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第12讲 铁及其化合物【复习策略】一、新高考考查方式的变化常见无机物知识是高考考查的重点内容之一，新教材虽然将常见无机物知识由原来的六章减少到两章，但考试所占比重并没有下降。常见无机物是考核概念、理论、实验等的载体，四个知识块相互串联。比如以某物质为载体融合基本实验操作、热化学反应方程式的书写，融合化学反应速率的影响因素探究（同时渗透比较法思想），融合氧化还原反应原理、电解原理等。二、整体把握常见无机物复习中不能再是单一知识点的简单重复和强化，淡化知识的细枝末节，勤归纳，勤总结，广渗透、多联系，加强知识之间内在的逻辑性、系统性的理解和把握。在具体复习某一种物质的相关知识时，不能完全按照“结构性质用途制法保存”的一条主线来复习，加强从该单质到各类化合物之间的横向联系，同时结合基本理论、基本概念，重视基本观念（如元素观）的形成和基本方法（分类的方法、研究物质的方法等）的掌握，自主形成一个完整的知识网络。（一）抓两主线、特性构建常见无机物知识网络新教材是根据“物质的组成和性质对物质进行分类”（分类的方法）组织常见无机物知识的学习，将“离子反应”、“氧化还原反应”等内容穿插于其中，并隐含渗透了“比较”的方法，意在学习与研究元素化合物性质的同时，引导学生明确基本概念和理论在元素化合物学习中的指导作用，理解、掌握分类、比较和归纳等学习元素化合物的一般方法。复习时从物质的分类、氧化还原两个主线运用归纳、综合等方法整体把握金属及其化合物、非金属及其化合物的主要性质。物质的分类逐项能使我们把复、零乱的元素及其化合物知识有序化、规律化；氧化还原主线能使我们充分认识到单质及其化合物间的内在联系，带动了元素及其化合物知识的复习，与此同时，再通过比较与归纳，了解元素间的差异性及特性，从而对元素性质有一个整体的认识。 例如：在复习铁盐性质时，向FeCl3溶液中加入不同的试剂，或使其加热、蒸干、灼烧，会发生不同的化学反应，产生不同的现象。向FeCl3溶液中滴加石蕊试液，溶液变红色；将FeCl3浓溶液滴加到沸水中会产生深红色的胶体；将金属钠投入到FeCl3溶液中，生成红褐色沉淀，同时放出气体；加入铜片或铁粉，铜片或铁粉则溶解，溶液颜色会发生变化；通H2S气体，溶液颜色变浅，并出现浑浊；加KSCN溶液呈红色；把FeCl3溶液滴入苯酚溶液中出现紫色；滴加NaOH溶液有红褐色沉淀生成；加入NaHCO3溶液既生成红褐色沉淀，又放出气体；若将FeCl3溶液蒸干、灼烧，最后所得固体Fe2O3；等等。FeCl3还可以与许多其他物质反应。繁多的化学反应和现象，如果要一个一个的记住，确有一定的困难，但若能抓住两条主线、特性经过分析归纳，总结铁盐的性质：（1）从物质分类的角度：FeCl3属于盐，具有盐的性质，可解释上述和的现象；具体为FeCl3是强酸（挥发性酸）弱碱盐能够水解，可解释的现象；延伸至配FeCl3溶液时需要加入少量的酸，是为了抑制Fe3+的水解；（2）从氧化还原角度：FeCl3中Fe3+是铁的高价离子，具有强氧化性，可解释上述和现象；延伸至Fe3+不能与S2-、I-等还原性离子共存；（3）特性：Fe3+易形成络离子，可解释和的现象。这样，抓两条主线、特性的复习归类方法能将所学知识系统化、条理化，提升我们分析思维的能力。（二）融合基本概念、基本理论巩固常见无机物知识网络常见无机物知识和其它知识板块间的综合更多的是常见无机物知识和基本概念、基本理论的综合，以及用所学的化学知识解释和解决一些现实问题。抽象的化学理论、概念与生动直观的常见无机物知识紧密相连，以常见无机物知识为载体，将理论、概念具体化，既加深对常见无机物知识的理解，又可促进学生对理论、概念等的重新认识与理解，提高运用理论解释具体化学问题的能力。因此在复习中，要充分利用已有的理论知识（物质结构理论、氧化还原理论、反应速率与平衡移动原理等）作为指导来巩固常见无机物知识网络，加强对常见无机物性质的理解，使知识变得更为有序、调理、规律。例如：针对“氯水”体系的探究，由于该体系存在化学平衡（Cl2+H2OHCl+HClO），我们在归纳氯水性质时充分利用平衡理论，可以解决一些实际问题，获得一些新的知识。具体为：氯水成分：三分子、四离子；氯水保存：久置氯水与新制氯水的区别；氯水用途：加深理解氯气与碱的反应氯气尾气的吸收、制漂白粉、漂白精；Cl2收集：可用饱和食盐水法；拓展：该平衡可逆，试想能否通过改变条件，实现HClO向Cl2的转变，延伸至氯气的制取。 （三）联系生活生产实际完善常见无机物知识网络 高考化学试题中有相当一部分内容与生活、生产、社会、科技密切相关，体现了知识的应用性。近几年高考中有物质的制备，还有与实验题结合。在复习中，注意从生产、生活的角度出发，学习与研究常见无机物的主要性质与用途，拓展视野；重视理论联系实际，关注科技发展与社会进步，学以致用，在新情景中提高分析问题、解决问题的能力。如在归纳氢氧化钠性质时，与化工、化学实验相联系，通过工业制法引出食盐的精制、电解饱和食盐水，延伸为物质的分离与提纯（除不溶性杂质、可溶性杂质、除杂试剂滴加顺序）、电解原理及电化学；与化学实验相联系，引出试剂存放、实验安全等。【近五年全国高考试题调研】各省市高考题调研1、（2014年四川）下列实验方案中，不能达到实验目的的是 （ ）选项实验目的实验方案A检验CH3CH2Br在NaOH溶液中是否发生水解将CH3CH2Br与NaOH溶液共热。