3，鐵元素的價(jià)態(tài)為3價(jià)。(3)鐵在純氧中燃燒以及在高溫下與H2O(g)反應(yīng)得到的產(chǎn)物為Fe3O4，鐵元素的價(jià)態(tài)為2、3價(jià)?？枷蛞昏F的存在和性質(zhì)1下表中，對(duì)陳述、的正確性及其有無(wú)因果關(guān)系的判斷都正確的是()陳述陳述判斷A鐵是地殼中含量最高的金屬元素鐵是人類(lèi)最早使用的金屬材料對(duì)；對(duì)；有B常溫下鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣高溫下氫氣能還原氧化鐵得到鐵對(duì)；對(duì)；無(wú)C鐵元素屬于過(guò)渡元素鐵和鐵的某些化合物可用作催化劑錯(cuò)；對(duì)；無(wú)D在空氣中鐵表面形成致密氧化膜鐵不能與氧氣反應(yīng)對(duì)；對(duì)；有解析：A項(xiàng)，地殼中含量最高的金屬元素是Al，錯(cuò)

3、，最早使用的金屬是銅，錯(cuò)；C項(xiàng)，陳述、都正確，且有因果關(guān)系；D項(xiàng)，鐵在空氣中易形成鐵銹，而不是致密的氧化膜，且鐵與氧氣反應(yīng)，、均錯(cuò)。答案：B2下列關(guān)于鐵的說(shuō)法正確的是()A純鐵為灰黑色，所以鐵屬于黑色金屬B鐵在硫蒸氣中燃燒生成Fe2S3C純鐵的抗腐蝕能力非常強(qiáng)，鐵在干燥的空氣里不易被氧化D鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，它能和水蒸氣反應(yīng)生成H2和Fe(OH)3解析：純鐵為銀白色，A錯(cuò)；鐵在硫蒸氣中燃燒生成FeS，B錯(cuò)；3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，D錯(cuò)。答案：C考向二鐵反應(yīng)后元素價(jià)態(tài)的判斷3下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有3價(jià)鐵生成的是()過(guò)量的Fe與Cl2加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)Fe與過(guò)量稀H2SO4反應(yīng)后，再向其

4、中加KNO3Fe與過(guò)量的S加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)Fe(NO3)2溶液中加少量鹽酸Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中AB.C D解析：Fe與Cl2反應(yīng)只生成FeCl3；Fe與S反應(yīng)生成FeS；FeFe2Fe3；Fe2Fe3；Fe2O3溶于鹽酸生成Fe3，當(dāng)混合物中Fe不足時(shí)，溶液中仍有Fe3，當(dāng)Fe足量時(shí)，溶液中無(wú)Fe3。答案：D4在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到的Fe2的物質(zhì)的量(縱坐標(biāo))與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標(biāo))的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在相應(yīng)的橫線上。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3(1)AB段鐵元素以_形式存在。(2)BC段鐵元素以_形式存在。(3)CD段鐵元素以_形

5、式存在。解析：向稀HNO3中加入鐵粉，開(kāi)始時(shí)稀HNO3過(guò)量應(yīng)生成Fe3，故AB段鐵元素以Fe3形式存在。隨著鐵粉的增加，溶液中的Fe3與Fe反應(yīng)生成Fe2，故BC段鐵元素以Fe2、Fe3形式存在。Fe3全部轉(zhuǎn)化成Fe2后，鐵粉不再溶解，故CD段鐵元素以Fe、Fe2形式存在。答案：(1)(2)(3)考點(diǎn)二鐵的氧化物與氫氧化物1鐵的氧化物化學(xué)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(jià)232、3穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與H反應(yīng)的離子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22

6、Fe34H2O2.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與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受熱分解分解產(chǎn)物復(fù)雜2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe22OH= Fe(OH)2可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe33OH=Fe(OH)3兩者的關(guān)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，反應(yīng)方程式為4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【多維思考】1鹽酸、氫碘酸均是強(qiáng)酸，F(xiàn)e(OH)3分別與它們反應(yīng)有何不同？寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)方

7、程式？提示：Fe(OH)3懸濁液遇到鹽酸、氫碘酸均能使紅褐色沉淀溶解，但HI具有較強(qiáng)的還原性，能被Fe3氧化為I2，使溶液顏色變深，故HCl與Fe(OH)3反應(yīng)只是中和反應(yīng)：Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O，而HI與Fe(OH)3反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2Fe(OH)36HI=2FeI2I26H2O。2用FeSO4溶液和NaOH溶液制備Fe(OH)2沉淀，應(yīng)注意哪些問(wèn)題？提示：(1)配制FeSO4溶液和NaOH溶液的蒸餾水要加熱煮沸以除去蒸餾水中的O2；(2)用長(zhǎng)滴管吸取NaOH溶液插入FeSO4溶液液面以下擠出。1鐵的氧化物組成的判斷方法設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比

