1、第3节铁及其化合物了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。来源:Zxxk.Com一、铁1与非金属反应（1）与O2：常温下Fe易生锈，铁锈的主要成分为_；点燃条件下反应的化学方程式为_。（2）与S反应的化学方程式为_。（3）与Cl2反应的化学方程式为_。2与H2O反应3Fe4H2O（g）_。3与酸反应（1）非氧化性酸反应的化学方程式为（如稀硫酸）_。（2）氧化性酸与过量稀硝酸反应的化学方程式：_。与少量稀硝酸反应的化学方程式：3Fe8HNO3（稀）=3Fe（NO3）24H2O2NO。常温下遇浓硫酸、浓硝酸发生_。4与盐溶液反应（1）与CuSO4溶液反应的化学方程式：_。（2）与FeCl3溶液反应
2、的化学方程式：_。即时训练1 铁有2、3价两种价态，单质铁与_（填下列编号，下同）反应时只生成3价铁；与_反应时生成2价铁；与_反应时既生成2价铁也生成3价铁。所选试剂：Cl2O2H2OS盐酸稀硝酸（足量）稀硫酸CuSO4溶液FeCl3溶液特别提示：铁是中学阶段唯一系统学习的变价金属元素，也是目前使用最广泛的金属，在自然界中含量仅次于铝，所以是常考的知识点。我们在复习时，不仅要抓住铁的价态，而且还要注意铁的特殊性，如钝化。二、铁的化合物1铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗称铁红磁性氧化铁色态黑色固体红棕色固体黑色晶体铁的价态232、3水溶性来源:学*科*网Z*X*X*K不溶不溶不溶与盐酸反应
3、来源:Zxxk.ComFe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O与CO反应2铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式颜色状态受热分解制备离子方程式与盐酸反应的离子方程式二者的关系空气中，_沉淀Fe（OH）2迅速转变为_色，最后变成_色，发生反应的化学方程式为_3Fe2和Fe3的相互转化Fe2Fe3写出上述转化的离子方程式：_；_；_。即时训练2氧化亚铁溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述白色沉淀和残渣分别是（）。AFe（OH）3Fe2O3BFe（OH）2Fe2O3CFe（OH）2Fe（OH）3DF
4、e（OH）2Fe3O4三、Fe3的鉴别向含有Fe3的盐溶液中滴加_溶液，溶液显_色。即时训练3下列物质充分反应后，滴入KSCN溶液，显红色的是（）。AFeOHCl（溶液）B过量铁稀硫酸CFeCl2（溶液）Cl2 DFeCuSO4（溶液）一、“铁三角”的转化关系及应用1转化关系2在除杂方面的应用主要成分杂质除杂方法FeCl3FeCl2加氯水或H2O2FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤3.在离子共存方面的应用（1）Fe2与NO（H）、ClO、MnO不能大量共存。来源:Zxxk.Com（2）Fe与S2、I、SO不能大量共存。4在盐溶液的配制、保存方面的应用（1）
5、含Fe2的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2被氧化。加少量相应的酸，抑制Fe2水解。（2）含Fe3的盐溶液：加少量相应的酸，抑制Fe3水解。【例11】 某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3、Cu2、Au3等离子。有人设计了下图的工艺流程，利用常见的稀硫酸、稀硝酸、烧碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。填写下面空白。（1）图中标号处需加入的相应物质分别是：_、_、_、_、_。（2）写出处发生反应的离子方程式：_；写出处发生反应的化学方程式：_。（3）铁红的化学式为_；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红_；氧化铜_。【例12】 下列物质反应后一定有3价铁
6、生成的是_。铁与过量的硫加热时反应过量的铁与氯气加热时发生反应铁与过量稀硫酸反应后，再加入KNO3Fe（NO3）2溶液中加入少量盐酸过量铁与稀硝酸反应Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中铁丝在纯氧中燃烧二、Fe2、Fe3的鉴别方法1直接观察颜色含Fe3的溶液呈黄色，含Fe2的溶液呈浅绿色。2利用显色反应3利用铁化合物沉淀的颜色有关反应离子方程式：Fe22OH=Fe（OH）24Fe（OH）22H2OO2=4Fe（OH）3Fe33OH=Fe（OH）34利用Fe3的氧化性（1）有关离子反应方程式：2Fe3Cu=2Fe2Cu2（2）有关离子反应方程式：2Fe32I=2Fe2I25利用Fe2的还原性（1）
7、有关离子反应方程式：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O（2）有关离子反应方程式：2Fe2Br2=2Fe32Br注意：Fe3的检验方法很多，但在没有特殊要求的条件下，最好选择KSCN溶液，因为此法最灵敏。检验Fe2的最好方法：加KSCN溶液（无明显现象），然后加氯水（溶液变红色）。检验Fe3中是否还有Fe2的最好方法：加高锰酸钾酸性溶液（溶液是否褪色）。来源:学科网ZXXK【例21】 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。
