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1、第三节铁及其化合物第三节铁及其化合物考考纲纲要要求求 1.了了解解铁铁的的主主要要性性质质及及其其应应用用。2.了了解解铁铁的的重重要要化化合合物物的的主主要要性性质质及及其其应应用用。3.以以Fe2、Fe3的的相相互互转转化化为为例例理理解解变变价价金金属元素的氧化还原反应。属元素的氧化还原反应。 一、铁一、铁1位置位置铁位于元素周期表中第位于元素周期表中第 周期，第周期，第 族。族。2铁的物理性质铁的物理性质铁具有具有导电、导热和延展性，具有能被和延展性，具有能被 吸引的特性。吸引的特性。3铁的化学性质铁的化学性质铁单质性性质活活泼，有，有较强强的的还原性，主要化合价原性，主要化合价为2价
2、和价和3价。价。考点一铁、铁的氧化物及氢氧化物考点一铁、铁的氧化物及氢氧化物四四磁铁磁铁二、铁的重要化合物二、铁的重要化合物1铁的氧化物铁的氧化物(1)性性质比比较：(2)写出离子方程式：写出离子方程式：稀稀HNO3FeO：2铁的氢氧化物铁的氢氧化物点点拨拨Fe3O4是是一一种种纯纯净净物物，而而不不是是由由FeO和和Fe2O3组组成成的的混混合合物物。Fe3O4的的组组成成可可以以用用氧氧化化物物形形式式表表示示为为FeOFe2O3，Fe3O4与与盐盐酸酸反反应应的的化学方程式为：化学方程式为：Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O。1生生铁和和纯铁相相比比，谁的的熔熔点点高高？
3、谁的的硬硬度度大大？谁的的抗抗腐腐蚀能能力力强强？为什么？什么？提提示示：因因生生铁铁是是铁铁碳碳合合金金，所所以以生生铁铁的的熔熔点点低低，硬硬度度大大。生生铁铁在在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀，故纯铁的抗腐蚀能力强。潮湿的环境中易发生电化学腐蚀，故纯铁的抗腐蚀能力强。答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1铁屑屑溶溶于于过量量稀稀硫硫酸酸，过滤后后向向滤液液中中加加入入过量量氨氨水水，有有白白色色沉沉淀淀生生成成，过滤，在在空空气气中中加加热沉沉淀淀至至质量量不不再再发生生变化化为止止，得得到到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是是()AFe(OH)3Fe2
4、O3 BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2Fe3O4答案：答案：B铁及化合物的性质铁及化合物的性质解解析析：A项项同同时时有有BaSO4生生成成，A项项不不正正确确；B项项Fe3氧氧化化S2；D项项FeS溶于溶于H，不会生成沉淀，该反应不能发生。，不会生成沉淀，该反应不能发生。答案：答案：C3下下列列物物质跟跟铁反反应后后的的生生成成物物与与KSCN溶溶液液作作用用一一定定会会产生生红色溶液的是色溶液的是_。A盐酸酸 BFe2(SO4)3溶液溶液C氯气气 DCuSO4溶液溶液EBr2 F稀稀HNO3答案：答案：CE4由由FeO、Fe2O3和和Fe3O4组成
5、成的的混混合合物物，测得得其其中中铁元元素素与与氧氧元元素素的的质量量比比为21 8，则这种种混混合合物物中中FeO、Fe2O3和和Fe3O4的的物物质的的量量之比是之比是()A1 2 1 B2 1 1C1 3 1 D1 1 3铁及化合物的定量计算铁及化合物的定量计算答案：答案：D 5(2014年年宜宜昌昌模模拟拟)有有一一块块铁铁的的“氧氧化化物物”样样品品，用用140 mL 5.0 mol/L盐盐酸酸恰恰好好将将之之完完全全溶溶解解，所所得得溶溶液液还还能能吸吸收收0.025 mol Cl2，恰恰好好使其中的使其中的Fe2全部转变为全部转变为Fe3，则该样品可能的化学式为，则该样品可能的化
