1、PAGE PAGE 15第2講鐵及其重要化合物課程標準1結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解鐵及其重要化合物的主要性質，了解這些物質在生產、生活中的應用。2結合實例認識鐵及其化合物的多樣性，了解通過化學反應可以探索物質性質、實現物質轉化，認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環境保護中的重要價值。考點一鐵的單質、氧化物和氫氧化物1鐵的單質(1)原子結構鐵位于元素周期表第四周期第族，原子結構示意圖為 ，化學反應中易失去2個或3個電子而表現為2價或3價。鐵在地殼中的含量居第四位。(2)物理性質純鐵具有銀白色的金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導體，具有能被磁體吸引的特性；

2、純鐵有很強的抗腐蝕能力。(3)化學性質鐵元素性質活潑，有較強的還原性，主要化合價為2價和3價。 Fe與Cl2、S反應的化學方程式：2Fe3Cl2eq o(=,sup7()2FeCl3；FeSeq o(=,sup7()FeS。Fe與水蒸氣反應的化學方程式：3Fe4H2O(g)eq o(=,sup7(高溫)Fe3O44H2。Fe與氧化性酸(如HNO3)的反應(寫離子方程式，下同)Fe與過量稀HNO3的反應：FeNOeq oal(,3)4H=Fe3NO2H2O；Fe與少量稀HNO3的反應：3Fe2NOeq oal(,3)8H=3Fe22NO4H2O。Fe與FeCl3溶液的反應：Fe2Fe3=3Fe2

3、。點撥鐵分別與氯氣和鹽酸反應所得的產物中鐵元素的價態不同，Fe與Cl2反應無論用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應生成FeCl2。鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產物是Fe3O4。2鐵的氧化物(1)物理性質化學式FeOFe2O3Fe3O4俗稱鐵紅磁性氧化鐵色、態黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體鐵的價態2價3價2價、3價(2)化學性質FeO、Fe2O3、Fe3O4分別與鹽酸反應的離子方程式：FeO2H=Fe2H2O；Fe2O36H=2Fe33H2O；Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O。FeO與稀硝酸反應的化學方程式：3FeO10HNO3=3Fe(NO3)3

4、NO5H2O。FeO、Fe2O3分別與HI溶液反應的化學方程式：FeO2HI=FeI2H2O；Fe2O36HI=2FeI2I23H2O。3鐵的氫氧化物(是離子反應的寫離子方程式)化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色、態白色固體紅褐色固體與鹽酸反應Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受熱分解2Fe(OH)3eq o(=,sup7()Fe2O33H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性鐵鹽與堿溶液反應：Fe33OH=Fe(OH)3二者的關系在空氣中，Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色

5、，最后變成紅褐色，反應的化學方程式為4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3點撥FeO、Fe3O4、Fe(OH)2與足量HNO3反應時，發生氧化還原反應，Fe2被HNO3氧化成Fe3。Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與足量HI反應時，發生氧化還原反應，Fe3被I還原成Fe2。題組一鐵及其化合物的性質1下列有關鐵及其化合物的說法中不正確的是()A工業上在高溫下用CO還原含Fe2O3的鐵礦石煉鐵B鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應均能得到Fe3O4C工業上可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸、濃硫酸D氯化鐵溶液有較強氧化性，故可用作凈水劑解析：選D。常溫下鐵在濃硫酸、濃硝酸中發生鈍化，生成一層

6、致密的氧化膜，阻止反應進行，工業上可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸、濃硫酸，故C正確；氯化鐵有較強氧化性，但不是用作凈水劑的原因，凈水是利用鐵離子水解生成的氫氧化鐵膠體具有吸附性，能吸附懸浮的雜質，故D錯誤。2等質量的下列物質與足量稀硝酸反應，放出NO的物質的量最多的是()AFeO BFe2O3CFeSO4 DFe3O4解析：選A。根據得失電子守恒，還原劑提供的電子越多，氧化劑硝酸生成的NO的物質的量就越多。1 g題述四種物質能提供的電子的物質的量為A.eq f(1,5616)1 mol；B.0 mol；C.eq f(1,5632164)1 mol；D.eq f(1,563164)1 mol(Fe

7、3O4也可以寫為Fe2O3FeO)，故提供電子的物質的量最多的為FeO。3將鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質量不再發生變化為止，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是()AFe(OH)3Fe2O3BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3DFe(OH)2Fe3O4解析：選B。鐵與稀硫酸反應生成FeSO4，再與過量氨水反應生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為3價，最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。題組二氫氧化亞鐵的制備4(2021哈爾濱模擬)下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是_

