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第3讲 铁及其化合物
【考纲解读】
1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。
2.以Fe 2＋
、Fe 3＋
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Fe 2＋
、Fe 3＋
。
【考点解析】
考点一 用物质分类思想认识铁及其重要化合物
1． 铁的性质
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
Fe ＋H 2O(g)――→④
_____________________________________________
2． 铁的氧化物和氢氧化物
(1)铁的氧化物
发生的是非氧化还原反应，关键取决于所用酸的氧化性或还原性。
3．亚铁盐和铁盐
(1)亚铁盐：
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有________性，又有________性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为_______________________________________________________ __________________，___________________________________________________。
特性：Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液（铁氰化钾溶液）反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀（Fe 3[Fe(CN)6]2）
(2)铁盐：
①氧化性：含有Fe3＋的溶液呈______色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方
程式分别为______________________________，______________________________。
②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到________时变成血红色。遇到________时变成紫色
③易水解：FeCl3滴入沸水中的离子方程式：________________________________。
【典例分析】某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为()
2
3
A ．1∶1∶1
B ．1∶3∶1
C ．3∶3∶8
D ．1∶1∶4
【应用】
1． 在含有Fe 3＋
、Fe 2＋
、Al 3＋
、NH ＋
4的稀溶液中加入足量Na 2O 2固体，充分反应后，再加入
过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是 ( )
A ．Fe 3＋
、Al 3＋
B ．Al 3＋
C ．Fe 2＋
、NH ＋4
D ．Fe 3＋
2． 向一定量的FeO 、Fe 3O 4的混合物中加入150 mL 4 mol·L
－1
的稀硝酸恰好使混合物完全溶
解，放出2.24 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN 溶液，无血红色出现。若用足量的H 2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为
( )
A ．0.21 mol
B ．0.25 mol
C ．0.3 mol
D ．0.35 mol
3． 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)。
考点二 “铁三角”的转化关系及应用 “铁三角”的转化关系
【典例分析】．FeCl 3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备
无水FeCl 3，再用副产品FeCl 3溶液吸收有毒的H 2S 。
Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl 3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl 3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：
①检验装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。
请回答下列问题：
(1)装置A中反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要
使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是__________________________________。
(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)____________。
(4)装置B中冷水浴的作用为______________________________________________；
装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：__________________________________________。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。
(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)电解池中H＋在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为___________________________。
(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：
①H2S的原子利用率为100%；
②________________________________________________________________________。
练习
1．用离子方程式实现下列转化：Fe2＋Fe3＋
2．如何除去括号中的杂质
(1)Fe2＋(Fe3＋)：________________；(2)FeCl3(FeCl2)：________________；
(3)FeCl2(CuCl2)：________________；(4)Fe(Al)：_____________________；
(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：___________________。
4
3．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是() A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋
B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋
4．下列离子在指定溶液中能大量共存的是() A．1.0 mol·L－1的KNO3溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4
B．1.0 mol·L－1的FeCl2溶液：NO－3、Na＋、K＋、ClO－
C．使酚酞变红的溶液中：Na＋、Cl－、SO2－4、Fe3＋
D．酸性溶液中：NO－3、SO2－4、Fe3＋、Mg2＋
5．[2012·新课标全国卷，26(1)(2)]铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeCl x的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g
的FeCl x样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。交换完成后，流出溶液的OH－用0.40 mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeCl x中x的值：__________________(列出计算过程)。
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，
则该样品中FeCl3的物质的量分数为__________。在实验室中，FeCl2可用铁粉和__________反应制备，FeCl3可用铁粉和__________反应制备。
【课后练习】
1．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是() A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤
D．Fe3＋与KSCN产生血红色沉淀
2．下列中学常见实验的现象或表述正确的是() A．过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN 溶液，溶液显血红色
B．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得
5
白色的氢氧化亚铁
C．检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可
D．向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”
3．在含有下列离子组的溶液中，加入Fe(NO3)2固体后，仍然能够大量共存的离子组是() A．K＋、SO2－4、NH＋4、CO2－3B．K＋、Ba2＋、OH－、Cl－
