专题3.3 铁及其重要化合物(讲)-2020年高考化学一轮复习讲练测(解析版)

1、专题3.3铁及其重要化合物1.了解铁的主要性质及其应用。了解铁的重要化合物及其应用。2掌握铁及其重要化合物的制备方法。知识点一铁及其重要化合物的性质1铁铁位于元素周期表中第4周期族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。(1)结构(2)铁的物理性质银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。(3)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。与非金属单质的反应与o2反应与cl2反应常温点燃点燃铁锈(成分为fe2o3xh2o)点燃3fe2o2=fe3o4点燃2fe3cl2=2fecl3与s、i2反应fes=fes、fei2=f

2、ei2与水的反应高温常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3fe4h2o(g)=fe3o44h2。与酸的反应与h反应fe2h=fe2h2过量3fe4hno=fe3no2h2o与稀hno3反应少量33fe8h2no=3fe22no4h2o与浓h2so4、浓hno3反应常温下钝化，加热分别生成so2、no2与某些盐溶液反应fecu2=fe2cu、fe2fe3=3fe2【归纳总结】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。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。i铁与一般氧化剂(如s、hcl、fecl3、cus

3、o4、2等)反应时被氧化为fe2，铁与强氧化剂(如cl2、br2、hno3、浓h2so4等)反应时被氧化为fe3。在电化学中铁作负极时电极反应式为fe2e=fe2。(3)铁的冶炼高温冶炼原理：fe2o33co=2fe3co22铁的氧化物化学式俗名颜色状态溶解性铁的化合价稳定性与h反应的离子方程式feo黑色粉末难溶于水2不稳定feo2h=fe2h2ofe2o3铁红红棕色粉末难溶于水3稳定fe2o36h=2fe33h2ofe3o4磁性氧化铁黑色晶体(有磁性)难溶于水2，3稳定fe3o48h=fe22fe34h2o3.铁的氢氧化物(1)fe(oh)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成fe(oh)

4、3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，方程式为4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。(2)fe(oh)3是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(fe2o3xh2o)，受热易分解，方。程式为2fe(oh)3=fe2o33h2o；制取fe(oh)3用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：fe33oh=fe(oh)34亚铁盐(1)fe2的氧化性和还原性含有fe2的溶液呈浅绿色，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：3遇br2、cl2、h2o2、no(h)等均表现为还原性。fe2的酸性溶液与h2o2反应的离子方程式：2fe2h2o22h=2fe

5、32h2o。(2)可水解fe(oh)2是弱碱，含fe2的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制fe2的水解，加少量铁屑防止fe2被氧化。5铁盐的性质及应用(1)氧化性：含有fe3的溶液呈棕黄色，fe3处于铁的高价态，遇fe、cu、hi、h2s等均表现为氧化性。fe3与s2、i、hs、so23等具有较强还原性的离子不能大量共存。fe3可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2fe3cu=cu22fe2。(2)易水解：fe(oh)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而fe3极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。利用fe3易水解的性质，实验室可用fecl3滴入沸水中制取氢氧化铁

6、胶体，反应的化学方程式：fecl33h2o=fe(oh)3(胶体)3hcl。利用fe3易水解的性质，工业上常用调节ph方法除去溶液中的铁离子。利用fe3易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。3fe3与hco、al(oh)4、co23、clo等水解呈碱性的离子不能大量共存。【典例1】（2019安徽淮北一中模拟）下列有关铁及其化合物的说法不正确的是()a工业上在高温下用co还原含fe2o3的铁矿石炼铁b铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到fe3o4c工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸d氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂【解析

7、】fecl3溶液用作净水剂的原因是fe3水解产生fe(oh)3胶体，其可吸附水中悬浮物和杂质等并形成沉淀沉降下来，从而起到净水作用，与氧化性无关。【答案】d【变式1】（2019江西临川一中模拟）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，上述沉淀和残渣分别是)afe(oh)3fe2o3cfe(oh)2fe(oh)3bfe(oh)2fe2o3dfe(oh)2fe3o4【解析】铁与稀硫酸反应生成feso4，再与过量氨水反应生成白色沉淀fe(oh)2，在空气中加热fe(oh)2，铁元素被氧化为3价，最后所得红棕色残渣

