【学考复习】2024年高中化学学业水平考试(新教材专用)第07讲 铁及其化合物-复习讲义
展开TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc11706" PAGEREF _Tc11706 \h 1
\l "_Tc19538" PAGEREF _Tc19538 \h 1
\l "_Tc6636" 考点一 铁的性质 PAGEREF _Tc6636 \h 1
\l "_Tc7592" 考点二 铁的氧化物和氢氧化物 PAGEREF _Tc7592 \h 3
\l "_Tc21195" 考点三 铁盐和亚铁盐 PAGEREF _Tc21195 \h 5
\l "_Tc8337" PAGEREF _Tc8337 \h 6
\l "_Tc9507" PAGEREF _Tc9507 \h 9
1.了解铁及其重要化合物的主要性质和在生产、生活中的应用。
2.掌握Fe2+、Fe3+的检验方法及其相互转化关系。
3.了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备方法。
考点一 铁的性质
1.铁元素的存在
铁在自然界中可以以 形态(陨铁)存在,但主要以 价和 价 的形态存在,地壳中含量居
第 位,仅次于氧、硅和铝。
2.物理性质
纯净的铁是光亮的 金属,密度为7.86 g/cm3,熔点为1 535 ℃,沸点为2 750 ℃;具有 性和 性,能导电,但导电性不如铜和铝,能被 吸引。
3.化学性质
(1)与非金属单质反应
①与Cl2反应: 。
②与O2反应:
(2)与酸反应:
如与稀硫酸和稀盐酸反应的离子方程式为: 。
(3)与盐反应:
如与FeCl3和CuCl2溶液反应的离子方程式为: ,_ 。
【温馨提示】Fe在反应中作 剂,遇到较强的 剂(如Cl2等)生成 价铁的化合物,遇到较弱
的 剂(如稀硫酸等)生成 价铁的化合物。
(4)与水蒸气反应
【温馨提示】湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气。
【典例分析】
【例1】(2022年海南省普通高中学业水平合格性考试)在一支试管中加入2 mL CuSO4溶液,再将一段光洁的铁丝插入CuSO4溶液中。有说法错误的是
A.铁丝表面变红B.铁丝作还原剂
C.铜比铁更活泼D.古时用此反应炼铜
【例2】(山东省2022年冬季普通高中学业水平合格考试)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有的原子数为NA
B.中含有的共价键数为3NA
C.标准状况下,中含有的分子数为NA
D.与足量硫粉反应,转移电子数为0.3NA
【例3】(北京市2022-2023学年高二上学期第二次合格考)下列方程式书写不正确的是
A.硫酸钠在水中电离:Na2SO4=2Na++SO
B.铁与氯化铁溶液反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+
C.钠与水反应:Na+H2O=Na++OH-+H2↑
D.氯气与氢氧化钠溶液反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
考点二 铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的氧化物
2.铁的氢氧化物
【温馨提示】制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2),可采取的措施有:
(1)Fe2+极易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸,尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物,以隔绝空气。
【典例分析】
【例1】(2023年1月辽宁省普通高中学业水平合格性考试)下列关于铁及其化合物的叙述错误的是
A.铁具有导电、导热、延展性
B.氧化铁常用作涂料、油漆的红色颜料
C.用铜粉除去溶液中含有的少量杂质
D.实验室制备氢氧化亚铁的关键是防止氧气的干扰
【例2】(山东省普通高中2022年高二学业水平合格性考试)下列有关铁及其化合物的说法错误的是
A.Fe2O3是一种黄色粉末B.FeCl2既有氧化性又有还原性
C.可用KSCN溶液检验溶液中的D.可用Fe除去FeCl2溶液中含有的FeCl3
【例3】(黑龙江省2022年7月学业水平合格考试)铁及其化合物间的转化关系如下图所示,请回答下列问题:
(1)写出A和B的化学式:A ;B 。
(2)Fe(OH)2中铁元素的化合价是 。
(3)检验 K+的实验方法是 (选填“焰色试验”或“化学沉淀法”)。
(4)合金钢具有各种特殊性能,如强度、硬度大,可塑性、韧性好。据此可知合金钢比纯铁具有更优良的 (选填“物理”或“化学”)性能。
(5)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂。主要用于饮用水处理,Na2FeO4属于 类(选填“酸”、“碱”、“盐”)。
(6)工业炼铁的原理是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,据此原理可知工业上铁的冶炼方法是 (填序号)。
①热分解法 ②热还原法 ③电解法
考点三 铁盐和亚铁盐
1.Fe2+、Fe3+的检验方法
2.Fe2+和Fe3+的转化关系
(1)Fe只具有 性。可被弱氧化剂(H+、S等)和Fe3+氧化成Fe2+,被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3+。
Fe+2H+=== ;
2Fe+3Cl2eq \(=====,\s\up7(△)) 。
(2)Fe2+既有 性又有 性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H+)等]氧化为Fe3+;可被还原剂(CO、C等)还原为Fe。
2Fe2++Cl2=== ;
FeO+COeq \(=====,\s\up7(高温)) 。
(3)Fe3+只具有 性,可被弱还原剂(Cu等)和Fe还原为Fe2+,被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。
2Fe3++Fe=== ;
Fe2O3+3COeq \(=====,\s\up7(高温)) 。
【温馨提示】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;也不能将加了KSCN溶液后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN-)。
(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-会还原酸性KMnO4,有干扰)。
(3)检验Fe3+的其他方法:
①Fe3+与过量的铁反应,溶液变为浅绿色;
②Fe3+与过量的铜反应,溶液变为蓝绿色;
③Fe3+与淀粉-KI溶液反应,溶液变为蓝色;
④Fe3+与NaHCO3溶液反应,放出气体,产生红褐色沉淀。
【典例分析】
【例1】(2023年7月黑龙江省普通高中学业水平合格性考试)长江以南的低山丘陵区普遍存在着红色土壤,有人说主要因其含铁质(三价铁)相对较多。某研究小组设计简单实验验证该说法是否正确,应选择的试剂是
A.KClB.KNO3C.K2SO4D.KSCN
【例2】(2023年四川省普通高中学业水平考试)除去FeCl2溶液中混有的少量FeCl3杂质,宜加入的物质是
A.O3B.FeC.CuD.Cl2
【例3】(2023年1月辽宁省普通高中学业水平合格性考试)下列可用于检验的试剂是
A.稀盐酸B.KCl溶液C.溶液D.KSCN溶液
1.(2022年海南省普通高中学业水平合格性考试)如图所示的实验中,有关现象描述正确的是
A.只有甲溶液变红B.甲、乙溶液都变红
C.只有乙溶液变红D.乙溶液先变红后褪色
2.(广东省普通高中2022年第二次学业合格性考试)化学应用广泛,世界因其而多彩。下列用途没有运用相应化学知识的是
3.(湖南省普通高中2022年学业水平合格性考试)下列溶液中滴入FeCl3溶液,呈红色的是
A.KSCNB.NaClC.Na2SO4D.KNO3
4.(湖南省2023年普通高中学业水平考试合格性考试)为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入的试剂是
A.FeCl3 溶液B.铁片C.KSCN溶液D.石蕊溶液
5.(2022年7月浙江省普通高中学业水平考试)某工业废水中含有FeSO4和CuSO4(不考虑其他成分),利用以下流程可以回收FeSO4和Cu。
下列说法不正确的是
A.操作1和操作2都是过滤B.固体1是Fe和Cu的混合物
C.试剂2为适当过量的稀H2SO4D.操作3为蒸发结晶
6.(2022年西藏自治区普通高中学业水平考试)下列关于铁及其化合物的说法,正确的是
A.Fe具有氧化性B.Fe2O3为黑色固体
C.用KSCN溶液来检验Fe3+D.用铁桶盛放CuSO4溶液
7.(2023年四川省普通高中学业水平考试)检验KCl溶液中是否含有Fe3+时,宜选用的试剂是
A.KSCN溶液B.溶液C.稀D.稀
8.(北京市2022-2023学年高二上学期第二次合格考考试)工业上用FeCl3溶液作印刷电路铜板的腐蚀液。化学小组设计如下流程对腐蚀废液(阳离子主要有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+)进行处理,实现FeCl3溶液再生并回收Cu。
(1)步骤Ⅰ中加入H2O2溶液的目的是将Fe2+ (填“氧化”或“还原”)为Fe3+。
(2)步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为 。
(3)溶液C中含有大量Fe2+。取少量溶液C于试管中,滴加 溶液,有白色沉淀生成,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
(4)下列说法合理的是 (填字母)。
a.溶液A、溶液B和固体C中都含有铜元素
b.溶液C和溶液D可回收利用,体现“绿色化学”理念
9.(山东省2022年冬季普通高中学业水平合格考试)铁及其化合物之间的转化关系如图所示。
回答下列问题:
(1)反应①的离子方程式为 。
(2)完成反应②还需加入 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)完成反应③还需用到的试剂为 (填化学式),检验的试剂为 。
(4)向溶液中加入溶液的现象为 。
10.(云南省2023年春季学期期末普通高中学业水平考试)铁是人体必需的微量元素,铁摄入不足可能引起缺铁性贫血。日常生活中可通过食物摄入铁元素,例如黑木耳中就含有比较丰富的铁元素。某研究性学习小组为测定某地黑木耳中铁的含量,开展了如下研究与实践活动。
【研究与实践活动一】
研究黑木耳中含铁物质的水溶性:称取a g黑木耳,洗净切碎,用蒸水浸泡后取浸泡液进行铁元素检测,结果未能检测到铁元素。
【研究与实践活动二】
研究黑木耳中铁的含量:称取a g黑木耳,高温灼烧使之完全灰化,按如下流程对得到的黑木耳灰进行处理。
回答下列问题:
(1)浸泡液中未能检测到铁元素,说明黑木耳中的含铁物质 溶于水(选填“能”或“不能”)。
(2)取少量滤液于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红。则滤液中铁元素的存在形式有、 (填离子符号)。
(3)滤液与Fe生成A的离子方程式是 。
(4)由A转化为B可加入的试剂X可以是 (填字母)
a.() b. c.
