高考化学大一轮复习 第三章 第三节 铁及其化合物（含解析）(1).doc

第三节铁及其化合物1.了解铁的主要性质及应用。2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。(中频)3.以fe2、fe3的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。(高频)铁的存在和主要性质1铁的存在和位置2铁的化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为2价和3价。(1)与非金属单质的反应与o2的反应常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为fe2o3xh2o。点燃：3fe2o2fe3o4。与cl2的反应：2fe3cl22fecl3。与s的反应：fesfes。(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：3fe4h2o(g)fe3o44h2。(3)与酸的反应与非氧化性酸反应的离子方程式：fe2h=fe2h2。与氧化性酸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。fe与足量稀hno3反应的离子方程式为fe4hno=fe3no2h2o。(4)与某些盐溶液的反应与cuso4溶液反应的离子方程式：fecu2=cufe2。与fecl3溶液反应的离子方程式：fe2fe3=3fe2。铁的重要化合物1铁的氧化物氧化亚铁(feo)氧化铁(fe2o3)四氧化三铁(fe3o4)俗名铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁元素价态232、3说明：feo、fe2o3、fe3o4分别与盐酸反应的离子方程式：feo2h=fe2h2o、fe2o36h=2fe33h2o、fe3o48h=2fe3fe24h2o。feo与硝酸反应的化学方程式：3feo10hno3=3fe(no3)3no5h2o。2铁的氢氧化物fe(oh)2fe(oh)3色态白色固体红褐色固体与h反应fe(oh)22h= fe22h2ofe(oh)33h= fe33h2o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)2o22h2o=4fe(oh)3说明：fe(oh)2、fe(oh)3的制备可利用相应亚铁盐、铁盐与碱液反应。3亚铁盐与铁盐(1)亚铁盐含有fe2的溶液呈浅绿色，fe2既有氧化性，又有还原性，fe2与zn、cl2反应的离子方程式分别为：znfe2=zn2fe、2fe2cl2=2fe32cl。(2)铁盐氧化性含有fe3的溶液呈棕黄色，fe3具有氧化性，fe3与fe、cu反应的离子方程式分别为：2fe3fe=3fe2、2fe3cu=2fe2cu2。特性含有fe3的盐溶液遇到kscn溶液时变成红色。1易误诊断(正确的打“”，错误的打“”)。(1)铁元素性质活泼，自然界中的铁几乎都是以化合态形式存在，只有在陨石中有游离态的铁元素()(2)过量的铁与氯气反应，不会生成fecl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行()(3)铁能被磁铁吸引，则任何金属都能被磁铁吸引()(4)过量的铁粉与稀硝酸溶液反应的离子方程式为fe4hno=fe3no2h2o()(5)将naoh溶液滴入feso4溶液中，可以看到稳定的白色沉淀()(6)fecl2溶液保存时加fe粉的目的是防止fe2被还原()(7)fecl2溶液中加入kscn溶液不变红，加入氯水后溶液变红色()(8)fecl3溶液中加入kscn溶液变红，再加入足量fe，红色消失()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2下列物质反应后一定有3价铁生成的是_。(填序号)过量的fe与cl2加热时发生反应fe与过量稀h2so4反应后，再向其中加kno3fe与过量的s加热时发生反应fe(no3)2溶液中加少量盐酸fe和fe2o3的混合物溶于盐酸中【答案】3将fe3o4投入过量的盐酸中，所得溶液中含的金属阳离子有_，向该溶液中投入足量的fe粉，发生反应的离子方程式为_。【答案】fe2、fe3fe2fe3=3fe2、fe2h=fe2h2fefe3o4的2个反应：3fe2o2fe3o43fe4h2o(g)fe3o44h2铁的3种氧化物，2种氢氧化物，2种离子的颜色：feo与fe3o4均为黑色，fe2o3为红棕色；fe(oh)2为白色，fe(oh)3为红褐色；fe2为浅绿色，fe3为棕黄色。铁的3种价态转化2个特殊现象：fe(oh)2fe(oh)3是白色灰绿色红褐色；fe3遇scn，溶液变红色。“铁三角”转化关系及其应用1.“铁三角”中的转化关系2主要应用(1)除杂：主要物质杂质除杂方法fe2fe3加过量铁屑后过滤fecl3fecl2加氯水或h2o2fe2cu2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(2)判断离子共存：fe2no(h)、clo、mno(h)。fe3s2、i、so。fe2、fe3hco、co等水解相互促进的离子(3)盐溶液的配制与保存：(1)fe2具有较强的还原性，fe3水解能力强，实际上ph4时，fe3几乎完全生成fe(oh)3沉淀。(2)欲除去某溶液中含有的fe2杂质时，一般先向溶液中加入氧化剂(如h2o2)，使fe2被氧化为fe3，然后加入溶于酸的难溶物调节ph，使fe3转化为fe(oh)3沉淀除去。(2013北京高考，节选)用含有al2o3、sio2和少量feoxfe2o3的铝灰制备al2(so4)318h2o，工艺流程如下(部分操作和条件略)：.向铝灰中加入过量稀h2so4，过滤；.向滤液中加入过量kmno4溶液，调节溶液的ph约为3；.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；.加入mnso4至紫红色消失，过滤；.浓缩、结晶、分离，得到产品。(1)h2so4溶解al2o3的离子方程式是_。(2)将mno氧化fe2的离子方程式补充完整： mnofe2_=mn2fe3_(3)已知：生成氢氧化物沉淀的phal(oh)3fe(oh)2fe(oh)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注：金属离子的起始浓度为0.1 moll1根据表中数据解释步骤的目的：_。【解析】(1)本小题考查常见的离子反应。(2)利用得失电子守恒，1个mno反应转移5个电子，可知fe2、fe3的化学计量数为5，再结合电荷守恒，可知缺项为h和h2o，最后利用原子守恒配平。