1、第三节 铁及其化合物点面导图考向分析 本节高考重点考查：(1)铁及其化合物的主要性质和应用；(2)Fe2和Fe3的检验。题型以实验、化工流程题为主，为中档题，预测2013年仍会以日常生活、科技生产中涉及的铁的化合物为载体，主要以铁及其重要化合物间的转化关系及应用；Fe2、Fe3的检验和鉴别等角度进行命题考查。一、铁的存在和主要性质银白四四+2、+3磁铁1(判一判)下列说法是否正确(正确的打“”错误的打“”)。(1)铁元素性质活泼，自然界中的铁几乎都是以化合态形式存在，只有在陨石中有游离态的铁元素()(2)过量的铁与氯气反应，不会生成 FeCl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行()(3)Fe
2、 能与盐酸反应放出 H2，则 Fe 也能与硝酸反应放出H2()(4)Al 遇冷浓硫酸会钝化，Fe 遇冷浓硫酸也能钝化()(5)铁能被磁铁吸引，则任何金属都能被磁铁吸引()(6)过量的铁粉与稀硝酸溶液反应的离子方程式为Fe4HNO3=Fe3NO2H2O()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(填一填)向稀HNO3中逐渐加入铁粉至过量，开始铁被氧化为_，最后铁的存在形式为_，由Fe3生成Fe2的离子方程式为_。【答案】Fe(NO3)3或Fe3 Fe(NO3)2或Fe2 2Fe3Fe=3Fe2二、铁的重要化合物1铁的氧化物氧化亚铁(FeO)氧化铁(Fe2O3)四氧化三铁(Fe3O4)俗名铁
3、红磁性氧化铁色态黑色粉末_色粉末黑色晶体铁元素价态_2、3与盐酸反应FeO2H=Fe2H2O_Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O红棕23Fe2O36H=2Fe33H2O2.铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3色态_色固体_色固体与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2O_受热分解2Fe(OH)3=Fe2O33H2O白红褐Fe(OH)33H=Fe33H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应_二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成_色，最后变成红褐色，反应方程式为_Fe33OH=F
4、e(OH)3 灰绿4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)33.亚铁盐与铁盐(1)亚铁盐含有Fe2的溶液呈_色，Fe2既有_性，又有_性，Fe2与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为：ZnFe2=Zn2Fe，_(2)铁盐氧化性含有Fe3的溶液呈_色，Fe3具有氧化性，Fe3与Fe、Cu 反 应 的 离 子 方 程 式 分 别 为：2Fe3 Fe=3Fe2 ，_特性含有Fe3的盐溶液遇到KSCN溶液时变成_色。浅绿氧化还原棕黄红2Fe2Cl2=2Fe32Cl。2Fe3Cu=2Fe2Cu2。3(想一想)Fe3O4中2价与3价的Fe的物质的量之比是多少？Fe3O4与足量HNO3反应能生成2种盐吗？
5、为什么？【答案】12 不能生成2种盐，因为HNO3能氧化Fe2，只能生成Fe3的盐。4(判一判)下列说法是否正确(用“”或“”填写)。(1)铁与H2O(g)反应的产物是黑色的Fe2O3和H2()(2)氧化亚铁与酸反应的产物均是亚铁盐()(3)将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，可以看到稳定的白色沉淀()(4)Fe3O4、CuO、FeO、CuS均为黑色固体()(5)FeCl2溶液保存时加Fe粉的目的是防止Fe2被还原()(6)FeCl2溶液中加入KSCN溶液不变红，加入氯水后溶液变红色()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)1.“铁三角”中的转化关系“铁三角”转化及其主要应用2重要应用(
6、1)判断离子共存Fe2、Fe3均水解，与HCO、AlO、CO等相互促进水解而不能大量共存。Fe2与NO(H)、ClO、MnO(H)，Fe3与S2、I、HS、SO在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。(2)除杂方法Fe2(Fe3)：加过量铁粉过滤FeCl3(FeCl2)：加氯水FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤(3)盐溶液的配制与保存(1)Fe2具有较强的还原性，Fe3水解能力强，实际上pH4时，Fe3几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。(2)欲除去某溶液中含有的Fe2杂质时，一般先向溶液中加入氧化剂(如H2O2)，使
7、Fe2被氧化为Fe3，然后加碱或盐调节pH，使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀除去根据下列转化关系，回答有关问题。(1)淡绿色溶液D主要成分的化学式为_，试剂1是_。(2)下列物质不能作为试剂2的是_(填字母)。aCl2 b新制氯水 c浓硫酸 dS e硝酸(3)固 体 A 溶 于 稀 盐 酸 的 化 学 方 程 式 为_。(4)溶 液 C 到 溶 液 F 红 色 加 深 的 原 因 是_。【答案】(1)FeCl2 KSCN溶液(2)d(3)Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O(4)溶液中的Fe2被氧化剂氧化成Fe3，使Fe3浓度增大，从而使红色加深1(2012太原期末)含1 mol
