【三维设计】（人教通用版）高考化学一轮总复习讲义 第三节 铁及其化合物(1).doc

第三节铁及其化合物明考纲要求理主干脉络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。铁的性质及应用1铁的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：常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为fe2o3。点燃时：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。(4)与某些盐溶液的反应：与cuso4溶液反应的离子方程式：fecu2=fe2cu。与fecl3溶液反应的离子方程式：2fe3fe=3fe2。1.判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2013新课标全国卷)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2fe6h=2fe33h2。()(2)(2011重庆高考)fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。()(3)(2012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。()(4)(2012天津高考)fe在足量cl2中燃烧生成fecl3，在少量cl2中燃烧生成fecl2。()(5)(2012重庆高考)铁与硫混合共热生成fes2。()(6)铁与cuso4溶液反应，能置换出铜。()答案：(1)(2)(3)(4)(5) (6)2日常生活中的铁制品为什么易生锈？铁锈的主要成分是什么？提示：日常生活中的铁制品不纯、常含有碳等杂质。铁制品在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀而生锈。铁锈的主要成分是fe2o3。3铁的化学性质活泼，为什么可以用铁罐贮存和运输浓硫酸和浓硝酸？提示：常温下，铁遇浓h2so4、浓硝酸发生“钝化”。4能否通过化合反应的方法制得fecl3、fecl2、fe(oh)3？若能，写出反应的化学方程式。提示：能；2fe3cl22fecl3,2fecl3fe=3fecl2,4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3铁反应后元素价态的判断方法(1)铁与弱氧化剂(如：s、i2、h、fe3、cu2)等反应所得产物为fe2，铁元素的价态为2价，如：fei2fei2。(2)铁与强氧化剂(如：cl2、br2、浓h2so4、硝酸等)反应所得产物为fe3，铁元素的价态为3价。如2fe3br2=2febr3。(3)铁在纯氧中燃烧得到的产物为fe3o4，铁元素的价态为2、3价。(4)铁与稀硝酸反应产物的判断：当hno3过量时：反应原理：fe4hno3=fe(no3)3no2h2o，铁元素的存在形式为fe3，铁元素的价态为3价。当fe过量时：反应原理：3fe8hno3=3fe(no3)22no4h2o，铁元素的存在形式为fe2，铁元素的价态为2价。当时：铁元素的存在形式为fe2和fe3，铁元素的价态为2、3价。1.下列物质反应后一定有3价铁生成的是_。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2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。fe3fe2fe、fe2fe2、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。答案专区1.解析：fe与cl2反应只生成fecl3；fe与s反应只生成fes；fefe2fe3；fe2fe3；fe2o3溶于盐酸生成fe3，当混合物中fe不足时，溶液中仍有fe3，当fe足量时，溶液中无fe3。答案：2.解析：向稀硝酸中加入铁粉，开始时稀硝酸过量应生成fe3，故ab段铁元素以fe3形式存在。随着铁粉的增加，溶液中的fe3与fe反应生成fe2。故最终全部转化成fe2，而cd段铁元素以fe2形式存在。答案：(1)(2)(3)铁的氧化物与氢氧化物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与h反应的离子方程式feo2h=fe2h2ofe2o36h=2fe33h2ofe3o48h=fe22fe34h2o2.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反应：fe22oh=fe(oh)2可溶性铁盐与碱反应：fe33oh=fe(oh)3二者的关系空气中，fe(oh)2能够非常迅速地被氧气氧化成fe(oh)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)31判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2013大纲全国卷)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为：3fe24hno=3fe33h2o。()(2)氢氧化铁与hi溶液反应的离子方程式为：fe(oh)33h=fe33h2o。()(3)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。()(4)fe(oh)2在空气中加热，可得到feo。()(5)向硫酸亚铁溶液中滴加naoh溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。()(6)fe2o3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。fe2o3 a红褐色 a具有较强的还原性fe(oh)2 b红棕色 b易被氧化成灰绿色最终变成红褐色fe(oh)3 c白色 c红色油漆、涂料fe2 d棕黄色 d受热分解成红棕色粉末fe3 e浅绿色 e具有较强的氧化性答案：bc；cb；ad；ea；de3某铁的氧化物溶于盐酸中，然后滴加kscn溶液显红色，该铁的氧化物一定 是fe2o3吗？提示：不一定，若为fe3o4，同样会产生上述现象。4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，你能否确定上述沉淀和残渣的成分吗？