高考化学铁及其化合物复习讲义新人教版.docx

铁及其化合物一、铁及其重要化合物的性质1铁的性质(1)物理性质铁具有导电、导热和延展性，具有能被磁铁吸引的特性。(2)化学性质铁单质性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为2价和3价。与非金属单质的反应：a与O2的反应：常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。点燃：3Fe2O2Fe3O4。b与Cl2的反应：2Fe3Cl22FeCl3。c与S的反应：FeSFeS。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：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。与酸的反应：a与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe2H=Fe2H2。b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，但无H2产生。与某些盐溶液的反应：a与CuSO4溶液反应的离子方程式：FeCu2=Fe2Cu。b与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe2Fe3=3Fe2。2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铁的化合价232，3稳定性不稳定稳定稳定与H反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O提醒Fe3O4中2个Fe为3价，1个Fe为2价，可表示为FeOFe2O3，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。(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)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应Fe33OH=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，反应的化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【互动思考】1FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？若能，写出其对应的化学方程式。答案都可以。2Fe3Cl22FeCl32FeCl3Fe=3FeCl24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸()(2)将一定量的铁、铜的混合物加入到100 mL 0.1 molL1的FeCl3溶液中，充分反应后，溶液中有固体剩余，则剩余的固体中一定含有铜，可能含有铁()(3)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同()(4)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应()(5)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为：Fe33SCN=Fe(SCN)3()答案(1)(2)(3)(4)(5)3写出下列反应的化学方程式：(1)FeO与稀硝酸反应的化学方程式：_ (2)FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式：_ _。答案(1)3FeO10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3NO5H2O(2)FeO2HI=FeI2H2OFe2O36HI=2FeI2I23H2O1(2014北京理综，7)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()。AKBNaCFeDAl解析D项，Al易被空气中氧气氧化成一层致密的氧化膜，阻止内部金属继续被氧化，正确。K、Na、Fe表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内部金属，A、B、C错误。答案D2(2014山东理综，9)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是 ()。AFeO B. Fe2O3 C. FeSO4DFe3O4解析Fe2O3不具有还原性，与稀HNO3反应不生成NO，另外三种等质量的物质中，含Fe2物质的量越多，与稀HNO3反应失去的电子越多。根据得失电子守恒，则生成NO的物质的量越多，经计算比较等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4中FeO含有Fe2物质的量最多，故选A。答案A3(2013天津理综，9)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：检验装置的气密性；通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；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)装置A中反应的化学方程式为_。(2)第步加热后，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，第步操作是_。(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)_。(4)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：_。(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为_。解析(1)装置A中Fe在加热条件下与Cl2反应生成FeCl3：2Fe3Cl22FeCl3。