8、為mn，則氧化物中n(Fe)n(O)a：b，若ab11，則鐵的氧化物為FeO；若ab23，則鐵的氧化物為Fe2O3；若ab34，則鐵的氧化物是Fe3O4，或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量比11的混合物，或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物其中FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為11，F(xiàn)e3O4為任意值。2制備Fe(OH)2常用的三種方法方法一：有機(jī)覆蓋層法將吸有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CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)，如圖1所示。方法二：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

9、沉淀。如圖2所示。方法三：電解法用鐵作陽(yáng)極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯或煤油，如圖3所示。圖3考向一鐵的氧化物、氫氧化物的組成與性質(zhì)1把少量廢鐵屑溶于過(guò)量稀硫酸中，過(guò)濾，除去雜質(zhì)，在濾液中加入適量硝酸，再加入過(guò)量的氨水，有紅褐色沉淀生成。過(guò)濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e為()AFe(OH)3；Fe2O3BFe(OH)2；FeOCFe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4 DFe2O3；Fe(OH)3解析：紅褐色沉淀應(yīng)為Fe(OH)3，因?yàn)榧尤際NO3，F(xiàn)e(OH)2不存在；Fe(OH)3受熱分解生成Fe2O3。答案：A2由FeO、F

10、e2O3和Fe3O4組成的混合物，測(cè)得其中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為218，則這種混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物質(zhì)的量之比是()A121B211C131 D.113解析：混合物中，n(Fe)n(O)34，故FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量11混合，D項(xiàng)符合要求。答案：D考向二Fe(OH)2的制備3用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3的 FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加入_。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液，

11、插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_。解析：(1)Fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2易被空氣中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2被氧化。(2)氣體的溶解度隨溫度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2較少。答案：(1)稀硫酸、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O24下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是_(填序號(hào))。解析：因?yàn)镕e(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，因此要較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。、原理一樣，都是先用氫氣將

12、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；的原理為鐵作陽(yáng)極產(chǎn)生Fe2，與電解水產(chǎn)生的OH結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；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(zhǎng)時(shí)間看到白色沉淀。答案：考點(diǎn)三Fe2、Fe3的性質(zhì)及檢驗(yàn)1“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系寫(xiě)出上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中標(biāo)號(hào)反應(yīng)的離子方程式：2Fe3Fe=3Fe2；2Fe3H2S=2Fe2S2H；2Fe2H2O22H=2Fe32H2O；3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O。2Fe2和Fe3的檢驗(yàn)(1)Fe2的檢驗(yàn)：先加KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，再加氯水出現(xiàn)紅色，反應(yīng)

13、的離子方程式：Cl22Fe2=2Cl2Fe3、Fe33SCNFe(SCN)3。(2)Fe3的檢驗(yàn)：滴加KSCN溶液，生成紅色溶液，反應(yīng)的離子方程式為Fe33SCNFe(SCN)3?！径嗑S思考】1如何除去FeCl3溶液中的Fe2？提示：加一定量的氯水或H2O2溶液。2Fe2與NO能否大量共存？若向其中再加入少量鹽酸，情況又會(huì)如何？提示：Fe2與NO能大量共存，但在酸性條件下NO能將Fe2氧化成Fe3而不能大量共存。3檢驗(yàn)Fe2時(shí)能不能先加氯水再加KSCN溶液？為什么？提示：不能，因?yàn)槿羧芤褐泻蠪e3時(shí)，就無(wú)法排除其干擾。Fe2、Fe3的轉(zhuǎn)化應(yīng)用除雜主要成分雜質(zhì)除雜方法FeCl3FeCl2加入氯

14、水或H2O2FeCl2FeCl3加過(guò)量鐵粉后過(guò)濾FeCl2CuCl2加過(guò)量鐵粉后過(guò)濾考向一Fe2與Fe3之間的轉(zhuǎn)化1如何除去括號(hào)中的雜質(zhì)？(1)Fe2(Fe3)：_；(2)FeCl3(FeCl2)：_；(3)FeCl2(CuCl2)：_；(4)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：_。答案：(1)加過(guò)量鐵粉，過(guò)濾(2)加氯水或H2O2(3)加過(guò)量鐵粉，過(guò)濾(4)加過(guò)量強(qiáng)堿溶液，過(guò)濾2在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過(guò)程簡(jiǎn)述如下：.向廢液中投入過(guò)量鐵屑，充分反應(yīng)后分離出固體和濾液；.向?yàn)V液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時(shí)鼓入足量的空氣。(1)FeCl3蝕刻銅箔