C．Na＋、H＋、Cl－、SO2－4D．Na＋、Mg2＋、Cl－、NO－3
4．铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是() A．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋成立说明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋
B．25 ℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH＋4、NO－3、Fe2＋可以大量共存
C．5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 mol
D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋===Fe3＋＋4H2O
5．在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中，通入足量的SO2后有白色沉淀生成，过滤后，向溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，下列叙述不正确的是() A．白色沉淀是BaSO4和BaSO3
B．溶液的酸性增强
C．白色沉淀是BaSO4
D．FeCl3全部被还原为FeCl2
6．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是()
7．22725 mL，恰好使溶液中的Fe2＋全部转化为Fe3＋，Cr2O2－7全部转化为Cr3＋，则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度是()
6
7
A ．0.05 mol·L －
1
B ．0.1 mol·L －
1
C ．0.2 mol·L －1
D ．0.3 mol·L －
1
8．根据下列框图回答问题(答题时，方程式中的M 、E 用所对应的元素符号表示)：
(1)写出M 溶于稀硫酸和H 2O 2混合液的化学方程式________________________。 (2)某同学取X 的溶液，酸化后加入KI-淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式________________________、________________________。
(3)写出Cl 2将Z 氧化为K 2EO 4的化学方程式________________________________。 9．碱式硫酸铁[Fe(OH)SO 4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗
消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下。
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 如表所示。
(1)加入少量NaHCO 3的目的是调节pH ，使溶液中的________沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是__________。
(2)在实际生产中，反应Ⅱ中常同时通入O 2以减少NaNO 2的用量，O 2与NaNO 2在反应中均作________。若参与反应的O 2有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO 2
的物质的量为
________
．
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2＋
可部分水解生成聚合离子Fe 2(OH)2＋
4。该水解反
应的离子方程式为__________________。
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe 2＋
及NO －
3。为检验所得产品中是否含有Fe 2＋
，应使用的试剂为
________(填字母序号)。 A ．氯水
B ．KSCN 溶液
C ．NaOH 溶液
D ．酸性KMnO 4溶液
10．某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究
过程如下：
请回答下列问题：
(1)步骤①中先加入热的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名称是________。
(2)步骤②中，除发生反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑外，其他可能反应的离子方程式为
____________________。
(3)溶液C的颜色是________，溶液D中可能含有的金属阳离子有________。
(4)可以验证溶液B中是否含有Fe2＋的一种试剂是______(填选项序号)。
a．稀硫酸b．铁c．硫氰化钾d．酸性高锰酸钾溶液
(5)操作乙的名称是________，步骤⑤产生金属铜的化学方程式为_______________。11．某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同解答下列问题：
探究一设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验(夹持仪器略)。
(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反应前A中投放碎瓷片的目的是_________________________________________。
(3)装置E中的现象是_____________________________________________________。
探究二设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。
(4)待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于________后，将所得溶液分成两
份。
(5)一份滴加几滴KSCN溶液。若溶液变血红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分
为________(选填序号，下同)；若溶液未变血红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为________。
①一定有Fe3O4②一定有Fe
③只有Fe3O4④只有Fe
(6)另一份用______________(填仪器名称)加入________，可以证明溶液中存在Fe2＋。
探究三设计如下流程测定反应后硬质玻璃管B中固体含铁元素的质量分数。
8
(7)试剂b的化学式是________。
(8)计算反应后B装置中铁元素的质量分数为________。
9
第2部分元素及其化合物 第9讲铁及其化合物 一、新课程标准解读： 【内容要求】 2.1 元素与物质 认识元素可以组成不同种类的物质，根据物质的组成和性质可以对物质进行分类；同类物质具有相似的性质，一定条件下各类物质可以相互转化；认识元素在物质中可以具有不同价态，可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。认识胶体是一种常见的分散系。 2.4 金属及其化合物 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。 2.6 物质性质及物质转化的价值 结合实例认识金属、非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 2.7 学生必做实验 铁及其化合物的性质 【教学提示】 1、教学策略 发挥核心概念对元素化合物学习的指导作用。 重视开展高水平的实验探究活动。 紧密联系生产和生活实际，创设丰富多样的真实问题情境。 2、学习活动建议 （1）实验及探究活动：铁及其化合物的性质探究；氢氧化亚铁的制备；溶液中亚铁离子、铁离子的检验。 3、情境素材建议 金属及其化合物的性质与应用：补铁剂；实验室中硫酸亚铁的保存与使用；印刷电路板的制作；打印机、复印机使用的墨粉中铁的氧化物（利用磁性性质）；菠菜中铁元素的检验。 二、高考真题分析： 1．【2020新课标Ⅱ】北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是A．胆矾的化学式为CuSO4 B．胆矾可作为湿法冶铜的原料 C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程 D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应 【答案】A
铁及其化合物 考点一 铁的单质、氧化物和氢氧化物 1.铁 (1)物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。 (2)结构 (3)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。 按要求书写下列反应的方程式： ①Fe 与Cl 2、S 反应的化学方程式： 2Fe ＋3Cl 2=====点燃 2FeCl 3； Fe ＋S====△ FeS 。 ②Fe 与水蒸气的反应： 3Fe ＋4H 2O(g)=====高温 Fe 3O 4＋4H 2。 ③与氧化性酸(如HNO 3)的反应(写离子方程式)。 Fe 与过量稀HNO 3的反应： Fe ＋NO － 3＋4H ＋ ===Fe 3＋ ＋NO ↑＋2H 2O 。 Fe 与少量稀HNO 3的反应： 3Fe ＋2NO － 3＋8H ＋ ===3Fe 2＋ ＋2NO ↑＋4H 2O 。
