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1、铁及其化合物 考纲要求 1. 了解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。考点一用物质分类思想认识铁及其重要化合物1铁的存在2铁的性质(1) 物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。(2) 化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成2、 3 两种价态的化合物。用化学方程式或离子方程式表示下列变化FeO2 3Fe 2O2=点燃Fe3O4Cl22Fe 3Cl2=点燃2FeCl3SFeS=FeSFe
2、H2O(g)3Fe 4H2O(g)=高温Fe3O44H2 FeFe2 Fe 2H=Fe2H2 、 Fe Cu2=Cu Fe2Fe3Fe 4H NO 3 =Fe3NO 2H2O3铁的氧化物和氢氧化物(1) 铁的氧化物化学式FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体 ( 有磁性 ) 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价2 3 2，
3、 3 稳定性不稳定稳定稳定与 H反应的离子方程式FeO 2H= Fe2 H2O Fe2O36H= 2Fe3 3H2O Fe3O48H = Fe2 2Fe3 4H2O (2) 铁的氢氧化物Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)22H= Fe22H2O Fe(OH)33H= Fe3 3H2O 受热分解2Fe(OH)3=Fe2O3 3H2O 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Fe3 3OH =Fe(OH)3二者的关系在空气中， 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灰绿色
4、，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2O2 2H2O=4Fe(OH)3 深度思考1铁有很强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？答案主要因为铁不纯， 往往含有碳等杂质，当这些铁制品在潮湿的空气中或接触到电解质溶液 ( 如食盐水 ) 时会发生电化学腐蚀。2铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？答案常温下铁、铝遇冷的浓HNO3 、浓 H2SO4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。3铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物中主要表现为2 价和 3 价，请归纳总结：(1)Fe 单质通常与哪些氧化剂反应生成2 价？写出有关反应的化学方程式或离
5、子方程式。答案FeFe2：铁与氧化性比较弱的非金属单质( 如 S、I2) ，非氧化性酸 ( 如盐酸、稀硫酸) ，不活泼金属的盐溶液( 如 CuSO4 溶液 )反应，都可实现这种转化。如：FeS=FeS,2H Fe=Fe2H2 ， Cu2 Fe=Fe2Cu。(2)Fe 单质通常与哪些氧化剂反应生成3 价？写出有关反应的化学方程式。答案FeFe3：铁与强氧化剂( 如 Cl2 、HNO3 、浓硫酸 ) 在一定条件下反应都会实现这种转化。例如：2Fe3Cl2=点燃2FeCl3 ，Fe4HNO3(稀 )=Fe(NO3)3 NO 2H2O,2Fe6H2SO4( 浓)=Fe2(SO4)33SO2 6H2O
6、。4FeCl3、FeCl2 和 Fe(OH)3 是否都可以通过化合反应制取？答案都可以。 2Fe3Cl2=点燃2FeCl3 2FeCl3Fe=3FeCl2 4Fe(OH)2O2 2H2O=4Fe(OH)3 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 题组一铁及其化合物的性质1铁屑溶于过量稀硫酸，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，上述沉淀和残渣分
7、别是( ) AFe(OH)3 Fe2O3 B Fe(OH)2 Fe2O3 CFe(OH)2 Fe(OH)3 D Fe(OH)2 Fe3O4 答案B 解析铁与稀硫酸生成FeSO4 ，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为3，最后所得红棕色残渣为Fe2O3 。2铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请思考以下问题：装置一装置二实验装置(1) 方法一中，装置A的作用 _ 。方法二中，装湿棉花的作用_ 。(2) 实验完毕后， 取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：_ 。答案(1) 提供水蒸气提供水蒸气(2
8、) 在溶液中 Fe3被未反应的铁粉完全还原为Fe2题组二铁及其化合物的定量计算3由 FeO 、Fe2O3和 Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为218，则这种混合物中FeO 、Fe2O3和 Fe3O4的物质的量之比是( ) A12 1 B211C131 D113答案D 解析可用平均组成法来求解：在混合物中铁原子和氧原子物质的量之比为(21/56) (8/16)34，则混合物的平均组成为Fe3O4 ，在三种组合中Fe3O4则不必多考虑，应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4 ，所以在混合物中它们的物质的量之比必须是11。4含有 Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、F