(2)根据题目信息可知，加热时FeCl3固体易升华，所以沉积在装置A右端的FeCl3经加热使其变为气体而进入收集器。(3)要防止FeCl3潮解，则装置中不能存在水蒸气，从实验步骤表述中分析，都涉及“干燥”，其目的都是防止FeCl3潮解。 (4)进入收集器的FeCl3为气体，经装置B中的冷水冷却后而沉积下来，便于收集产品。Fe2的检验可用K3Fe(CN)6溶液，Fe2与K3Fe(CN)6溶液反应生成蓝色沉淀。(5)由于尾气中含有未反应的有毒气体氯气，可用盛有NaOH溶液的装置吸收，并将导管插入液面下。(6)Fe3具有氧化性，H2S具有还原性，二者发生氧化还原反应：2Fe3H2S=2Fe2S2H。答案(1)2Fe3Cl22FeCl3(2)在沉积的FeCl3固体下方加热(3)(4)冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品干燥管K3Fe(CN)6溶液(5)(6)2Fe3H2S=2Fe2S2H【考向揭示】由以上题组训练，可得出本考点的常见命题方向有：1铁及其化合物的性质及应用2有关铁及其化合物的实验探究二、Fe2和Fe3的性质及其检验方法1Fe2、Fe3的性质(1)Fe2的氧化性和还原性Fe2处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：Fe2遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H)等均表现还原性。(2)Fe3的氧化性Fe3处于铁的高价态，只有氧化性，如：它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。(3)Fe2与Fe3的相互转化Fe2Fe3用离子方程式表示其转化关系：2Fe2Cl2=2Fe32Cl；3Fe24HNO=3Fe32H2ONO；2Fe3Fe=3Fe2；Cu2Fe3=Cu22Fe2。2Fe2、Fe3的检验方法(1)直接观察颜色Fe2溶液呈浅绿色，Fe3溶液呈棕黄色。(2)利用显色反应(形成络离子)(3)利用铁的氢氧化物的颜色(4)利用Fe3的氧化性(5)利用Fe2的还原性3“铁三角”及其重要应用(1)“铁三角”中的转化关系(2)重要应用判断离子共存：Fe2与NO(H)、ClO、MnO(H)，Fe3与S2、I、HS、SO在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。盐溶液的保存。a含Fe2的溶液：加入少量铁粉(或铁钉、铁屑)，防止Fe2被氧化；加入少量相应的酸，防止Fe2水解Fe(NO3)2 例外。b含Fe3的溶液：加入少量相应的酸，防止Fe3水解。【互动思考】1为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是_。答案2如何除去括号中的杂质(1)Fe2(Fe3)：_；(2)FeCl3(FeCl2)：_；(3)FeCl2(CuCl2)：_；(4)Fe(Al)：_；(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：_。答案(1)加过量铁粉过滤(2)加氯水或H2O2(3)加过量铁粉过滤(4)加过量强碱溶液过滤(5)加过量强碱溶液过滤1(2014重庆理综，4)茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是()。A将茶叶灼烧灰化，选用、和 B用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用、和 C过滤得到滤液，选用、和 D检验滤液中的Fe3 ，选用、和 解析A项，灼烧在坩埚内进行，另外还用到酒精灯和泥三角，正确；B项，溶解、稀释用到烧杯和玻璃棒，错误；C项，过滤使用漏斗、烧杯、玻璃棒，正确；D项，检验Fe3应选用KSCN溶液，用胶头滴管取用试剂，在试管内进行反应，检验，正确。答案B2(2014北京西城期末)用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是()。选项实验现象解释或结论A加入FeCl3固体溶液变成红褐色FeCl3的水解程度变大B加入等体积水溶液颜色变浅c(Fe3)变小C加入足量Fe粉溶液颜色变成浅绿色2Fe3Fe=3Fe2D将FeCl3溶液微热溶液变成红褐色水解反应H0解析向黄色的FeCl3溶液中加入FeCl3固体，溶液浓度增大，溶液黄色变深，但FeCl3的水解程度变小，A错误；往黄色的FeCl3溶液中加入等体积水，溶液被稀释，FeCl3的水解程度增大，c(Fe3)变小，溶液颜色变浅，B正确；在黄色的FeCl3溶液中加入足量Fe粉，发生反应2Fe3Fe=3Fe2，溶液颜色变成浅绿色，C正确；水解反应是吸热反应，将FeCl3溶液微热可促进FeCl3的水解程度向正方向进行，溶液变成红褐色，D正确。答案A3有关FeSO4的转化关系如图所示(部分物质已略去)。已知：X由两种化合物组成，将X通入品红溶液，溶液褪色；通入BaCl2溶液，产生白色沉淀。Y是红棕色的化合物。(1)气体X的成分是_(填化学式)。(2)反应的反应类型属于_(填序号)。a分解反应b复分解反应c置换反应d化合反应e氧化还原反应(3)溶液2中金属阳离子的检验方法是_(4)若经反应得到16 g固体Y，产生的气体X恰好被0.4 L 1 molL1 NaOH溶液完全吸收，则反应中生成FeSO4的离子方程式是_。解析由知，气体X为SO2和SO3的混合物；由知，Y为Fe2O3。所以反应的化学方程式为2FeSO4(s)Fe2O3SO2SO3。(1)气体X的成分为SO2和SO3；(2)反应的类型为分解反应，同时又属于氧化还原反应；(3)溶液2中的金属阳离子为Fe3，所以其检验的方法为取少量溶液2于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，则证明原溶液中含有Fe3；(4)由题意知经反应共得到0.1 mol的Fe2O3、0.1 mol的SO2和0.1 mol的SO3，故知反应中生成FeSO4的离子方程式是2Fe3SOH2O=2Fe2SO2H。答案(1)SO2、SO3(2)ae(3)取少量溶液2于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，则证