1、专题十五铁、铜及其化合物金属资源考纲展示命题探究1铁的单质(1)铁的位置、结构、化合价周期表中的位置：第四周期第族；原子结构示意图：。在参加化学反应时，铁易失去最外层上的2个电子，有时它还失去次外层上的一个电子，所以铁有2、3两种价态，且3价稳定。(2)铁的物理性质和存在形式纯净的铁是银白色的金属，铁的熔点较高。当含有碳和其他元素时，熔点将降低，导电性比铜、铝差。铁能被磁铁吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性。重要的铁矿石有(填化学式)：赤铁矿Fe2O3，磁铁矿Fe3O4，褐铁矿2Fe2O33H2O，菱铁矿FeCO3。(3)铁的化学性质学霸巧学卡铁与不同氧化剂反应的化合价分析(1)铁分别与氯
2、气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是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。2铁的氧化物和氢氧化物(1)铁的氧化物学霸巧学卡Fe3O4的组成特点(1)Fe3O4的组成可理解为FeOFe2O3，与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)反应时生成Fe2和Fe3；与氧化性酸(如HNO3)反应时生成Fe3；与还原性酸(如HI)反应时生成Fe2。(2)配制FeSO4溶液时加入稀硫酸抑制Fe2的水解
3、，加入铁粉防止Fe2被氧化。(2)铁的氢氧化物学霸巧学卡(1)Fe(OH)2与强氧化性酸(如稀硝酸、浓硫酸)反应时，要注意发生的是氧化还原反应，而不是复分解反应。(2)Fe(OH)2在空气中加热得到的是Fe2O3：4Fe(OH)2O22Fe2O34H2O。3铁盐和亚铁盐(1)亚铁盐含有Fe2的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。氧化性：Fe2与Zn反应的离子方程式：ZnFe2=FeZn2。还原性：Fe2与Cl2反应的离子方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。特性：含有Fe2的盐溶液遇K3Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀。(2)铁盐含Fe3的溶液呈黄色，Fe3具有较强的氧化性。氧化性：aFe3
4、与Cu反应的离子方程式：2Fe3Cu=Cu22Fe2。bFe3与I反应的离子方程式：2Fe32I=2Fe2I2。特性：含有Fe3的盐溶液遇KSCN溶液变成红色。(3)Fe2与Fe3的相互转化用离子方程式实现下列转化：Fe2Fe32Fe2Cl2=2Fe32Cl；3Fe24HNO=3Fe32H2ONO；2Fe2H2O22H=2Fe32H2O；5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O；2Fe3Fe=3Fe2；Cu2Fe3=Cu22Fe2；2Fe3H2S=2Fe2S2H。(4)Fe2与Fe3的鉴别方法直接观察颜色Fe2溶液呈浅绿色，Fe3溶液呈棕黄色。利用显色反应(形成配离子)a.b.利用氢氧化物沉
5、淀的颜色利用Fe3的氧化性a.b.c.利用Fe2的还原性a.b.学霸巧学卡高中化学中其他重要的铁盐(1)绿矾(FeSO47H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。(2)高铁酸钾( K2FeO4)：深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂或高能电池。(3)铁铵矾NH4Fe(SO4)212H2O：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。(4)赤血盐K3Fe(CN)6：红色晶体，易溶于水，常用于检验Fe2，生成蓝色沉淀。1.思维辨析(1)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。()(2)将试管中铁粉与水蒸气加热，试管中肥皂水冒泡，说明铁与水蒸气在加热条件下
6、发生了反应。()(3)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的原理是FeCl3能从含Cu2的溶液中置换出铜。()(4)(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2：Fe22OH=Fe(OH)2。()(5)向硫酸亚铁溶液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。()(6)Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A赤铁矿的主要成分是Fe3O4B铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
7、DFe3遇KSCN产生红色沉淀答案C解析赤铁矿的主要成分是Fe2O3，A错；Fe与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，B错；Fe3遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀生成，D错。考法综述本考点主要考查铁及其化合物的相关化学反应，包括实验现象、生成物种类以及各物质的量的关系，除了需要熟练掌握铁及其化合物之间相互转化的化学方程式、离子方程式和实验现象外，还需对它们进行适当的归纳整理，梳理关系。命题法1铁与稀硝酸反应的有关计算典例1 向200 mL某浓度的硝酸溶液中投入2.8 g铁粉，结果铁粉全部溶解，同时得到1.12 L(标准状况)气体，并测得反应后溶液的pH1。若反应前后溶液的体积变化忽略
8、不计，则下列有关判断中不正确的是 ()A反应前c(HNO3)1.0 molL1B1.12 L气体全部是NOC反应后溶液中c(NO)0.85 molL1D反应后的溶液最多还能溶解1.82 g铁粉解析溶液的pH1，说明HNO3有剩余，Fe完全反应生成Fe(NO3)3，根据N原子守恒可知，与Fe3结合的NO物质的量0.15 mol，氮的氧化物的物质的量0.05 mol，剩余硝酸的物质的量0.2 L0.1 molL10.02 mol。开始时硝酸的物质的量0.15 mol0.05 mol0.02 mol0.22 mol，c(HNO3)1.1 molL1，A错误；稀硝酸与Fe反应生成NO，B正确；反应后c
9、(NO)0.85 molL1，C正确；铁过量生成Fe(NO3)2,3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O，n(Fe)0.0825 mol，即还可溶解铁的质量0.0825 mol56 gmol12.8 g1.82 g，D正确。答案A【解题法】数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式：HNO3过量：Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O；Fe过量：Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2；两者相加得总方程式：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O，可以用数轴表示：解题时需注意量的范围。即：，产物仅有Fe
10、(NO3)3，HNO3可能有剩余；，产物仅有Fe(NO3)2，Fe可能有剩余；K2K3bd调节溶液的pH(4)1820解析(1)氯化铁水解生成的氢氧化铁胶体，具有吸附作用，可吸附水中的杂质，起到净水作用。氯化铁溶液腐蚀钢铁，原因之一是Fe3能与Fe反应，生成Fe2。(2)酸性FeCl2废液中，由电荷守恒：2c(Fe2)3c(Fe3)c(H)c(OH)c(Cl)，忽略溶液中c(OH)，并将已知数据代入上式解得c(H)0.01 molL1，故溶液的pH约为2。依据电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可完成方程式配平。(3)盐类的逐级水解程度依次减弱，故K1K2K3。盐类的水解反应是吸热反应，降温，水解平衡逆向移动，a错误。加水稀释促进水解，b正确。NH4Cl水解呈酸性，故加入NH4Cl，平衡逆向移动，而NaHCO3水解呈碱性可使平衡正向移动，故c错误，d正确。在室温下，使上述平衡正向移动的关键条件是溶液的pH。(4)“浑浊度”的去除率越大，净化效果越好，此时聚合氯化铁的最佳浓度为18 mgL1；“还原性物质”的去除率越大，净化效果越好，此时聚合氯化铁的最佳浓度为20 mgL1。综合考虑，投放聚合氯化铁的最佳范围是1820 mgL1。
