《金新学案》高三化学一轮复习 铁及其重要化合物

第4讲铁及其重要化合物编辑ppt最新展示1.了解铁的主要性质及其应用。2.了解铁的重要化合物的主要性质及其应用。3.掌握Fe3＋、Fe2＋的检验方法。热点定位1.Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化的知识综合。2.Fe2＋、Fe3＋的性质检验及其重要实验的综合。3.以铁及其化合物知识为载体，综合考查氧化还原反应、电化学、盐类水解及除杂等。编辑ppt一、铁单质1．原子结构位置：铁位于元素周期表

，是过渡金属元素的代表。结构：铁的原子结构示意图为

。第四周期Ⅷ族编辑ppt2．化学性质编辑ppt1．通过比较Fe与Cl2、O2、S反应，能否得出O2、Cl2、S三种非金属单质氧化性强弱关系的结论？结果怎样？【提示】能，可以通过被氧化元素化合价升高的程度，说明氧化性的强弱，其关系是：Cl2>O2>S。编辑ppt二、铁的重要化合物1．氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称色态

粉末

色粉末

晶体Fe元素的价态铁红磁性氧化铁黑色红棕黑色＋2＋3＋2，＋3编辑ppt化学式FeOFe2O3Fe3O4与盐酸反应的离子方程式与还原剂反应FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O编辑ppt2.氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态与非氧化性酸反应离子方程式与稀HNO3反应离子方程式白色固体红褐色固体Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O3Fe(OH)2＋10H＋＋NO3-===3Fe3＋＋NO↑＋8H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O编辑ppt化学式Fe(OH)2Fe(OH)3稳定性分解产物很复杂制法(填离子方程式)可溶性亚铁盐与碱反应可溶性铁盐与碱反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓编辑ppt化学式Fe(OH)2Fe(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

，化学方程式为白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3编辑ppt2．Fe(OH)2、Fe(OH)3分别溶于稀HNO3、氢碘酸时，反应情况是否相同？【提示】不相同。Fe(OH)3＋3HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2OFe(OH)2＋2HI===FeI2＋2H2O编辑ppt1．(2009年台湾高考)已知铁锈的化学式为Fe(OH)3。在常温常压下，铁生锈除了需要氧，还必须有下列哪一种物质的存在 (

)A．水 B．盐C．氮 D．氧E．臭氧编辑ppt【解析】铁生锈涉及到的化学反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3―→铁锈，故铁生锈除氧气外还有水。【答案】

A编辑ppt2．(2009年北京高考节选)以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略)：Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液。Ⅳ.将浊液过滤，用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体。Ⅴ.煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体。编辑ppt已知：NH4HCO3在热水中分解。(1)Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的Fe3＋，该反应的离子方程式是__________________。(2)Ⅱ中，需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用_______________________________________。(3)Ⅲ中，生成FeCO3的离子方程式是_____________

_____________。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是________________

___________________________。编辑ppt【解析】

(1)注意配平。(2)FeSO4属强酸弱碱盐，Fe2＋水解，加硫酸显然是为了抑制Fe2＋的水解。(3)可分步理解：Fe2＋＋HCO3-===FeCO3↓＋H＋，H＋＋HCO3-===H2O＋CO2↑。FeCO3的变化属信息方程式的书写，由Fe(OH)3的生成确定H2O、O2参与反应。编辑ppt【答案】

(1)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(2)加入硫酸，H＋浓度增大，使Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋的平衡向逆反应方向移动，从而抑制Fe2＋的水解(3)Fe2＋＋2HCO3-===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O4FeCO3＋6H2O＋O2===4Fe(OH)3＋4CO2编辑ppt3．(2009年海南高考)下图表示从固体混合物中分离X的2种方案，请回答有关问题。编辑ppt(1)选用方案Ⅰ时，X应该具有的性质是________，残留物应该具有的性质是______________；(2)选用方案Ⅱ从某金属粉末(含有Au、Ag和Cu)中分离Au，加入的试剂是________，有关反应的化学方程式为_________________________________________；(3)为提纯某Fe2O3样品(主要杂质有SiO2、Al2O3)，参照方案Ⅰ和Ⅱ，请设计一种以框图形式表示的实验方案(注明物质和操作)______________________________________

__________________________________。编辑ppt【解析】

(1)从题中给的信息可理解为升华或蒸馏，因此X的性质为加热时可升华，或易挥发。残留物必须热稳定性好，且没有挥发性。(2)金、银、铜三种金属中金的活泼性最差，不能与硝酸反应，选用硝酸作为试剂，过滤即可。(3)三种氧化物中，SiO2、Al2O3都能与强碱发生反应，但Fe2O3不会反应，可以选浓NaOH溶液反应后过滤。但如果SiO2的含量大，则不宜用前面所述方法，可选用盐酸溶解，过滤后去除SiO2，再在混合液中加入过量的NaOH溶液，过滤得Fe(OH)3沉淀，洗涤后加热分解的方法。编辑ppt【答案】