(5)由C转化成D的现象是:白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为 。
(6)将a g黑木耳中的铁元素经流程A→C-D进行完全转化,将D经过一系列处理,得到b g红棕色固体。若流程中加入的铁反应掉c g,则该黑木耳中铁元素的质量分数为 (用含a、b、c的代数式表示)。
1.(2023年山西省普通高中学业水平合格性考试模拟)若检验某溶液中是否含有,应加入的试剂是
A.溶液B.稀硫酸C.稀硝酸D.酸性高锰酸钾溶液
2.(广东省湛江市2022-2023学年高一学业水平考试模拟)实验室有一瓶失去标签的溶液,以下方法能证明溶液中含有Fe3+的是
A.品尝味道
B.能与KSCN溶液显红色
C.与NaOH溶液生成白色沉淀
D.观察溶液的颜色为浅绿色
3.(黑龙江省哈尔滨市2022-2023学年高一学业水平合格性考试模拟)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像。如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.在空气中加热会分解成FeO
B.溶解于足量硝酸可生成
C.维生素C能将转化为,该过程中维生素C作氧化剂
D.由图可预测:高铁酸盐()具有强氧化性,消杀水中细菌时可生成胶体,进而可吸附水中的悬浮物
4.(2023年天津市河北区普通高中学业水平合格性考试模拟)根据下列离子检验的实验现象,结论不正确的是
A.滴加KSCN溶液,溶液变为红色,证明一定含
B.滴加溶液,产生白色沉淀,证明一定含
C.蘸取溶液做焰色试验,火焰呈黄色,证明一定含有
D.加入NaOH溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,证明一定含NH
5.(北京市丰台区2023年普通高中学业水平合格性考试调研)印刷电路板(PCB)是用腐蚀液将覆铜板上的部分铜腐蚀掉而制得。一种用FeCl3溶液制作PCB并将腐蚀后废液回收再生的流程如下。
下列说法不正确的是
A.腐蚀池中发生反应的化学方程式是:
B.腐蚀后的废液中,主要的金属阳离子有
C.置换池中发生的主要反应为:和
D.再生池中加入的试剂应为还原剂
6.(2023年湖南省娄底市高一学业水平考试模拟)为检验某溶液中是否含有,可以选择的试剂是
A.KSCN溶液B.溶液C.酸性溶液D.溶液
7.(天津市红桥区2022-2023学年高一学业水平模拟考试)下列实验操作正确的是
8.(陕西省2022-2023学年高二下学期化学学业水平考试模拟)向溶液中滴入几滴KSCN溶液,出现的现象为
A.红色沉淀B.棕黄色溶液C.红色溶液D.浅绿色溶液
9.(天津市2022-2023学年高一下学期学业水平合格考模拟)铁丝与氧气或水蒸气反应的共同产物是( )
A.FeOB.C.D.和Fe3O4
10.(广东省汕尾市2022-2023学年高一下学期学业水平考试模拟)欲除去FeCl2溶液中混有的Fe3+,使用试剂是
A.铝粉B.铁粉
C.氯气D.稀硫酸
11.(广东省深圳市2022-2023学年高一下学期学业水平考试模拟)向盛有溶液的试管中滴入几滴溶液后,溶液呈
A.无色B.红色C.黄色D.浅绿色
12.(天津市和平区2022-2023学年高一下学期学业水平合格性考试)检验溶液中是否混有少量,宜选用的试剂是
A.氯气B.铁粉C.溶液D.铜粉
13.(天津市红桥区2022-2023学年高一学业水平模拟考试)铁是一种重要的金属材料,它的单质及化合物在生产生活中应用广泛。
(1)生铁含有C、Si、Mn、S、P等元素,其中属于金属元素的除Fe外,还有 元素。
(2)铁元素有三种常见的氧化物,分别是FeO、、。其中具有磁性的是 ,可作红色颜料的是 。
(3)某补铁口服液中含有,为检验其是否被氧化变质,可取少量该口服液,向其中滴加KSCN溶液,若溶液变为 色,则说明其已变质。向该口服液中加入维生素C可防止其被氧化变质,此过程中利用了维生素C的 性。