8、(填序號)。解析：Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發生反應：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的空氣或氧氣。原理一樣，都是先用鐵與稀硫酸反應產生的氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；的原理為鐵做陽極產生Fe2，與陰極產生的OH結合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；中液面加苯阻止了空氣進入；由于空氣中的氧氣能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。答案：5(2021淄博模擬)如圖所示，此裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧

9、化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑和6 molL1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白：(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中圓底燒瓶內應預先加入的藥品是_。A中反應的離子方程式是_。(2)實驗開始時先將止水夾a_(填“打開”或“關閉”)。(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程：_。(4)實驗完畢，打開b處止水夾，放入一部分空氣，此時B中發生反應的化學方程式為_。解析：Fe2H=Fe2H2，產生的H2將FeSO4溶液壓入B中，發生反應：Fe22OH=Fe(OH)2；Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發生反應：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。答案：(1)

10、鐵屑Fe2H=Fe2H2(2)打開(3)待A中反應一段時間后關閉止水夾a，產生的H2將FeSO4溶液壓入B中進行反應(4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3eq avs4al()防止Fe(OH)2被氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅除溶液中的氧氣。(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯、植物油等。(5)用Fe做陽極，石墨做陰極，電解NaOH溶液，在溶液上面加苯、汽油等保護層，利用新產生的Fe2與溶液中的OH反應制取Fe(OH)2。

11、 考點二鐵及其化合物的轉化關系及應用1鐵及其化合物的相互轉化(1)亞鐵鹽氧化性和還原性含有Fe2的溶液呈淺綠色，Fe2處于鐵元素的中間價態，既有氧化性，又有還原性，其中以還原性為主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq oal(,3)(H)等均表現還原性。Fe2的酸性溶液與H2O2反應的離子方程式：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。FeCl2溶液與稀HNO3反應的離子方程式為3Fe2NOeq oal(,3)4H=3Fe3NO2H2O。易水解Fe(OH)2是弱堿，含Fe2的鹽(如硫酸亞鐵)溶液呈酸性。配制硫酸亞鐵溶液時常加少量硫酸抑制Fe2的水解，加少量鐵屑防止Fe2被氧化。(2)鐵鹽氧

12、化性：含有Fe3的溶液呈棕黃色，Fe3處于鐵元素的高價態，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表現氧化性。Fe3可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應的離子方程式為2Fe3Cu=Cu22Fe2。向FeCl3溶液中滴入淀粉KI溶液，溶液變藍，離子方程式為2I2Fe3=I22Fe2。易水解：Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3極易水解，只能存在于酸性較強的溶液中。a利用Fe3易水解的性質，實驗室可將飽和FeCl3溶液滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，反應的化學方程式為FeCl33H2Oeq o(=,sup7()Fe(OH)3(膠體)3HCl。b利用Fe3易水解的性質，工業上常用調節pH的方法除去溶液中的

13、鐵離子。c利用Fe3易水解的性質，實驗室配制氯化鐵溶液，通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再稀釋至所需濃度。dFe3與HCOeq oal(,3)、AlOeq oal(,2)、COeq oal(2,3)、ClO等水解呈堿性的離子不能大量共存。2Fe2、Fe3的檢驗(1)用KSCN溶液和氯水(3)含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe2、Fe3的檢驗eq x(混合溶液)eq o(,sup7(滴加KSCN溶液)溶液變紅色，說明含有Fe3；eq x(混合溶液)eq o(,sup7(滴加酸性),sdo5(KMnO4溶液)酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2。(4)Fe2的特征檢驗方法待檢溶液eq

14、 o(,sup7(加K3Fe（CN）6溶液)產生藍色沉淀，說明溶液中含有Fe2，反應的離子方程式為3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62。點撥Fe3、Fe2、Cl同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2(Cl能還原酸性KMnO4，有干擾)。3含Fe2、Fe3的除雜問題主要成分雜質除雜方法FeCl3(aq)FeCl2(aq)加入氯水或H2O2FeCl2(aq)FeCl3(aq)加過量鐵粉后過濾FeCl2(aq)CuCl2(aq)加過量鐵粉后過濾題組一Fe2 和Fe3的檢驗1(2021無錫模擬)下列有關物質檢驗方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明原溶液中不含Fe

