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第三节铁及其化合物最新考纲1．了解铁及其重要化合物的制备方法。2．掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。考点一铁及其化合物/基础·自主落实(一)铁的存在与性质1．铁的存在深化提能素养再进阶2．铁的性质(1)物理性质颜色状态导电、导热性、延展性特性地壳含量______色固体良好被磁铁吸引占第4位银白(2)化学性质(写出化学方程式或离子方程式)①与非金属反应常温铁锈(成分为Fe2O3·xH2O)与O2反应点燃__________________与Cl2反应点燃_____________________与S、I2反应______________________________3Fe＋2O2=====点燃Fe3O42Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3Fe＋S=====△FeS、Fe＋I2=====△FeI2②与H2O(g)反应_______________________________。③与酸反应3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2与H＋反应与稀HNO3反应过量_________________________________________少量_____________________________与浓H2SO4、浓HNO3反应常温下_____，加热分别生成SO2、NO2Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2O3Fe＋8H＋＋2NO－3===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O钝化④与盐(Cu2＋、Fe3＋)反应_____________________________________________________________[注意]铁与弱氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(二)铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称—____________________色态黑色粉末______粉末黑色晶体溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的价态_____价_____价＋2价，＋3价与H＋反应的离子方程式共性高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁铁红磁性氧化铁红棕色＋2＋3FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O(三)铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态__________________________溶解性难溶于水难溶于水与盐酸反应受热分解—制法可溶性亚铁盐与碱反应：可溶性铁盐与碱反应：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____色，最后变成____色，化学方程式为白色固体红褐色固体Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2OFe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3灰绿红褐[注意]①FeO和Fe3O4与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。(四)铁盐1．亚铁盐含有Fe2＋的溶液，呈色，既有氧化性，又有还原性。(1)氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式：__________________________。(2)还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：___________________________。浅绿Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2．铁盐(1)氧化性：含Fe3＋的溶液，呈___色，Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、I－反应的离子方程式：_________________________，_____________________________。(2)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到时变成血红色。(3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为____________________________________。黄2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2KSCNFeCl3＋3H2O=====△Fe(OH)3(胶体)＋3HCl(4)其他重要的铁盐及应用绿矾(FeSO4·7H2O)用作补血剂及植物补铁剂高铁酸钾(K2FeO4)用作水处理剂或制作高能电池莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]用于冶金、电镀及织物媒染剂赤血盐[K3Fe(CN)6]用于检验Fe2＋3．Fe2＋、Fe3＋的相互转化Fe2＋强氧化剂，如①HNO3还原剂，如②FeFe3＋上述转化中标号反应的离子方程式：①________________________________________；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O[基础排查]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)铁位于元素周期表中第四周期ⅧB族()(2)铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在()(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物()(5)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物()×××××(6)FeCl3可与铜发生置换反应()(7)(2018·全国卷Ⅱ)向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜色变化；该实验过程可用来探究维生素C的还原性()(8)(2018·北京高考)将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，观察到产生白色沉淀，随后变为红褐色；该实验中的颜色变化与氧化还原反应无关()(9)(2017·海南高考)细铁粉可作食品抗氧剂()(10)(2017·江苏高考)向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液，溶液呈蓝色，证明溶液中含Br2()×√×√×2．《本草纲目》中记载“慈石治肾家诸病，而通耳明目。慈石，色轻紫，石上皲涩，可吸连针铁，俗谓之熁铁石”。“慈石”的主要成分是()A．铁B．氧化铜C．氧化铁D．四氧化三铁解析：磁石，古代炼丹常用的矿物原料，又称作“慈石”，即四氧化三铁(Fe3O4)。答案：D3．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)3Fe2O3B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3D．Fe(OH)2FeO解析：铁与稀硫酸反应生成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价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。答案：B4．下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是()A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂解析：常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象，阻止反应进行，工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，故C正确；氯化铁有氧化性，但不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附悬浮的杂质净水，故D错误。答案：D5．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是()A．Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OC．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2OD．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O解析：Fe3O4与足量稀硝酸反应只生成Fe3＋，没有Fe2＋。答案：B素养·应用达成以实验探究法突破氢氧化亚铁的制备[典例]某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答：(1)仪器1的名称________________。装置5的作用____________。(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中_________________________。(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因____________________________________________。[解析](1)仪器1的名称为分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧气氧化，故装置5的作用是通过液封，防止空气进入装置4。(2)3中溶液不能进入4中的原因是生成的氢气沿着导管通过2逸出，三颈烧瓶中无法形成高压，故只需在2、3之间加一个控制开关。(3)生成灰绿色沉淀说明氢氧化亚铁被部分氧化，其原因应该是装置4中的空气未排尽。[答案](1)滴液漏斗(分液漏斗)液封，防止空气进入装置4(2)在装置2、3之间添加控制开关(3)装置4内的空气没有排尽[模型认知]Fe(OH)2制备的三种思维方法1．有机覆盖层法将吸有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，如图1所示。2．还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。3．电解法用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。[对点训练]1．如图所示装置，可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化，实验时提供的试剂有铁屑及6.00mol·L－1的硫酸，NaOH溶液，下列说法错误的是()A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑B．实验开始时应先将活塞E关闭C．生成Fe(OH)2的操作为关闭活塞E，使A中溶液压入B中D．取下装置B中的橡胶塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3解析：制取硫酸亚铁需要铁屑，所以在烧瓶中应该先加入铁屑，所以A中应预先加入的试剂是铁屑，故A正确；稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，实验开始时应打开活塞E，用氢气排出装置中的空气，B错误；铁和稀硫酸反应有氢气生成，关闭活塞E，导致A中压强逐渐增大，将FeSO4溶液压入B中进行反应生成氢氧化亚铁，C正确；氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故D正确。答案：B2．(实验探究能力)(1)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：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溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_______________________________________________________________________________________。解析：(1)因为Fe(OH)2在空气中容易被氧化为红褐色的Fe(O