6、学式为()AFe2O3 BFe3O4CFe4O5 DFe5O7解解析析：根根据据2Fe2Cl2=2Fe32Cl，可可知知铁铁的的“氧氧化化物物”样样品品用用盐盐酸酸溶溶解解后后所所得得溶溶液液中中n(Fe2)0.025 mol20.05 mol，根根据据电电荷荷守守恒恒得得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，则则n(Fe3)0.2 mol，故故n(Fe2) n(Fe3)0.05 0.21 4，故故该该氧氧化化物物可可表表示示为为FeO2Fe2O3，即即Fe5O7。答案：答案：D6向向质量量为30 g的的Fe、Fe2O3的的混混合合物物中中加加入入250 mL 4 mol/L的的稀稀HNO3
7、恰恰使使混混合合物物完完全全溶溶解解，放放出出NO(标准准状状况况)2.24 L，向向所所得得溶溶液液中中再再滴滴加加KSCN溶溶液液，无无血血红色色出出现。若若用用与与上上述述混混合合物物中中铁元元素素质量量相相等等的的铁屑屑和和足足量量的的稀稀硫硫酸酸充充分分反反应，所所得得到到的的气气体体在在标准准状状况况下下的的体体积为()A15.12 L B10.08 LC2.24 L D3.36 L解解析析：根根据据题题意意知知，固固体体完完全全溶溶解解，铁铁全全部部转转化化为为Fe(NO3)2，而而生生成成物物中中含含氮氮物物质质有有Fe(NO3)2和和NO，据据N原原子子守守恒恒可可求求出出F
8、e(NO3)2的的物物质质的的量量为为(0.25 L4 mol/L0.1 mol)/20.45 mol。若若用用0.45 mol Fe与与足量稀硫酸反应，生成的氢气为足量稀硫酸反应，生成的氢气为0.45 mol，标准状况下体积为，标准状况下体积为10.08 L。答案：答案：B一、铁盐和亚铁盐的性质一、铁盐和亚铁盐的性质1铁盐铁盐(Fe3)(1)氧化性：氧化性：含含有有Fe3的的溶溶液液呈呈 色色，Fe3具具有有氧氧化化性性，能能氧氧化化Cu、Fe、SO2、S2、I等。等。Fe3与与Cu、I反反应的离子方程式分的离子方程式分别为：2Fe3Cu=2Fe2Cu2、2Fe32I=2Fe2I2。 考点二
9、铁盐和亚铁盐的性质考点二铁盐和亚铁盐的性质棕黄棕黄(2)水解：水解：实验室制室制Fe(OH)3胶体的离子方程式胶体的离子方程式为：_。FeCl3净水的离子方程式水的离子方程式为：_。(3)特性：特性：含有含有Fe3的的盐溶液遇到溶液遇到KSCN溶液溶液时变成血成血红色。色。2亚铁盐亚铁盐(Fe2)含有含有Fe2的溶液呈浅的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有色，既有氧化性，又有还原性。原性。(1)氧化性：氧化性：Fe2与与Zn反反应的离子方程式：的离子方程式：_。(2)还原性：原性：Fe2与与Cl2反反应的离子方程式：的离子方程式：_。Fe2Zn=FeZn22Fe2Cl2=2Fe32Cl二、二、Fe
10、2、Fe3的检验的检验1Fe3的检验方法的检验方法分分别取出少量待取出少量待检溶液：溶液：(1)含有含有Fe3的溶液呈黄色。的溶液呈黄色。(2)向向待待检液液中中滴滴加加NaOH溶溶液液或或氨氨水水，产生生 色色沉沉淀淀，说明明含含Fe3。(3)向待向待检液中滴加液中滴加KSCN溶液，溶液呈血溶液，溶液呈血红色，色，说明含明含Fe3。(4)向待向待检液中滴加苯酚溶液，溶液呈紫色，液中滴加苯酚溶液，溶液呈紫色，说明含明含Fe3。红褐红褐2Fe2的检验方法的检验方法分分别取出少量待取出少量待检溶液：溶液：(1)含有含有Fe2的溶液呈浅的溶液呈浅绿色。色。三、三、“铁三角铁三角”转化关系及应用转化关