冷却后，取出上层水溶液，用稀HNO3酸化，加入AgNO3溶液，观察是否产生淡黄色沉淀B检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红C验证Br2的氧化性强于I2将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振荡，静置，可观察到下层液体呈紫色D验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中，振荡，可观察到沉淀由白色变为红褐色2、（2013江苏化学6）甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：。下列有关物质的推断不正确的是 （ ）A.若甲为焦炭，则丁可能是O2 B.若甲为SO2，则丁可能是氨水C.若甲为Fe，则丁可能是盐酸 D.若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO23、（2013江苏化学13）下列依据相关实验得出的结论正确的是 （ ）A.向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，该溶液一定是碳酸盐溶液B.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液C.将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯D.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Fe24、（2014年福建）铁及其化合物与生产、生活关系密切。(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 该电化腐蚀称为 。图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 （填字母）。(2)用铁皮制取铁红（Fe2O3）的部分流程示意图如下：步骤若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 步骤中发生反应4Fe(NO3)2 + O2 + (2n + 4)H2O = 2Fe2O3nH2O + 8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁氧化成Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为 。上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是 （任写一项）。(3)已知t时，反应FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)的平衡常数K=0.25。 t时，反应达到平衡时n(CO)n(CO2) = 。若在1 L密闭容器中加入0.02 molFeO(s)，并通入x molCO，t时反应达平衡。此时FeO(s)的转化率 5、（2013江苏）柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO47H2O)通过下列反应制备：FeSO4Na2CO3=FeCO3Na2SO4 FeCO3C6H8O7=FeC6H6O7CO2H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Al33.05.0Fe25.88.8(1)制备FeCO3时，选用的加料方式是 (填字母)，原因是 。a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是 。(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80下搅拌反应。铁粉的作用是 。反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是 。(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO47H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应， ，得到FeSO4溶液， ，得到FeSO47H2O晶体。6、（2013重庆）某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)第27题图MgCO3Zn粉Fe2O3无水CaCl2澄清石灰水足量NaOH溶液ABCDEFMgCO3的分解产物为 装置C的作用是 ，处理尾气的方法为 将研究小组分为两组，按题27图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。步骤操作甲组现象乙组现象1取黑色粉末加入稀盐酸溶解，无气泡溶解，有气泡2取步骤1中溶液，滴加K3Fe(CN)6溶液蓝色沉淀蓝色沉淀3取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液变红无现象4向步骤3溶液中滴加新制氯水红色褪去先变红，后褪色乙组得到的黑色粉末是 甲组步骤1中反应的离子方程式为 乙组步骤4中，溶液变红的原因为 ；溶液褪色可能的原因及其验证方法为 从实验安全考虑，题9图装置还可采取的改进措施是 【高考分析】1、命题分析高考试题主考查以铁及其化合物的性质在日常生活生产中的应用为主，题型有选择题、综合推断题、实验题等。