8、（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 molL1 H2SO4、3% H2O2、6 molL1 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：_。设计实验方案证明你的假设（此题不作答）实验过程根据的实验方案，进行实验。按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：【例22】（2012上海静安一
9、模）某溶液中可能存在Fe3、Fe2、I、HCO、Cl、NO六种离子中的几种。现进行下列实验：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，该溶液中肯定不存在的离子是（）。AI、HCOBFe2、HCO、NOCI、HCO、ClDFe3、I、HCOFe（OH）2的制备因Fe（OH）2在空气中易被氧化，4Fe（OH）2O22H2O=4Fe（OH）3，故Fe（OH）2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟。在实验室制取Fe（OH）2时，一定要用新制的亚铁盐和先加热驱赶掉O2的NaOH溶液，且滴管末端要插入试管内的液面以下，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴
10、加植物油或苯等物质进行液封，以减少Fe（OH）2与O2的接触。关于Fe（OH）2制备的方法很多，核心问题有两点：一是溶液中的溶解氧必须除去；二是反应过程必须与O2隔绝。【实验典例】 如图所示，此装置可用来制取和观察Fe（OH）2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 molL1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：（1）B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是_。A中反应的离子方程式是_。（2）实验开始时先将活塞a_（填“打开”或“关闭”）。（3）简述生成Fe（OH）2的操作过程_。（4）实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为_。（5）下列各图示中_
11、能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀。1（高考集萃）下列叙述中不正确的是_。A（2012天津理综）Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3B（2012重庆理综）Fe与S混合加热生成FeS2C（2012浙江理综）在“硫酸亚铁铵的制备”实验中，为了得到硫酸亚铁铵晶体，应小火加热蒸发皿，直到有大量晶体析出时停止加热D（2012江苏化学）FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路E（2012广东理综）1 mol Fe与过量的稀硝酸反应，转移2NA个电子F（2012广东理综）Fe3有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收旧电路板中的铜2含有Cu（NO3）2、Zn（NO3）2、Fe（NO3）3、
12、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3，同时析出0.1 mol Ag，下列结论错误的是（）。A溶液质量减轻BFe3的氧化性强于Cu2C溶液中Cu2与Fe2的物质的量比为11D1 mol Fe可还原2 mol Fe33（2012湖南四市联考）含有1 mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应，所得氧化产物a、b与铁粉物质的量关系如图所示。下列有关判断正确的是（）。Aa是Fe（NO3）2曲线Bn10.375Cp0.20Dn20.304下列说法中正确的是（）。A硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液在空气中久置后均会变质B用适量铜粉除去CuC
13、l2溶液中少量的FeCl3CAl与S直接化合可以得到Al2S3，Fe与S直接化合也可以得到Fe2S3DFe2O3分别与浓硝酸和稀硝酸反应，二者产物不同5（1）（2012课标全国理综）在实验室中，FeCl2可用铁粉和_反应制备，FeCl3可用铁粉和_反应制备；（2）（2012海南化学）在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。已知：KspFe（OH）34.01038回答下列问题：FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为_；过程加入铁屑的主要作用是_，分
14、离得到固体的主要成分是_，从固体中分离出铜需采用的方法是_；过程中发生反应的化学方程式为_；过程中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为_ _。（列式计算）参考答案基础梳理整合一、1.(1)Fe2O33Fe2O2Fe3O4(2)FeS,FeS(3)2Fe3Cl22FeCl32Fe3O44H23(1)FeH2SO4=FeSO4H2(2)Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)32H2ONO钝化4(1)FeCuSO4=FeSO4Cu(2)2FeCl3Fe=3FeCl2即时训练1答案：二、1.FeO2HCl=FeCl2H2OFe2O36HCl=2FeCl33H2OFeOCOFeCO2Fe2O33CO2Fe3
