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1、最新教学资料高考化学第三节铁及其化合物高考导航了解铁的主要性质及应用。了解铁的重要化合物的主要性质及应用。考点一铁的单质、氧化物及氢氧化物一、铁1物理性质：铁是银白色金属，熔、沸点高，抗腐蚀性强，能被磁铁吸引，具有金属的通性。2化学性质铁单质性质活泼，有较强的还原性，铁元素主要化合价为2价和3价。(1)与非金属单质的反应与O2的反应：常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。点燃：3Fe2O2Fe3O4。与Cl2的反应：2Fe3Cl22FeCl3。与S的反应：FeSFeS。(2)与水的反应常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。(3)与酸的反应(
2、4)与某些盐溶液的反应与CuSO4溶液反应的离子方程式：FeCu2=Fe2Cu。与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3Fe=3Fe2。二、铁的氧化物和氢氧化物1铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4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)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价232，3稳定性不稳定稳定稳定与盐酸反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O2.铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2
3、O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O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Fe33OH=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，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)31纯铁和生铁的抗腐蚀能力哪个更强？为什么？提示：纯铁抗腐蚀能力强。生铁中有碳元素，在潮湿空气里与铁形成原电池会加快腐蚀。2把少量铁粉加入到足量氯水中产物是什么？而把足量铁粉加入到少量氯水中产物是什么？如何解释？提示：前者为FeCl3，后者为FeCl2，Fe与Cl2反
4、应生成FeCl3，过量的Fe粉与FeCl3反应又生成FeCl2。3FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应得到？提示：是。2Fe3Cl2，2FeCl3，2FeCl3Fe=3FeCl2。4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3命题角度一铁及其化合物的性质典例1(2014巢湖模拟)下列物质跟铁反应后的生成物与KSCN溶液作用一定会产生红色溶液的是()A盐酸BFe2(SO4)3溶液C氯气 DCuSO4溶液解析Fe2HCl=FeCl2H2，FeFe2(SO4)3=3FeSO4，FeCuSO4=FeSO4Cu，Fe2不能使KSCN呈红色，所以A、B、D错误；2Fe3Cl22Fe
5、Cl3，FeCl3与KSCN溶液反应生成红色物质，C正确。答案C1在Mg、Al、Cu、Fe四种元素中，每种元素都有某些方面不同于其他三种元素。若从中选出铁元素，则选择的理由正确的是()A在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化B在不同化合物中能显示不同的化合价C能与盐酸反应产生氢气，不能与氢氧化钠溶液反应产生氢气D能被磁铁吸引解析：选DA项Fe、Al在冷的浓硫酸、浓硝酸中均发生钝化，A错误；B项Fe、Cu均有可变化合价，B错误；C项Fe、Mg均与盐酸反应产生氢气而不与NaOH溶液反应，C错误；只有D项“被磁铁吸引”是金属铁的特性，D正确。2铁片投入下列溶液后，金属片质量减小，但无气体产生的是()A冷的浓
6、硝酸BCu(NO3)2溶液C稀硫酸 DFe(NO3)3溶液解析：选DFe遇冷的浓硝酸钝化，铁片增重，A错误；Fe与Cu(NO3)2溶液反应：FeCu(NO3)2=Fe(NO3)2Cu，金属片质量增加，B错误；Fe与稀硫酸反应：FeH2SO4=FeSO4H2，金属片质量减小，但有气体产生，C错误；Fe与Fe(NO3)3溶液反应：Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，金属片质量减小，且无气体生成，D正确。命题角度二铁及其化合物的定量计算典例2(2014江西鹰潭高三质检)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
7、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)BC段铁元素以_形式存在。(3)CD段铁元素以_形式存在。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2Fe3Fe=3Fe2，最后全部转化为Fe2。答案(1)(2)(3)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=3F
8、e(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(NO3)3，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HNO3都反应完全。3(2014湖北宜昌模拟)有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol/L盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2全部转变为Fe3，则该样品可能的化学式为()AFe2O3 BFe3O4CFe4O5 DFe5O7解析：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
9、)0.025 mol20.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，则n(Fe3)0.2 mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.214，故该氧化物可表示为FeO2Fe2O3，即Fe5O7。4向质量为30 g的Fe、Fe2O3的混合物中加入250 mL 4 mol/L的稀HNO3恰使混合物完全溶解，放出NO(标准状况)2.24 L，向所得溶液中再滴加KSCN溶液，无血红色出现。若用与上述混合物中铁元素质量相等的铁屑和足量的稀硫酸充分反应，所得到的气体在标准状况下的体积为()A15.12 L B10.08 LC2.24 L D3.36 L解析：选B根据题意知，固体
10、完全溶解，铁全部转化为Fe(NO3)2，而生成物中含氮物质有Fe(NO3)2和NO，据N原子守恒可求出Fe(NO3)2的物质的量为(0.25 L4 mol/L0.1 mol)/20.45 mol。若用0.45 mol Fe与足量稀硫酸反应，生成的氢气为0.45 mol，标准状况下体积为10.08 L。命题角度三Fe(OH)2的制备5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：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(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
11、一样，都是先用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；的原理为铁作阳极产生Fe2，与电解水产生的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；由于带入空气中的氧气，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：6用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH
12、溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是什么？_。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2)在试管里加入的试剂是_。(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是什么？_。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是什么？_。解析：方法一：(1)加入还原性铁粉是为了防止Fe2被氧化；加入稀H2SO4的目的是抑制Fe2的水解。(2)加热煮沸是利用了气体的溶解度随着温度的升高而降低的规律。方法二：主要用制取的H2将试管中的空气排净，然后让Fe2与
13、OH接触，没有O2，Fe(OH)2当然能保存一段时间。答案：方法一：(1)少量的铁粉和稀H2SO4(2)加热煮沸(3)防止NaOH吸收空气中的O2，避免Fe(OH)2沉淀接触O2方法二：(1)铁屑、稀H2SO4(2)NaOH溶液(3)检验试管出口处排出的H2的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管中反应生成的H2充满了试管和试管且外界空气不容易进入总结提升成功制备Fe(OH)2的关键(1)溶液中不含Fe3和O2等氧化性物质。如在配置溶液时，可把蒸馏水加热煮沸，除去溶解在水中的氧气。(2)制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。如可在溶液表面加植物油或苯以隔绝氧气，滴加液体时，可将胶头滴管伸入到液面以下防止氧气进入，也可用铁粉和硫酸反应产生的氢气排净装置中的空气。1