2、命题角度（1）铁及其化合物的主要性质和用途；（2）Fe2和Fe3的转化、Fe3及Fe2的检验。（3）结合工业生产或实验室制备对进行物质分离和提纯。3、题型：（1）选择题。主要是化学与生活、技术或铁防腐等。（2）实验题。实验室或工业制备含铁化合物、化合物除铁；铁元素的检验等。（3）以铁或铁的化合物为载体考查氧化还反应、盐类水解、溶解平衡等。【讲授重点】1、铁的物理性质记住铁的重要物理性质。2、铁的化学性质（1）记住铁的原子序数、在周期表中的位置、结构特点等。（2）记住铁与非金属、水、酸、盐等的反应方程式。知道铁变成Fe（II）、铁变成Fe(III)的方法（3）理解钢铁生锈原理。（4）知道铁合金的种类；记住铁的用途。3、铁的化合物（1）三种氧化物记住它们的物理性、会写表达相关化学性质的反应方程式。(2)铁的氢氧化物记住氢氧化亚铁和氢氧化铁的颜色、制备方法；会写它们与盐酸、硝酸、氢碘酸反应的方程式。（3）铁盐和铁矿石能说出几种常见的铁的化合物。4、Fe(II)与Fe(III)的转化（1）从氧化还原的角度去理解和设计Fe(II)与Fe(III)的相互转化反应方程式。（2）会写“铁三角”中表达的化学方程式及离子方程式。转化关系在除杂方面的应用主要成分杂质除杂方法FeCl3FeCl2加氯水或H2O2FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤在离子共存方面的应用Fe2与NO（H）、ClO、MnO不能大量共存。Fe3+与S2、I、SO不能大量共存。在盐溶液的配制、保存方面的应用含Fe2的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2被氧化。加少量相应的酸，抑制Fe2水解。含Fe3的盐溶液：加少量相应的酸，抑制Fe3水解。5、Fe2+、Fe3+的检验能熟练运用多种方法进行Fe2+、Fe3+检验的实验设计。【难点、易错点及突破方法】1、铁与常见物质的反应方程式的书写和辨析让学生书写并记住，加强检查和落实。2、几个实验操作水蒸汽反应、Fe2+和Fe3+与碱反应、Fe2+和Fe3+相互转化、Fe2+和Fe3+的检验方法等实验。学会实验操作步骤，记住实验现象，能够解释实验现象。3、铁三角运用氧化还原反应的原理分析和处理。4、与Fe2+和Fe3+相关的有颜色变化的反应归纳会写方程式、能说出颜色变化。5、“深度思考”处理讲清原理，写出相应的方程式。【知识缺陷】未能注意参加反应物质的用量及反应条件对反应产物的影响；对有关物质的制备原理及用途记忆不牢；不能从结构、性质、用途、制法这一主线去认识物质相互转化的规律。【能力缺陷】不能对题中有关的实验现象、图表、图像进行加工、吸收及融合，进而解决问题；不能用准确的化学语言来解释有关问题或对有关化学现象提出合理的解释。【需要重点强调的内容】【习题讲评】4、5、(1)c 避免生成Fe(OH)2沉淀(2)取最后一次的洗涤滤液12 mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。(3)防止2价的铁元素被氧化 加入适量柠檬酸让铁粉反应完全(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量，有利于晶体析出(5)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。(滴加稀硫酸酸化)加热浓缩得到60饱和溶液 冷却至0结晶，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥6、MgO、CO2除CO2、点燃FeFe3O48H=2Fe3Fe24H2OFe2被氧化成Fe3，Fe3遇SCN显红色；假设SCN被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立(其它合理答案均可给分)在装置BC之间添加装置E防倒吸(其它合理答案均可给分)2014年铁及其化合物高考试题归类12014山东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 BFe2O3 C. FeSO4 DFe3O422014北京卷 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 （ ）AK BNa CFe DAl3 2014北京卷 用如图装置(夹持、加热装置已略)进行实验，由中现象，不能证实中反应发生的是 （ ）中实验中现象A铁粉与水蒸气加热肥皂水冒泡B加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物酚酞溶液变红CNaHCO3固体受热分解澄清石灰水变浑浊D石蜡油在碎瓷片上受热分解Br2的CCl4溶液褪色42014安徽卷 下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是 ( )A该溶液中，K、Fe2、C6H5OH、Br可以大量共存B和KI溶液反应的离子方程式：Fe32I=Fe2I2C和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe3SOBa23OH=Fe(OH)3BaSO4D1 