1、第10讲 铁及其化合物考纲要求 1.掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.以Fe2、Fe3的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。3.能鉴别溶液中的Fe2、Fe3。高频考点一 铁的单质、氧化物及氢氧化物1正误判断(正确的打“”，错误的打“”)。(1)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性()(2)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同()(3)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸()(4)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料()(5)Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3()(6)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明F
2、e与两种酸均发生置换反应()(7)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()(8)根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱()2将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。Fe2O3 a红褐色 A具有较强的还原性 Fe(OH)2 b红棕色 B易被氧化成灰绿色最终变成红褐色 Fe(OH)3 c白色 C红色油漆、涂料 Fe2d棕黄色 D受热分解成红棕色粉末 Fe3e浅绿色 E具有较强的氧化性【答案】bC；cB；aD；eA；dE 一、铁的存在与性质 1铁元素的存在形式【注意】Fe3O4有磁性，能被磁铁吸引，又称磁性氧化铁。2铁的物理性质 颜色状态
3、导电、导热性、延展性 特性 地壳含量 _色固体 良好 被磁铁吸引 占第_位 银白43.铁的化学性质 铁元素性质活泼，单质有较强的还原性，主要化合价为2价和3价。(3)与酸的反应【注意】(1)Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与盐酸反应生成FeCl2。(2)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。(3)铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。二、铁的氧化物和氢氧化物 1铁的氧化物 2.铁的氢氧化物【注 意】(1)Fe3O4 的 组 成 可 用 氧 化 物 的 形 式 表 示 为FeOFe2O3，即有
4、 1/3 的铁显2 价，2/3 的铁显3 价。(2)Fe(NO3)2 溶液酸化后，H、NO3 具有强氧化性，会将Fe2氧化成 Fe3。考点1 铁及其化合物的性质 1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2016全国乙卷)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA()(2)(2016四川高考)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应()(3)(2016海南高考)将铁屑放入稀HNO3中，证明Fe比H2活泼()(4)(2016上海高考)用NaOH溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅()(5)(2016上海高考)Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测
5、Fe与I2反应生成FeI3()(6)(2015全国卷)下列过程没有发生化学反应：用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装()(7)(2015江苏高考)如下所示的物质间转化能一步实现：Fe2O3 FeCl3(aq)无水FeCl3()(8)(2015广东高考)3 mol单质Fe完全转化为Fe3O4，失去8NA个电子()(9)(2014北京高考)铁表面自然形成的氧化层能保护内层不被空气氧化()(10)(2015重庆高考)使用如图所示装置观察Fe(OH)2的生成()2(2018郑州质检)下列叙述正确的是()AFe 与稀 HNO3、稀 H2SO4 反应均有气泡产生，说明 Fe 与两种酸均发生置换反应B
6、足量的 Fe 在 Cl2 中燃烧生成 FeCl2 和 FeCl3CFe 和 Fe2O3 等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出DFe2O3FeCl3(aq)无水 FeCl3，在给定的条件下能实现转化【解析】HNO3具有强氧化性，与Fe反应产生的气体为NO，A项错；铁与Cl2反应无论量的多少产物都是FeCl3，B项错；C项中Fe2O3溶解产生Fe3恰好将铁单质氧化，因而不能置换出H2，正确；FeCl3溶液加热时易水解，D项错。【答案】C 3等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()AFeO BFe2O3 CFeSO4DFe3O4【解析】Fe2O3与稀硝酸的反应不属于氧化还原反
7、应，不产生NO；Fe3O4可表示为FeOFe2O3，其中所含有的Fe()元素能与稀硝酸反应生成NO，由于三种物质质量相等 时，所 含 Fe()元 素 的 物 质 的 量 关 系 为FeOFeSO4FeOFe2O3，因此，质量相等时，FeO与稀硝酸反应放出的NO最多，A项正确。【答案】A【方法总结】铁的氧化物组成的判断方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为 mn，则氧化物中 n(Fe)n(O)m56 n16ab，若 ab11，则铁的氧化物为 FeO；若 ab23，则铁的氧化物为 Fe2O3；若 ab34，则铁的氧化物是 Fe3O4，或 FeO 与 Fe2O3 按物质的量比 11 的混合物，或
8、 FeO、Fe2O3、Fe3O4 的混合物(其中 FeO、Fe2O3 物质的量之比为 11，Fe3O4 为任意值)。考点2 Fe(OH)2的成功制备 4(2018江苏盐城模拟)用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应可制得白色的Fe(OH)2沉淀。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2，常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_。【解析】(1)Fe2易水解，加入稀硫酸可抑制其水解；Fe2易被空气中的O2氧化