8、 HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应，所得氧化产物与铁粉物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断正确的是()A曲线a表示Fe2，曲线b表示Fe3BP点时总反应的离子方程式可表示为5Fe16H 4NO=3Fe22Fe34NO8H2OCn20.25Dn3n132【解析】溶液中硝酸的量一定，当铁粉少量时，铁粉的氧化产物为Fe(NO3)3，体现在图像上即为曲线a，至Q点时，HNO3反应完全，继续加铁粉发生反应Fe2Fe3=3Fe2，故曲线b表示氧化产物Fe(NO3)2，A错。P点时，溶液中n(Fe2)n(Fe3)11，由此可判断出选项B中的离子方程式是错误的，正确的离
9、子方程式应为6Fe20H5NO=3Fe23Fe35NO10H2O，根据离子方程式计算可得n20.3，C错。设n1为x，根据铁元素守恒，溶液中含Fe3x mol，后续发生反应Fe2Fe3=3Fe2，可知又消耗铁x/2 mol，由此可得n3n132，D正确。【答案】D1.直接观察颜色Fe3的溶液呈棕黄色，Fe2的溶液呈浅绿色。2利用显色反应Fe2和Fe3的检验和鉴别3利用铁化合物沉淀的颜色有关反应式：Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3Fe33OH=Fe(OH)34利用Fe3的氧化性有关离子反应式：2Fe32I=2Fe2I25利用Fe2的还原性有关离子反应式：
10、5Fe2MnO4 8H=5Fe3Mn24H2O证明溶液中既有Fe2又有Fe3的方法：证明Fe3用KSCN溶液检验；证明Fe2用酸性KMnO4溶液检验。(2012湛江一中高三质检)某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色，一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为3价的结论。(1)请 指 出 该 结 论 是 否 合 理，并 说 明 理 由：_。(2)请完成对铁元素价态的探究。限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 molL1H2SO4、3%H2O2、6 m
11、olL1 HNO3、0.01 molL1 KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 molL1 KI、20%KSCN、蒸馏水。提出合理假设假设1：催化剂中铁元素的价态为3价；假设2：催化剂中铁元素的价态为2价；假设3：_。根据假设，按下表格式中实验操作填写有关问题实验操作预期现象与结论步骤1：用滴管取一定量3 molL1H2SO4于试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中的_步骤2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入适量除氧的3 molL1H2SO4并加热，充分反应后得A溶液固体_，溶液有颜色步骤3：取少许A溶液于试管中，滴加12滴_，振荡a.若溶液不呈红色，则_成立b.若溶液呈红色，则_成立步骤4：
12、另取少许A溶液于试管中，滴加12滴_，振荡结合步骤3中的b：c.若溶液呈紫红色，则_成立d.若溶液紫红色褪去，则_成立【精讲精析】根据HNO3具有强氧化性，能将Fe2氧化为Fe3，对铁的氧化物中铁元素价态提出全为2价或全为3价或2价和3价共存三种假设。实验过程：可用稀硫酸溶解铁的氧化物(要除去稀硫酸中溶解的O2)，根据溶液颜色变化，推测铁元素可能的化合价，然后取少量上述溶液，滴加酸性KMnO4溶液，根据KMnO4溶液是否褪色，确定是否存在2价铁元素；另取少量溶液，滴加KSCN溶液，根据溶液是否变红色，确定是否存在3价铁元素。【答案】(1)该结论不合理。稀硝酸有强氧化性，若该铁元素的价态为2价，
13、则被氧化为3价，同样可使KSCN溶液变红色(2)催化剂中铁元素的价态既有3价，也有2价步骤1：氧气(O2)步骤2：溶解步骤3：KSCN溶液 a假设2 b假设1或假设3步骤4：KMnO4溶液 c假设1 d假设32(2012宝安、南海、仲元中学、潮阳、中山一中、普宁二中联考)正三价铁元素有一定的氧化性，FeCl3溶液吸收一定量SO2后溶液颜色发生变化。(1)反应的离子方程式为_。(2)除H、OH、H2O外，溶液中一定含有的微粒有_。(填编号)AFe2 BFe3 CCl DSO EH2SO3(3)对还不能确定的粒子存在情况提出合理的假设：假设1：只存在Fe3；假设2：只存在_；假设3：_。(4)设计
14、实验方案，进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 molL1 H2SO4、1 molL1 NaOH、0.01 molL1KMnO4、20%KSCN、3%H2O2、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液、品红溶液。实验步骤预期现象和结论步骤1：步骤2：【解析】(1)Fe3能把SO2氧化为SO；(2)FeCl3溶液吸收SO2后颜色发生变化，说明Fe3不能大量存在，在强酸环境中H2SO3不能大量存在，但肯定Fe2、Cl、SO；(3)Fe3和H2SO3不能共存，所以假设3只能是二者都不存在；(4)Fe3可用KSCN溶液检验，H2SO3可用品红溶液检验，但是绝不能用KMnO4溶液，因为溶液中有F
