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1、第11讲铁及其重要化合物考点一铁及其重要化合物 知识梳理一、铁元素及其结构1铁位于周期表中第四周期族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。2原子结构二、铁单质1物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽，具有导电性、导热性和延展性，具有能被磁铁吸引的特征。2化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为2价和3价。(1)与非金属单质反应与O2反应常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3xH2O。点燃(化学方程式)：3Fe2O2Fe3O4。与Cl2反应(化学方程式)：2Fe3Cl22FeCl3。与S反应(化学方程式)：FeSFeS。(2
2、)与水反应常温下铁与水不反应，高温下与水蒸气反应(化学方程式)：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。(3)与酸反应与非氧化性酸反应(离子方程式)：Fe2H=Fe2H2。与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。aFe与过量稀HNO3反应(离子方程式)：FeNO4H=Fe3NO2H2O；bFe与少量稀HNO3反应(离子方程式)：3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O。(4)与盐溶液反应与CuSO4溶液反应(离子方程式)：FeCu2=Fe2Cu。与FeCl3溶液反应(离子方程式)：Fe2Fe3=3Fe2。三、铁的氧化物四、铁的氢氧化
3、物五、亚铁盐1氧化性和还原性含有Fe2的溶液呈浅绿色，Fe2处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H)等均表现还原性。Fe2的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。2可水解Fe(OH)2是弱碱，含Fe2的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2的水解，加少量铁粉防止Fe2被氧化。六、铁盐1氧化性含有Fe3的溶液呈黄色，Fe3处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现氧化性。(1)Fe3与S2、I、HS、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。(2)Fe3可腐蚀印刷
4、电路板上的铜箔，反应的离子方程式为Cu2Fe3=Cu22Fe2。2易水解Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。(1)利用Fe3易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl。(2)利用Fe3易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子。(3)利用Fe3易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。(4)Fe3与HCO、AlO、CO、ClO等水解呈碱性的离子不能大量共存。自主检测1判断正误(正确的打
5、“”，错误的打“”)。(1)(2019高考全国卷，10D)向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后溶液黄色逐渐消失，加1滴KSCN溶液，溶液颜色不变。()(2)(2018高考全国卷，13B)为探究维生素C的还原性，可向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜色变化。()(3)(2018高考北京卷改编)K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液。向Fe(OH)3和过量KOH溶液的混合物中通入氯气，得到紫色固体的反应为3Cl22Fe(OH)310KOH=2K2FeO46KCl8H2O。()(4)(2017高考天津卷)可以用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物。()(5)(
6、2017高考江苏卷)在给定条件下，FeFeCl2Fe(OH)2所表示的物质间转化能实现。()(6)1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2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_反应时只生成2价铁；与_反应时既生成2价铁又生成3价铁。供选试剂：Cl2O2H2O(g)S盐酸稀硝酸(足量)稀硫酸CuSO4溶液FeCl2溶液答案：演练一铁及其化合物的性质与计算1(教材改编题)下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是()A工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁B铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到F
7、e3O4C工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸D氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂解析：选D。常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化，阻止反应进行，工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，故C正确；氯化铁有氧化性，但不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附悬浮的杂质，故D错误。2(铁的氧化物组成的确定)(2020营口质检)有一块铁的氧化物样品，用140mL5.0molL1盐酸恰好将其完全溶解，所得溶液还能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2全部转变为Fe3，则该样品可能的化学式为()AFe2O3BFe3O4CFe4O5DFe5O7解析：
8、选D。根据2Fe2Cl2=2Fe32Cl可知，铁的氧化物样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2)0.025mol20.05mol，根据电荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，则n(Fe3)0.2mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.214，故该氧化物可表示为FeO2Fe2O3，即Fe5O7。确定铁的氧化物组成的基本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)ab，若ab11，则铁的氧化物为FeO；若ab23，则铁的氧化物为Fe2O3；若ab34，则铁的氧化物为Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为11的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O
9、4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为11，Fe3O4为任意值)。3(铁与稀硝酸反应的计算)含有agHNO3的稀硝酸与bg铁恰好反应，铁全部溶解，生成NO。已知有gHNO3被还原，则ab不可能是()A31B32C41D92解析：选B。若生成硝酸亚铁：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O168263126bab31若生成硝酸铁：Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O5663bab92还可能生成硝酸铁和硝酸亚铁的混合物，所以31ab92之间，不符合题意的只有B项。数轴法分析铁与稀硝酸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。根据化学方程式：H
10、NO3过量：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O；Fe过量：Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2；两者相加得总方程式：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O；可以用数轴表示：解题时需注意量的范围：，产物仅有Fe(NO3)3，稀HNO3可能有剩余；，产物仅有Fe(NO3)2，Fe可能有剩余；，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，Fe和稀HNO3都完全反应。演练二氢氧化亚铁制备方法的实验创新改进4.（教材拓展题）下列各图示中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（填序号）。解析：Fe（OH）2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，即发生反应：4
11、Fe（OH）2O22H2O=4Fe（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。原理一样，都是先用铁与稀硫酸反应产生的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；的原理为铁做阳极产生Fe2，与阴极产生的OH结合生成Fe（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：5.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6molL1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：（1）B中盛有一定量的NaO
12、H溶液，A中烧瓶内应预先加入的药品是。A中反应的离子方程式是_。（2）实验开始时先将止水夹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处止水夹，放入一部分空气，此时B中发生反应的化学方程式为_。解析：Fe2H=Fe2H2，产生的H2将Fe2压入B中，发生反应：Fe22OH=Fe（OH）2；Fe（OH）2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，即发生反应：4Fe（OH）2O22H2O=4Fe（OH）3。答案：（1）铁屑Fe2H=Fe2H2（2）打开（3）待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，产生的H2将FeSO4溶液压入B中进行反应（4）4F
13、e（OH）2O22H2O=4Fe（OH）3制备Fe（OH）2常用的三种方法（1）有机层覆盖法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并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，如图1所示。（2）还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可较长时间观察到白色沉淀，如图2所示。（3）电解法用铁做阳极，电解NaCl（或NaOH）溶液，并在液面上覆盖苯（或煤油），如图3所示。另外，反应液要现用现配，且配制亚铁盐溶液和碱溶液所用的蒸馏水都需要加热煮沸除氧。考点二“铁三角”、Fe2与Fe3的检验 知识梳理一、“铁三角”的转化关系1.Fe3与还原剂Fe、Cu、S2（H2S）、I（HI）等反应时，被还原为Fe2。写出下列反应的离子方程式：（