9、，加铁屑的目的是防止Fe2被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，故可用煮沸的方法除去水中的O2。【答案】(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 5下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是_。【解析】因为 Fe(OH)2 在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生 4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3。因此要较长时间看到 Fe(OH)2 白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。、原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的 Fe(OH)2 处在氢气的保护中；的原理为铁作阳极产生 Fe2，与电解水产生的 OH结合生成 F
10、e(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH)2 氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。【答案】【方法总结】成功制备Fe(OH)2的方法措施 由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。(1)制备原理：Fe22OHFe(OH)2。(2)成功关键：溶液中不含Fe3和O2等氧化性物质。制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。采取的措施：所用溶液要煮沸除氧气，要将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到
11、液面以下，或在液面上覆盖一层苯，或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应。高频考点二 Fe2、Fe3的性质及其检验2(1)为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是_。【答案】(2)如何除去括号中的杂质 Fe2(Fe3)：_；FeCl3(FeCl2)：_；FeCl2(CuCl2)：_；Fe(Al)：_；Fe2O3(Al2O3、SiO2)：_；CuCl2溶液(FeCl3)：_。【答案】加过量铁粉；过滤 加氯水或H2O2 加过量铁粉；过滤 加过量强碱溶液；过滤 加过量强碱溶液，过滤 加CuO，过滤 3Fe2、Fe3的检验方法 考点
12、1 Fe2、Fe3的性质(4)(2016江苏高考)室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3的氧化性比I2的强()(5)(2016上海高考)用NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2()(6)(2015全国卷)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液会观察到有气体生成，溶液呈血红色，说明稀硝酸将Fe氧化为Fe3()(7)(2015广东高考)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液变成血红色，说明Fe2既有氧化性又有还原性()【解析】酸性条件下，NO3 有氧化性，因此首先发生的反应是【答案】B
13、考点2 Fe2、Fe3的检验 3(2017湛江模拟)下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴，溶液呈红色 红砖中含有Fe2O3 B CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4 C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀硫酸酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该Fe(NO3)2试样已经变质 D 向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色 原溶液中含有Fe2【解析】B 项中 CO 还原 Fe2O3 得到单质 Fe，
14、即使有 Fe3O4，其溶于盐酸后产生的 Fe3与 Fe 发生反应：Fe2Fe33Fe2，加入 KSCN 溶液也不显红色，错误；C 项中酸性条件下 NO3 具有强氧化性，而 Fe2具有还原性，两者发生氧化还原反应，有 Fe3生成，遇 KSCN 溶液呈红色，无法证明样品是否变质，错误；D 项中若原溶液中不含有 Fe2，含有 Fe3，也有此现象，错误。【答案】A4(2018上海静安期末)某溶液中可能存在 Fe3、Fe2、I、HCO3、Cl、NO3 六种离子中的几种。进行下列实验：取少量溶液滴加 KSCN 溶液，溶液呈红色；另取少量原溶液滴加盐酸，溶液的棕黄色加深。据此可以推断，该溶液中一定大量存在的
15、离子是()AI BHCO3CClDNO3【解析】由可知溶液中一定含有 Fe3，有 Fe3一定无 I、HCO3；由可知加入盐酸后又生成 Fe3，说明原溶液中含有Fe2和 NO3。【答案】D【易错警示】Fe2、Fe3检验时的两点提醒(1)检验Fe2时，不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可氧化SCN)。(2)Fe3、Fe2、Cl同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2(因Cl能还原酸性KMnO4)，可用K3Fe(CN)6溶液检验Fe2。难点专攻(八)铁及其化合物间的转化关系及应用考点1 Fe、Fe2、Fe3之间的“三角”转化关系 1(201
16、7合肥模拟)在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是()A若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2 B若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，可能含Cu2和Fe3 C若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3和Fe2，一定不含Cu2 D若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2和Fe3【解析】氧化性Fe3Cu2Fe2，加入铁粉后有固体剩余，Fe3一定不存在；若剩余固体全部都是铜，溶液中还可能有Cu2，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是铜和铁，则溶液中不