8、为fe2o3。【答案】b知识点二“铁三角”、fe2和fe3的检验1亚铁盐(1)fe2的氧化性和还原性含有fe2的溶液呈浅绿色，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，如遇34br2、cl2、h2o2、no(h)、mno(h)等均表现为还原性。fe2的酸性溶液与h2o2反应的离子方程式：2fe22hh2o2=2fe32h2o4向fecl2溶液中滴加酸性kmno4溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：mno5fe28h=5fe3mn24h2o。(2)可水解fe2的盐(如硫酸亚铁)溶液因水解呈酸性。2铁盐(1)氧化性：含有fe3的溶液呈黄色，fe3处于铁的高价态，遇fe、cu、

9、hi、h2s等均表现为氧化性。如用fecl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式2fe3cu=2fe3cu2。(2)易水解：fe3极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。3fe2、fe3的检验方法(1)fe2的检验方法1滴加kscn溶液滴加氯水样品溶液无现象溶液变红色，证明含有fe2或双氧水样品溶液产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，加入k3样品溶液生成蓝色沉淀，证明含有fe2样品溶液溶液变红色，证明含有fe3样品溶液产生红褐色沉淀，证明含有fe3方法2方法3(2)fe3的检验方法1方法2加入naoh溶液证明含有fe2溶液6滴加kscn溶液加入naoh溶液(3)混合溶液中f

10、e3、fe2的检验fe3的检验a.混合溶液b.混合溶液滴加kscn溶液溶液变血红色，说明含有fe3淀粉/ki试纸试纸变蓝色，说明含有fe3a.混合溶液kmno液kmno4溶液褪色，说明含有fe2fe2的检验滴加酸性4滴加溴水b.混合溶液溴水褪色，说明含有fe2（cn）6溶液c.混合溶液滴加k3fe生成蓝色沉淀，说明含有fe24“铁三角”转化关系5亚铁盐、铁盐性质应用(1)盐溶液的配制与保存(2)物质的制备fe2不共存(3)判断离子能否共存34no(h)、clo、mno(h)fe3fe3不共存s2、i、so23不共存3hco、co23等水解相互促进的离子【典例2】（2019河北唐山一中模拟）下列

11、除杂的操作不正确的是()amgcl2溶液中混有少量fecl3：加入足量mgo充分反应后过滤bfecl2溶液中混有少量fecl3：加入过量铁粉充分反应后过滤ccucl2溶液中混有少量fecl3：加入naoh溶液充分反应后过滤dcucl2溶液中混有少量fecl2：先加入h2o2将fe2氧化成fe3，再加入cuo充分反应后过滤【解析】fecl3溶液中存在水解平衡：fecl33h2o=fe(oh)33hcl，加入mgo与h反应，上述平衡右移，使fe3转化成fe(oh)3而除去，a正确；加入过量铁粉，fecl3与fe反应生成fecl2而达到除杂的目的，b正确；加入naoh溶液，cu2、fe3均转化成氢氧

12、化物沉淀，不符合除杂要求，c错误；先用h2o2将fe2氧化成fe3，再利用fecl3的水解，加入cuo与h反应将fe3转化成fe(oh)3而除去，d正确。【答案】c【变式2】（2019广西桂林中学模拟）a、b、c三种物质中均含有同一种元素m，它们之间有如图所示的转化关系。a为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应均为化合反应，反应为置换反应。下列有关说法不正确的是()a中所加试剂可能是氯气b中需要加具有氧化性的试剂ca与稀硝酸反应一定能实现元素m在中发生的价态变化d元素m在中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现【解析】根据转化关系可确定a为变价金属，应为fe，反应加入氯气能实现，b为