15、2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅，說明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明原溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變為紅褐色，說明原溶液中只含有Fe2，不含Mg2解析：選C。A項，只能說明含有Fe3；B項，原溶液中可能只有Fe3而沒有Fe2；D項，Fe(OH)2氧化后生成的紅褐色沉淀Fe(OH)3可能掩蓋了白色沉淀Mg(OH)2。2要證明某溶液中不含Fe3，而可能含有Fe2，進行如下實驗操作時，最佳順序為()加入足量氯水加入足量酸性KMnO4溶液加入少量NH4SCN溶液ABCD解析：選C。在該溶液中先加入少量N

16、H4SCN溶液，溶液不變紅色，證明無Fe3存在，再加入氯水，將Fe2氧化成Fe3，溶液變為紅色；酸性KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不能用酸性KMnO4溶液代替氯水檢驗。題組二含鐵物質的除雜問題3下列除雜的操作不正確的是()AMgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入MgO充分反應后過濾BFeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應后過濾CCuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應后過濾DCuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2將Fe2氧化成Fe3，再加入CuO充分反應后過濾解析：選C。FeCl3溶液中存在水解平衡：Fe33H2OFe(OH

17、)33H，加入的MgO與H反應，上述平衡右移，使Fe3轉化成Fe(OH)3沉淀而除去，A正確；加入過量鐵粉，FeCl3與Fe反應生成FeCl2而達到除雜的目的，B正確；先用H2O2將Fe2氧化成Fe3，再利用FeCl3易水解，加入的CuO與H反應將Fe3轉化成Fe(OH)3沉淀而除去，D正確；加入NaOH溶液，Cu2、Fe3均轉化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求，C錯誤。4Fe2、Fe3、Zn2較完全地形成氫氧化物沉淀的pH分別為6.7、3.7、4.6。某硫酸鋅酸性溶液中含有少量Fe2、Fe3雜質離子，為除去這些離子制得純凈的 ZnSO4 溶液，應加入的試劑是()ANaOH溶液B氨水CKMnO4

18、、ZnCO3DH2O2、ZnO解析：選D。由于Fe2沉淀所需pH比Zn2大，應首先將Fe2氧化為Fe3，然后調節溶液的pH使Zn2還未沉淀時Fe3已沉淀完全；氧化劑H2O2將Fe2氧化為Fe3，ZnO能消耗溶液中的H且不引入新的雜質離子，故D項符合要求。eq avs4al()除去混合溶液中Fe3、Fe2的常用方法(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，與Fe3水解產生的H反應，促進Fe3的水解，將Fe3轉化為Fe(OH)3沉淀而除去。 (2)除去Cu2中混有的Fe3的方法向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2C

19、O3中之一，與Fe3水解產生的H反應，促進Fe3的水解，將Fe3轉化為Fe(OH)3沉淀而除去。(3)除去Mg2中混有的Fe2的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3。(4)除去Cu2中混有的Fe2的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3。題組三“鐵三角”在物質轉化推斷題中的應用5A、B、C是中學所學過的三種單質，A、B、C及其他物質之間的反應關系如圖所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若DCEF且常溫下只有B為氣態，則A、B、C分別為()AFe、Cl2、CuBFe、Cl

20、2、H2CCu、Cl2、FeDFe、Cl2、Mg解析：選A。B單質水溶液呈酸性，且常溫下為氣態，則B為Cl2，結合轉化關系可推出，A、C、D、E、F分別為Fe、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。6(雙選)A、B、C三種物質中均含有同一種元素M，它們之間有如圖所示的轉化關系。A為一種金屬單質，其產量直接關系國民經濟命脈。反應均為化合反應，反應為置換反應。下列有關說法不正確的是()A中所加試劑可能是氯氣B中需要加具有還原性的試劑CA與稀硝酸反應一定能實現元素M在中發生的價態變化D元素M在中發生的價態變化也能通過加碘化鉀溶液實現解析：選BC。根據轉化關系可確定A為變價金屬Fe，反應加入氯氣能

21、實現，則B為FeCl3，C為FeCl2，A項正確；反應是鐵元素由2價升高到3價，需要加具有氧化性的試劑，B項不正確；過量的鐵與稀硝酸反應時，生成硝酸亞鐵，C項不正確；Fe3能將I氧化成I2，自身被還原成Fe2，D項正確。1(雙選)下列有關物質性質的敘述錯誤的是()A(2018高考江蘇卷) 向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液顯紅色B(2019高考天津卷)將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業廢氣中的Cl2C(2020高考江蘇卷)室溫下，Fe與濃H2SO4反應生成FeSO4D(2018高考江蘇卷)Cu與FeCl3溶液反應可生成CuCl2解析：選AC。FeCl2溶液中含Fe2，NH4