17、可能有Cu2。【答案】D 2(2018海南海政学校月考)下列中学常见实验现象或表述正确的是()A过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色 B制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁 C检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴即可 DFeO投入稀硫酸和稀硝酸中均得到浅绿色溶液【解析】A项，铁过量，会得到Fe2，滴加KSCN溶液无明显现象；B项，制备氢氧化亚铁，不能搅拌，以防止其被氧化；D项，FeO被硝酸氧化，得到棕黄色溶液。【答案】C【知识
18、归纳】Fe、Fe2、Fe3间的转化关系“铁三角”考点 2“铁三角”关系的应用(一)离子能否大量共存的判断3(2018河南豫南九校联考)下列各离子组能大量共存的是()AFe3、NH4、H、SO24BFe3、Br、Na、ICFe2、AlO2、Na、NO3DFe2、K、Fe(CN)63、NO3【解析】B 项，Fe3与 I反应；C 项，Fe2与 AlO2 因相互促进水解不能大量共存；D 项，Fe2与Fe(CN)63反应生成蓝色沉淀，不能大量共存。【答案】A(二)化学反应中Fe元素价态的判断【解析】【答案】D5(2017山东淄博一模)下列图像是表示铁跟一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的
19、关系，其中正确的是()【解析】反应时首先是2 mol Fe与稀硝酸反应生成2molFe(NO3)3，当硝酸反应完后，2 mol Fe(NO3)3再与1 molFe反应生成3 mol Fe(NO3)2，B正确。【答案】B(三)物质的分离提纯 6(2016安徽宣城模拟)为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2杂质，先加入合适的氧化剂使Fe2氧化为Fe3，下列物质中最好选用()AKMnO4溶液 BH2O2溶液 C氯水DHNO3溶液【解析】选用A、C、D中的物质氧化Fe2，都会引入新的杂质，只有H2O2氧化Fe2时生成Fe3和H2O，不会引入新杂质。【答案】B 7下列除杂的操作不正确的是()AMgCl2溶液中
20、混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 BFeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 CCuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 DCuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2氧化成Fe3，再加入CuO充分反应后过滤【解析】FeCl3 溶液中存在水解平衡：FeCl33H2OFe(OH)33HCl，加入镁与 H反应，使上述平衡右移，使 Fe3转化成Fe(OH)3 而除去，A 正确；加入过量铁粉，FeCl3 与 Fe 反应生成FeCl2 而达到除杂的目的，B 正确；先用 H2O2 将 Fe2氧化成 Fe3，再利用FeCl3的水解，加
21、入的CuO与H反应将Fe3转化成Fe(OH)3而除去，D 正确；C 项中加入 NaOH 溶液，Cu2、Fe3均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。【答案】C【方法总结】混合溶液中Fe3、Fe2的除去方法(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法：向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3的水解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(2)除去Cu2中混有的Fe3的方法：向 混 合 溶 液 中 加 入 CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3的水解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀
22、而除去。(3)除去Mg2中混有的Fe2的方法：先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3。(4)除去Cu2中混有的Fe2的方法：先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3。考点 3“铁三角”转化中有关“量”的计算8(2017辽宁沈阳模拟)铁和氧化铁的混合物共 a mol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到 b mol 氢气，且向反应后的溶液中加入 KSCN 溶液不显红色，则原混合物中铁的物质的量为()A.12(ab)mol B(ab)molC.12(ab)mol D(ab)mol【解析】【答案】
23、A9(2017江西上饶模拟)将a g铁和氧化铁的混合物加入800mL pH1的盐酸中充分反应后，固体无剩余，盐酸全部消耗，放出气体0.224 L(标准状况下)。则下列判断中正确的是()A原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)21 B向溶液中滴入无色的KSCN溶液，显红色 C无法计算出原混合物的质量 D此时溶液中Fe2和Fe3的物质的量之比为31【解析】由于氧化性 Fe3H，所以当产生氢气时，Fe3 已经全部被还原为 Fe2，生成氢气的物质的量0.224 L22.4 L mol10.01 mol，根据反应 Fe2HClFeCl2H2可知，消耗 Fe为 0.01 mol，消耗 HCl 为 0.01
24、mol20.02 mol，则反应 FeFe2O36HCl3FeCl23H2O 消耗 HCl 为 0.8 L0.1 molL10.02 mol0.06 mol，该反应中消耗 Fe 为 0.06 mol160.01 mol，消耗 Fe2O3 的物质的量为 0.06 mol160.01 mol。原混合物中 n(Fe)n(Fe2O3)(0.01 mol0.01 mol)0.01 mol21，A 项正确；反应后溶液中的溶质为 FeCl2，向溶液中滴入无色的 KSCN溶液，不显红色，B 项错误；铁、氧化铁的物质的量已经计算出，可以计算出混合物的质量，C 项错误；此时溶液中已没有 Fe3，D 项错误。【答案】A【方法规律】“守恒法”是中学化学中一种常用的解题方法，它利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解，即找到起始和终止反应时某一特定量的对应关系，建立方程。
