第13讲　铁及其化合物

1/1第13讲铁及其化合物1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其氧化物、氢氧化物、铁盐、亚铁盐的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。2.结合实例认识铁及其氧化物、氢氧化物、盐的多样性，通过化学反应探究物质的性质，实现物质的转化。考点一铁及其化合物的相互转化必备知识1.单质铁（1）物理性质铁是色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被吸引。（2）化学性质铁的性质活泼，有较强的还原性，主要被氧化为＋2价和＋3价，但纯铁有很强的抗腐蚀能力。2.铁的氧化物（1）物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称—色、态黑色粉末黑色晶体铁元素的价态用途用于瓷器制作用作红色颜料用作磁性材料（2）化学性质①稳定性FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成②和非氧化性酸反应（如稀硫酸）FeO＋2H＋Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O③和氧化性酸反应（如稀硝酸）FeO与稀硝酸反应：④和还原性酸反应（如氢碘酸）Fe2O3与氢碘酸反应：3.铁的氢氧化物（1）氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较化学式Fe（OH）2Fe（OH）3颜色状态白色固体色固体与盐酸反应（离子方程式，下同）受热分解隔绝O2：Fe（OH）2△FeO＋2Fe（OH）3△Fe2O3＋制法可溶性亚铁盐与强碱溶液反应：可溶性铁盐与强碱溶液反应：二者的关系在空气中，Fe（OH）2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe（OH）3，现象是白色絮状沉淀迅速变成色，最后变成色，反应的化学方程式为（2）Fe（OH）2的制备①制备原理：。②成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe（OH）2在密闭、隔绝空气的体系中。③常用方法有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油（不能用CCl4），以防止发生反应还原性气体保护法先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的排尽后，再把溶液压入装置Ⅱ中与混合，这样可长时间观察到白色沉淀电解法用铁作阳极，电解NaCl（或NaOH）溶液，并在液面上覆盖苯（或煤油）4.铁及其化合物的“价—类”二维图（如图）。易错辨析（1）铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态形式存在。（）（2）Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。（）（3）Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示，故Fe3O4为混合物。（）（4）在空气中，白色的Fe（OH）2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色。（）（5）Fe（OH）2易被氧化成Fe（OH）3，说明稳定性：Fe（OH）2＜Fe（OH）3。（）（6）Fe（OH）3与氢碘酸反应生成FeI3。（）（7）Fe（OH）2与HNO3发生反应的离子方程式为Fe（OH）2＋2H＋Fe2＋＋2H2O。（（8）Fe（OH）3在空气中加热分解生成Fe2O3，则Fe（OH）2在空气中加热分解生成FeO。（）关键能力考向1铁及其氧化物的组成与性质1.下列实验操作或者说法正确的是（）A.探究Fe粉与H2O的反应及验证H2的装置如下图：B.铁与氯气加热反应生成FeCl3，可知铁与碘蒸气反应生成FeI3C.5.6g铁和7.1g氯气完全反应，转移的电子数为0.3NAD.铁粉具有还原性，可用作食品抗氧化剂2.铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是（）A.FeO在空气中加热只转化为Fe2O3B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物C.热稳定性：Fe2O3＜Fe3O4D.Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2考向2铁的氢氧化物的性质及制备3.下列有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是（）A.Fe（OH）2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体B.Fe（OH）2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe（OH）3C.Fe（OH）2、Fe（OH）3都具有不稳定性，受热能分解D.Fe（OH）3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象4.一种制备Fe（OH）2的改进装置如图所示，下列说法错误的是（）A.配制FeSO4溶液时需加入硫酸B.实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液C.装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽D.用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气5.某同学设计如图所示装置（气密性已检查）制备Fe（OH）2白色沉淀。请回答下列问题：（1）仪器1的名称：。装置5的作用：。（2）实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中：。（3）装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：。防止Fe（OH）2氧化的方法（1）将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的O2。（2）将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管中的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。（3）在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。（4）充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。（5）用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取Fe（OH）2，阴极产生H2，防止Fe（OH）考向3含铁物质的转化6.