④Fe 与FeCl 3溶液的反应(写离子方程式)： Fe ＋2Fe 3＋ ===3Fe 2＋ 。 2.铁的氧化物 3.铁的氢氧化物 1.确定铁的氧化组成的基本方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m ∶n ， 则氧化物中n (Fe)∶n (O)＝m 56∶n 16＝a ∶b ， 若a ∶b ＝1∶1，则铁的氧化物为FeO ； 若a ∶b ＝2∶3，则铁的氧化物为Fe 2O 3； 若a ∶b ＝3∶4，则铁的氧化物是Fe 3O 4或FeO 与Fe 2O 3按物质的量比1∶1的混合物或FeO 、Fe 2O 3、Fe 3O 4的混合物(其中FeO 、Fe 2O 3物质的量之比为1∶1，Fe 3O 4为任意值)。 2.防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。
铁及其化合物 __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 1．铁的性质； 2．铁的重要化合物及其相互转化。 知识点一.铁 铁的原子结构示意图如下： 1．物理性质 ⑴常温下，纯铁是银白色具有金属光泽的金属（纯铁的抗蚀力相当强），易导电、导热，有延展性。 ⑵铁的熔沸点都很高：熔点是1535℃，沸点是2750℃。 ⑶铁能被磁体吸引，在磁场的作用下，自身也能产生磁性。 2．化学性质 当跟弱氧化剂反应时：Fe-2e－＝Fe2+； 当跟强氧化剂反应时：Fe-3e－＝Fe3+。 ⑴铁与非金属的反应： 3Fe+2O2 Fe3O4 2Fe+3Cl22FeCl3， 2Fe+3Br2＝2FeBr3 Fe+I2＝FeI2， Fe+S FeS
⑵铁和某些盐（如CuSO4）溶液的反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu ⑶铁与酸的反应： 与非氧化性酸：Fe+2H+＝Fe2++H2↑ ⑷铁与水蒸汽的反应：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2（注意产物是Fe3O4） 注意：①该实验所用铁粉为还原铁粉（即刚用还原的方法得到的铁粉）。 ②实验中收集气体，并通过爆鸣实验来验证氢气的产生。 知识点二. 铁的化合物 1．铁的氧化物 （1）FeO不稳定，在空气里受热，就迅速被氧化成Fe3O4。 （2）Fe2O3常用作红色油漆和涂料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料。 （3）Fe的常见化合价只有+2价和+3价，Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。 2．铁的氢氧化物 名称氢氧化亚铁氢氧化铁 化学式Fe(OH)2Fe(OH)3 分类碱碱 性质 色态白色固体红褐色固体 水溶性不溶于水不溶于水 与酸反应Fe(OH)2+2H+＝Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3+3H+＝Fe3++3H2O 还原性 稳定性 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝4Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O（受热分解） 制法原理Fe2+ +2OH-＝Fe(OH)2↓Fe3+ +3OH-＝Fe(OH)3↓ 现象白色絮状沉淀红褐色沉淀要点解释：Fe(OH)2的制备要点： ①．硫酸亚铁要现配（配制时，蒸馏水要煮沸，以减少蒸馏水中溶解的氧，防止亚铁离子被氧化）。 ②．制取Fe(OH)2时，要将吸有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。 3．铁盐和亚铁盐：
第3课时铁的重要化合物 [核心素养发展目标] 1.认识铁的重要化合物的主要性质及应用，建立基于类别、核心元素价态等认识物质性质，设计物质转化的核心角度。2.通过Fe(OH)2、Fe(OH)3的制取实验，探究其性质；通过实验探究Fe2＋、Fe3＋的检验，探究铁的化合物的转化。3.能基于证据对铁的化合物的性质、组成及变化提出假设，通过分析推理加以证实或证伪。 一、铁的氧化物 1．物理性质 2.化学性质 (1)氧化亚铁不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4。 (2)氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成盐和水。 (3)写出氧化亚铁和氧化铁分别与盐酸反应的离子方程式： ①氧化亚铁：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O。 ②氧化铁：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 3．主要用途 氧化铁常用作红色油漆和涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁原料。 (1)化合态铁的常见化合价只有＋2价和＋3价，Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。 (2)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。 (3)Fe3O4与盐酸反应可分别看作Fe2O3、FeO与盐酸反应，然后把两个反应式相加。 (4)FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如HNO3)发生氧化还原反应，＋2价的铁均被氧化成＋3价。 例1下列说法正确的是( ) A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3 C．铁锈的主要成分是Fe2O3
D ．Fe 3O 4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe 3O 4是混合物 答案 C 解析 赤铁矿、铁锈的主要成分均是Fe 2O 3，A 错误，C 正确；Fe 2O 3为碱性氧化物，但不与水反应，B 错误；Fe 3O 4为化合物，不是混合物，D 错误。 【考点】铁的氧化物 【题点】铁及其氧化物性质的综合 二、铁的氢氧化物 1．铁的氢氧化物的制备 实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示： (1)图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成。 反应的离子方程式是Fe 3＋ ＋3OH － ===Fe(OH)3↓。 (2)图乙实验中先观察到有白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的方程式是 ①Fe 2＋ ＋2OH － ===Fe(OH)2↓(白色)； ②4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3。 思维启迪 (1)Fe 2＋极易被氧化，所以FeSO 4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe 2＋ 被氧化，配制FeSO 4溶液的蒸馏水和NaOH 溶液要煮沸，尽可能除去O 2。 (3)为了防止滴加NaOH 溶液时带入空气，可将吸有NaOH 溶液的长滴管伸入FeSO 4溶液的液面下，再挤出NaOH 溶液。 (4)为防止Fe 2＋ 被氧化，还可以向盛有FeSO 4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。 2．铁的氢氧化物的性质 (1)氢氧化铁和氢氧化亚铁都是不溶性碱，都能与酸反应生成盐和水。写出它们分别与盐酸反应的离子方程式： ①Fe(OH)3＋3H ＋ ===Fe 3＋ ＋3H 2O ， ②Fe(OH)2＋2H ＋ ===Fe 2＋ ＋2H 2O 。 (2)不稳定，受热易分解，其化学方程式分别为 ①Fe(OH)3：2Fe(OH)3=====△ Fe 2O 3＋3H 2O ，
第三讲 铁及其重要化合物 [知识梳理] 1．铁的物理性质 纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽，具有导电、导热和延展性，具有能被磁铁吸引的特征。 2．铁的化学性质(用化学方程式或离子方程式表示) 铁单质性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 (1)与非金属单质的反应 ①与O 2的反应
常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe 2O 3。 点燃：3Fe ＋2O 2=====点燃Fe 3O 4 。 ②与Cl 2的反应：2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3 。 ③与S 的反应：Fe ＋S=====△ FeS 。 (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：3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2 。 (3)与酸的反应 ①与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2↑。 ②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H 2产生。 (4)与盐溶液的反应 ①与CuSO 4溶液反应的离子方程式：Fe ＋Cu 2＋===Fe 2＋＋Cu 。 ②与FeCl 3溶液反应的离子方程式：Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋。 3．铁的氧化物
4. 5.