13、fecl3，c为fecl2，a项正确；反应是铁元素由2价升高到3价，需要加具有氧化性的试剂，b项正确；过量的铁与稀硝酸反应时，生成硝酸亚铁，c项不正确；fe3能将i氧化成i2，自身被还原成fe2，d项正确。【答案】c考点一铁及其化合物的性质【典例3】（高考组合题）下列有关物质性质的叙述错误的是（）a.（2018年江苏卷）向fecl2溶液中滴加nh4scn溶液，溶液不显红色b（2019年天津卷）将废铁屑加入fecl2溶液中，可用于除去工业废气中的cl2c（2019年江苏卷）fe在稀硝酸中发生钝化d.（2018年江苏卷）cu与fecl3溶液反应可生成cucl2【解析】fecl2溶液中含fe2+，n

14、h4scn用于检验fe3+，向fecl2溶液中滴加nh4scn溶液，溶液不会显红色，a正确；铁和亚铁能将氯气还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，b正确；常温下，fe在与浓硝酸发生钝化反应，c错误；cu与fecl3溶液反应生成cucl2和fecl2，反应的化学方程式为cu+2fecl3=cucl2+2fecl2，d正确。【答案】c【变式3】（高考组合题）下列观点的叙述正确的是（）a（2017年江苏卷，t9a）无色透明的溶液中：fe3+、mg2+、scn、cl2fecl2naoh(aq)b（2017年江苏卷，t7a）fecl点燃fe(oh)2c.（2018年江苏卷，t10a）d.（2017年全

15、国新课标ii卷，t13a）向2ml0.1moll-1的fecl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴kscn溶液，黄色逐渐消失，加kscn溶液颜色不变，说明还原性：fefe2+【解析】fe3+和scn会发生反应生成血红色的配合物，a错误；铁与氯气反应只能生成氯化铁，b错误；【典例4】2019年全国卷）硫酸铁铵nh4fe(so4)2xh2o是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，al与fe2o3高温发生铝热反应生成al2o3和fe，fe与hcl反应生成fecl2和h2，第二步反应不能实现，c错误；加入过量的铁粉，黄色消失，加入kscn溶液，溶液不变色，说明fe3完全被消耗，即fe2fe3+=3fe2

16、+，根据氧化还原反应规律，还原剂的还原性大于还原产物得还原性，fe元素化合价升高，fe为还原剂，fe2+即使还原产物又是氧化产物，因此还原性fefe2+，d正确。【答案】d考点二、铁及其化合物的实验探究（在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下:回答下列问题:(1)步骤的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是。(2)步骤需要加热的目的是，温度保持8095，采用的合适加热方式是。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为(填标号)。abcd(3)步骤中选用足量的h2o2，理由是。分批加入h2o2，同时为了，溶液要保持ph小于0.5。(4)步骤的具体实验操作有，经干燥得

17、到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为。【解析】(1)油污在热的碱性条件下易水解，故去除废铁屑表面的油污的方法是碱煮水洗。(2)适当加热可加快反应速率。加热温度为8095，低于100，可用热水浴加热。铁屑中含有少量硫化物，与h2so4反应生成h2s气体，h2s易与naoh溶液反应，为防倒吸，故选c装置。(3)足量的h2o2可充分将fe2+氧化为fe3+，且不会引入新的杂质。fe3+易水解，故溶液应保持一定的ph，防止fe3+水解。(4)在过程后溶液中存在大量的fe3+、n、s，从溶液

18、中提取晶体的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。x(5)硫酸铁铵nh4fe(so4)2h2o晶体失去1.5个结晶水，失重5.6%，可知100%=5.6%，解得x=12，硫酸铁铵晶体的化学式为nh4fe(so4)212h2o。【答案】(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴c(3)将fe2+全部氧化为fe3+；不引入杂质防止fe3+水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)(5)nh4fe(so4)212h2o【变式4】（2018年北京卷）实验小组制备高铁酸钾（k2feo4）并探究其性质。资料：k2feo4为紫色固体，微溶于koh溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生o2，在碱性溶液

