2024版新教材高考化学全程一轮总复习第三章金属及其化合物第8讲铁及其重要化合物学生用书

第8讲　铁及其重要化合物复 习 目 标1．掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解铁及其化合物的制备方法。3.掌握铁及其化合物的转化关系及应用。4.理解化工流程及实验室中实现铁及其化合物的转化原理和条件分析。考点一　铁的单质、氧化物、氢氧化物必备知识整理1.单质铁(1)位置与物理性质(2)化学性质铁元素性质活泼，有较强的________，主要化合价为________、________价。①与非金属单质的反应(写化学方程式)②与水的反应(写化学方程式)常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：________________________________________________________________________。③与酸的反应(写离子方程式)④与某些盐溶液的反应(写离子方程式)微点拨(1)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。(2)铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续反应，化学上称之为钝化，属于化学变化。2．铁的氧化物3.铁的氢氧化物(是离子反应的写离子方程式)微点拨　(1)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。(2)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。[正误判断]　(1)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同(　　)(2)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应(　　)(3)铁的化学性质较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在(　　)(4)根据铁与Cl2、S反应的条件及产物中铁元素的化合价可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱(　　)(5)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料(　　)(6)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，可表示为FeO ·Fe2O3，因而Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物(　　)(7)既可通过复分解反应，又可通过化合反应制取Fe(OH)3(　　)(8)饱和FeCl3溶液为红褐色，Fe(OH)2为灰绿色(　　)对点题组训练题组一　铁及其重要化合物1．下列物质的性质描述正确的是(　　)A．Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3B．Fe高温下与水蒸气反应，生成Fe(OH)2和H2C.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3杂质，可以在溶液加过量的铁粉、再过滤D．硫酸铜溶液中加少量的铁粉反应的离子方程式：3Cu2＋＋2Fe===2Fe3＋＋3Cu2．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是(　　)A．Fe(OH)3　Fe2O3B．Fe(OH)2　Fe2O3C．Fe(OH)2　Fe(OH)3D．Fe(OH)2　Fe3O4题组二　铁的氧化物的性质与组成确定3．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，则这种铁的氧化物为(　　)A．Fe3O4 B．Fe2O3C．FeO D．以上都不是4．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1 400 ℃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、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B.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．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应微点拨　确定铁的氧化物组成的基本方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。题组三　铁与水蒸气反应的实验探究5．为了探究铁单质与水蒸气在高温下的反应，某化学小组设计了如图的实验(夹持装置已略)。下列说法错误的是(　　)A．点燃肥皂泡可观察到深蓝色火焰B．为了使加热效果更好，可使用酒精喷灯C．该反应中水蒸气作氧化剂D．实验结束后，得到黑色固体Fe3O46．某班学生在老师的指导下探究铁与水蒸气的反应。(1)按如图所示装好药品、连好装置(夹持仪器已略去)。其中A装置的作用是　　　　。(2)加热一段时间后，B装置中的灰色铁粉逐渐变黑，吹泡器连续吹出气泡，且气泡向上飞起；用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣声。该气体是　　　　。(3)同学们讨论后认为：铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”。玻璃管内的黑色固体中还可能含有“剩余的铁”。【查阅资料】铁的氧化物有三种：FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是红棕色的，而FeO接触到空气会由黑色变为红棕色。【实验探究】①将管中的黑色固体倒出，平铺于白纸上，没有发现红棕色物质，说明生成的固体不可能是　　　　，一会儿之后，黑色固体不变色，则黑色固体中一定没有　　　　。(填物质名称)②取上述黑色固体少许加入足量的CuSO4溶液，发现黑色固体部分溶解，且有　　　　色固体物质出现，说明黑色固体中一定有铁和四氧化三铁。【探究结论】铁与水蒸气发生置换反应，生成的黑色固体是Fe3O4，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。考点二　Fe2＋和Fe3＋的性质及其检验必备知识整理1.亚铁盐和铁盐(1)亚铁盐含有Fe2＋的溶液呈　　　　色，从Fe元素的化合价角度分析，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。②还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。(2)铁盐①氧化性：含Fe3＋的溶液呈黄色，从Fe 元素的化合价角度分析，Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、I－反应的离子方程式分别为　　　　　　　　、　　　　　　　　　。②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到　　　　时变成红色。③FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．Fe2＋、Fe3＋的相互转化完成下列反应的离子方程式：(1)酸性FeCl2溶液长期露置于空气中：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)向Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀硫酸：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)FeCl2的酸性溶液与H2O2反应：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)向FeCl3溶液中滴加KI溶液：________________________________________________________________________。(6)向FeCl3溶液中逐渐加入Zn粉至过量：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)用KSCN溶液和氯水(2)用NaOH溶液(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 eq \x(混合溶液)  eq \o(――→,\s\up7(滴加KSCN),\s\do5(溶液)) 溶液变红色，说明含有Fe3＋。 eq \x(混合溶液)  eq \o(――→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4溶液)) KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。(4)Fe2＋的特征检验方法溶液 eq \o(――――――――→,\s\up7(滴加K3[Fe(CN)6]),\s\do5(溶液)) 产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。4．常见的铁盐及应用微点拨Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。[正误判断]　(1)金属阳离子只有氧化性，不可能还有还原性(　　)(2)可用铁粉除去FeCl2溶液中的FeCl3(　　)(3)FeCl3溶液可用于铜制印刷电路板制作，是因为铜可从FeCl3溶液中置换出Fe(　　)(4)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，检验Fe(NO3)2晶体是否变质。(　　)(5)将FeCl3溶液蒸干可得到FeCl3固体或晶体(　　)(6)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　)(7)能通过化合反应制取FeCl2(　　)对点题组训练题组一　Fe2＋、Fe3＋的性质及应用1．常温时，研究pH对一定浓度FeSO4的稳定性的影响，根据下图分析不合理的是(　　)A．pH小于1时，亚铁几乎无损耗，可能的原因是4Fe2＋＋O2＋10H2O ⇌4Fe(OH)3＋8H＋平衡逆向移动B．pH在3.0～5.5之间，pH的变化对FeSO4稳定性影响不大C．pH大于6.5时，亚铁损耗量突变，可能的原因是生成的Fe(OH)2更易被氧化D．其它条件相同时，FeSO4溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，FeSO4的稳定性减弱2．某同学用KSCN溶液和FeCl2溶液探究Fe2＋的还原性时出现异常现象，实验如下：下列说法不正确的是(　　)A．对比①③，可以判定酸性条件下H2O2可以氧化SCN－B．实验②中发生的氧化还原反应有两种C．②中红色溶液中含有Fe(OH)3胶体D．③中发生的氧化还原反应为：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 题组二　Fe2＋、Fe3＋的检验3．下列离子的检验方法合理的是(　　)A．向溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋B．向溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋C．向溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．向溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，逐渐变为红褐色，说明溶液中不含有Mg2＋4．混合溶液中除去Fe3＋、Fe2＋的常用方法已知：沉淀的pH(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入　　　　　、　　　　　、　　　　　其中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。(2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化剂(如　　　　)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。(3)请设计实验方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考点三　“铁”变价的常见考法必备知识整理1.Fe2＋与Fe3＋的氧化还原性强弱顺序氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋>Cu2＋>I2>Fe2＋还原性：Cl－