(1)亚铁盐 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 (2)铁盐 ①氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Cu反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 ②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成红色。 △ ③易水解：FeCl3滴入沸水中的化学方程式：FeCl3＋3H2O===== Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。 [自我检测] 1．(教材改编题)为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入() A．NaOH溶液 B．KSCN溶液 C．先通入氯气，再加入KSCN溶液 D．先加入足量铁粉，再加入KSCN溶液 解析：选B。Fe2＋易被氧化为Fe3＋，检验溶液中有没有Fe3＋即可。 2．(教材改编题)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，上述沉淀和残渣分别是() A．Fe(OH)3Fe2O3
高考化学铁及其化合物综合题汇编附答案解析 一、高中化学铁及其化合物 1．在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液(含有Fe2+、Fe3+、Cu2+)处理和资源回收很有意义，下列是回收金属铜和刻蚀液再生的流程图，回答下列问题： (1)沉淀A中含有的单质是_________。 (2)通入的气体C的化学式是________。 (3)滤液与气体C反应生成刻蚀液的离子方程式：_________________。 【答案】Fe、Cu Cl2 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 【解析】 【分析】 废液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+，废液中加入过量铁屑后发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+、 Fe+Cu2+=Fe2++Cu；过滤后得到的沉淀A为Fe、Cu；滤液中含有Fe2+，滤液中通入气体C，得到刻蚀液FeCl3溶液，则气体C为氯气；沉淀A与过量盐酸反应，Fe与盐酸反应生成氯化亚铁，而铜不反应，则沉淀B为Cu，据此进行解答。 【详解】 根据上述分析可知沉淀A为Fe、Cu，沉淀B为Cu，滤液含有Fe2+，气体C为Cl2。 (1)废液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+，向废液中加入过量Fe屑，发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+、 Fe+Cu2+=Fe2++Cu，所以沉淀A中含有过量的Fe和反应产生的Cu，即沉淀A中含有的金属单质是Fe、Cu； (2)A中含有Fe、Cu，向A中加入盐酸，铁溶解生成FeCl2，而Cu不溶解，过滤得到沉淀B 是Cu，向含有FeCl2的滤液中通入Cl2，发生反应：2FeCl2+Cl2=2FeCl3； (3)Cl2与FeCl2反应产生FeCl3，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。 【点睛】 本题考查了无机推断，明确常见元素及其化合物性质为解答关键，题目侧重考查学生对基础知识的掌握，有利于提高学生的分析、理解能力及灵活应用能力。 2．下图为一些常见物质的转化关系图(部分反应物与生成物未标出)。A、C、E、G为单质，其中A、C、G为金属，E为气体。B为常见无色液体，L为红褐色固体，I的焰色反应呈紫色。常温下A、G投入J的浓溶液无明显现象，K是反应①所得溶液中的唯一溶质。
必修一-第三章-第三节-铁及其化合物 【要点梳理】 要点一、铁 1.铁的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于O、Si、Al，主要以+2价和+3价化合物的形式存在。 2.物理性质 常温下，纯铁是银白色具有金属光泽的金属（纯铁的抗蚀力很强），易导电、导热，有延展性；铁粉为黑色。铁的熔沸点都很高：熔点1535℃，沸点2750℃。铁能被磁体吸引，在磁场的作用下，自身也能产生磁性 3.化学性质 当跟弱氧化剂反应时：Fe - 2e－＝ Fe2+ 当跟强氧化剂反应时：Fe - 3e－＝ Fe3+ （1）与非金属的反应： 3Fe + 2O2Fe3O4 2Fe + 3Cl22FeCl3 2Fe + 3Br2＝ 2FeBr3 Fe + I2＝ FeI2 Fe + S FeS （2）与某些盐（如CuSO4）溶液的反应： Fe+Cu2+＝ Fe2++Cu （3）与酸的反应： 与非氧化性酸：Fe+2H+＝ Fe2++H2↑ （4）与水蒸汽的反应：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2 注意： ①现象：用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声 ②湿棉花的作用：提供反应所需水蒸气 ③肥皂液的作用：“收集”H2 要点二、铁的化合物 1．铁的氧化物 （1）FeO不稳定，在空气里受热，就迅速被氧化成Fe3O4 （2）Fe2O3常用作红色油漆和涂料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料 （3）Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物 （4）铁的氧化物比较
铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁 化学式FeO Fe2O3Fe3O4 铁元素化合价+2 +3 +2、+3 颜色、状态黑色粉末红色粉末黑色晶体 俗称铁红 溶解性均不溶于水 与HCl反应离子方程式FeO + 2H+ ＝ Fe2+ + H2O Fe2O3+ 6H+ ＝ 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4 + 8H+ ＝ 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O （1）铁的氢氧化物的制备 铁的氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2 操作方法 实验现象生成红褐色沉淀 首先生成白色絮状沉淀，然后迅速变成灰绿 色，最后变成红褐色离子（或化学）方程式Fe3+ + 3OH-＝ Fe(OH)3↓ Fe2+ + 2OH- ＝ Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O＝ 4Fe(OH)3 Fe(OH)2的制备要点： ①硫酸亚铁要现配（配制时，蒸馏水要煮沸，以减少蒸馏水中溶解的氧，防止亚铁离子被氧化） ②制取Fe(OH)2时，要将吸有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 （2）铁的氢氧化物的性质 名称氢氧化亚铁氢氧化铁 化学式Fe(OH)2Fe(OH)3 分类碱碱 性质 色态白色固体红褐色固体 水溶性不溶于水 与酸反应Fe(OH)2 + 2H+＝ Fe2++ 2H2O Fe(OH)3 + 3H+＝ Fe3+ + 3H2O 稳定性不稳定，在空气中易被氧化不稳定，受热易分解：
高中化学人教版（2019）必修第一册第三章铁金属材料第一节铁及其化合 物同步练习- 一、单选题 1．向一定量铁、氧化铁、氧化亚铁的混合物中加入1000mL0.1 mol·L－1的盐酸，恰好完全溶解，所得溶液中加硫氰化钾溶液无红色出现。若用足量一氧化碳还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是（）A．11.2g B．2.8g C．5.6g D．无法计算 2．氧化铁和氧化亚铁都能与氢碘酸反应，下列相关叙述中正确的是() A．都有铁盐生成B．都有亚铁盐生成 C．都是氧化还原反应D．反应中都无电子转移 3．在前一个分散系中慢慢地滴入后一种分散系所观察到的现象不是先沉淀后变澄清的是() A．氢氧化铁胶体中滴加硫酸B．偏铝酸钠溶液中滴加盐酸 C．氯化铝溶液中滴加烧碱溶液D．氯化铝溶液中滴加氨水 4．下列有关试剂的保存方法错误的是（） A．氢氧化钠溶液保存在具有玻璃塞的试剂瓶中 B．少量的钠保存在煤油中 C．硫酸亚铁溶液存放在加有少量铁粉的试剂瓶中 D．浓硝酸保存在棕色玻璃试剂瓶中 5．在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水。以下叙述正确的是 A．分别还原amolFe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3:2:3 B．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
C．铝热剂就是单指Fe2O3粉末和铝粉的混合物 D．明矾属于硫酸盐，含结晶水，属于混合物 6．向一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入150 mL一定浓度的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，同时可得到标准状况下1.12 L NO气体。向所得到的溶液中再加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物得到11.2 g铁单质。下列说法正确的是（） A．往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，则溶液中无Fe2+ B．原稀硝酸的物质的量浓度为3mol/L C．能确定铁和三氧化二铁的物质的量之比 D．混合物中铁单质为0.075mol 7．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液 200mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解 l9.2g(已知硝酸只被还原为 NO 气体，下同)。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列说法不正确的是( ) A．c 点时，溶液中的溶质为 FeSO4 B．oa 段发生反应的化学方程式为：Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O C．原混和酸中稀硝酸的物质的量浓度为 2mol/L D．原混和酸中稀硫酸的物质的量浓度为 4mol/L 8．把一定量的铁粉、铜粉置于盛有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后加入KSCN溶液无明显现象，下列情况不能成立的是 A．烧杯中无铁粉剩余，有铜粉剩余B．烧杯中铁粉、铜粉均剩余
铁的化合物习题 1.下列关于铁的叙述中，正确的是( ) A．纯铁是黑褐色的金属B．钢和生铁的主要成分都是铁 C．铁在干燥的空气中能生锈D．铁锈对铁制品有保护作用 2.铁在氧气中燃烧的产物是( ) A.FeO B．Fe2O3C．Fe(OH)3 D．Fe3O4 3.(广东高考综合)不能由单质直接化合而得到的化合物有( ) A．Al2S3B．FeCl2C．Cu2S D．Mg3N2 4.与下列物质反应，能生成+3价铁的化合物的是( ) A.硫B．盐酸C．氯气D．硫酸铜溶液 5.(05惠州)我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是( ) A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4D．Fe3C 6.将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述：①铁钉表面产生气泡；②液体由无色逐渐变 为浅绿色；③铁钉的质量减轻；④液体的质量减速轻，其中正确的是( ) A．②③B．①②④C．①②③D．①②③④ 7.在含有a克硝酸的稀溶液中, 加入b克铁粉充分反应, 铁全部溶解, 生成NO, 已知有a/4 克HNO3被还原, a∶b则不可能为( ) A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．9∶2 8.在高温下用一氧化碳还原m克四氧化三铁得到n克铁。已知氧的原子量为16, 则铁的原子量为( ) A．21n m n -B． () 64n 3m n - C． m n 32n - D．24n m n - 9.下列叙述正确的是( ) A．Fe与卤素反应的产物都是FeX3B．Fe(OH)3不能通过化合反应制得 C．Fe与水蒸气反应可制得Fe3O4D．Fe在空气中燃烧生成Fe2O3 10.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其铁元素与氧元素的质量比为21∶8，则混 合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比可能是( ) A.1∶2∶1 B.2∶1∶1 C.1∶1∶1 D.2∶2∶5 ★11. 已知硫化亚铁可溶于稀硫酸生成硫化氢。若取一定量铁粉和硫粉的混合物, 隔绝空气加热充分反应, 冷却后再加入足量稀硫酸, 产生2.24升气体(标准状况下), 则下列说法正确的是( ) A.2.24升气体的质量肯定是3.4克 B.原混合物的质量不可能大于8.8克 C.原混合物加热后肯定生成0.1mol硫化亚铁 D.原混合物中一定含有5.6克铁
第3讲铁及其重要化合物 【2021· 备考】 2017版课程标准素养落地1.了解铁与其重要化合物的性质及其在 生产、生活中的应用。 2．能从物质类别、元素价态的角度分析、预测相关物质的性质，说明其转化途径。3．能依据铁及其化合物的性质认识、设计其制备方案(如氢氧化亚铁的制备)，保存、使用化学品(如硫酸亚铁溶液)的 常见方法。以物质类别为线索，结合化合价，多角度、多层次地认识铁及其重要化合物，以亚铁盐、氢氧化亚铁的性质为基础，发现、设计氢氧化亚铁新的制备方案并 进行实验探究。 考点一铁、铁的氧化物、铁的氢氧化物 『知识梳理』 1.铁 (1)位置与物理性质 (2)化学性质 单质铁性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
①与非金属单质的反应 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：3Fe ＋4H2O(g)===== 高温 Fe3O4＋4H2。 ③与酸的反应 ④与某些盐溶液反应 2.铁的氧化物 化学式FeO Fe2O3Fe3O4 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化合价＋2 ＋3 ＋2、＋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 Fe2O3＋6H＋ ===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2 ＋＋2Fe3＋＋4H2O
3.铁的氢氧化物 化学式Fe(OH)2Fe(OH)3 色态白色固体红褐色固体 与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋ 2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋ 3H2O 受热分解2Fe(OH)3===== △ Fe2O3＋ 3H2O 制法可溶性亚铁盐与碱反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应：Fe3 ＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 [链接新教材] (新教材RJ第一册P82习题变式练) (1)将铁片放入FeCl3溶液中，溶液的质量________(填“增加”、“减少”或“不变”)。完全反应后，所得溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量浓度恰好相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为________。 (2)市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原性铁粉，可以治疗缺铁性贫血，其原理为_________________________________________________________ _________________________________________________________(用离子方程式表示)。 答案(1)增加2∶3(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 『考向突破』 考向一铁的单质、氧化物、氢氧化物的性质及应用 铁及其重要化合物性质理解与辨析[题目设计] 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(×) (2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是
2013一轮复习人教版课时作业(八)[第8讲铁及其化合物] 基础热身 1．判断正误。 (1)铁能被磁铁吸引，但是纯铁易被腐蚀() (2)纯净的铁块是银白色的金属() (3)在人体的血红蛋白中含有铁元素() (4)铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族() (5)铁能在氧气中剧烈燃烧，但是不能在水蒸气中燃烧() (6)红热的铁与水蒸气反应生成三氧化二铁和氧气() (7)铁与硫粉共热，只要硫粉过量，就会制出Fe2S3() (8)过量的铁在加热时与氯气反应，生成氯化亚铁() (9)铁与强氧化剂硝酸反应的产物为硝酸铁() (10)铆在铜板上的铁钉在潮湿的空气中不容易生锈() (11)用磁铁矿炼铁，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol e－() (12)铝热法制取铁的反应中，放出的热量能使铁熔化() (13)与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率：纯铁＞生铁() (14)铁在空气中生锈的原因是其与氧气生成的氧化物疏松的缘故() (15)Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同() 能力提升 2．某权威刊物中有这样一段描述：“在所有元素中，铁的原子核是最稳定的，因此，铁在一些大而重的红热巨星的核心堆积……结果，在宇宙的重元素中铁是相当丰富的，在地球上铁也是丰富的。”对该段文字的正确理解是() A．铁的化学性质很稳定 B．铁的化合物性质很稳定 C．铁的氧化物很稳定 D．铁元素很难因发生核聚变而变成其他元素 3．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是() A．稀硫酸B．CuSO4 C．Fe2(SO4)3溶液D．AgNO3 4．5.6 g Fe与足量的下列溶液充分反应产生气体在相同条件下最多的是() A．2 mol/L的盐酸 B．2 mol/L的醋酸 C．2 mol/L的硝酸 D．10 mol/L的硝酸 5．已知某硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁混合液100 mL中，各阳离子浓度相等，硫酸根离子总浓度是6 mol·L－1，此溶液中还可溶解的铁粉的质量为() A．11.2 g B．16.8 g C．33.6 g D．5.6 g 6．[2011·厦门模拟] 下列物质分别与少量氯水反应所得的溶液，滴入KSCN溶液不一 ．．定．显红色的是() A．氧化铁B．铜铁合金 C．Fe(OH)3D．FeCl2 7．下列关于铁及其化合物的说法正确的是() A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤 D．Fe3＋与KSCN溶液反应产生红色沉淀 8．用铁制较纯净的氧化铁，下列实验方案最好的是() A．使铁在潮湿的空气中缓慢氧化 B．铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分
1 第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 学业要求 核心素养对接 1.能列举、描述、辨识铁及其重要化合物 的重要物理性质、化学性质及实验现象。 2．能利用氢氧化亚铁的性质，设计其制备方案。 3．能说明Fe 2＋、Fe 3＋的检验及其之间的相互转化。 4．能说明铁及其化合物的应用。 1.能利用氢氧化亚铁的性质，设计其 制备方案，以培养学生科学探究与创新意识的素养水平。 2．利用Fe 2＋、Fe 3＋的检验及其之间的相互转化，培养学生变化观念与平衡思想的素养水平。 [知 识 梳 理] 知识点一 铁的单质