15、e2【答案】(1)2Fe3SO22H2O=2Fe24HSO(2)ACD(3)H2SO3 既不存在Fe3，也不存在H2SO3(4)实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量溶液于试管A中，滴加23滴20%KSCN溶液。(1)若溶液变血红色，则假设1成立；(2)若溶液不变血红色，则假设2或3成立。步骤2：另取少量溶液于试管B中，滴加23滴品红溶液。(1)若溶液红色褪去，则假设2成立；(2)若溶液呈红色，结合步骤1中(2)，则假设3成立。3.(2012广州高三一模)下列说法正确的是()AFe在一定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3BFe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液显红色CFeCl2溶液蒸
16、干灼烧后得到FeCl2固体DFeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体【解析】A项Fe在高温下与水蒸气反应生成H2和Fe3O4。B项Fe3O4溶于盐酸生成FeCl3和FeCl2的混合液，滴入KSCN溶液呈红色。C项FeCl2溶液蒸干灼烧后得到Fe2O3。D项FeCl3饱和溶液滴入沸水中可制备Fe(OH)3胶体。【答案】B实验探究氢氧化亚铁的实验室制备【探究】Fe(OH)2的还原性很强，极不稳定，很容易被空气中的O2氧化而变为Fe(OH)3，反应方程式为_。探究：防止生成的Fe(OH)2被氧化的措施(1)使用新配制的FeSO4和NaOH溶液。(2)把配制溶液用的蒸馏水事先加热煮
17、沸一下，除去溶液中溶解的_。(3)加入NaOH溶液所用的胶头滴管尖端插入FeSO4溶液液面以下。(4)如果在试管中FeSO4溶液的液面上，预先注入一层_，则生成的Fe(OH)2保存时间会更长一些。【提示】4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)O2(4)植物油或煤油 由于Fe(OH)2易被空气中的O2氧化，某同学采用如图所示装置，在装置中用NaOH溶液、铁屑和稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。(1)在锥形瓶A中应加入的试剂是_。(2)在锥形瓶B中应加入的试剂是_。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在A和B中加入试剂，打开止水夹，塞紧后的实验步骤是_。(4)这样生成的Fe(O
18、H)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。(5)反应后，若拔掉B中的塞子，向溶液中通入空气，现象是_，其反应的方程式为_。【精讲精析】锥形瓶B是开口式，无法用产生的气体将试管压入A中，所以制取FeSO4应放在锥形瓶A中，而在B中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入锥形瓶A后，产生的H2可以从锥形瓶A的支管处排出，从而排尽锥形瓶A内空气。再经过止水夹通入B中，排尽B内空气。然后关闭止水夹C，A内产生的H2无法逸出，造成管内压强增大，将A内FeSO4溶液通过长导管压入B内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中O2的氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。【答案】(1)稀
19、H2SO4和铁屑(2)NaOH溶液(3)检验B出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹(4)锥形瓶A中反应生成的H2充满了锥形瓶A和锥形瓶B，且外界O2不易进入(5)白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3答题规范品味高考评分细则，提高答题得分能力考题实录(2010山东高考)聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO47H2O)过程如下：(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是看是否褪色。
20、(2)实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为aDECBf，装置D的作用是收集气体，装置E中NaOH溶液的作用是吸收尾气。(3)制备绿矾时，向溶液X中加入过量H2SO4，充分反应后，经过滤操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。(4)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为把pH试纸伸到溶液Z中。若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏低。答题规范指导 1.以下三种答案同样给分：(1)将气体通入品红溶液，溶液褪色；(2)将气体通入高锰酸钾溶液，溶液褪色；(3)将气体通入溴水溶液，溶液褪色。不给分的情