9、e(NO3)3、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的氧化性大于Cu2C溶液中 Cu2与 Fe2的物质的量比为11D1 mol Fe可还原 2 mol Fe3 答案C 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， 2Ag Fe=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
10、 Fe恰好完全反应，Fe2Fe3=3Fe2，生成 0.15 mol Fe2；溶液中的Cu2与 Fe2的物质的量比为12。精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 5在一定量的稀HNO3 中慢慢加入铁粉，得到的Fe2的物质的量 ( 纵坐标 ) 与所加铁粉的物质的量( 横坐标 ) 的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3Fe2Fe、 Fe2Fe2、 Fe3(1)AB 段铁元素以 _形式存在。(2)B
11、C 段铁元素以 _形式存在。(3)CD 段铁元素以 _形式存在。答案(1) (2) (3) 解析向稀 HNO3中加入铁粉， 开始时稀 HNO3 过量应生成Fe3， 随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3 Fe=3Fe2，最后全部转化为Fe2。精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 分析铁与稀HNO3反应的关键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
12、： Fe4HNO3=Fe(NO3)3 NO 2H2O ，Fe 过量时： Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3) 2，两者相加得总方程式：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO 4H2O ，可以用数轴表示：解题时需注意量的范围。即：14，产物仅有Fe(NO3)3，HNO3可能有剩余；38，产物仅有Fe(NO3)2，Fe 可能有剩余；1438，产物为Fe(NO3)3 和 Fe(NO3)2，Fe 和 HNO3都反应完全。考点二2、 3 价铁的化学性质1Fe2的氧化性和还原性Fe2处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性。在中学阶段接触Fe2的氧化还原反应中其主要表现还原性，如：Fe2遇 Br2
13、、Cl2 、H2O2 、NO 3 (H) 等均表现还原性。2Fe3的氧化性Fe3处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如：它能氧化Fe、Cu 、HI 、H2S等。3Fe2与 Fe3的相互转化用离子方程式实现下列转化：Fe2Cl2、NO 3Fe、CuFe32Fe2Cl2=2Fe3 2Cl；3Fe2 4H NO 3 =3Fe3 2H2O NO ；2Fe3 Fe=3Fe2；Cu 2Fe3=Cu2 2Fe2。题组一根据试剂判断Fe2、Fe3的转化1下列试剂中，不能使Fe2转化为 Fe3的是( ) 氯气NaCl 溶液KMnO4 溶液稀硝酸盐酸NaNO3 溶液A B C D答案D 解析要实现 Fe2转化为 F
14、e3，必须加强氧化性物质，NaCl、HCl均没有强氧化性，NO 3 在酸性条件下才表现强氧化性。2将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是( ) 硫酸氯水硝酸锌氯化铜A B C D答案D 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 3在含有Fe3、Fe2、Al3 、 NH 4 的稀溶液中加入足量Na2O2固体，充分作用后，再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是( ) AFe3、Al3 B
15、 Al3 CFe2、NH 4D Fe3答案B 解析2Na2O2 2H2O=4NaOHO2 ，Fe2转变为Fe3，Fe3转变为Fe(OH)3 沉淀析出，Al3 转变为 AlO2 ， NH 4 转变为 NH3气体，NH 4 减少。没有过滤，再加入过量稀盐酸， Fe(OH)3沉淀转变为Fe3，所以 Fe2减少， Fe3增多， AlO2 再转变为Al3 ，几乎不变。题组二实现转化时试剂的选择4硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列物质中的( ) A锌粉B 镁粉C 铁粉D铝粉答案C 5如何除去括号中的杂质(1)Fe2 (Fe3) ：加过量铁粉过滤；(2)FeCl3(F
16、eCl2)：加氯水或H2O2 ；(3)FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤；(4)Fe(Al)：加过量强碱溶液过滤；(5)Fe2O3(Al2O3 、SiO2)：加过量强碱溶液过滤。题组三Fe3、 Fe2的检验6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( ) A BC D答案C 解析不反应，实验方案及现象均错；检验的是Cl，与 Fe3的性质无关。7要证明某溶液中不含Fe3而可能含有Fe2进行如下实验操作时，最佳顺序为( ) 加入足量氯水加入足量KMnO4 溶液加入少量NH4SCN 溶液A B C D答案C 解析在该溶液中先加入少量NH4SCN 溶液，溶液不变血红色，无Fe3存在，再加入氯水，将 Fe2氧化成Fe3，溶液变为血红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用 KMnO4 溶液。8下列离子的检验方法合理的是( ) A向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2B向某溶液中通入Cl2 ，然后再加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - -
