2014化学一轮必备新课标通用版第8讲铁及其化合物

第8讲

铁及其化合物考向互动探究典型易错必纠教师备用习题返回目录1.了解Fe及其重要化合物的主要性质及其应用。以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原性。能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。考纲要求返回目录网络导图返回目录探究考向一铁的性质——知识梳理——铁在周期表中位于第

族；在地壳中的含量为第

位，在自然界中主要以存在，主要价较为稳化合价有

，其中定。＋3周期第纯铁具有金属的共性，如具有金属光泽第8讲 铁及其化合物考向互动返回目录探•究四

Ⅷ四化合态1．铁的存在及其＋物2、理＋性3

质磁铁•第8讲 铁及其化合物考向互动探•究2．铁的化学性质化学方程式与(1S)反与非应金属反△应Fe＋S=====FeSFe＋I

==△===FeI与I2反应2

23Fe＋2O2=点==燃==Fe3O4与O2反应2Fe＋3Cl2=点==燃==2FeCl3O2、Cl2

的氧化性比S、I2

的强与Cl2反应结论返回目录向动探究第8讲 铁及其化合物考(2)与H2O

反应：化学方程式为。学方程式为互_3Fe＋4H2O(g)==△===Fe3O4＋4H2↑(3)与酸反应①与非氧化性酸反应产生氢气Fe

与

稀

H2SO4

反

应

的

化Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑

。②与氧化性酸反应不生成氢气过

量

Fe

与

稀

HNO3

反

应

的

化

学

方

程

式

为。少

量

铁

与

足

量

稀

HNO3

反

应

的

化

学

方

程

式

为。铁遇冷的浓HNO3、浓H2SO4

时表面会生成一层致密的氧化物

薄膜，化学上称之为

钝化

，属于

(填“物理”或“化学”)变化。返回目录3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2OFe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O化学考返回目录向第8讲 铁及其化合物提醒

常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中钝化的实质是强氧互化性的酸使铁的表面生成一层致密的氧化膜，阻止了内部金动探属与酸继续反应。故在常温时可用铁制容器贮存或运输浓硫究酸、浓硝酸。考向互动探究第8讲 铁及其化合物(4)与盐溶液反应①与CuSO4

溶液：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。3②与

FeCl

溶液：。返回目录Fe＋2FeCl3===3FeCl2考返回目录向动探第8讲 铁及其化合物问题导思

铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物互中主要表现为＋2

价和＋3

价，请归纳总结：①Fe

单质通常与哪些氧化剂反应生成＋2

价铁的化合究物？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。②Fe

单质通常与哪些氧化剂反应生成＋3

价铁的化合物？写出有关反应的化学方程式。考返回目录向第8讲 铁及其化合物[答案]

要点提示：①Fe→Fe2＋：铁与氧化性比较弱的非互金属单质(如S、I2)，非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)，不活泼动探金属的盐溶液(如CuSO4

溶液)反应，都可实现这种转化。如：究△＋2Fe＋S=====FeS,2H

＋Fe===Fe

＋H

↑，Cu

＋Fe===Fe2

2

2＋

＋

＋＋Cu。②Fe→Fe3＋：铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如：2Fe＋3Cl2=点==燃==2FeCl3

，Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3

＋NO↑＋2H2O,2Fe＋6H2SO4(浓)==△===Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。第8讲 铁及其化合物考向【触摸高考】高考选项正误判断互返回目录动探究1．[2012·广东卷]1

mol

Fe

与足量的稀HNO3

反应，转移

2nA

个电子(

)[解析]

×

稀

HNO3

是氧化性酸，足量的稀

HNO3能将铁溶解且生成Fe3＋，所以Fe－3e－===Fe3＋，则1molFe与足量的稀HNO3

反应转移3

mol电子。2．[2012·重庆卷]

Fe

与S

混合加热生成FeS2(

)[解析]

× Fe

是变价金属单质，遇强氧化剂(如：HNO3、Cl2

等)生成＋3

价铁，遇弱氧化剂(如

S

或

I2)生成＋2

价铁，故

Fe

与

S

混合加热生成

FeS。第8讲 铁及其化合物考向返回目录互动探究3．[2012·全国卷]

稀硫酸中加入铁粉的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑(

)[解析]

×

铁与稀硫酸反应生成

Fe2＋而不是

Fe3＋。4．[2012·天津卷]

Fe

在足量

Cl2

中燃烧生成

FeCl2

和FeCl3(

)[解析]

× Fe

在氯气中燃烧生成产物只有

FeCl3。——核心突破——第8讲 铁及其化合物考向互动返回目录探1．铁与硝酸反应时硝酸的作用及其量的确定铁与硝酸的反应中，硝酸一部分表现氧化剂作用，一究部分表现酸性作用。作为氧化剂的硝酸可以根据氧化还原反应中得失电子守恒的方法确定，作为酸性作用的硝酸可以通过金属铁的物质的量确定，即铁的物质的量与铁的价态之积。第8讲 铁及其化合物考向返回目录互探究2．分析铁与稀HNO3

反应的关键一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨动论判断。根据反应方程式：HNO3

过量：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。①Fe

过量时：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2。②①×2＋②两者相加得总方程式：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录第8讲 铁及其化合物考向互返回目录动3．铁与浓HNO3

的反应常温下，铁遇浓HNO3

发生钝化。在加热条件下，二者探反应生成NO2

，Fe＋6HNO3(浓)==△===Fe(NO3)3

＋3NO2↑＋究3H2O。但随着反应的进行，硝酸变稀，就会有NO生成，解这类题时要注意实际的反应过程。——典例精析——第8讲 铁及其化合物考向互动例

1

a

mol

的下列铁及其化合物分别与足量的稀硝探酸反应(假设还原产物只有一种)，消耗硝酸的物质的量均可究看作两部分，一部分为作氧化剂的硝酸，另一部分为起酸作用的(即以硝酸根离子的形式存在于反应后的溶液中维持溶液的电中性)硝酸，下列各选项中消耗的硝酸的物质的量正确的是(单位：mol)(

)3

4①Fe：3a＋a；②Fe

O

：9a＋3；③2a

aFe(OH)

：3a＋3；4④FeSO

：a＋a3A．①②③④C．只有③④返回目录B．只有①②

D．只有①②③第8讲 铁及其化合物考返回目录向探[解析]

A

根据题意硝酸足量，都生成三价铁，故①、互②、③、④中起酸作用的硝酸分别为3a

mol、9a

mol、3a

mol动和a

mol；①中作氧化剂的硝酸为a

mol，②、③、④中作氧究

化剂的硝酸都是a

mol，故全部正确。3点评

规律总结：硝酸与金属的反应中，硝酸既作氧化剂又起酸的作用，起酸作用的硝酸的物质的量等于金属失去电子的物质的量，而作氧化剂的硝酸的物质的量等于生成的氮氧化物中所含氮元素的物质的量(或根据电子守恒来求得)。第8讲 铁及其化合物考向

互动探究

写出上述反应的离子方程式？互动探究返回目录＋—33＋[答案]提示：Fe＋4H

＋NO

===Fe

＋2NO↑＋2H

O3

4＋3Fe

O

＋28H

＋—33＋NO

===9Fe

＋NO↑＋214H

O23Fe(OH)

＋＋10H

＋—33＋NO

===3Fe

＋2NO↑＋8H

O2＋3Fe

＋＋—33＋4H

＋NO

===3Fe

＋2NO↑＋2H

O第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录第8讲 铁及其化合物考向

[答案](1)①

(2)④互动探究返回目录(3)③——知识梳理——►

探究考向二 铁的氧化物与氢氧化物•1．铁的三种氧化物第8讲 铁及其化合物考向互动探究名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗名--铁红磁性氧化铁颜色

黑

色

红棕

色

黑

色铁的价态＋2FeO＋2HCl===FeCl2＋H2OFe

O

＋＋6HC3l===2FeCl2

3

3＋3H2OFe3O＋4＋28H、Cl=＋==Fe3Cl2＋

2FeCl3＋4H2O与盐酸的FeO＋CO=高==温==Fe＋CO2Fe2O3

＋3CO=高==温==2Fe＋3CO2Fe3O4

＋4CO=高==温==3Fe＋4CO2返回目录第8讲 铁及其化合物考向互动探究2.铁的两种氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与非氧化性酸(稀盐酸)反应Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O受热分解----3＋

－F2e

F＋e3(OOH

H===)FeF(OeH)3O↓

＋3

2

33H2O

Fe(OH)3制法可溶性白色亚絮状铁沉盐淀迅与速变4Fe(OH)2＋O碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===

