搜索
1第三节铁及其化合物考纲定位要点网络1．掌握铁的主要性质及应用。2．掌握铁的重要化合物的主要性质及应用。3．了解铁及其重要化合物的制备方法。4．了解Fe2＋、Fe3＋的检验方法。铁的单质、氧化物及氢氧化物1．铁的位置、存在和物理性质2．化学性质铁单质性质活泼，有较强的还原性。(1)与非金属单质的反应Fe与S反应：Fe＋S=====△FeS。(2)与水的反应常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2。2(3)与酸的反应①与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。②与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。(4)与某些盐溶液的反应①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。②与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。3．铁的三种典型氧化物(1)物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称—铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色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＋2价＋3价＋2价、＋3价(2)化学性质①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。②FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4，其化学方程式为6FeO＋O2=====△2Fe3O4。4．铁的氢氧化物的性质与制备Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体与H＋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：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓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灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3[补短板](1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。3(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。(3)Fe与S蒸气、I2蒸气反应时只生成＋2价Fe的化合物。(4)Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有13的铁显＋2价，23的铁显＋3价；(5)Fe3O4与一般酸反应生成两种盐，Fe3O4与稀硝酸反应只生成一种盐[Fe(NO3)3]。(6)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。[知识应用](1)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⑩FeCl3溶液[答案]①⑥④⑤⑦⑧⑩②③(2)写出利用化合反应制备FeCl2、Fe(OH)3、FeCl3的化学方程式分别为________________________________________________，________________________________________________________，_______________________________________________________。[答案]Fe＋2FeCl3===3FeCl24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3或2FeCl2＋Cl2===2FeCl3命题点1铁及其氧化物的性质及实验探究1．铁片投入下列溶液后，金属片质量减少，但无气体产生的是()A．冷的浓硝酸B．Cu(NO3)2溶液C．稀硫酸D．Fe(NO3)3溶液[答案]D2．(2019·望都模拟)“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是()A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料4C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色CuD．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3D[A项，土壤中不含铁粉；B项，黑砖瓦中含有C、Fe3O4、FeO等，红砖瓦含有Fe2O3；C项，煅烧生成Cu2O红色物质，不是Cu。]3．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：装置一装置二实验装置(1)装置一中，装置A的作用：_________________________；装置二中，装湿棉花的作用：_________________________。(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：________________________________________________________________________________________________。[答案](1)提供水蒸气提供水蒸气(2)固体中含有Fe，在足量酸中，固体溶解时发生2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe3＋被Fe还原为Fe2＋命题点2Fe与HNO3反应的定量关系4．把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到0.3molNO2和0.2molNO，下列说法正确的是()A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1C[由于铁的物质的量为22.4g56g·mol－1＝0.4mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8mol(此时只产生Fe2＋)和1.2mol(此时只产生Fe3＋)之间，又产生0.3molNO2和0.2molNO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3mol×(5－4)＋0.2mol×(5－2)＝0.9mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4mol，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9mol，解得x＝0.1mol，y＝0.3mol。]5．向含agHNO3的稀溶液中，加入bg铁粉充分反应后全部溶解。已知有a4gHNO3被还原，则a∶b不可能是()5A．2∶1B．3∶1C．4∶1D．9∶2A[只生成Fe2＋：a4×163×3＝b56×2，ab＝3；只生成Fe3＋：a4×163×3＝b56×3，ab＝92＝4.5。故a∶b的范围为3∶1～9∶2。]Fe与稀硝酸反应有关计算(1)硝酸的作用及其量的确定铁与硝酸的反应中，一是氧化剂作用，二是酸性作用。作为氧化剂的硝酸可以根据氧化还原反应中得失电子守恒的方法确定，作为酸性作用的可以通过金属铁的物质的量确定，即铁的物质的量乘以铁显示的化合价。(2)铁与稀硝酸反应随着两者量的不同，生成氧化产物亦不同，可用讨论的方法确定。①Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O②Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2①×2＋②可得③3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O命题点3Fe(OH)2的性质及其制备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)。6若用②装置制备，简述制备原理与操作为_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[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，就要排出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；⑤中液面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]①②③⑤铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气赶尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4溶液被压入在氢气保护下的NaOH溶液中Fe(OH)2制备的三种思维方法方法一：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，如题中的③⑤。方法二：还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如题中的①②。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)，如题中的③。总之：Fe(OH)2制备的关键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在密闭隔绝空气的体系中。铁盐、亚铁盐的性质及应用1．亚铁盐(Fe2＋)和铁盐(Fe3＋)的氧化性或还原性(1)亚铁盐的氧化性和还原性含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，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：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋。②还原性：a．向FeCl2溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，若溶液变红色，证明Fe2＋具有还原性。反应原理用离子方程式表示为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。7b．向FeCl2溶液中滴入双氧水，溶液变黄，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。c．向少量酸性KMnO4溶液中加入FeCl2溶液，若溶液紫红色褪去，证明Fe2＋具有还原性。反应原理用离子方程式表示为MnO－4＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。(2)铁盐的氧化性含Fe3＋的溶液呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。①向FeCl3溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入过量活泼金属(如Fe)，若溶液红色褪去，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理用离子方程式表示为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。②向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液，若溶液变成蓝色，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理用离子方程式表示为2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。③向FeCl3溶液中通入H2S气体，若出现黄色浑浊，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。2．亚铁盐与铁盐的水解(1)亚铁盐水解离子方程式：Fe2＋＋2H2O2＋2H＋保存：亚铁盐溶液保存时应加入铁粉防止Fe2＋被氧化，加入相应酸防止水解(2)铁盐水解离子方程式：Fe3＋＋3H2O3＋3H＋保存：铁盐溶液保存时，加相应酸防止水解①配制FeCl3溶液时，应将FeCl3溶于稀盐酸中，然后稀释。②将FeCl3饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2O=====△Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。③除去CuCl2溶液中的Fe3＋，可向溶液