11、系及应用1“铁三角铁三角”的转化关系的转化关系(3)盐溶液的配制与保存：溶液的配制与保存：(4)物物质制制备：特特别别提提示示Fe2具具有有较较强强的的还还原原性性，Fe3水水解解能能力力强强，实实际际上上pH3.7时时，Fe3几几乎乎完完全全水水解解生生成成Fe(OH)3沉沉淀淀。欲欲除除去去某某溶溶液液中中含含有有的的Fe2杂杂质质时时，一一般般先先向向溶溶液液中中加加入入氧氧化化剂剂(如如H2O2)，使使Fe2氧氧化化为为Fe3，然后加碱或盐调节，然后加碱或盐调节pH，使，使Fe3转化为转化为Fe(OH)3沉淀除去。沉淀除去。1检验Fe2时能不能先加能不能先加氯水再加水再加KSCN溶液？
12、溶液？提示：提示：不能。不能。2判断正判断正误，正确的画，正确的画“”，错误的画的画“”(1)向向FeCl3溶溶液液中中加加入入Mg(OH)2：3Mg(OH)22Fe3=2Fe(OH)33Mg2。()(2)向向某某溶溶液液中中滴滴加加KSCN溶溶液液，溶溶液液不不变色色，滴滴加加氯水水后后溶溶液液显血血红色，色，该溶液中一定含溶液中一定含Fe2。()(3)在在氢氧化氧化铁胶体中能大量共存：胶体中能大量共存：H、K、S2、Br。()(4)因因为Fe3具具有有氧氧化化性性，所所以以用用KSCN溶溶液液可可以以鉴别Fe3。()(5)Fe2、Al3、ClO、Cl能能够大量共存。大量共存。()(6)在在
13、pH7的溶液中的溶液中Cl、SO、Na、Fe3可大量共存。可大量共存。()答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1(2014年年淮淮北北模模拟拟)某某溶溶液液中中可可能能存存在在Mg2、Fe2、Fe3，加加入入NaOH溶溶液液，开开始始时有有白白色色絮絮状状沉沉淀淀生生成成，白白色色沉沉淀淀迅迅速速变成成灰灰绿色，最后色，最后变成成红褐色。下列褐色。下列结论正确的是正确的是()A一定有一定有Fe2，一定没有，一定没有Fe3、Mg2B一定有一定有Fe3，一定没有，一定没有Fe2、Mg2C一定有一定有Fe3，可能有，可能有Fe2，一定没有，一定没有Mg2D一定有一定有Fe2，可能有，可能
14、有Mg2，一定没有，一定没有Fe3Fe2、Fe3的检验的检验解解析析：“加加入入NaOH溶溶液液，开开始始时时有有白白色色絮絮状状沉沉淀淀生生成成，白白色色沉沉淀淀迅迅速速变变成成灰灰绿绿色色，最最后后变变成成红红褐褐色色的的”现现象象是是溶溶液液中中含含有有亚亚铁铁离离子子的的特特性性，若若有有Fe3，则则产产生生氢氢氧氧化化铁铁的的红红褐褐色色沉沉淀淀会会掩掩盖盖Fe(OH)2的的白白色色，所以不可能存在所以不可能存在Fe3，而，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。是白色，有可能存在。答案：答案：D2下列下列实验操作和操作和现象、象、结论或目的均正确的是或目的均正确的是()答案：答案：A