提示：沉淀的成分是fe(oh)2，残渣的成分是fe2o3。制备fe(oh)2常用的三种方法由于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。1制备原理：fe22oh=fe(oh)2。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。3常用方法：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，如图1所示。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。如图2所示。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，如图3所示。图31.下列各图示中，能较长时间观察到fe(oh)2白色沉淀的是_。2用下列方法可制得白色的fe(oh)2沉淀：用不含fe3的feso4溶液与用不含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_。答案专区1.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，即发生4fe(oh)2o22h2o=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。、原理相同，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；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；中液面加苯阻止了空气进入；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。答案：2.解析：(1)fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；fe2易被空气中的o2氧化，要加fe粉防止fe2被氧化。(2)气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的o2较少。答案：(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的fe(oh)2沉淀接触o2fe2、fe3的相互转化及检验1亚铁盐含有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：znfe2=fezn2；(2)还原性：fe2与cl2反应的离子方程式：2fe2cl2=2fe32cl。2铁盐(1)氧化性：含fe3的溶液呈黄色，fe3具有较强的氧化性。fe3与cu反应的离子方程式：2fe3cu=cu22fe2。fe3与i反应的离子方程式：2fe32i=2fe2i2。(2)特性：含有fe3的盐溶液遇kscn溶液变成红色。3fe2与fe3的转化fe2fe3上述转化关系中标号反应的离子方程式为：2fe2h2o22h=2fe32h2o；3fe2no4h=3fe3no2h2o；2fe3fe=3fe2；2fe3h2s=2fe2s2h。1.判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2013江苏高考)向某溶液中滴加kscn溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有fe2()(2)(2012广东高考)fe3有氧化性，所以fecl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜()(3)(2011安徽高考)过量的fe粉中加入稀hno3，充分反应后，滴入kscn溶液，溶液呈血红色，说明稀hno3将fe氧化为fe3()(4)(2011江苏高考)fecl3溶液与cu的反应：fe3cu=cu2fe2()(5)(2010上海高考)硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的h2o2：fe22hh2o2=fe32h2o()(6)(2012江苏高考)下列物质的转化在给定条件下能实现：fe2o3fecl3(aq)无水fecl3()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2实验室配制和保存feso4溶液时，应采取哪些措施？提示：向feso4溶液中加入少量铁粉，防止fe2被氧化成fe3，加入少量稀h2so4，防止fe2水解。3仅用一种试剂，能区别fecl2、fecl3、mgcl2、alcl3四种溶液吗？提示：可以，选用naoh溶液。加入naoh溶液后，有红褐色沉淀生成的是fecl3溶液；先出现白色沉淀，后迅速变为灰绿，最终变成红褐色的是fecl2溶液；先出现白色沉淀，后沉淀随naoh溶液的加入而又溶解是alcl3溶液，只出现白色沉淀的是mgcl2溶液。4如何分离溶液中的fe3和al3。提示：分离实验操作图示为：一、利用“铁三角”转化关系的解题策略1“铁三角”转化关系2应用(1)除杂方法：主要物质杂质除杂方法fe2fe3加过量铁粉后过滤fecl3fecl2加氯水或h2o2fe2cu2加过量铁粉后过滤feal加过量强碱(如naoh)溶液后过滤fe2o3al2o3、sio2加过量强碱(如naoh)溶液后过滤(2)判断离子共存的方法：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方法： 加少量相应的酸防止fe3水解。(4)物质的制备方法： 在hcl气流中加热蒸干fecl3溶液。 二、fe3、fe2的检验方法1fe2的检验方法一：取出少量被检验的溶液，滴加kscn溶液，无现象，再滴加氯水，若变成红色溶液，说明有fe2存在(鉴别时不能先滴加氯水)。2fe2cl2=2fe32cl，fe33scnfe(scn)3(红色)；方法二：取出少量被检验的溶液，加入naoh溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有fe2存在。fe22oh=fe(oh)2，4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。2fe3的检验方法一：取出少量被检验的溶液，滴加kscn溶液，溶液变红色，证明有fe3存在。方法二：取出少量被检验的溶液，加入naoh溶液，产生红褐色沉淀，证明有fe3存在。