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第9讲铁及其重要化合物-2-基础梳理考点突破对点演练铁的单质、氧化物及氢氧化物1.铁的存在颜色、状态导电、导热性延展性地壳含量银白色固体良好良好占第4位2.铁的性质(1)物理性质。-3-基础梳理考点突破对点演练(2)化学性质。铁的化学性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。-4-基础梳理考点突破对点演练3.铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗称—铁红磁性氧化铁颜色、状态黑色固体红棕色固体黑色晶体铁的价态+2价+3价+2、+3价水溶性不溶不溶不溶与盐酸反应的离子方程式FeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2OFe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O与稀硝酸反应的离子方程式3FeO+NO3-+10H+3Fe3++NO↑+5H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2O3Fe3O4+NO3-+28H+9Fe3++NO↑+14H2O-5-基础梳理考点突破对点演练名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁与氢碘酸反应的离子方程式FeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+2I-+6H+2Fe2++I2+3H2OFe3O4+2I-+8H+3Fe2++I2+4H2O与CO反应的化学方程式FeO+COFe+CO2Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Fe3O4+4CO3Fe+4CO2名师点拨Fe3O4中的3个Fe原子的化合价可看作2个为+3价、1个为+2价,可表示为FeO·Fe2O3,铁元素平均价态为价。在发生氧化还原反应时,对应价态的铁参与相关反应,如Fe3O4与HNO3反应时只有+2价铁被氧化。+83-6-基础梳理考点突破对点演练4.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颜色、状态白色固体红褐色固体受热分解的化学方程式—2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制备该物质的离子方程式Fe2++2OH-Fe(OH)2↓Fe3++3OH-Fe(OH)3↓与盐酸反应的离子方程式Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+Fe3++3H2O与稀硝酸反应的离子方程式3Fe(OH)2+NO3-+10H+3Fe3++NO↑+8H2OFe(OH)3+3H+Fe3++3H2O-7-基础梳理考点突破对点演练名称氢氧化亚铁氢氧化铁与氢碘酸反应的离子方程式Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O2Fe(OH)3+2I-+6H+2Fe2++I2+6H2O两者的关系空气中,白色Fe(OH)2沉淀迅速转变为灰绿色,最后变成红褐色,发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3-8-基础梳理考点突破对点演练1.反应产物中铁元素价态的判断(1)铁与弱氧化剂(如S、I2、H+、Fe3+、Cu2+)等反应所得产物中,铁元素的价态为+2价,如Fe+I2FeI2。(2)铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓硫酸、过量硝酸等)反应所得产物中,铁元素的价态为+3价,如2Fe+3Br2==2FeBr3。(3)铁在纯氧中燃烧以及在高温下与H2O(g)反应得到的产物为Fe3O4,铁元素的价态为+2、+3价。-9-基础梳理考点突破对点演练(4)铁与稀硝酸反应产物的判断。①当HNO3过量时:反应原理:Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,铁元素的存在形式为Fe3+,铁元素的价态为+3价。②当Fe过量时:反应原理:3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,铁元素的存在形式为Fe2+,铁元素的价态为+2价。③当14𝑛(Fe)𝑛(HNO3)38时:铁元素的存在形式为Fe2+和Fe3+,铁元素的价态为+2、+3价。-10-基础梳理考点突破对点演练2.氢氧化亚铁的制备(1)制备Fe(OH)2的关键。Fe(OH)2具有很强的还原性,易被氧化为Fe(OH)3。在实验室中制备Fe(OH)2,并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态,关键有以下两点:①溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质;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。-11-基础梳理考点突破对点演练(2)实验室中制备Fe(OH)2常用的三种方法。方法一:有机层覆盖法将吸有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。-12-基础梳理考点突破对点演练方法二:还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐溶液与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀,如图2所示。方法三:电解法用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯(或煤油),如图3所示。-13-基础梳理考点突破对点演练例1下列叙述不正确的是()①Fe与S混合加热生成FeS2②Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应③过量的铁与浓硝酸加热反应有气体生成④FeCl3溶液能与Cu反应,可用于蚀刻印刷电路板A.①③B.①②C.②④D.②③答案解析解析关闭Fe是变价金属,遇强氧化剂(如HNO3、Cl2等)生成+3价铁,遇弱氧化剂(如S或I2等)生成+2价铁,故Fe与S混合加热生成FeS,①错误;Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO,该反应不是置换反应,②错误。答案解析关闭B-14-基础梳理考点突破对点演练特别提示(1)Fe容易失去电子生成Fe2+或Fe3+。(2)反应产物中铁元素的价态与相关反应物的氧化性强弱有关,如Cl2、HCl、S等。(3)由于单质铁能与Fe3+反应生成Fe2+,故Fe与稀硝酸反应时产物中铁元素的价态还与HNO3的量有关。-15-基础梳理考点突破对点演练例2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)。