（2025·广东潮州模拟）如图为铁元素的“价—类”二维图，下列说法正确的是（）A.还原剂维生素C与补铁剂“硫酸亚铁片”同时服用能促进人体对铁元素的吸收B.c、b不溶于水，故不能通过化合反应制得d、eC.由图可预测：h具有强还原性D.检验f的方法：向某溶液中滴加氯水，再加KSCN溶液，溶液显红色，则能确定该溶液中含有f分析铁及其化合物“价—类”二维图的三个维度（1）类别方向：体现了同价态不同物质类别（氧化物、盐、碱）之间的转化，可借助复分解反应等实现。（2）化合价方向：体现不同价态同物质类别之间的转化，可借助氧化还原反应实现。（3）斜向变化：体现不同价态、不同物质类别之间的转化，可借助氧化还原反应实现。考点二铁盐、亚铁盐的性质与检验必备知识1.亚铁盐和铁盐亚铁盐（Fe2＋）铁盐（Fe3＋）颜色色色氧化性具有弱氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为有较强的氧化性：Fe3＋与Cu、I－反应的离子方程式分别为、还原性具有还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为—水解水解，溶液呈酸性极易水解，只存在于酸性较强的溶液中2.其他常见铁盐（1）绿矾（FeSO4·7H2O）：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。（2）铁铵矾[NH4Fe（SO4）2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。（3）铁氰化钾（赤血盐）{K3[Fe（CN）6]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋。（4）高铁酸钾（K2FeO4）：暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。3.Fe2＋、Fe3＋的检验（1）Fe2＋检验的常用方法（2）Fe3＋检验的常用方法（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验方法混合溶液溶液变红色，说明含有。混合溶液酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有。〔人教必修第一册〕检验食品中的铁元素化学兴趣小组采用化学方法测定黑木耳中铁元素含量。具体做法如下：称黑木耳0.10kg，洗净切碎，充分灼烧得木耳灰。将木耳灰按下列流程进行操作：木耳灰含有Fe2＋、Fe3＋溶液含有Fe3＋溶液固体B固体C注：①木耳灰中铁元素全部溶入溶液；②Mn（OH）2是沉淀。（1）黑木耳置于（填仪器名称）中灼烧得到木耳灰。（2）试剂A应该是（填序号）。①Cl2②酸性高锰酸钾③H2O2（3）若将0.10kg黑木耳全部烧成灰，经上述流程得固体C质量为0.02g，该黑木耳中铁元素的含量为mg/100g。易错辨析（1）Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收旧电路板中的铜。（）（2）向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液显红色，该溶液中一定含Fe2＋。（）（3）Fe2（SO4）3和KI溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。（（4）用酸性高锰酸钾溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。（）（5）检验Fe（NO3）2晶体是否氧化变质的方法是将Fe（NO3）2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红。（）关键能力考向1铁盐与亚铁盐的性质1.（2026·山东潍坊开学考）为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是（）选项实验方案实验现象离子反应实验结论A向氯化亚铁溶液中通入氯气浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2ClFe2＋具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2＋＋ZnFe＋Zn2Fe2＋具有还原性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色溶液Fe3＋＋Fe2Fe2铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2Fe3考向2铁盐与亚铁盐的检验2.〔教材习题改编〕为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，其中结论不正确的是（）A.若滴加KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉变质B.若滴加KSCN溶液，溶液未变红，可能存在反应：2Fe3＋＋Fe3Fe2C.若依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉全部变质D.若滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，不能判断铁粉是否变质3.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组：检验含Fe3＋的溶液（不含Cl－）中是否含有Fe2＋；乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列试剂选取正确的一项是（）选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CNaOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）（2025·新课标卷）铁经过发蓝处理形成致密氧化膜：Fe＋2HNO3（浓）FeO＋2NO2↑＋H2O。（（2）（2025·北京高考）用盐酸除去铁锈：Fe2O3·xH2O＋6H＋2Fe3＋＋（3＋x）H2O。（（3）（2025·广东高考）磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成，Fe3O4具有磁性。（）（4）（2025·云南高考）覆铜板制作印刷电路板：2FeCl3＋3Cu3CuCl2＋2Fe。（（5）（2025·黑吉辽蒙高考）FeSO4溶液中加入K3[Fe（CN）6]，浅绿色溶液出现蓝色浑浊：Fe2＋＋[Fe（CN）6]3－＋K＋KFe[Fe（CN）6]。（（6）（2025·广东高考）Fe2＋与K3[Fe（CN）6]可生成蓝色物质，故KSCN溶液可用于检验Fe3＋。（）（7）（2025·河北高考）向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入过量铁粉，充分反应后静置，滴加KSCN溶液无明显变化；静置，取上层清液滴加几滴氯水，溶液变红，则Fe2＋具有还