如右图，铁在生活中有很多的用途，为什么铁有这么多的用途，铁有什么样的性质，请完成下列问题，答案就会揭晓： 1．物理性质 纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点为1 535 ℃。纯铁的抗腐蚀能力很强，具有导热性、导电性、延展性，能被磁体吸引。粉末状时为黑色 2．化学性质 (1)与HCl的反应 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ (2)与CuSO4的反应 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。Fe与HCl、CuSO4的反应生成的是Fe2＋。 (3)与水蒸气的反应 2
3 现象：用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声。 结论：铁可与水蒸气反应，生成的气体为H 2。 化学方程式：3Fe ＋4H 2O(g)=====高温 Fe 3O 4＋4H 2。 湿棉花的作用：提供反应所需水蒸气。 生成的Fe 既有＋2价、又有＋3价。 3．铁元素在自然界的存在 人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质的形态存在，但主要是以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。 知识点二 铁的重要化合物 氧化铁为什么能够用来调油漆的颜色，铁的氧化物及其氢氧化物究竟有什么样的性质？ 带着这个问题完成下列知识点： 1．铁的氧化物
第3课时铁及其化合物复习课 [核心素养发展目标] 1.巩固铁及其重要化合物的性质和铁离子、亚铁离子的检验方法。2.掌握实现铁及其化合物之间转化的试剂和条件。3.提升从物质分类、化合价等多角度认识元素及其化合物性质的能力。 一、利用“价类二维图”认识铁及其化合物的关系 1．构建铁及其化合物的价类二维图 在下图中适当位置标注含铁物质，完成铁及其化合物的“价—类”二维图。用箭头标明物质间的转化关系。 答案 2．同价态的铁及其化合物之间的转化
从物质分类的角度理解铁及其化合物的性质 (1)Fe 2O 3、FeO 都是碱性氧化物，写出它们分别溶于稀硫酸的离子方程式： Fe 2O 3＋6H ＋===2Fe 3＋＋3H 2O ； FeO ＋2H ＋===H 2O ＋Fe 2＋。 (2)FeSO 4和FeCl 3都属于盐类，能和碱反应生成Fe(OH)2及Fe(OH)3。 (3)Fe(OH)2和Fe(OH)3均属于碱，写出它们溶于稀盐酸的离子方程式： Fe(OH)2＋2H ＋===Fe 2＋＋2H 2O ； Fe(OH)3＋3H ＋===Fe 3＋＋3H 2O 。 3．不同价态的铁及其化合物的转化 从化合价的角度理解铁及其化合物的氧化性和还原性 (1)Fe 2O 3中的铁元素为高价态，具有氧化性，因而可用还原剂将其还原为铁单质，如高炉炼铁的原理以化学方程式表示为：3CO ＋Fe 2O 3=====高温 2Fe ＋3CO 2。 (2)Fe 2＋化合价可以升高到＋3价，表现为还原性，也可以降低到0价，表现为氧化性。 (3)Fe 3＋是铁元素的高价态，可以被还原剂还原为＋2或0价，具有氧化性。
1 第3讲 铁及其化合物 【考纲解读】 1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。 2.以Fe 2＋ 、Fe 3＋ 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Fe 2＋ 、Fe 3＋ 。 【考点解析】 考点一 用物质分类思想认识铁及其重要化合物 1． 铁的性质 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 Fe ＋H 2O(g)――→④ _____________________________________________ 2． 铁的氧化物和氢氧化物 (1)铁的氧化物
发生的是非氧化还原反应，关键取决于所用酸的氧化性或还原性。 3．亚铁盐和铁盐 (1)亚铁盐： 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有________性，又有________性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为_______________________________________________________ __________________，___________________________________________________。 特性：Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液（铁氰化钾溶液）反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀（Fe 3[Fe(CN)6]2） (2)铁盐： ①氧化性：含有Fe3＋的溶液呈______色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方 程式分别为______________________________，______________________________。 ②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到________时变成血红色。遇到________时变成紫色 ③易水解：FeCl3滴入沸水中的离子方程式：________________________________。 【典例分析】某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为() 2
第三讲铁及其化合物 一、选择题 1．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素，下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是 () A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤 D．Fe3＋与SCN产生红色沉淀 解析赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；＋3 价铁离子遇SCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验＋3价铁离 子的存在。 答案 C 2．下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是() 选项 A B C D 化合物 Y CO2Fe2O3C2H5OH FeCl3 W M gO A l2O3C2H5ONa CuCl2解析A项，Mg与CO2反应可生成MgO；B项，Al与Fe2O3反应可生成Al2O3；C项，C2H5OH与Na反应可生成C2H5ONa；D项，虽然FeCl3与Cu反应可以得到CuCl2但该 反应不是置换反应。 答案 D 3．下列实验中，金属或固体可以完全溶解的是() A．在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末 B．镀锌铁皮加入足量的NaOH溶液中 C．1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热 D．常温下，1 mol铜片投入含4 mol HNO3的浓硝酸中 解析MnO2作催化剂，反应前后保持不变，故不溶；铁与NaOH溶液不反应，故不能 完全溶解；1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热理论上恰好完全反应，但随着反应 的进行硫酸变稀，反应不再进行。 答案 D 4．能正确表示下列反应的离子方程式是() A．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋2H2O＋NO↑ D．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