(1)有挥发性(或易升华)受热不挥发，且具有较高的热稳定性(2)HNO3

3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O[或Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OAg＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋2H2O](3)(或其他合理答案)编辑ppt4．(2008年广东高考)某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为＋3的结论。(1)请指出该结论是否合理并说明理由________________________________________________________________________编辑ppt(2)请完成对铁元素价态的探究：限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹、3mol·L－1H2SO4、3%H2O2、6mol·L－1HNO3、0.01mol·L－1KMnO4、NaOH稀溶液、0.1mol·L－1KI、20%KSCN、蒸馏水。①提出合理假设假设1：_____________________________________；假设2：____________________________________；假设3：____________________________________。编辑ppt②设计实验方案证明你的假设③实验过程根据②的实验方案，进行实验。请按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：……编辑ppt【解析】

(1)如果催化剂中铁元素的化合价为＋2价，当加入HNO3后，稀HNO3将Fe2＋氧化为Fe3＋，出现同样的现象，因此结论不正确。编辑ppt(2)①催化剂中铁元素存在的价态情况有：铁元素的价态全为＋3价，铁元素的价态全为＋2价，铁元素的价态既有＋2价又有＋3价，因此可作这三种假设。②要证明只有＋2价的铁元素，可以取样品，将其溶解在已赶走溶解的O2的稀H2SO4中，然后加入KSCN，若无血红色则证明催化剂中只有Fe2＋，若出现血红色，则催化剂中只有＋3价Fe或既有＋2价又有＋3价的铁元素。另取溶液，加入少量KMnO4溶液，若溶液呈紫红色，则只有＋3价铁元素，若溶液紫红色褪去，则既有＋2价铁，又有＋3价铁存在。编辑ppt【答案】

(1)该结论不正确。稀HNO3有强氧化性，若该铁的价态为＋2价，则被氧化为＋3价同样可使KSCN溶液变血红色(2)①假设1：催化剂中铁元素的价态为＋3价假设2：催化剂中铁元素的价态为＋2价假设3：催化剂中铁元素的价态既有＋3价也有＋2价编辑ppt③实验操作预期现象与结论步骤1：用滴管量取一定量的3mol·L－1H2SO4于试管中，加热煮沸数分钟以除去其中溶解的氧步骤2：用钥匙取少许样品于试管中，用滴管加入步骤1中的稀硫酸，并加热，充分反应后得到A溶液固体溶解，溶液颜色有变化编辑ppt实验操作预期现象与结论步骤3：取少量步骤2中的A溶液于试管中，滴加1～2滴KSCN溶液，振荡(1)若溶液不变红色，则假设2成立(2)若溶液变红色，则假设1或假设3成立步骤4：另取少量步骤2中的A溶液于试管中，滴加1～2滴0.01mol·L－1KMnO4溶液，振荡试管结合步骤3中的(2)(1)溶液呈紫红色，则假设1成立(2)若溶液紫红色褪去，则假设3成立编辑ppt一、Fe、Fe2＋和Fe3＋之间的相互转化编辑ppt1．Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2＋和Fe3＋，Fe3＋只有氧化性，可被还原成Fe和Fe2＋，Fe2＋既有氧化性又有还原性，遇到较强氧化剂时可被氧化成Fe3＋，遇较强还原剂时被还原为单质Fe。编辑ppt2．转化中的主要化学反应(1)常见Fe2＋转化成Fe3＋的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2(Br2)===2Fe3＋＋2Cl－(Br－)4Fe2＋＋4H＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O3Fe2＋＋4H＋＋NO3-===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O5Fe2＋＋8H＋＋MnO4-===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O编辑ppt(2)常见Fe3＋转化成Fe2＋的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I22Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋ ＋4H＋(3)Fe2＋、Fe3＋转化成单质铁一般是高温时利用还原剂(H2、C、CO、Al)进行还原生成。编辑ppt编辑ppt(2)盐溶液的配制与保存①Fe2＋的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2＋水解。②Fe3＋的盐溶液：加少量相应酸防止Fe3＋水解。(3)制取Fe(OH)3胶体(4)制备无水FeCl3编辑ppt(5)除杂方法①Fe2＋(Fe3＋)：加足量Fe粉充分搅拌过滤编辑ppt

将Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)，试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有___________。(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有________________________________________________________________________。编辑ppt(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有________，一定有________。(4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有____________。【思路点拨】该题属物质共存问题，解答该题应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质，就不可能(大量)共存。该题涉及的反应有：①Fe＋2FeCl3===3FeCl2②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2编辑ppt【解析】