19、中较稳定。（1）制备k2feo4（夹持装置略）a为氯气发生装置。a中反应方程式是_（锰被还原为mn2+）。将除杂装置b补充完整并标明所用试剂。_c中得到紫色固体和溶液。c中cl2发生的反应有3cl2+2fe(oh)3+10koh2k2feo4+6kcl+8h2o，另外还有_。（2）探究k2feo4的性质取c中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有cl2。为证明是否k2feo4氧化了cl而产生cl2，设计以下方案：方案取少量a，滴加kscn溶液至过量，溶液呈红色。方案用koh溶液充分洗涤c中所得固体，再用koh溶液将k2feo4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，

20、有cl2产生。由方案中溶液变红可知a中含有_离子，但该离子的产生不能判断一定是k2feo4将cl氧化，还可能由_产生（用方程式表示）。方案可证明k2feo4氧化了cl。用koh溶液洗涤的目的是_。根据k2feo4的制备实验得出：氧化性cl2_cl（填“”或“”），而方案实验表明，2和的氧化性强弱关系相反，原因是_。资料表明，酸性溶液中的氧化性，验证实验如下：将溶液b滴入mnso4和足量h2so4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性。若能，请说明理由；若不能，进【解析】1）a为氯气发生装置，kmno4与浓盐酸反应时，锰被还原为mn2+，浓盐酸被氧化成cl2，kmno4一步设计实

21、验方案。理由或方案：_。（与浓盐酸反应生成kcl、mncl2、cl2和h2o，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为2kmno4+16hcl（浓）=2kcl+2mncl2+5cl2+8h2o，离子方程式2mno4-+10cl-+16h+=2mn2+5cl2+8h2o。由于盐酸具有挥发性，所得cl2中混有hcl和h2o（g），hcl会消耗fe（oh）3、koh，用饱和食盐水除去hcl，除杂装置b为。c中cl2发生的反应有3cl2+2fe（oh）3+10koh=2k2feo4+6kcl+8h2o，还有cl2与koh的反应，cl2与koh反应的化学方程式为cl2+2koh=kcl+kclo+

22、h2o，反应的离子方程式为cl2+2oh-=cl-+clo-+h2o。（2）根据上述制备反应，c的紫色溶液中含有k2feo4、kcl，还可能含有kclo等。i.方案i加入kscn溶液，溶液变红说明a中含fe3+。但fe3+的产生不能判断k2feo4与cl-发生了反应，根据题意k2feo4在酸性或中性溶液中快速产生o2，自身被还原成fe3+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，可能的反应为4feo42-+20h+=3o2+4fe3+10h2o。kii.产生cl2还可能是clo-+cl-+2h+=cl2+h2o，即kclo的存在干扰判断；2feo4微溶于koh溶液，用koh溶液洗涤的目的是除去k

23、clo、排除clo-的干扰，同时保持k2feo4稳定存在。制备k2feo4的原理为3cl2+2fe（oh）3+10koh=2k2feo4+6kcl+8h2o，在该反应中cl元素的化合价由0价降至-1价，cl2是氧化剂，fe元素的化合价由+3价升至+6价，fe（oh）3是还原剂，k2feo4为氧化产物，根据同一反应中，氧化性：氧化剂氧化产物，得出氧化性cl2feo42-；方案ii的反应为2feo42-+6cl-+16h+=2fe3+3cl2+8h2o，实验表明，cl2和feo42-氧化性强弱关系相反；对比两个反应的条件，制备k2feo4在碱性条件下，方案ii在酸性条件下；说明溶液的酸碱性的不同影

24、响物质氧化性的强弱。该小题为开放性试题。若能，根据题意k2feo4在足量h2so4溶液中会转化为fe3+和o2，最后溶液中不存。在feo42-，溶液振荡后呈浅紫色一定是mno4-的颜色，说明feo42-将mn2+氧化成mno4-，所以该实验方案能证明氧化性feo42-mno4-。（或不能，因为溶液b呈紫色，溶液b滴入mnso4和h2so4的混合溶液中，c（feo42-）变小，溶液的紫色也会变浅；则设计一个空白对比的实验方案，方案为：向紫色溶液b中滴加过量稀h2so4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色）【答案】(1).2kmno4+16hcl=2mncl2+2kcl+5cl2+8h2o(2).(