Fe(OH)2↓成灰绿色，最后变成红褐色2＋2H2O===4Fe(OH)3可溶性铁盐与碱溶液反应返回目录第8讲 铁及其化合物考向返回目录互究问题导思

FeO、Fe2O3

分别与

HI

溶液反应，原理相同动吗？请写出反应离子方程式？探[答案]要点提示：不相同。Fe2O3

中含有氧化性离子Fe3＋与—

＋222

3I

发生氧化还原反应，FeO＋2H

===Fe

＋H

O、Fe

O

＋6H＋

＋—2＋22＋2I

===2Fe

＋I

＋3H

O。第8讲 铁及其化合物考向【触摸高考】高考选项正误判断互动探究[解析]

× FeCl3

溶液在加热时，Fe3

水解生成Fe(OH)3，＋进而分解生成Fe2O3，得不到无水FeCl3。2．[2012·浙江卷]

酸性

CuCl2

溶液中含有少量的

FeCl3，为得到纯净的

CuCl2·2H2O

晶体，

加入

Cu(OH)2

或Cu2(OH)2CO3，调至

pH＝4，使溶液中的

Fe3＋转化为

Fe(OH)3沉淀，过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2·2H2O

晶体(

)[解析]√由于Fe3＋水解能力较强，当pH>4

时，Fe3＋即可形成Fe(OH)3

沉淀，加Cu(OH)2

或Cu2(OH)2CO3

促进水解，且不引入新杂质，量易控制。返回目录第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录——核心突破——纯净Fe(OH)2

的制取1．实验室制备纯净的Fe(OH)2

的注意事项：有关Fe(OH)2

的制备方法，实际上只能观察到瞬间的Fe(OH)2白色沉淀(几乎分辨不出来)。要想较长时间观察到白色沉淀的生成，关键是怎样降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量。常采用的方法有：采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；将碱直接加到亚铁盐溶液的底部[使Fe(OH)2

与空气隔离]；在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小，而又不溶于水的有机溶剂)。第8讲 铁及其化合物考向互动探究2．实验创新方案Ⅰ：装置如图3－8－3

所示。NaOHFeSO4图3－8－3在试管中加入适量的5%FeSO4溶液，并覆盖一层苯，再用长滴管注入不含O2

的1mol·L－1

NaOH

溶液。由于苯的液封作用，防止生成的Fe(OH)2

被氧化，因而可较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀。返回目录第8讲 铁及其化合物考向互动探究方案Ⅱ：装置如图3－8－4

所示。KNaOH

H2O图3－8－4实验时，先打开活塞K，再将分液漏斗的旋塞和弹簧夹打开，稀H2SO4与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2

将试管中的FeSO4

溶液压入

NaOH溶液中，则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。返回目录第8讲 铁及其化合物考向互动探究方案Ⅲ：装置如图3－8－5

所示。YX图3－8－5以铁做阳极，石墨棒做阴极，电解液可以是NaCl

溶液、

NaOH溶液等。U形管中加入植物油的目的是隔绝空气。电解一段时间后可以看到U形管中有白色Fe(OH)2沉淀生成，此时将电源反接，则会看到白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。返回目录——典例精析——第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录请回答下列问题：(1)写出该实验中发生反应的化学方程式。(2)如何检验试管内空气已排尽(回答具体操作)？(3)捣入钠粒后，预测具支试管中的现象。(4)已知钠粒的质量约0.05

g，实验室现有以下两种不同浓度的盐酸，你选择(填“A”或“B”)

。A．1.1

mol·L－1

B．10

mol·L－1第8讲 铁及其化合物考返回目录向动[答案] (1)Fe＋2HCl===FeCl2

＋H2↑，2Na＋2H2O＋互FeCl2===Fe(OH)2↓

＋

2NaCl

＋H2↑(

也可写成

3

个：

Fe

＋探2HCl===FeCl2＋H2↑，2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2NaOH究＋FeCl2===Fe(OH)2↓＋2NaCl)在具支试管的出口处用向下排空气法收集满一小试管气体，用拇指堵住管口，移向酒精灯火焰，放开拇指，若听到“噗”的一声，则说明空气已排尽钠不停地在煤油与稀盐酸界面处上下跳动，并有气泡产生，下层液体中很快有白色沉淀出现(4)A第8讲 铁及其化合物考返回目录向[解析]