铁元素研究 实验目的： 1.了解并掌握铁的性质及其化合物的制备方法及组成测定方法 2.掌握水浴加热、非水溶剂洗涤的方法 3.进一步熟练滴定操作方法 4.掌握实验结果数据的处理方法 实验原理 1.黄色铁化合物Fe x(C2O4)y·zH2O的制备 H2C2O4·2H2O+Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O Fe x(C2O4)y·zH2O + (NH4)2SO4 2. 绿色铁化合物K x Fe y(C2O4)z·wH2O的制备 Fe x(C2O4)y·zH2O＋K2C2O4·H2O+H2O2 K d Fe a(C2O4)b·cH2O+ H2O K d Fe a(C2O4)b·cH2O+ H2C2O4·2H2O K x Fe y(C2O4)z·wH2O 1.铁化合物的分析 在酸性条件下，高锰酸钾可同时氧化草酸根和二价铁离子： Fe x(C2O4)y·zH2O＋H2SO4＋KMnO4Fe2(SO4)3+ K2SO4+ Mn2++CO2+H2O (5C2O42-＋8H2SO4＋2KMnO4 K2SO4+2 Mn2++7 SO42-+ 10CO2+8H2O) 用锌片或锌粉还原高价铁成低价铁： Fe3+＋Zn Fe2+＋Zn2+ 低价铁与高锰酸钾反应: Fe2+ + KMnO4＋H2SO4 5Fe3+ + Mn2++ K2SO4+H2O 用硫氰酸铵来检测三价铁离子： Fe3+＋SCN-Fe(SCN)3(血红色) 实验步骤 1三价铁、二价铁离子鉴定 由实验结果确定两种离子的鉴定方法 2氧化还原性 1）在1mL0.2mol.L-1FeCl3溶液中，加入10滴2mol的硫酸及少量的铁屑，水浴加热，放置。 取出少许清液，用0.5molNH4SCN溶液检验铁的价态。反应接近于无Fe3后，加入1mL 水，任铁屑沉底。取少许清液，加入一滴浓硝酸，观察溶液颜色，检验铁的价态。保留其余溶液。
第三讲铁及其化合物 一、选择题1．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素，下列相关铁及其化合物的相关说法中准确的是( ) A ．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3 和H2 C．除去FeCl2溶液中的FeCl3 杂质能够向溶液中加入铁粉，然后过滤 D ．Fe3＋与KSCN 产生红色沉淀 解析赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；＋3价铁离子遇KSCN 溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般能够用此方法检验＋ 3 价铁离子的存有。 答案C 2．下表各选项中，不能利用置换反应通过Y 得到W 的一组化合物是( ) 解析 A 项，Mg CO2MgO B Al Fe2O3Al2O3 C 项，C2H5OH与Na反应可生成C2H5ONa；D项，虽然FeCl3与Cu 反应能够得到CuCl2但该反应不是置换反应。 答案D 3．下列实验中，金属或固体能够完全溶解的是( ) A．在H2O2 溶液中加入少量MnO 2粉末 B ．镀锌铁皮加入足量的NaOH 溶液中 C．1 mol 铜片与含 2 mol H 2 SO4的浓硫酸共热 D ．常温下， 1 mol 铜片投入含 4 mol HNO 3 的浓硝酸中 解析MnO2 作催化剂，反应前后保持不变，故不溶；铁与NaOH 溶液不反应，故不能完全溶解； 1 mol 铜片与含 2 mol H 2SO4的浓硫酸共热理论上恰好完全反应，但随着反应
的实行硫酸变稀，反应不再实行。 答案D 4．能准确表示下列反应的离子方程式是( ) A ．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H ＋===2Fe3＋＋3H2↑ B ．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H ＋===3Fe3＋＋4H2O C．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO3－===Fe3＋＋2H2O＋NO ↑ D．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 解析 A 项，铁与稀硫酸反应，铁元素被氧化为＋ 2 价，准确的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ ；B 项，磁性氧化铁中有三分之二的三价铁、三分之一的二价铁，故其正确的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；C 项，因为硝酸具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，但该方程式没配平，各物质在方程式中的化学计量数应分别为3、4、1、3、2、1；D 项，三价铁离子具有强氧化性，能将铜氧化，自身被还 原为二价铁离子， D 准确。 答案D 5．右图是三种稀酸对Fe—Cr 合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果， 下列相关说法准确的是( ) A ．稀硝酸对Fe—Cr 合金的腐蚀性比稀硫 酸和稀盐酸的弱B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是：Fe＋6HNO 3(稀)===Fe(NO3)3 ＋3NO 2↑＋3H 2O C ．Cr 含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，以 对Fe－Cr 合金的腐蚀性最强 D．随着Cr 含量增加，稀硝酸对Fe—Cr合金的腐蚀性减弱 解析根据题图可知，Cr 的含量不同，三种酸对Fe—Cr 合金的腐蚀性不同，当w(Cr) 较小时，稀硝酸对其腐蚀性最强， A 不准确；铁与稀硝酸反应生成的是NO 而不是NO2， B 错；三种酸的质量分数相同，盐酸中的氢离子浓度最大， C 错；根据图中稀HNO 3 的曲线变化，可知 D 准确。 答案D 6．将 3.48 g Fe3O4完全溶解在100 mL 1 mol L·－1硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25 mL，恰好使溶液中Fe2＋全部转化为Fe3＋，Cr2O72－全部还原为Cr3＋，则K2Cr2O7 溶液的物质的量