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专题3金属及其化合物第三单元铁、铜的获取及应用金属矿物的开发和利用专题3金属及其化合物[考点分布]知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(1)自然界铁、铜的存在形式，铁、铜的物理性质a(2)工业炼铁的反应原理b专题3金属及其化合物知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(3)铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)bT27T27、T31T6、T27T28T9、T10、T29(4)Fe2＋、Fe3＋的性质及转化cT32(3)T6、T24T12T29T29专题3金属及其化合物知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(5)检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法cT28(6)不锈钢的主要组成元素及其用途a专题3金属及其化合物知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(7)化学理论的建立和发展与人类认识世界的关系a(8)化学科学的研究内容和发展前景a专题3金属及其化合物知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(9)化学在合成新物质、提高人类生活质量方面的重要作用a(10)金属活动性与金属冶炼方法的关系aT8用物质分类思想认识铁及其重要化合物1．铁的存在2．铁的性质(1)物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。(2)化学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。常见反应如下：Fe＋O2―→3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4Cl2―→2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3S―→Fe＋S=====△FeSH2O（g）―→3Fe＋4H2O（g）=====高温Fe3O4＋4H2Fe―→Fe2＋：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋―→Fe3＋：Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2O3．铁的氧化物和氢氧化物(1)铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4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＋2＋3＋2，＋3FeO＋2H＋Fe2O3＋6H＋===Fe2＋＋H2O===2Fe3＋＋3H2O化学式FeOFe2O3Fe3O4铁的化合价_________________________________稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应的离子方程式______________________________________________________________Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O(2)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＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O受热分解—2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2OFe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓灰绿4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3化学式Fe(OH)2Fe(OH)3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，现象是白色絮状沉淀迅速变成___________色，最后变成红褐色，反应方程式为____________________________________氧化还原Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－4．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_______________________、______________________________。棕黄2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋KSCNFe3＋＋3H2O=====△Fe(OH)3(胶体)＋3H＋(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。③易水解：FeCl3滴入沸水中的离子方程式为___________________________________________________。题组一铁及其化合物的反应产物判断1．(2019·平湖中学高一期末)下列物质不能通过化合反应直接制取的是()A．Cu(OH)2B．Fe(OH)3C．FeCl2D．FeCl3答案：A2．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)2Fe3O4解析：选B。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。3．(2019·杭州高一期末)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无气体放出D．Fe2O3―――→HCl（aq）FeCl3(aq)―――→△无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化解析：选C。稀HNO3具有强氧化性，与Fe反应产生的气体为NO，A项错；铁与Cl2反应无论量的多少产物都是FeCl3，B项错；C项中Fe2O3溶解产生Fe3＋恰好将铁单质氧化，因而不能置换出H2，正确；FeCl3溶液加热时易水解，D项错。4．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。①Fe3＋②Fe2＋③Fe、Fe2＋④Fe2＋、Fe3＋(1)AB段铁元素以________形式存在。(2)BC段铁元素以________形式存在。(3)CD段铁元素以________形式存在。解析：向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后Fe3＋全部转化为Fe2＋，CD段中还有过量的铁粉。答案：(1)①(2)④(3)③(1)铁元素有＋2、＋3等多种价态，反应环境不同，可能反应产物不同，铁与非氧化性酸生成Fe2＋。少量的Fe与氧化性酸反应生成Fe3＋，过量的Fe与氧化性酸反应生成Fe2＋。(2)许多题目将Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设置为隐含反应，如Fe与Fe2O3的混合物溶于盐酸时，需要注意生成的Fe3＋还能氧化单质铁。题组二Fe2＋、Fe3＋的检验5．(2019·丽水选考模拟)下列离子的检验方法合理的是()A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋解析：选C。A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋，不合理；B项中Cl－也能使KMnO4溶液褪色，不合理；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2，不合理。检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法1．根据溶液颜色含有Fe2＋的溶液显浅绿色；含有Fe3＋的溶液显棕黄色。2．用KSCN溶液和氯水(1)流程溶液加KSCN溶液无明显现象―――→加氯水溶液变血红色―→Fe2＋溶液变血红色―→Fe3＋(2)有关反应Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(血红色)；2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。3．用NaOH溶液(1)流程溶液加NaOH溶液白色沉淀―→灰绿色―→红褐色―→Fe2＋红褐色沉淀―→Fe3＋(2)有关反应Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)；Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。题组三有关铁及其化合物的实验探究6．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)。解析：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。①、②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；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；⑤中液面加苯阻止了空气进入。答案：①②③⑤成功制备Fe(OH)2的关键由于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，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。成功关键：(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。7．FeCl3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FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3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)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__________________________________________。(2)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)________。(3)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：________________。解析：根据FeCl3的性质及物质制备的相关知识解答。(1)根据FeCl3加热易升华的性质，可以对反应管中沉积FeCl3的部位加热，使其升华。(2)为了防止FeCl3潮解，②赶尽装置中的空气，防止水蒸气存在；⑤冷却时要在Cl2中冷却，冷却后，用干燥的N2赶尽Cl2。(3)装置B中冷水浴的作用是将FeCl3蒸气冷却为FeCl3固体。装置C为干燥管。检验FeCl2是否失效就是检验D中是否存在Fe2＋，可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验，现象：若存在Fe2＋，溶液中有蓝色沉淀生成。答案：(1)在沉积的FeCl3固体下方加热(2)②⑤(3)冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品干燥管K3[Fe(CN)