(1)若Fe粉有剩余，则容器中就不可能有Fe3＋、Cu2＋，因为它们能发生上述①②反应。(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe3＋；一定有Fe2＋。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，一定有Fe2＋。【答案】

(1)Fe3＋、Cu2＋(2)Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fe2＋(3)Fe、Cu

Fe2＋(4)Fe、Cu编辑ppt【拓展训练】

1.下列物质发生反应时其离子方程式正确的是 (

)A．铁与三氯化铁溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋B．足量的氯气通入溴化亚铁溶液中：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－C．Fe与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑D．Fe(OH)2与稀硝酸反应：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O编辑ppt【解析】

A项没有配平，应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；C项应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；D项中NO在酸性环境中有强氧化性，将＋2价铁氧化为＋3价铁，应为Fe3＋生成。【答案】

B编辑ppt二、Fe2＋、Fe3＋的检验1．溶液颜色含有Fe2＋的溶液显浅绿色含有Fe3＋的溶液显黄色2．用KSCN溶液和氯水(1)流程编辑ppt(2)有关反应：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－3．用NaOH溶液(1)流程(2)有关反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3编辑ppt

下列物质充分反应后，滴入KSCN溶液，显红色的是 (

)A．FeO＋HCl(溶液) B．过量铁＋稀硫酸C．FeCl2(溶液)＋Cl2 D．Fe＋CuSO4(溶液)【解析】只要反应产物中含有Fe3＋，遇SCN－即显红色。【答案】

C编辑ppt【拓展训练】

2.某学生设计了如下图所示的方法，鉴定盐A的组成成分。由此分析，下列结论中正确的是(

)A．A中一定有Fe3＋

B．C中一定有Fe3＋C．B为AgI沉淀D．A一定为FeBr2溶液编辑ppt【解析】

B一定为AgBr，A中一定含有Br－；C中一定含有Fe3＋；Fe2＋、Fe3＋二者至少有一种存在于A中。【答案】

B编辑ppt1．下列反应中，其产物的颜色按红、红褐、淡黄、蓝色顺序排列的是 (

)①金属钠在纯氧中燃烧②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液④无水硫酸铜放入医用酒精中A．②③①④ B．③②①④C．③①②④ D．①②③④编辑ppt【解析】产物及颜色分别为：①Na2O2——淡黄色；②Fe(OH)3——红褐色；③Fe(SCN)3——红色；④CuSO4·5H2O——蓝色。【答案】

B编辑ppt2．铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为 (

)A．Fe(OH)3；Fe2O3

B．Fe(OH)2；FeOC．Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4

D．Fe2O3；Fe(OH)3编辑ppt【答案】

A编辑ppt3．欲证明某溶液中不含Fe3＋可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时最佳顺序为 (

)①加入少量氯水②加入少量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．①③

B．③②C．③①

D．①②③编辑ppt【解析】

Fe3＋与KSCN溶液反应变红色，Fe2＋与KSCN溶液不反应，但加入氧化剂后Fe2＋被氧化成Fe3＋，使KSCN变红色。所以应先加入KSCN，如果溶液不变色，再加入氯水，溶液变成红色，则可证明溶液中不含Fe3＋含有Fe2＋。【答案】

C编辑ppt4．将1.12g铁粉加入25mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(

)A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显血红色C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5编辑ppt【解析】

n(Fe)＝ ＝0.02mol，n(Fe3＋)＝0.025L×2mol·L－1＝0.05mol，由反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知Fe3＋过量，加入KSCN显血红色，溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06mol，溶液中剩余的n(Fe3＋)＝0.05mol－2n(Fe)＝0.01mol，即Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6∶1；氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。【答案】

B编辑ppt5．把铁片分别放入下列物质的溶液中，充分反应后，溶液质量比反应前减轻的是 (

)A．CuSO4 B．Fe2(SO4)3C．HCl D．FeSO4编辑ppt【解析】本题考查了铁的化学性质及溶液质量变化的原因。铁可与CuSO4、Fe2(SO4)3、HCl溶液反应，而不与FeSO4反应。由反应方程式：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，可推知溶液质量减轻的为A。【答案】

A编辑ppt6．(1)铁是人体必需的微量元素，目前市售补铁营养品较多，某研究性学习小组对补铁剂中铁的含量进行了测定。提供药品：FeCl2溶液(浅绿色)、FeCl3溶液(黄色)、铁粉、铜粉、KSCN溶液、氨水、氯水。仪器自选编辑ppt①将补铁剂中的Fe2＋转化成Fe3＋，结合你所选的试剂写出相关的离子方