25、3).cl2+2oh=cl+clo+h2o(4).i.fe3+(5).4feo42+20h+=4fe3+3o2+10h2o(6).排除clo的干扰(7).(8).溶液的酸碱性不同(9).若能，理由：feo42在过量酸的作用下完全转化为fe3+和o2，溶液浅紫色一定是mno4的颜色（若不能，方案：向紫色溶液b中滴加过量稀h2so4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色）考点五考查fe2、fe3相关实验【典例5】（2019福建厦门一中模拟）某班同学用如下实验探究fe2、fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1moll1的溶液。在配制fecl2溶液中需加入少量铁

26、屑，其目的是_。(2)甲组同学取2mlfecl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴kscn溶液，溶液变红，说明cl2可将fe2氧化。fecl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mlfecl2溶液中先加入0.5ml煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴kscn溶液，溶液变红，煤油的作用是_。(4)丙组同学取10ml0.1moll1ki溶液，加入6ml0.1moll1fecl3溶液混合。分别取2ml此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加入1mlccl4充分振荡、静置，ccl4层呈紫色；第二支试管中加入1滴k3fe(cn)6溶液，生成蓝色沉淀；第三

27、支试管中加入1滴kscn溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在i过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有h2o2溶液的试管中加入几滴酸化的fecl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_；生成沉淀的原因是_(用平衡移动原理解释)。【解析】(1)fe2具有还原性，fecl2溶液易被氧化而变质，配制fecl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止fe2被氧化。(2)溶液变红，说明有fe3生成，则fecl2溶液与氯水反应生成fecl3，离子

28、方程式为2fe2cl2=2fe32cl。(3)甲组实验中，fecl2易被空气中的o2氧化，生成fecl3，因此实验不够严谨，加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。(4)实验中k3fe(cn)6溶液的作用是检验fe2。根据实验，ccl4层显紫色，说明有i2生成，根据实验，生成蓝色沉淀，说明有fe2生成，根据实验，溶液变红，说明有fe3剩余，i过量的情况下，溶液中仍含有fe3，由此说明该反应为可逆反应。(5)溶液变为棕黄色，说明生成了fe3，离子方程式为2fe2h2o22h=2fe32h2o。溶液中有气泡出现，说明h2o2在fe3的催化作用下发生了分解反应，

29、生成了o2，随后生成红褐色沉淀，则沉淀为fe(oh)3，h2o2分解放出热量，促进fe3的水解平衡fe33h2应方向不断进行，因此得到fe(oh)3沉淀。【答案】(1)防止fe2被氧化(2)2fe2cl2=2fe32cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)33h向正反(4)fe2fe3可逆反应(5)2fe2h2o22h=2fe32h2ofe3催化h2o2分解产生o2h2o2分解反应放热，促进fe3的水解平衡正向移动【方法技巧】检验fe3中是否混有fe2，最好用酸性kmno4溶液或k3fe(cn)6溶液；检验既含fe3又含fe2，分两次检验，用kscn溶液检验fe3，用酸性kmno4溶液检验f

30、e2(假设无其他还原性离子干扰)。【变式3】（2019江苏无锡一中模拟）下列离子的检验方法合理的是()a向某溶液中滴入kscn溶液呈血红色，说明不含fe2b向某溶液中通入cl2，然后再加入kscn溶液变血红色，说明原溶液中含有fe2c向某溶液中加入naoh溶液，立即得红褐色沉淀，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mg2【解析】滴入kscn溶液后呈血红色，说明含有fe3，不能证明fe2是否存在，a项错误；先通入cl2，后滴加kscn溶液变血红色，说明可能含有fe2，但不能确定，b项错误；加入naoh溶液后得到白色沉淀，又观察到逐渐变红褐色，说明