15、3工工业上由黄上由黄铜矿(主要成分主要成分CuFeS2)冶冶炼铜的主要流程如下：的主要流程如下：(1)气体气体A中的大气中的大气污染物可染物可选用下列用下列试剂中的中的_吸收。吸收。a浓硫酸硫酸 B稀稀HNO3cNaOH溶液溶液D氨水氨水(2)用用稀稀H2SO4浸浸泡泡熔熔渣渣B，取取少少量量所所得得溶溶液液，滴滴加加KSCN溶溶液液后后呈呈红色色，说明明溶溶液液中中存存在在_(填填离离子子符符号号)，检验溶溶液液中中还存存在在Fe2的方法是的方法是_(注明注明试剂、现象象)。解解析析：(1)冰冰铜铜(mCu2SnFeS)加加入入石石英英砂砂并并通通入入空空气气焙焙烧烧生生成成泡泡铜铜(Cu2
16、O、Cu)、熔熔渣渣和和SO2气气体体(A)。SO2是是一一种种酸酸性性氧氧化化物物，可可用用NaOH溶溶液液或或氨氨水水吸吸收收。(2)溶溶液液中中滴滴加加KSCN溶溶液液呈呈红红色色，说说明明含含有有Fe3。可可利利用用Fe2的的还还原原性性来来检检验验溶溶液液中中其其是是否否存存在在，加加入入酸酸性性KMnO4溶液，溶液，KMnO4溶液褪色，说明还存在溶液褪色，说明还存在Fe2。答答案案：(1)cd(2)Fe3取取少少量量溶溶液液，滴滴加加KMnO4溶溶液液，KMnO4溶液褪色溶液褪色离子检验离子检验(1)固固体体：取取少少许许固固体体于于试试管管中中加加水水或或某某酸酸液液溶溶解解形形
17、成成溶溶液液，加加试剂，有试剂，有现象，说明含有现象，说明含有离子。离子。(2)溶溶液液：取取少少许许待待测测液液于于试试管管中中，加加试试剂剂，有有现现象象，说说明明含有含有离子。离子。4在在浅浅绿色色的的Fe(NO3)2溶溶液液中中逐逐滴滴加加入入稀稀盐酸酸时，溶溶液液颜色色变化化应是是()A颜色色变浅浅 B逐逐渐变深深绿C没有改没有改变 D变棕黄色棕黄色答案：答案：DFe2与与Fe3的相互转化及应用的相互转化及应用5(2014年年钦钦州州模模拟拟)现有有浓度度分分别为1 mol/L的的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液混合溶液100 mL，加入一定量的，加入一定量的铁粉，按下列情
18、况填空。粉，按下列情况填空。(1)充充分分反反应后后，如如果果溶溶液液中中还有有一一定定量量的的Cu2，则溶溶液液中中一一定定含含有有的的金金属属离离子子还有有_，该离离子子在在溶溶液液中中的的物物质的的量量范范围为_，可能含有的金属或金属离子，可能含有的金属或金属离子为_。(2)反反应完完毕后后，铁粉粉有有剩剩余余，溶溶液液中中一一定定含含有有的的金金属属离离子子为_，为_mol，一定没有的金属离子，一定没有的金属离子为_。涉及涉及Fe2、Fe3的离子共存问题的离子共存问题答案：答案：A 答案：答案：A 制备制备Fe(OH)2常用的三种方法常用的三种方法由由于于Fe(OH)2具具有有很很强强
19、的的还原原性性，易易被被氧氧化化为Fe(OH)3，在在实验室室中中制制备Fe(OH)2，并并使使Fe(OH)2长时间保保持持白白色色沉沉淀淀状状态，成成为物物质制制备实验探究的探究的热点。点。1制制备原理：原理：Fe22OH=Fe(OH)2。2成成功功关关键：(1)溶溶液液中中不不含含Fe3和和O2等等氧氧化化性性物物质。(2)制制备过程中，保程中，保证生成的生成的Fe(OH)2在密在密闭的隔的隔绝空气的体系中。空气的体系中。3常用方法：常用方法：方法一：有机覆盖方法一：有机覆盖层法。法。将将吸吸有有NaOH溶溶液液的的胶胶头滴滴管管插插到到液液面面以以下下，并并在在液液面面上上覆覆盖盖一一层
20、苯苯或或煤煤油油(不不能能用用CCl4)，以以防防止止空空气气与与Fe(OH)2接接触触发生生反反应，如如图1所示。所示。方法二：方法二：还原性气体保原性气体保护法。法。用用H2将将装装置置内内的的空空气气排排尽尽后后，再再将将亚铁盐与与NaOH溶溶液液混混合合，这样可可长时间观察到白色沉淀。如察到白色沉淀。如图2所示。所示。方法三：方法三：电解法。解法。用用铁作作阳阳极极，电解解NaCl(或或NaOH)溶溶液液，并并在在液液面面上上覆覆盖盖苯苯或或煤煤油，如油，如图3所示。所示。典典例例如如图图所所示示，此此装装置置可可用用来来制制取取和和观观察察Fe(OH)2在在空空气气中中被被氧氧化化的