15、反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(2)過(guò)程加入鐵屑的主要作用是_，分離得到的固體主要成分是_，從固體中分離出銅需采用的方法是_。(3)過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。解析：FeCl3溶液蝕刻銅箔的離子方程式為2Fe3Cu=2Fe2Cu2，得到的廢液中含有FeCl3、CuCl2、FeCl2。答案：(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)反應(yīng)掉FeCl3、CuCl2Fe、Cu加入足量稀鹽酸過(guò)濾(3)4FeCl24Ca(OH)2O22H2O=4Fe(OH)34CaCl2考向二探究Fe2與Fe3的性質(zhì)3某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2、Fe3的性質(zhì)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.

16、1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_。(2)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明Cl2可將Fe2氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是_。(4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 molL1 KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜

17、置，CCl4層顯紫色；第二支試管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成藍(lán)色沉淀；第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的離子是_(填離子符號(hào))；實(shí)驗(yàn)和說(shuō)明：在I過(guò)量的情況下，溶液中仍含有_(填離子符號(hào))，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為_(kāi)。(5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)；一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是_；生成沉淀的原因是_(用平衡移動(dòng)原理解釋)。解析：(1)Fe2具有很強(qiáng)的還原性，易被空氣中的O2氧化為Fe3，在FeCl2溶液中加入少量鐵屑，可防止Fe2被氧化

18、。(2)Fe2被氧化為Fe3，Cl2被還原為Cl，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)O2難溶于煤油，加入煤油能隔絕空氣，排除O2對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。(4)KI溶液與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式為2I2Fe3=I22Fe2。K3Fe(CN)6是檢驗(yàn)Fe2的試劑。實(shí)驗(yàn)溶液變紅，說(shuō)明溶液中仍存在Fe3，由此可說(shuō)明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(5)酸化的FeCl2溶液與H2O2反應(yīng)，F(xiàn)e2被氧化為Fe3，H2O2被還原為H2O，反應(yīng)的離子方程式為H2O22Fe22H=2Fe32H2O。Fe3對(duì)H2O2的分解起催化作用，當(dāng)反應(yīng)一段時(shí)間后，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2H2O22H2OO2，故溶液中產(chǎn)生氣

19、泡。由于H2O2分解反應(yīng)放熱，促使Fe33H2OFe(OH)33H平衡右移，最終出現(xiàn)Fe(OH)3紅褐色沉淀。答案：(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔絕空氣(排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)(4)Fe2Fe3可逆反應(yīng)(5)2Fe2H2O22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3的水解平衡正向移動(dòng) 1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)(2017高考江蘇卷，7A)FeFeCl2Fe(OH)2()(2)(2017高考江蘇卷，9A)無(wú)色透明的溶液中： Fe3、Mg2、SCN、Cl 能大量共存()(3)(2017高考江蘇卷9C)

20、c(Fe2)1 molL1的溶液中：K、NH、MnO、SO能大量共存()(4)(2016高考四川卷，2B)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，則常溫下鐵與濃硫酸一定沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)()(5)(2016高考全國(guó)卷，7B)根據(jù)鐵比銅金屬性強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用中可用FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板()(6)(2016高考全國(guó)卷，10C)配制氯化鐵溶液時(shí)，將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋()(7)(2016高考海南卷)將鐵屑放入稀HNO3中證明Fe比H2活潑()(8)(2015高考重慶卷，4A)觀察Fe(OH)2生成()(9)(2015高考天津卷，2A)在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，證明原溶液

21、中有Fe3，無(wú)Fe2()(10)(2015高考山東卷，11B)向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈紅色，則溶液中一定含有Fe2()(11)(2015高考四川卷，1A改編)鐵粉作食品袋內(nèi)的脫氧劑，鐵粉起還原作用()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)2(2017高考全國(guó)卷)綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對(duì)綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無(wú)明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_、_。(2)為測(cè)定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開(kāi)關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱(chēng)重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱(chēng)重，記為m2 g。按下圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 儀器B的名稱(chēng)是_。將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序_(填標(biāo)號(hào))；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。a點(diǎn)燃酒精燈，加熱B熄滅酒精燈c關(guān)閉K1和K2 D打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2e稱(chēng)量A f冷卻到室溫根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x_(列式表示)。若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作，則使x_(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加