L 0.1 molL1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g Fe5下列说法正确的是 A56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子B将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置；下层溶液显紫红色；说明氧化性：Fe3I2C0.1 molL1FeCl3溶液中：Fe2、NH、SCN、SO一定能大量共存D氧化铁能与酸反应，可用于制作红色涂料E(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2：Fe22OH=Fe(OH)2F向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClOG铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重H将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，即可检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质J铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性K浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体614年上海（1） 三硫化二铁(Fe2S3)，黑色固体，不溶于水，强热则分解；在热水中分解成硫化亚铁和硫；将黑色的Fe2S3固体加入足量的盐酸中，溶液中有淡黄色固体生成，产物还有 ， ，过滤，微热滤液，然后加入过量氢氧化钠溶液，可观察到的现象是 。（2）提取的NH4Cl中含少量Fe2+、SO42-，将产品溶解，加入H2O2，加热至沸，再加入BaCl2溶液，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵。加热至沸的目的是 。滤渣的主要成分是 、 。（3）硫铁矿是工业上制作硫酸的主要原料，硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下： 3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2若48molFeS2完全反应耗用氧气2934.4L（标准状况）；计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比。72014北京卷 用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解pH1的0.1 mol/L FeCl2溶液，研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值)：序号电压/V阳极现象检验阳极产物xa电极附近出现黄色，有气泡产生有Fe3、有Cl2axb电极附近出现黄色，无气泡产生有Fe3、无Cl2bx0无明显变化无Fe3、无Cl2(1)用KSCN溶液检验出Fe3的现象是 (2)中，Fe3产生的原因还可能是Cl在阳极放电，生成的Cl2将Fe2氧化。写出有关反应的离子方程式：_。(3)由推测，Fe3产生的原因还可能是Fe2在阳极放电。原因是Fe2具有_性。(4)中虽未检验出Cl2，但Cl在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：序号电压/V阳极现象检验阳极产物axc无明显变化有Cl2cxb无明显变化无Cl2NaCl溶液的浓度是_mol/L。中检验Cl2的实验方法：_。与对比，得出的结论(写出两点)_。82014安徽卷 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1所示)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的炭粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0 (2)编号实验测得容器中的压强随时间的变化如图2所示。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子的流动方向；此时，炭粉表面发生了_(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是 。(3)该小组对图2中0t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：_；(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。9 2014江苏（1）将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。在图示的转化中，化合价不变的元素是_。反应中当有1 mol H2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3的物质的量不