微考点17“精研”Fe及氧化物性质-2022~2023学年高一化学易混易错微考点（人教版2019必修第一册） 原卷版

微考点17微考点17“精研”Fe及氧化物性质易混易错聚焦易混易错聚焦一、聚焦Fe的性质1．铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。2．铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同,Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3而不是FeCl2；Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3；Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3。3．铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。4．Fe与酸的反应：a．与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。b．与氧化性酸反应：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，但无H2产生。二、聚焦Fe的氧化物1．Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有1/3的铁显＋2价，2/3的铁显＋3价。2．与酸的反应：①FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。②Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。三、聚焦Fe盐1．Fe(NO3)2溶液酸化后，NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下具有强氧化性，会将Fe2＋氧化成Fe3＋。四、聚焦Fe与硝酸反应产物中铁元素价态的判断1．当HNO3过量时：反应原理：Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。2．当Fe过量时：铁被硝酸氧化为Fe3＋，然后Fe3＋被剩余的铁还原为Fe2＋，也就是说最终得到亚铁盐，总方程式：3Fe＋8HNO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。3．当eq\f(1,4)＜eq\f(nFe,nHNO3)＜eq\f(3,8)时：铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。4．用数轴法表示，铁与硝酸的用量比与反应产物的关系：5．解题时需注意量的范围：eq\f(nFe,nHNO3)产物结论≤eq\f(1,4)Fe(NO3)3HNO3可能有剩余≥eq\f(3,8)Fe(NO3)2Fe可能有剩余在eq\f(1,4)～eq\f(3,8)之间Fe(NO3)3和Fe(NO3)2Fe和HNO3都反应完全五、聚焦铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：Fe＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(若H＋量不足，该反应不再发生)。六、聚焦铁和强、弱氧化剂反应产物判断1．铁与弱氧化剂(如S、I2、H＋、Cu2＋)等反应所得产物中铁元素的价态为＋2价，如Fe＋I2eq\o(=,\s\up7(△))FeI2。2．铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓硫酸、过量硝酸等)反应所得产物中铁元素的价态为＋3价，如2Fe＋3Br2=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。易错易错典例分析易错典例1易错典例1用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是()ABA．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气B．装置B中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高温))Fe2O3＋3H2C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度易错典例易错典例2下列关于铁的氧化物说法错误的是()A．铁的氧化物在通常状况下都是有色固体B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋C．FeO在空气中加热生成Fe2O3D．工业上常使用铁的氧化物作原料冶炼铁举一反三1j举一反三1jYFs下列有关铁的说法正确的是()A．Fe在稀硝酸中发生钝化B．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2C．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色D．镀锌铁不如镀锡铁耐腐蚀举一反三举一反三2jYFs向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120mL4mol·L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344LNO(标准状况)，向所得溶液中加入KSCN溶液，无明显变化。若用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为(B)A．0.24mol B．0.21molC．0.16mol D．0.14mol举一反三举一反三3jYFs铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为()A.FeO·3Fe2O3 B.2FeO·3Fe2O3C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3易混易错剖析易混易错剖析1．