21、况：品红倒入；看是否褪色；出现错字等。2.第一空大写字母不得分；第二空防止回流、防倒流、防止氢氧化钠回流、安全瓶等都得分，但有错别字不得分；第三空吸收SO2、除去SO2、防止SO2污染空气、与SO2反应、中和SO2等都给分，但必须写出SO2字样，否则不得分，如吸收尾气、除尾气、防止污染等都不给分。3.只要出现Fe就有分，加入硫酸和铁不得分；“过滤”写错别字不得分。4.玻璃棒可写成胶头滴管或玻棒，润湿的pH试纸不得分，必须有“与标准比色卡对照”字眼。规范答案 (1)将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原色(2)d e c b 防止倒吸 吸收多余的SO2，防止污染空气(3)铁屑 过滤(4)将一小
22、片pH试纸放在点滴板(或表面皿)上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，变色稳定后再与标准比色卡对照 低(小)高考题组一 铁及其化合物的主要性质1(2011高考题组合)下列说法是否正确(填“”或“”)。(1)常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，所以Cl2不与铁反应(江苏高考)()(2)硫化亚铁溶于稀HNO3中反应的离子方程式为FeS2H=Fe2H2S(新课标高考)()(3)Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同(重庆高考)()【解析】(1)Cl2与 Fe 反应需点燃或加热，常温下不反应；(2)Fe2、H2S 能被足量 HNO3氧化；(3)FeCl2 FeCl3，FeHCl FeCl2。【答案】(1
23、)(2)(3)2下列说法正确的是()A向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时间后过滤，目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3(2010江苏高考)B相同条件下，溶液中Fe3、Cu2、Zn2的氧化性依次减弱(2010江苏高考)C铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2OD向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)22H=Fe22H2O(2010四川高考)【解析】C项，溶液变为浅绿色；D项，Fe2被HNO3氧化为Fe3。【答案】AB3(2010全国高考)能正确表示下列反应的离子方程式是()A将铁粉加入稀硫酸中：2Fe6H=2Fe33H
24、2B将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O48H=3Fe34H2OC将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe24HNO3=Fe32H2ONOD将铜屑加入 Fe3溶液中：2Fe3Cu=2Fe2Cu2【解析】A项，应生成Fe2；B项，产物应还有Fe2；C项，电荷不守恒。【答案】D高考题组二 铁及其化合物的实验及综合题4下列说法是否正确，不正确的说明理由。(1)取少量溶液X，向其中加入适量新制氯水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明X溶液中一定含有Fe2(2011江苏高考)(2)向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到红棕色气体，说明HNO3分解成了NO2(2011四川高考)(3)过量的F
25、e粉中加入HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈红色，说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3(2011安徽高考)【答案】(1)、(2)、(3)均不正确。(1)若不含Fe2而含Fe3，加氯水再加KSCN溶液，溶液仍变红。(2)加入稀H2SO4，相当有了HNO3，被Fe2还原为NO，在管口遇空气变为红棕色NO2。(3)过量Fe与HNO3反应不能生成Fe3，滴入KSCN溶液不呈红色。5(2010海南高考)AG各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。请回答下列问题：(1)物质C和E的名称分别为_、_；(2)可选用不同的A进行反应，若能在常温下进行，其化学方程式为_；若只能在加热情况下进行，则反应
26、物A应为_；(3)反应的化学方程式为_；(4)新配制的F溶液应加入_以防止其转化为G。检验G溶 液 中 阳 离 子 的 常 用 试 剂 是 _，实 验 现 象 为_。【解析】因为铁在氧气中燃烧生成Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2，铁与氯气反应生成FeCl3，所以B为O2、C为浓盐酸、G为FeCl3、F为FeCl2、E为Fe3O4；(1)二氧化锰与稀盐酸不反应，所以C的名称应为浓盐酸；(2)KClO3在MnO2作催化剂的条件下，加热分解生成O2，H2O2在MnO2作催化剂条件下，常温下分解生成O2；(4)因为2Fe3Fe=3Fe2，所以向Fe2溶液中加入铁屑，防止Fe2被氧化。【答案】(1)浓盐酸 四氧化三铁(2)2H2O2=催化剂 2H2OO2 KClO3(3)4HCl(浓)MnO2=MnCl2Cl22H2O(4)铁屑 KSCN(或 NH4SCN)溶液 加入 KSCN 溶液后溶液呈红色 课时知能训练