22、SCN用于檢驗Fe3，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不會顯紅色，A錯誤；鐵和氯化亞鐵能將氯氣還原為氯離子，鐵屑可以補充FeCl2，從而除去工業廢氣中的氯氣，B正確；室溫下，鐵在濃硫酸中發生鈍化，C錯誤； Cu與FeCl3溶液反應生成CuCl2和FeCl2，反應的化學方程式為Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2，D正確。2下列觀點的敘述正確的是()A(2017高考江蘇卷)無色透明的溶液中：Fe3、Mg2、SCN、Cl能大量共存B(2017高考江蘇卷)在給定條件下，下列物質間轉化能實現：Feeq o(,sup7(Cl2),sdo5()FeCl2eq o(,sup7(NaOH（aq

23、）)Fe(OH)2C(2018高考江蘇卷)在給定條件下，下列物質間轉化能實現：Fe2O3(s)eq o(,sup7(Al),sdo5(高溫)Fe(s)eq o(,sup7(HCl（aq）)FeCl3(aq)D(2017高考全國卷)向2 mL 0.1 molL1的FeCl3溶液中加足量鐵粉，振蕩，黃色逐漸消失，加1滴KSCN溶液，溶液顏色不變，說明還原性：FeFe2解析：選D。Fe3和SCN會發生反應生成紅色的絡合物，A錯誤；鐵與氯氣反應只能生成氯化鐵，B錯誤；Al與Fe2O3在高溫條件下發生鋁熱反應生成Al2O3和Fe，Fe與HCl反應生成FeCl2和H2，第二步反應不能實現，C錯誤；加入過量

24、的鐵粉，黃色消失，加入KSCN溶液，溶液不變色，說明Fe3被完全消耗，即Fe2Fe3=3Fe2，根據氧化還原反應規律，還原劑的還原性大于還原產物的還原性，FeFe2，Fe元素化合價升高，Fe為還原劑，Fe3Fe2，Fe元素化合價降低，Fe3為氧化劑，Fe2既是還原產物又是氧化產物，因此還原性：FeFe2，D正確。3(2018高考全國卷)K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍圖。回答下列問題：(1)曬制藍圖時，用K3Fe(C2O4)33H2O做感光劑，以K3Fe(CN)6溶液為顯色劑。其光解反應的化學方程式為2K3Fe(C2O4)3eq o(=,sup7(光照

25、) 2FeC2O43K2C2O42CO2；顯色反應的化學方程式為_。(2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產物，按如圖所示裝置進行實驗。通入氮氣的目的是_。實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變為紅色，由此判斷熱分解產物中一定含有_、_。為防止倒吸，停止實驗時應進行的操作是_。樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3，檢驗Fe2O3存在的方法是_。解析：(1)發生的顯色反應是溶液中Fe2與K3Fe(CN)6生成Fe3Fe(CN)62，其化學方程式為3FeC2O42K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K2C2O4。(2)實驗時通入N2，不僅能隔絕空氣，

26、排除空氣的干擾，還能使反應產生的氣體全部進入后續裝置。實驗中裝置B中澄清石灰水變渾濁，說明三草酸合鐵酸鉀的熱分解產物中含有CO2，經NaOH溶液可除去CO2，氣體經濃硫酸干燥后，與灼熱的CuO反應，得到單質Cu，且由裝置F中現象可知裝置E中又生成CO2，由此可判斷熱分解產物中還含有CO。為防止倒吸，實驗結束后，應先熄滅裝置A、E兩處的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣。要檢驗A中殘留固體中含有Fe2O3，可取少量A中殘留固體，加入足量稀硫酸或稀鹽酸溶解，再滴入少許KSCN溶液，溶液中出現紅色，即可確定殘留固體中含有Fe2O3。答案：(1)3FeC2O42K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K2C2O4(2)隔絕空氣、使反應產生的氣體全部進入后續裝置CO2CO先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入12滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O31中科院化學所研制的晶體材料納米四氧化三鐵，在核磁共振造影及醫藥上有廣泛用途。其生產過程的部分流程如下：FeCl36H2Oeq o(,sup7(環丙胺),sdo5()FeOOHeq o(,sup7(CO),sdo5()納米四氧化三鐵。下列有關敘述不合理的是()A納米四氧化三鐵可分散在水中，它與F