(3)由数据可知，fe3沉淀完全时，ph2.8，由题干“调节溶液的ph约为3”可知，此时得到的沉淀为fe(oh)3，而fe2、al3共存于滤液中。因此，可知步骤是用kmno4将fe2氧化为fe3，使fe3全部转化为fe(oh)3沉淀，从而除去铁元素。【答案】(1)al2o36h=2al33h2o(2)58h54h2o(3)ph约为3时，fe2和al3不能形成沉淀，将fe2氧化为fe3，可使铁完全沉淀考向1铁及其化合物的主要性质1(2012高考组合题)下列叙述正确的是()a(山东高考)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(天津高考)fe在足量cl2中燃烧生成fecl2和fecl3c(广东高考)fe3有氧化性可以解释fecl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜d(江苏高考)fe2o3fecl3(aq)无水fecl3在给定的条件下能实现转化【解析】a项，fe与稀hno3反应不是置换反应；b项，反应只生成fecl3；d项，fecl3(aq)无水fecl3，不能转化。【答案】c考向2fe3、fe2、cu、fe的共存问题分析2fecl3、cucl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()a加入kscn溶液一定不变红色b溶液中一定含fe2c溶液中一定含cu2d剩余固体中一定含铜【解析】氧化性fe3cu2，加入fe先还原fe3，然后再还原cu2。【答案】c考向3铁及其化合物的有关计算3将1.12 g铁粉加入25 ml 2 moll1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()a铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，cl基本保持不变b往溶液中滴入无色kscn溶液，溶液变红色cfe2和fe3物质的量之比为51d氧化产物和还原产物的物质的量之比为25【解析】n(fe)0.02 mol，n(fe3)2 mol/l0.025 l0.05 mol；根据fe2fe3=3fe2可知fe3剩余0.01 mol，生成fe2为0.06 mol。【答案】bfe2、fe3的检验方法鉴别方法fe2fe3直接观色浅绿色棕黄色利用显色反应与kscn溶液无现象显红色利用fe3的氧化性与铜片无现象cu溶解，溶液变为蓝绿色与ki淀粉溶液无现象溶液变蓝利用fe2的还原性与溴水溴水褪色无现象与酸性kmno4溶液紫色褪去无现象利用加碱生成沉淀反应fe22oh=fe(oh)2白色灰绿色红褐色fe33oh=fe(oh)3红褐色沉淀(2012山东高考节选)工业上由黄铜矿(主要成分cufes2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体a中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓h2so4b稀hno3cnaoh溶液 d氨水(2)用稀h2so4浸泡熔渣b，取少量所得溶液，滴加kscn溶液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在fe2的方法是_(注明试剂、现象)。【解析】(1)冰铜(mcu2snfes)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(cu2o、cu)、熔渣和so2气体(a)。so2是一种酸性氧化物，可用naoh溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加kscn溶液呈红色，说明含有fe3。可利用fe2的还原性来检验溶液中其是否存在，加入酸性kmno4溶液，kmno4溶液褪色，说明还存在fe2。【答案】(1)cd(2)fe3取少量溶液，滴加kmno4溶液，kmno4褪色(1)检验fe2时不能先加氯水后加kscn溶液；当溶液的浓度较稀时，利用观察法或加naoh溶液的方法都不宜检验fe2和fe3的存在。(2)检验fe2和fe3混合溶液时，要分两次分别检验fe2和fe3，检验fe2时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验fe3时最好选择kscn溶液。考向1铁与其他金属离子的检验4(2014成都模拟)某溶液中可能存在mg2、fe2、fe3，加入naoh溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是()a一定有fe2，一定没有fe3、mg2b一定有fe3，一定没有fe2、mg2c一定有fe3，可能有fe2，一定没有mg2d一定有fe2，可能有mg2，一定没有fe3【解析】开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，说明含fe2不含fe3，可能含mg2。【答案】d考向2铁离子、亚铁离子的检验顺序5要证明某溶液中不含fe3，而可能含有fe2，进行如下实验操作的最佳顺序为()加入足量氯水加入足量kmno4(h)溶液加入少量kscn溶液abc d【解析】先用kscn溶液排除fe3，再加氧化剂，过量kmno4(h)为紫红色，现象不明显。【答案】cfe2和fe3的转化高考母题(2013江苏高考节选)已知金属离子开始沉淀的ph沉淀完全的phfe31.13.2al33.05.0fe25.88.8从硫铁矿烧渣(成分为fe2o3、al2o3、sio2)出发，补充完整由烧渣制备feso4溶液的步骤：向一定量烧渣中加入足量的稀h2so4充分反应，_，得到feso4溶液。【答案】“过滤，向反应液中加入足量的铁粉，充分搅拌后，滴加naoh溶液调节反应液的ph约为5，过滤”或“过滤，向滤液中滴加过量的naoh溶液，过滤，充分洗涤固体，向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解，再加入足量的铁粉，充分搅拌后，过滤”教材溯源fe3和fe2的转化(人教必修1p61)在盛有2 ml fecl3溶液的试管中，加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴kscn溶液(如左图)，观察并记录实验现象。把上层清液倒入另一试管，再加入几滴氯水(如右图)，又发生了什么变化？fe3被还原(左)，fe2被氧化(右)命题展望fe2、fe3的相互转化是高考的重要考点，高考命题专家以教材实验fe2、fe3转化为题源进行多角度设计，高考还可能从以下进行命题：1如何除去fecl3中的fe2？【提示】加