15、CO2Fe3O44CO3Fe4CO22Fe(OH)2Fe(OH)3白色絮状红褐色固体2Fe(OH)3Fe2O33H2OFe22OH=Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)3Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O白色灰绿红褐4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)332Fe2Cl2=2Fe32ClFe2Fe3=3Fe2Cu2Fe3=2Fe2Cu2即时训练2B三、KSCN红即时训练3C核心归纳突破【例11】 答案：(1)铁屑稀硫酸稀硝酸氢氧化钠氢氧化钠(2)Fe2H=Fe2H2；2Fe3Fe=3Fe2；Cu2Fe=CuFe2；2Au33Fe=2Au3Fe23Cu
16、8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)Fe2O3用作红色涂料用作制造铜盐的原料解析：由氧化铜可知D为Cu(OH)2，所以为氢氧化钠；同理，由铁红可知为氢氧化钠；C含Cu2、E含Fe2，是稀硫酸，除去沉淀A中过量的Fe；是铁屑，可还原废水中的Cu2、Au3。B为Cu、Au混合物，加入稀硝酸溶解铜。【例12】 答案：解析：生成FeS；不论铁粉是否过量，与氯气反应均生成FeCl3；铁与稀硫酸生成Fe2，硫酸过量溶液显酸性，NO把Fe2氧化为Fe3；铁与稀硝酸生成Fe3，但过量的铁最终把Fe3全部还原成Fe2；当Fe过量时，最终溶液中只含Fe2；生成Fe3O4。【例21】 答案：(1
17、)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，则被氧化为3价，同样使溶液变红色(2)催化剂中铁元素的价态既有3价，也有2价实验操作预期现象与结论步骤1：用滴管取一定量3 molL1 H2SO4放入试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中的氧气步骤2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入适量除氧后的3 molL1 H2SO4并加热，充分反应后得A溶液固体溶解，溶液颜色有变化步骤3：取少许A溶液于试管中，滴加12滴20%KSCN溶液，振荡(1)若溶液不呈红色，则假设2成立(2)若溶液呈红色，则假设1或假设3成立步骤4：另取少许A溶液于试管中，滴加12滴0.01 molL1 KMnO4溶液，
18、振荡结合步骤3中的(2)：(1)若溶液呈紫红色，则假设1成立(2)若溶液紫红色褪去，则假设3成立解析：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。【例22】 A解析：由可知溶液中一定含有Fe3，有Fe3一定无I和HCO；由棕黄色加深可知溶液中Fe2
19、被氧化为Fe3，所以一定含有NO，可能含有Cl。实验探究拓展实验典例答案：(1)铁屑Fe2H=Fe2H2(2)打开(3)关闭活塞a，使FeSO4溶液压入B中进行反应(4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(5)解析：Fe2H=Fe2H2，产生的H2将Fe2压入B中，Fe22OH=Fe(OH)2；Fe(OH)2在空气中很容易被氧化，即4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。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，并使整个装置与空气或氧气隔绝。演练巩固提升1ABCE解析：A选项，只能生成FeCl3，错误；B选项，生成FeS，错误；C选项，在加热过程中F
20、e2易被空气中的氧气氧化，且硫酸亚铁铵可能分解等，应该用冷却结晶的方法，错误；E选项，由于硝酸过量，1 mol Fe转移3 mol电子，错误。2C解析：由溶液析出0.1 mol Ag，溶解0.1 mol铁粉可知溶液质量减轻；依信息可知只有Ag析出，Cu2没有参加反应，Ag全部被铁还原，发生2AgFe=2AgFe2，消耗Fe为0.05 mol，生成0.05 mol Fe2；溶液中不含Fe3，余下的0.05 mol Fe恰好完全发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，生成0.15 mol Fe2；溶液中的Cu2与Fe2的物质的量比为12。3D解析：一开始硝酸过量发生的反应为Fe4HNO3(稀)=Fe(N
21、O3)3NO2H2O，所以qn10.25、a是生成Fe(NO3)3曲线，n1时生成n(Fe3)0.25 mol，然后发生2Fe3Fe=3Fe2，b为生成Fe(NO3)2曲线，p点Fe3、Fe2物质的量相等，设n2时与Fe3反应的n(Fe)为x，2Fe3Fe=3Fe22x x 3x025 mol2x3x，x0.05 mol，所以p0.15、n20.250.050.30，D选项正确。4A解析：A选项，硫酸亚铁会被空气中的氧气氧化，氢氧化钠会与空气中的CO2反应，正确；B选项，FeCl3与Cu反应生成杂质FeCl2，错误；C选项，Fe与S反应生成FeS，错误；D选项，均生成Fe(NO3)3和H2O，错误。5答案：(1)盐酸Cl2(2)2Fe3Cu=2Fe2Cu2回收铜Cu和Fe加足量盐酸反应后过滤FeCl2Ca(OH)2=Fe(OH)2CaCl24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3c(Fe3) molL14.01011 molL1解析：(2)先置换出铜，铁过量，固体为铁与铜的混合物，再分离铜应加入足量盐酸后过滤；步骤是亚铁离子生成Fe(OH)2，鼓入空气转化成Fe(OH)3；(4)由KspFe(OH)3c(Fe3)c(OH)3，c(OH)KW/c(H)，可求c(Fe3)。