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金属及其化合物第三章第三节铁及其重要化合物考纲解读考纲要求备考指南真题追踪命题趋势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。2018·全国卷Ⅰ7、10A、13，全国卷Ⅱ11B、13B、28；2017·全国卷Ⅲ26、27；2016·全国卷Ⅰ8，全国卷Ⅱ13、28，全国卷Ⅲ7；2015·全国卷Ⅰ10、27，全国卷Ⅱ26、28铁及其化合物在近五年的高考中时有考查，特别是对铁元素的变价、Fe2＋和Fe3＋的检验方法等知识的考查。预计2020年仍会以铁及其重要化合物为载体，以离子方程式的书写、工艺流程、实验探究等形式进行考查。考点1铁的单质、氧化物及氢氧化物的性质栏目导航01夯实考点02考点突破夯实考点11．铁(1)物理性质：银白色固体，熔点较高，具有良好的导热性、导电性和延展性，能被______吸引。(2)化学性质：【知识梳理】磁铁①与非金属单质的反应。②与水的反应。常温下，铁与氧气、水反应生成铁锈；在高温条件下铁与水蒸气反应：_______________________________________________________________。【答案】(2)①Fe2O3·xH2O3Fe＋2O2=====点燃Fe3O42Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3Fe＋S=====△FeS③与酸的反应。与非氧化性酸反应的离子方程式：__________________________。与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸________，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。④与某些盐溶液的反应(写离子方程式)。【答案】(2)②3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2③Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑钝化④Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋===3Fe2＋2．铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁色、态______粉末______粉末______晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价____________________稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应离子方程式______________________________Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O黑色红棕色黑色＋2＋3＋2，＋3FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O3．铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色、态______固体________固体与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O受热分解2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应：_____________________________二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是_______________沉淀迅速变成______色，最后变成________，反应方程式为_______________________________________白色红褐色Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓白色絮状灰绿红褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)31．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)铁具有导电性、导热性、延展性及被磁体吸引的特性()(2)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同()(3)常温下用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸()(4)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料()(5)Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3()(6)一定条件下可完成转化：FeCl2溶液―→FeCl3溶液―→Fe(OH)3胶体()(7)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()(8)根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱()【答案】(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)×(8)√【思维深化】2．铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与________(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与________反应时只生成＋2价铁；与________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。所选试剂：①Cl2②O2③H2O(g)④S⑤盐酸⑥稀硝酸(足量)⑦稀硫酸⑧CuSO4溶液⑨FeCl2溶液【答案】①⑥④⑤⑦⑧②③3．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？【答案】都可以。2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3；2FeCl3＋Fe===3FeCl2；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。考点突破21．(2019·广东韶关质检)下列叙述正确的是()A．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应B．足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3C．Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时可能无气体放出D．在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液，会有CO2产生，但无Fe(OH)3沉淀生成【答案】C金属铁的化学性质★★★【解析】稀HNO3具有强氧化性，与Fe反应产生的气体为NO，不是置换反应，A项错误；铁与Cl2反应无论量的多少产物都是FeCl3，B项错误；Fe2O3溶解产生Fe3＋恰好将铁单质氧化，因而不能置换出H2，C项正确；Fe3＋与HCO－3会发生水解相互促进反应，有CO2气体和Fe(OH)3沉淀生成，D项错误。2．(2017·广东湛江月考)下列铁的化合物可以分别通过化合反应、置换反应、复分解反应生成的是()A．FeCl2B．Fe3O4C．Fe(OH)3D．Fe2(SO4)3【答案】A【解析】FeCl2可分别由下列反应制得：Fe＋FeCl3溶液(化合反应)、Fe＋盐酸(置换反应)、FeO＋盐酸(复分解反应)，A项符合题意；Fe3O4不能通过复分解反应生成，B项不符合；Fe(OH)3不能通过置换反应生成，C项不符合；Fe2(SO4)3不能通过置换反应和化合反应生成，D项不符合。3．(2017·浙江卷，24)由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：烧渣――→酸溶①――→FeS2②溶液――→③绿矾――→氨水/空气④铁黄已知：FeS2和铁黄均难溶于水，下列说法不正确的是()A．步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣B．步骤②，涉及的离子反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO2－4＋16H＋C．步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾D．步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3【答案】C【解析】因需要制备绿矾且烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)中各成分均溶于硫酸，A项正确；步骤②发生FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4，离子反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO2－4＋16H＋，B项正确；步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾，蒸干时绿矾受热失去结晶水，C项错误；步骤④，反应条件控制不当，绿矾与氨水、空气可发生氧化还原反应生成Fe(OH)3，D项正确。4．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A．①②③④⑤B．①②③⑤C．①②③④D．②③④⑤【答案】B氢氧化亚铁的制备★★★5．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液和不含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___________________。【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而被氧化制备Fe(OH)2常用的三种方法(1)有机层覆盖法。将吸有NaOH溶液的长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，再关闭弹簧夹a使亚铁盐与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。6．纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。共沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法，其流程如图所示：下列说法错误的是()A．保存溶液A时，应加入少量铁粉B．其制备反应类型不属于氧化还原反应C．取滤液进行焰色反应，火焰为黄色D．FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好应为2∶1【答案】D有关金属铁及其氧化物、氢氧化物的计算★★★7．(2019·湖南长沙高三检测)某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物。为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是()A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，进行计算D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算【答案】D【解析】根据水的质量可以计算得到氧元素的质量，再根据黑色粉末的质量得到铁元素的质量，进而确定化学式，A项可行；灼烧至质量不变所得粉末是氧化铁，依据氧化铁的质量可以计算得到铁元素的质量，再根据黑色粉末的质量得到氧元素的质量，进而确定化学式，B项可行；剩余固体是铁，根据黑色粉末的质量得到氧元素的质量，进而确定化学式，C项可行；反应前后都是固体，而且固体质量不变，不能计算确定该黑色粉末的成分，D项不可行。