答案解析解析关闭因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即4Fe(OH)2+O2+2H2O==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。①②原理一样,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;③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;⑤中液面上加苯阻止了空气进入;④由于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。答案解析关闭①②③⑤-16-基础梳理考点突破对点演练考向一铁的单质、氧化物和氢氧化物的性质1.下列化合物中,不能通过单质间化合直接制取的是()A.FeCl3B.CuCl2C.HClD.FeCl2D解析:铁与氯气直接化合生成氯化铁,得不到氯化亚铁,答案选D。-17-基础梳理考点突破对点演练2.判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)(2018北京理综)NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,产生白色沉淀,随后变为红褐色()(2)(2018江苏化学)Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2()(3)(2018江苏化学)KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应:3ClO-+2Fe(OH)32FeO42-+3Cl-+4H++H2O()(4)(2018全国Ⅱ)探究维生素C的还原性,可向盛有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()(5)(2018江苏化学)向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出,则Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性()(6)(2018江苏化学)在给定条件下,下列所示的物质间转化能实现:Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)()√√×√××-18-基础梳理考点突破对点演练考向二Fe(OH)2的制备3.用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应可制得白色的Fe(OH)2沉淀。(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。答案:(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2解析:(1)Fe2+易水解,加入稀硫酸可抑制其水解;Fe2+易被空气中的O2氧化,加铁屑的目的是防止Fe2+被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低,故可用煮沸的方法除去水中的O2。-19-基础梳理考点突破对点演练1.亚铁盐和铁盐溶液(1)亚铁盐溶液。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。(2)铁盐溶液。①氧化性:含Fe3+的溶液,呈色,Fe3+具有较强的氧化性,Fe3+与Cu、I-反应的离子方程式为,。②特性:含有Fe3+的盐溶液遇到时变成红色。③FeCl3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。浅绿Zn+Fe2+Fe+Zn2+2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-黄2Fe3++CuCu2++2Fe2+2Fe3++2I-2Fe2++I2KSCNFeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl-20-基础梳理考点突破对点演练(3)Fe2+、Fe3+的相互转化。Fe2+Fe3+上述转化中标号反应的离子方程式为:①;②2Fe3++Fe3Fe2+3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O-21-基础梳理考点突破对点演练2.“铁三角”的转化关系-22-基础梳理考点突破对点演练(1)向FeCl2溶液中滴加新制氯水:。(2)向FeCl3溶液中加入还原铁粉:。(3)将H2S气体通入FeCl3溶液中产生黄色沉淀:。(4)将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液,溶液变蓝:。(5)用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔:。(6)将H2O2溶液滴入酸性FeCl2溶液中:。(7)将FeCl2溶液滴入稀硝酸中,有无色气体放出:。2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-2Fe3++Fe3Fe2+H2S+2Fe3+S↓+2Fe2++2H+2I-+2Fe3+I2+2Fe2+Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O-23-基础梳理考点突破对点演练1.Fe3+和Fe2+的检验方法(1)Fe2+的检验:(2)Fe3+的检验:-24-基础梳理考点突破对点演练(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验:①Fe3+的检验。②Fe2+的检验。-25-基础梳理考点突破对点演练2.“铁三角”的重要应用(1)除杂。主要物质杂质除杂方法Fe2+Fe3+加过量铁屑后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2溶液Fe2+Cu2+加过量铁屑后过滤FeAl加过量强碱溶液后过滤Fe2O3Al2O3、SiO2加过量强碱溶液后过滤-26-基础梳理考点突破对点演练(2)判断离子共存。①Fe2+NO3-(H+)、ClO-、MnO4-(H+)(因发生氧化还原反应)。②Fe3+S2-、I-、SO32-、HS-(因发生氧化还原反应)。③Fe2+、Fe3+HCO3-、CO32-、AlO2-等(因互相促进水解反应)。-27-基础梳理考点突破对点演练(3)盐溶液的配制与保存。(4)物质的制备。-28-基础梳理考点突破对点演练例3选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是()选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液答案解析解析关闭甲组,在Fe3+存在的条件下,检验Fe2+,要排除Fe3+干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应,不干扰现象观察。所给选项中只有酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,现象是紫色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,检验F