铁在有关的反应中，其产物价态为什么不同？有什么规律？【细剖精析】由于铁是变价金属元素，它与氧化性不同的氧化剂反应时，其产物中铁元素的化合价不同：(1)Fe被弱氧化剂如S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化为Fe2＋；(2)Fe被强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4(△)等氧化为Fe3＋。2．纯铁有较强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？【细剖精析】日常生活中的铁制品中的铁通常含有杂质碳，在潮湿的空气中易发生原电池反应(电化学腐蚀)，生成氧化铁的水合物。3.通过化合反应能制取FeCl2、FeCl3、Fe(OH)2、Fe(OH)3吗？能制取的用化学方程式表示。【细剖精析】FeCl2、FeCl3和Fe(OH)3均能通过化合反应制取，而Fe(OH)2则不能。FeCl2：2FeCl3＋Fe=3FeCl2FeCl3：①2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3；②2FeCl2＋Cl2=2FeCl3Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)34．(1)铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与__(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与___反应时只生成＋2价铁；与___反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。所选试剂：①Cl2②O2③H2O(g)④S⑤盐酸⑥稀硝酸(足量)⑦稀硫酸⑧CuSO4溶液(2)①铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？②生铁和纯铁相比，熔点、硬度及抗腐蚀能力大小如何？(3)按要求书写下列反应的离子方程式：①FeO与稀HNO3的反应②Fe(OH)3与HI的反应(HI是强酸)【细剖精析】(1)①⑥④⑤⑦⑧②③单质铁与强氧化剂反应生成＋3价铁，如氯气和浓稀硝酸；与弱氧化剂反应生成＋2价铁，如硫单质，盐酸，铜离子，三价铁离子等；与高温水蒸气反应生成Fe3O4，在氧气中燃烧生成Fe3O4。(2)①化学变化。铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。②因生铁是铁碳合金，所以生铁的熔点低，硬度大。生铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀，故纯铁的抗腐蚀能力强。(3)①3FeO＋NOeq\o\al(－,3)＋10H＋=3Fe3＋＋NO↑＋5H2O②2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋=2Fe2＋＋I2＋6H2OFeO与硝酸反应时既发生复分解反应又发生氧化还原反应，先发生复分解反应生成硝酸亚铁和水，然后在酸性条件下，硝酸具有强氧化性能把亚铁离子继续氧化生成三价铁离子。氢氧化铁与HI反应也是既发生复分解反应又发生氧化还原反应，氢氧化铁与HI先发生复分解反应，氢氧化铁溶解，生成三价铁离子和水，然后三价铁离子与碘离子发生氧化还原反应，生成亚铁离子和碘单质。核心知识梳理核心知识梳理一、Fe1．物理性质导电导热性导电导热性良好延展性良好特性能被磁铁吸引颜色状态银白色固体密度7.8g·cm-3物理性质地壳含量居第4位2．从铁原子的结构认识铁的化学性质——还原性（1）铁原子的结构失去2失去2e-失去3e-FeFe3+Fe2+（2）铁单质的化学性质CCl2点燃S△点燃常温O2非金属FeI2△H2O(g)高温非氧化性酸氧化性酸浓硝酸浓硫酸稀硝酸(过量)稀硝酸(少量)盐溶液Fe3+溶液Cu2+溶液铁锈(成分为Fe2O3·xH2O)3Fe＋2O2Fe3O4Fe＋I2FeI2Fe＋SFeSFe＋Cu2＋=Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋=3Fe2＋常温下钝化，加热分别生成SO2、NO23Fe＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2OFe＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2OFe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H22Fe＋3Cl22FeCl33．Fe的制备（1）生铁的冶炼生铁生铁冶炼原料设备造渣反应铁的还原还原剂的生成主要反应铁矿石、焦炭、空气、石灰石。高炉C＋O2CO2，CO2＋C2COFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3(2)铝热反应（氧化铁和铝粉为铝热剂）：2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3；作用：焊接无缝钢轨。二、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＋2＋3＋2，＋3空气中的稳定性不稳定，空气中加热，生成Fe3O4稳定稳定与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O与CO反应FeO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Fe＋CO2Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(△))3Fe＋4CO2易错易错通关对点练铁的性质1．下列化合物不能用相应元素的单质直接化合生成的是①CuS

