高三化学一轮复习讲义 14　第一篇　第二部分　第三章　第10讲　铁及其重要化合物(基础课)

第10讲铁及其重要化合物(基础课)1．了解铁及其氧化物的性质及应用。2．了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及制备。3．理解铁盐、亚铁盐和高铁酸盐的性质及应用。铁单质的性质及其探究1．铁的位置、存在和物理性质2．铁单质的化学性质(写出有关化学方程式)铁的化学性质比较活泼，有较强的还原性。(1)与非金属单质的反应Fe与S反应：_______________________________。(2)与水反应装置一装置二①装置一实验时，应先点燃A处酒精灯的理由是________________________________。②装置二中湿棉花的作用是________________。③两装置中Fe发生反应的化学方程式为________________________。④为了提高铁粉与水蒸气的接触面积，可采取的措施为________________________。⑤实验完毕后，取出装置一中的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：______________(用离子方程式表示)。(3)与酸反应与H＋反应Fe＋2H＋=Fe2+＋H2↑与稀硝酸反应酸过量Fe+4H++酸少量3Fe+8H++与浓硫酸、浓硝酸反应常温下____，加热持续反应分别生成SO2、NO2(4)与盐反应①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2+=Fe2+＋Cu。②与FeCl3溶液反应的离子方程式：__________________。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)Fe在潮湿的空气中反应生成铁锈(Fe2O3·xH2O)。 ()(2)Fe与Cl2、Br2、I2化合反应均生成＋3价铁的卤化物。 ()(3)Fe与H2O(g)高温反应生成Fe2O3和H2，属于置换反应。 ()(4)Fe与S混合加热生成Fe2S3。 ()(5)常温下，把Fe块投入浓硫酸中，Fe表面形成一层致密的氧化膜。 ()(6)保存FeCl2常加入Fe粉的目的是防止Fe2+被氧化。 ()1．(2025·芜湖模拟)铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示，下列说法错误的是()A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触C．肥皂液改为吹泡泡水，收集H2效果更好，点燃效果更明显D．悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应产物2．向一定量的铁粉中逐滴滴加稀硝酸，得到金属阳离子与所加硝酸的物质的量的关系如图所示。Ⅰ对应金属阳离子为______，Ⅱ对应金属阳离子为______，c、b两点的数值比为______。(1)铁的氧化规律：铁与弱氧化剂(如S、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2+，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3+。(2)铁与酸反应的规律：①Fe与一般酸反应时只生成Fe2+，与氧化性酸(HNO3)反应时，Fe少量生成Fe3+，Fe过量生成Fe2+。②Fe与浓硫酸、浓硝酸作用时常温下钝化(形成致密氧化膜)，加热可以持续反应。铁的氧化物和氢氧化物1．铁的氧化物(1)物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称—______________颜色黑色______黑色状态粉末粉末晶体溶解性难溶于水难溶于水难溶于水(2)化学性质(用离子方程式或化学方程式表示)①FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4：______________。②FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应：_____________________、_________________________、Fe3O4＋8H＋=2Fe3+＋Fe2+＋4H2O。③均具有氧化性，能被木炭、H2、CO等还原为Fe，如2FeO＋C高温2Fe＋COFe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有13的铁显＋2价，23的铁显＋2．铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态____固体______固体溶解性难溶于水难溶于水与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋=___________Fe(OH)3＋3H＋=Fe3+＋3H2O受热分解—2Fe(OH)3△_____制法可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2+＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱反应：Fe3+＋3OH－=___________二者的关系空气中，Fe(OH)2白色沉淀迅速变成____色，最后变成____色，化学方程式为______________________判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)“朱门酒肉臭”中的朱门即指以Fe2O3为颜料制备的油漆漆制的门。 ()(2)《吕氏春秋·精通》记载：“慈石召铁，或引之也。”“慈石”指Fe3O4，能吸附铁。 ()(3)氧化亚铁溶于硝酸：FeO＋2H＋=Fe2+＋H2O。 ()(4)制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。 ()(5)向Fe(OH)2中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋=Fe2+＋2H2O。 ()(6)Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeI3。 ()(7)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。 ()铁的氧化物的性质1．(鲁科版必修第一册内容改编)下列关于铁及其化合物的性质与用途，不具有对应关系的是()A．Fe具有还原性，可用作食品抗氧化剂B．Fe2O3属于碱性氧化物，可用作粉刷墙壁的红色涂料C．Fe3O4具有磁性，可用作激光打印机墨粉的添加剂D．FeO具有氧化性，可用于冶炼铁2．(2025·安庆模拟)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+＋4H2O铁的氢氧化物的性质及制备3．下列反应的离子方程式不正确的是()A．Fe(OH)3溶于稀硝酸：Fe(OH)3＋3H＋=Fe3+＋3H2OB．Fe(OH)2溶于稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋=Fe2+＋2H2OC．Fe(OH)3溶于氢碘酸：2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋=2Fe2+＋I2＋6H2OD．FeCl3溶液中加足量氨水：Fe3+＋3NH3·H2O=Fe4．由于Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。(1)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。(2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时需加入________、________。(3)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。(4)对于②装置，实验开始时，操作方法为________________，反应一段时间后，且经检验B中充满H2时，操作方法为________________，现象为____________________________________________________________________，若拿掉B中塞子，振荡试管，现象为________________________________________________________________________________________________________，反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________。(5)③中发生的总反应离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________。成功制备Fe(OH)2的关键(1)溶液中不含Fe3+、O2等氧化性物质。(2)制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。