(4)可作为铜电路板的腐蚀液,其反应原理为Cu与溶液反应生成和,该反应的化学方程式为 。向反应后的溶液中加入 ,可回收Cu,并得到溶液。
14.(湖南省株洲市2023年高一学业水平合格考试模拟)化学是一门以实验为基础的科学。请根据题意填空:
(1)受热易分解产生气体的是 (填“”或“”);
(2)一种红棕色粉末,常用于红色油漆和涂料的是 (填“FeO”或“”);
(3)能溶于酸或强碱溶液生成盐和水,则是一种 (填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。
15.(湖南省衡阳市2022-2023学年高一下学期学业水平考试模拟)化学与人类生活密切相关。请按要求回答下列问题:
(1)过氧化钠是一种淡黄色固体,在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,所发生的主要反应的化学方程式为 ;
(2)铝制易拉罐的表面有一层氧化膜,主要成分是。它与盐酸和氢氧化钠溶液反应都生成盐和水,则属于 (填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物;
(3)我国古代建筑红墙碧瓦,庄严巍峨。可用作建筑外墙红色涂料的是 (填“”或“”)。反应条件
燃烧
加热
常温、潮湿
反应产物
实验装置
产物验证
实验结论
用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明生成了 ;试管内产物冷却后为 晶体。
铁不能与冷水、热水反应,但在高温下能与水蒸气反应,其化学方程式为
。
氧化亚铁(FeO)
四氧化三铁(Fe3O4)
氧化铁(Fe2O3)
俗名
磁性氧化铁
铁红
色态
Fe价态
+2
+3
稳定性
不稳定(受热易氧化成 )
稳定
稳定
与盐酸
FeO+2H+===Fe2++
H2O
Fe2O3+6H+=== 2Fe3++
3H2O
应用
制造磁铁
色颜料
与CO
FexOy+yCOeq \(=====,\s\up7(△))xFe+yCO2
用途
Fe2O3常用作红色油漆与涂料,赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
颜色、状态
色固体
色固体
溶解性
不溶于水
不溶于水
酸碱性
弱碱性
弱碱性
受热不稳定
与酸反应
(如盐酸)
Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O
Fe(OH)2+2HCl===FeCl2+2H2O
与氧气反应
不反应
反应:
现象: 色→ 色→ 色
制备
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
方法
Fe3+
Fe2+
溶液颜色
色
色
加碱溶液(如NaOH溶液)
现象
色沉淀
色沉淀→ 色
沉淀→ 色沉淀
离子
方程式
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O=== 4Fe(OH)3
加KSCN
溶液
现象
色(常用方法)
无明显现象,再加氯水显 色
离子
方程式
选项
用途
化学知识
A
用Cl2制造盐酸
Cl2与强碱反应
B
金属氧化物用于制造彩色玻璃
不同金属氧化物呈不同颜色
C
制作面包时常以NaHCO3为膨松剂
NaHCO3受热分解产生CO2
D
用FeCl3溶液腐蚀度铜电路板
FeCl3溶液与金属铜可发生反应
选项
实验
操作
A
观察钠与水反应的现象
用镊子从煤油中取出金属钠,切下黄豆大小的钠,小心放入装满水的烧杯中
B
检验Fe2+
用小试管取少量溶液,先加入少量氯水,再加入KSCN溶液
C
证明Na2O2与CO2是放热反应
Na2O2用棉花包裹,放入充满CO2的集气瓶中,棉花燃烧说明是放热反应
D
检验Na2CO3与K2CO3溶液
用铂丝分别蘸取溶液,在酒精灯外焰上灼烧,直接观察火焰的颜色
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