②FeS

③Na2S

④Fe2S3

⑤Cu2S

⑥FeCl2

⑦H2SA．②⑤⑦ B．①④⑥ C．③④⑦ D．④⑥⑦2．把铁片分别放入下列溶液后，铁片溶解而溶液质量增加，但无气体产生，此溶液是A．稀盐酸 B．AgNO3溶液 C．FeCl3溶液 D．Cu(NO3)2溶液3．将0.02mol铁分别投入足量的下列物质中，在一定条件下充分反应，产生氢气最多的是A．2mol/L稀硫酸 B．18.4mol/L硫酸 C．5mol/L硝酸 D．灼热的水蒸气4．下列方程式书写正确的是A．碳酸氢钠的电离方程式：NaHCO3=Na++H++COB．氯化铁与碘化钾反应的离子方程式：Fe3++2I-=Fe2++I2C．高温下，铁与水蒸气反应：2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2D．用水吸收NO2：3NO2+H2O=2HNO3+NO5．根据下列实验操作和现象，所得到的结论正确的是选项实验操作和现象结论A向鸡蛋白溶液中加入饱和溶液，有白色沉淀产生蛋白质发生了变性B将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后再滴加溶液，溶液不呈血红色被氧化为C过量铜与稀硝酸充分反应后，再滴加稀硫酸，铜继续溶解铜可以与稀硫酸反应D甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红甲烷的氯取代物具有酸性A．A B．B C．C D．D二、铁的氧化物性质6．火星被称为“红色的星球”，这是因为它的岩石和土壤中含有丰富的A．FeO B．Fe3O4 C．Fe2O3 D．Fe7．纳米级可用于以太阳能为热源分解水制，过程如图所示。下列说法中，不正确的是A．以太阳能为热源分解水制过程中的催化剂B．整个过程实现了太阳能向化学能的转化C．过程I、II的总反应：D．过程I的反应：8．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)，下列叙述中正确的是A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水C．铁的三种氧化物在高温条件下都能被CO还原为FeD．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物9．将3.28gFe、Fe2O3混合物投入到50mL1mol/L硫酸溶液中，恰好完全反应，且收集到448mL氢气(标况)，向所得溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，若向所得溶液中加入足量的铝，则置换出的Fe的质量是A．1.12g B．1.4g C．2.1g D．2.8g易错易错通关能力练1．下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是A．铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂B．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的CuD．纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料2．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁元素的化合价均为+3价C．铁在氯气中燃烧如果铁过量会生成FeCl2D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁3．下列关于合金的叙述正确的是A．铝合金硬度比纯铝小B．生铁是铁碳合金，钢是纯净的铁单质C．硬铝密度小、强度高，常用于制造飞机外壳D．不锈钢和钢都是铁合金，性质完全相同4．铁和下列物质反应，能生成+3价化合物的是：①O2；②S；③HCl；④CuCl2；⑤HNO3；⑥氯气；⑦H2OA．①②⑤ B．①⑥ C．⑤⑥ D．①⑤⑥5．某稀溶液中含有6molKNO3和3molH2SO4向其中加入2mol铁粉，充分反应(已知被还原为NO)，最终溶液体积为1L。下列说法正确的是A．所得溶液中c(NO)=3mol/LB．所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=3：1C．反应后生成NO的体积为33.6LD．所得溶液中的溶质只有Fe(NO3)3和Fe(NO3)26．5.6克铁粉与1.6克硫粉均匀混合，在密闭容器中加热，冷却后加入足量盐酸，在标准状况下收集到的气体体积约为A． B． C． D．7．元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。下图为铁元素的“价-类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3C．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒D．FeO是一种黑色粉末，只能用作还原剂8．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是A．Cu2+ B．Fe3+ C．Fe2+ D．H+9．下列说法错误的是A．浓硫酸在空气中敞口放置一段时间，浓度变小B．铁片投入冷的浓硝酸中，铁片不溶解C．钢片投入浓硝酸中，产生红棕色气体D．石蕊溶液滴入稀硫酸中，溶液变蓝10．中华传统文化与化学紧密相关，下列有关物质成分的叙述正确的是A．柴窑烧制出的“明如镜，薄如纸，声如磬”的瓷器，其主要原料为硅的氧化物B．古书中对“强水”有如下记录：“性最烈，能蚀五金，其水甚强……”，“强水”是由浓硝酸和浓盐酸按体积比为3：1混合而成C．《新修本草》中有关于“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤色”。这里的赤色物质是Fe3O4D．东汉魏伯阳在《周易参同契》中对的描述：“……得火则飞，不见埃尘，将欲制之，黄芽为根。”这里的黄芽是指硫11．《神农本草经》记载：“磁石，味辛寒，主周痹风湿，肢节中痛，不可持物，洗洗酸消，除大热烦满及耳聋。”下列说法错误的是A．磁石的主要成分是碱性氧化物 B．磁石呈黑色C．磁石不溶于水 D．磁石可作药材使用12．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是A．B．C．D．13．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径25nm)的流程示意图如图：下列叙述错误的是A．铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂B．步骤②中，发生反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑C．步骤④中使用过量的H2O2有利于