铁盐、亚铁盐与高铁酸盐1．亚铁盐的主要性质(1)亚铁盐的氧化性和还原性含有Fe2+的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性，以还原性为主。①氧化性：Fe2+与Zn反应：____________________(写离子方程式，下同)。②还原性[遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO－、NO3-(H＋)等表现a．向FeSO4溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，溶液变红色，反应原理为__________________________。b．向FeSO4溶液中滴入H2O2溶液，溶液变黄，反应原理为________________________________。c．向FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，反应原理为___________________________________。(2)亚铁盐的水解与保存①水解：___________________。②亚铁盐溶液保存：保存时应加入__粉防止Fe2+被氧化，加入相应__防止水解。2．铁盐的主要性质(1)铁盐的氧化性含Fe3+的溶液呈__色，Fe3+具有较强的氧化性。Fe3+可以氧化Fe、Cu、I－、SO2等，其离子方程式分别为__________________、_________________________、________________________、2Fe3+＋SO2＋2H2O=2Fe(2)铁盐的水解与溶液的配制和保存①水解离子方程式：___________________。溶液中Fe3+分别与HCO3-、[Al(OH)4]－、CO32-、②实验室配制氯化铁溶液时，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，目的是抑制Fe3+水解。③保存：铁盐溶液保存时，加______防止水解。3．Fe2+、Fe3+的检验(1)Fe2+、Fe3+的检验(2)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验混合溶液滴加KSCN溶液溶液变__混合溶液(不含Cl－)滴加酸性KMnO4溶液酸性KMnO4溶液(3)Fe2+的特征检验方法待检溶液K3FeCN6溶液4．高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4)FeO42-中Fe为＋6价，具有强氧化性，在碱性条件下能稳定存在，在酸性或中性溶液中快速产生O2：4FeO42-＋10H2O=4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8OH－判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)Fe2(SO4)3与明矾的净水原理相似。 ()(2)向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉，可制得硫酸亚铁溶液。 ()(3)室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则说明Fe3+的氧化性比I2的强。 ()(4)FeCl3溶液中是否含有Fe2+可以用酸性KMnO4溶液是否褪色进行检验。 ()(5)硫酸亚铁片和维生素C同时服用，能增强治疗缺铁性贫血的效果，原因是维生素C具有还原性，可防止Fe2+被氧化而失效。 ()(6)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液变红，说明Fe(NO3)2已氧化变质。 ()(7)FeCl3溶液可腐蚀覆铜板，发生了反应：Fe3+＋Cu=Fe2+＋Cu2+。 ()(6)×(7)×1．(人教版必修第一册内容改编)现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片。请完成以下实验报告。序号实验操作实验现象离子方程式实验结论①向FeCl2溶液中加入锌片溶液由浅绿色变为无色Zn＋Fe2+=Zn2+＋Fe__________________________②____________________________________________________________________________________Fe2+具有还原性③向FeCl3溶液中加入足量铁粉铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色________________________________Fe3+具有氧化性；Fe具有还原性2．向FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。(1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有_________________________________________，可能存在的有________。(2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______________，一定不存在________。(3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有______，一定不存在________。3．设计实验方案除去CuSO4溶液中的FeSO4：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．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0.1mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，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10mL0.1mol·L-1KI溶液，加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：①第一支试管中加入1mLCCl4溶液充分振荡、静置，CCl4层显紫色；②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验②检验的离子是________(填离子符号，下同)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________，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)。(1)检验Fe2+和Fe3+时的注意事项①检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。②Fe2+、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl－能还原酸性KMnO4，产生干扰)。③检验Fe2+、Fe3+的其他方法检验Fe3+也可用苯酚(C6H5OH)；检验Fe2+最好用K3[Fe(CN)6]溶液。(2)常见溶液中Fe3+的除杂试剂①CaCl2(Fe3+)：CaCO3②MgCl2(Fe3+)：MgO或Mg(OH)2或MgCO3③ZnCl2(Fe3+)：ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3④CuCl2(Fe3+)：CuO或Cu(OH)2或CuCO31．(2024·新课标全国卷，T3)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是()A．反应为3Fe(s)＋4H2O(g)高温Fe3O4(s)＋B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更佳C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉(1)Fe3O4中＋2铁与＋3价铁的质量比为______。(2)为了使铁粉与水蒸气充分接触，可采取的措施为____________________________________________________________________。2．(2023·广东卷，T17节选)测量反应A：Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓变。查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________。提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和_____________________________________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。一定量的铁粉在氯气中充分燃烧，将所得固体完全溶解于稀盐酸，制得溶液A。推测A中可能含有的金属阳离子：①只有Fe3+；②只有Fe2+；③__