铁丝浸入盐酸，反应放出氢气，试管中的空气互被赶出，形成还原性氛围，关闭弹簧夹便形成了一个封闭动探体系，钠粒捣入液体，发生反应2Na＋2H2O===2NaOH＋究

H2↑

，与铁丝和盐酸反应产生的

FeCl2

反应从而生成Fe(OH)2。第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录第8讲 铁及其化合物考向互返回目录动究[答案]ABD[解析]C

由于液面上方没有采取隔离措施，因此只能看探到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。►

探究考向三“铁三角”的转化关系(涉及Fe2＋、Fe3＋的检验)——知识梳理——铁的三角转化关系第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录第8讲 铁及其化合物考互探究1．Fe→Fe3＋和Fe2＋→Fe3＋需要强的氧化剂。如O2、Cl2、向Br2、HNO3(浓、稀)、H2SO4(浓)、KMnO4(H＋)溶液等。请写动方程式：铁与氯气：2Fe＋3Cl2=点==燃==2FeCl3铁与过量稀硝酸：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O氯化亚铁溶液与氯气：2．Fe→Fe2＋需要较弱的氧化剂，如S、Cu2＋(CuSO4)、H＋(稀H2SO4、盐酸)等。

Fe＋CuSO4===FeSO4＋CuFe＋2HCl===FeCl2＋H2↑注意Fe

与O2、H2O

的反应方程式：3

4

2返回目录Fe

O

的组成可以看做是FeO·Fe

O13

，其中有3

是2

、3是

。2FeCl2＋Cl2===2FeCl33Fe＋2O2=点==燃==Fe3O4；3Fe＋4H2O(g)=高==温==Fe3O4＋4H2Fe2＋

Fe3＋第8讲 铁及其化合物考向互动探究3．Fe2＋→Fe，在金属活动性顺序表中排在Fe

前的金属，2＋如

Zn、Al

等，可以将

Fe

还原成

Fe。Zn＋FeSO

===ZnSO4

4＋Fe。注意：K、Ca、Na等活泼金属，由于它们在水溶液中不能存在，所以不能作为还原剂来完成Fe2＋→Fe

的转化。＋

＋4

．Fe3

→Fe2

需要较强的还原剂。如_等，Cu

虽不是强的还原剂，但因Fe3＋具有较强的氧化性，可被Cu

还原成Fe2＋。FeCl3===－

－返回目录Fe、Zn、H

S(S

)、KI(I

)、2

2—

322

3

Na

SO

(SO

)1Cu＋

2

FeCl3===CuCl2＋2FeCl2

1

H2S＋

22FeCl2＋S↓＋2HClKI＋

2

FeCl3===22FeCl2＋I2＋2KCl第8讲 铁及其化合物考向互动探究5．Fe3＋→Fe

常发生在金属的热还原反应中。如高温下用CO

还原铁矿石中的铁。

1

Fe2O3＋

3

CO

=高==温==2Fe＋3CO2返回目录铝热剂反应也是这种转化的实例。如：

1

Fe2O3＋

2

Al

=高==温==Al2O3＋2Fe第8讲 铁及其化合物考向返回目录互动探究问题导思亚铁盐、铁盐在保存时，应注意什么问题？为什么？[答案]要点提示：Fe2＋具有氧化性和还原性，但主要表现3

2

2＋

－

－

－3还原性；Fe

具有较强的氧化性，与

S

、I

、SO

等能发生氧化还原反应。亚铁盐的存放方法：加入少量铁屑以防止Fe2＋被氧化同时加相应酸，以防Fe2＋水解。Fe3＋是典型的弱碱阳离子，2—与

CO

、—3

2AlO

等在溶液中发生水解相互促进反应。铁盐溶液的存放方法：加入少量相应的酸溶液以防止Fe3＋水解。第8讲 铁及其化合物考向【触摸高考】高考选项正误判断返回目录互动探究1．[2012·江苏卷]

在

0.1

mol·L—1FeCl

溶液：＋

＋3

4K

、NH

、I－、SCN－一定能大量共存(

)[解析]

× Fe3＋会氧化

I－，且与

SCN－会形成配合物。2．[2012·广东卷]