3含fe2、fe3的混合溶液中fe3、fe2的检验(1)fe3的检验：溶液变红色，说明含有fe3试纸变蓝色，说明含有fe3(2)fe2的检验：kmno4溶液紫红色褪去，说明含有fe2溴水褪色，说明含有fe21.下列试剂中，不能使fe2转化为fe3的是()氯气nacl溶液kmno4溶液稀硝酸盐酸nano3溶液abc d2(2012海南高考节选)在fecl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液ph，同时鼓入足量的空气。己知：kspfe(oh)34.01038回答下列问题：(1)fecl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为_；(2)过程加入铁屑的主要作用是_，分离得到固体的主要成分是_，从固体中分离出铜需采用的方法是_；(3)过程中发生反应的化学方程式为_。3.下列离子的检验方法合理的是()a向某溶液中滴入kscn溶液呈红色，说明不含fe2b向某溶液中滴加氯水，然后再加入kscn溶液变红色，说明原溶液中含有fe2c向某溶液中加入naoh溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有fe3d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mg24(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：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)。答案专区1.解析：cl2、kmno4、稀hno3都有强氧化性、能将fe2氧化成fe3。而nacl溶液、盐酸、nano3溶液不能将fe2氧化成fe3。答案：d3.解析：a项，加入kscn溶液后呈红色，说明含有fe3，但不能说明是否含有fe2。b项，滴加氯水后再加入kscn溶液变红色，说明所得的溶液中含fe3，而原溶液中是否含有fe3、fe2不能判断。c项，加naoh溶液得红褐色沉淀，说明含有fe3。d项，当溶液中含有fe2和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时，同样会出现上述现象，因为fe(oh)2转变成fe(oh)3时，颜色很容易掩盖其他的白色沉淀。答案：c2.解析：(1)这是先置换出铜，铁过量固体为铁与铜的混合物，再分离铜应加入盐酸；(3)步骤是亚铁离子生成fe(oh)2，鼓入空气为转化成fe(oh)3。答案：(1)2fe3cu=2fe2cu2(2)回收铜cu和fe加盐酸反应后过滤(3)fecl2ca(oh)2=fe(oh)2cacl24fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)34.解析：滴加kscn溶液后呈红色，说明溶液中有fe3，检验溶液中还存在fe2时，可以利用fe2的还原性，加入酸性kmno4溶液，溶液紫色褪去。答案：fe3取少量溶液，滴加kmno4溶液，kmno4褪色fe2与fe3的转化在盛有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(如图左图)，观察并记录实验现象。再加入几滴氯水(如图右图)，又发生了什么变化？设计fe2与fe3相互转化的实验方案，进行实验并记录现象。实验室提供下列试剂：铁粉、0.1 moll1 fecl3溶液、0.1 moll1fecl2溶液、kscn溶液、新制氯水。表35fe2和fe3的转化实验转化类型实验方案实验现象fe2fe3fe3fe21(2010山东高考t30(3)制备绿矾(feso47h2o)时，向fe2(so4)3溶液中加入过量_，充分反应后，经_操作得到feso4溶液，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。2(2009广东高考t24c)判断下列除杂方法的正误：除去fecl2溶液中混有的fecl3，加入过量铁粉，并过滤()。3(2009天津高考t3d)在含有fecl2杂质的fecl3溶液中通入足量cl2后，充分加热，除去过量的cl2，即可得到纯净的fecl3溶液()答案：1.铁粉，过滤2.3.在实验不变的情况下，高考还有可能从以下出题点设题：1fe2与no能否大量共存？若向其中再加入少量盐酸，情况又会如何？提示：fe2与no能大量共存，但在酸性条件下，no能将fe2氧化成fe3而不能大量共存。2如何通过实验证明溴的氧化性强于fe3？提示：向fecl2溶液中滴入几滴溴水，若溴水褪色，即证明br2的氧化性强于fe3，离子方程式为：2fe2br2=2fe32br。3如何由废铁屑(含fe2o3)制取印刷电路板的腐蚀剂？提示：4设计实验方案证明硫酸亚铁铵的成分中含有nh、fe2和so。提示：取适量硫酸亚铁铵固体溶于水，得浅绿色溶液，滴入2滴kscn溶液，溶液不显红色，再滴入几滴新制氯水，溶液变为红色，则可证明固体的成分中含有fe2。取适量硫酸亚铁铵固体溶于水，加少量稀盐酸，无现象，再滴入几滴bacl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明固体的成分中含有so。取少量硫酸亚铁铵固体放入试管中，加入浓naoh溶液并加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，则证明固体成分中含有nh。除去混合物中的杂质离子，设计实验验证fe2的还原性，fe3的氧化性是教材实验的拓展和延伸，也是高考命题的重要素材。熟练掌握除去混合物中fe2、fe3的方法，可顺利解答试题中的各种问题。1混合物中fe3、fe2的除去方法(1)除去mg2中混有的fe3的方法：向混合溶液中加入mg、mgo、mgco3、mg(oh)2中之一，与fe3水解产生的h反应，促进fe3的水解，将fe3转化为fe(oh)3沉淀而除去。(2)除去cu2中混有的fe3的方法：向混合溶液中加入cuo、cuco3、cu(oh)2、cu2(oh)2co3中之一，与fe3水解产生的h反应，促进fe3的水解，将fe3转化为fe(oh)3沉淀而除去。(3)除去mg2中混有的fe2的方法：先加入氧化剂(如h2o2)将溶液中的fe2氧化成fe3，然后再按(1)的方法除去溶液中的fe3。(4)除去cu2中混有的fe2的方法：先加入氧化剂(如h2o2)将溶液中的fe2氧化成fe3，然后再按(2)的方法除去溶液中的fe3。2fe3氧化性、fe2还原性的验证常用方法(1)fe3的氧化性：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