21、的颜颜色色变变化化。实实验验时时必必须须使使用用铁铁屑屑和和6 molL1的的硫硫酸酸，其其他他试试剂剂任任选。填写下列空白：选。填写下列空白：(1)B中中盛盛有有一一定定量量的的NaOH溶溶液液，A中中应预先先加加入入的的药品品是是_。A中反中反应的离子方程式是的离子方程式是_。(2)实验开始开始时先将活塞先将活塞a_(填填“打开打开”或或“关关闭”)。(3)简述生成述生成Fe(OH)2的操作的操作过程程_。(4)实验完完毕，打打开开b处活活塞塞，放放入入一一部部分分空空气气，此此时B瓶瓶中中发生生的的反反应为_。(5)下列各下列各图示中示中_能能较长时间看到看到Fe(OH)2白色沉淀。白色
22、沉淀。解解析析Fe2H=Fe2H2，产产生生的的H2将将Fe2压压入入B中中，Fe22OH=Fe(OH)2；因因为为Fe(OH)2在在空空气气中中很很容容易易被被氧氧化化为为红红褐褐色色的的Fe(OH)3，即即发发生生4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因因此此，要要较较长长时时间间看看到到Fe(OH)2白白色色沉沉淀淀，就就要要排排除除装装置置中中的的氧氧气气或或空空气气。、原原理理相相同同，都都是是先先用用氢氢气气将将装装置置中中的的空空气气排排尽尽，并并使使生生成成的的Fe(OH)2处处在在氢氢气气的的保保护护中中；的的原原理理为为铁铁作作阳阳极极产产生生Fe2，与与电电解解
23、水水产产生生的的OH结结合合生生成成Fe(OH)2，且且液液面面用用汽汽油油保保护护，能能防防止止空空气气进进入入；中中液液面面加加苯苯阻阻止止了了空空气气进进入入；由由于于带带入入空空气气中中的的氧氧气气，能能迅迅速速将将Fe(OH)2氧氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。化，因而不能较长时间看到白色沉淀。答答案案(1)铁屑屑Fe2H=Fe2H2(2)打打开开(3)关关闭活活塞塞a，使，使FeSO4溶液溶液压入入B中中进行反行反应(4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(5)即即时时训训练练用用下下列列方方法法可可制制得得白白色色的的Fe(OH)2沉沉淀淀：用用不不含含Fe3的的
24、FeSO4溶液与用不含溶液与用不含O2的蒸馏水配制的的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的除去蒸馏水中溶解的O2常采用常采用_的方法。的方法。(3)生生成成白白色色Fe(OH)2沉沉淀淀的的操操作作是是用用长长滴滴管管吸吸取取不不含含O2的的NaOH溶溶液液，插插入入FeSO4溶溶液液液液面面下下，再再挤挤出出NaOH溶溶液液。这这样样操操作作的的理理由由是是_。解解析析：(1)Fe2易易水水解解，要要加加入入稀稀硫硫酸酸防防止止其其水水解解；Fe2易易被被空空气气中的中的O2氧化，要加氧化，要加Fe粉防止粉防止Fe2被氧化。被氧化。(2)气气体体的的溶溶解解度度随随温温度度升升高高而而降降低低，所所以以煮煮沸沸后后的的水水中中溶溶解解的的O2较少。较少。答答案案：(1)稀稀硫硫酸酸、铁屑屑(2)煮煮沸沸(3)避避免免生生成成的的Fe(OH)2沉沉淀淀接接触触O2