因为

Fe3＋有氧化性，所以

FeCl3

溶液可用于回收废旧电路板中的铜(

)[答案]√3．[2011·上海卷]高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质()[解析]×有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质。——核心突破——第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录第8讲 铁及其化合物考向返回目录互动探究提醒

FeCl3

溶液还可以与许多试剂反应出现特殊现象，可作为鉴别Fe3＋的依据。①向FeCl3

溶液中加入过量Fe

粉，溶液变浅绿色；②将饱和FeCl3

溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3胶体。——典例精析——第8讲 铁及其化合物考向互动探究返回目录第8讲 铁及其化合物考向互返回目录动究请回答下列问题：2

3(1)步骤①中先加入热的

Na

CO

溶液除油污，操作甲的名探称是

。步骤②中，除发生反应

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑外，其他可能反应的离子方程式为

。溶液C

的颜色是

，溶液

D

中可能含有的金属阳离子有

。可以验证溶液

B

中是否含有

Fe2

＋

的一种试剂是

(填选项序号)。a．稀硫酸

b．铁

c．硫氰化钾

d．酸性高锰酸钾溶液(5)操作乙的名称是

，步骤⑤产生金属铜的化学方程式为

。(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋返回目录Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋第8讲 铁及其化合物考向

[答案] (1)过滤互动探

(3)棕黄色究

(4)d(5)电解CuCl2=电==解==Cu＋Cl2↑第8讲 铁及其化合物考返回目录向动探究[解析](1)用热的Na2CO3

溶液除去废铁屑上的油污后，将两互者分离的方法是过滤。(2)由于铁锈的主要成分是Fe2O3，还发生反应的离子方程式可能有：＋＋2

3

2Fe

O

＋6H

===2Fe

＋3H

O3

3

2＋

＋、Fe＋2Fe

===3Fe

。(3)由

B→C

发生的反应为：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，FeCl3溶液呈棕黄色。向FeCl3溶液中加入印刷电路铜板，发生的反应为：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，若Cu

不足量，则溶液D

中可能含有的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋；若Cu

足量，则溶液D

中可能含有的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋，所以溶液D

中可能含有的金属阳离子有Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋。(4)由于Fe2＋具有较强的还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以可用酸性高锰酸钾溶液验证溶液B

中是否含有Fe2＋。(5)由“D→E＋氯气＋铜”知，操作乙是电解过程，反应产生金属铜的化学方程式：CuCl2=电==解==Cu＋Cl2↑。第8讲 铁及其化合物考向互返回目录动究互动探究

过滤所需的主要玻璃仪器有哪些？[答案]

提示：过滤操作所需的主要玻璃仪器有：普通探漏斗、玻璃棒、烧杯。第8讲 铁及其化合物考返回目录向动究变式题

在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁互粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反探

应后溶液中存在较多的阳离子是(

)B．Fe3＋A．Cu2＋C．Fe2＋D．H＋[解析]

C

反应所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，证明铁粉过量，因而可推知

H＋、Cu2＋、Fe3＋均完全反应。其2

2＋

＋

＋中

Fe

被氧化为Fe

；而

H

、Cu

、3＋2Fe

分别被还原为H

、Cu、Fe2＋，所以溶液中Fe2＋最多。第8讲 铁及其化合物►

易错7 不能有效排除干扰因素，忽视隐典含条件型易错必纠返回目录第8讲 铁及其化合物典型易错必纠返回目录[解析]C

因为“加入盐酸”溶液呈酸性，“Fe(NO3)2

溶液”中硝酸根离子在酸性条件下具有很强的氧化性，所以亚铁离子被氧化成铁离子。第8讲 铁及其化合物典型易错必纠返回目录[警示]

本题中的干扰因素是

Fe2＋的水解平衡，若不能排除干扰因素，加入盐酸后，只考虑

c(H＋)增大使其平衡向—3左移动，而忽视了

NO

在酸性条件下的强氧化性，易错选A。第8讲 铁及其化合物型易错必纠返回目录提升

化学中常见类似的隐含条件还有：在酸性条件3－

－下

NO

、ClO

等具有强氧化性，浓硝酸或浓硫酸能使铁，铝钝化，任何溶液都呈电中性，物质具有一定的溶解性，反应过程中反应物浓度的变化对反应的影响，化学反应的典先后顺序，反应的可逆性以及可逆反应的特点等等。第8讲 铁及其化合物教