高考化学一轮复习-铁及其重要化合物（知识清单）（全国通用）（原卷版）

这是一份高考化学一轮复习-铁及其重要化合物（知识清单）（全国通用）（原卷版），共18页。

01 单质铁的性质
1．铁的原子结构和存在
(1)铁的原子结构
Fe的价层电子排布式为________，铁位于元素周期表的第_____周期第_____族，是应用最广泛的过渡金属元素，其原子结构示意图：________________。
(2)铁在自然界中可以以________形态(如陨铁)存在，但主要以______价和______价化合物的形态存在于矿石中，在地壳中的含量居第四位，仅次于__________。
2．铁的物理性质
________色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被________吸引。
3．铁的化学性质
铁元素性质活泼，有较强的________性，主要化合价为________价和________价。
【跟踪训练】
1．下列说法正确的是( )
A. 高温下铁和水蒸气反应生成铁红
B. 过量铁粉在Cl2中燃烧制取FeCl2
C. 过量的Fe与稀硝酸反应生成Fe(NO3)2
D. 铁在热的浓硝酸中钝化
2．在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是( )
A. Fe(s)eq \(――――――→,\s\up7(少量Cl2g),\s\d5(△))FeCl3(s)
B. Fe(s)eq \(――――→,\s\up7(H2O(g)),\s\d5(高温))Fe2O3(s)
C. Fe(s)eq \(―――――――→,\s\up7(足量稀硝酸),\s\d5())Fe(NO3)3(aq)
D. Fe(s)eq \(――――――→,\s\up7(CuSO4(aq)),\s\d5())FeSO4(aq)
3．铁是应用最广泛的金属。在一定条件下可与水蒸气反应(装置如图所示)，下列说法错误的是( )
A. 充分反应后，还原铁粉变成红色固体
B. 湿棉花的作用是提供反应所需水蒸气
C. 虚线方框中装置是为了检验反应产生的气体
D. 酒精灯Ⅱ配用金属套筒的目的是聚集火焰，提高温度
02 铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物
(1)物理性质
(2)化学性质
①FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：
________________________________，________________________________。
②铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：
________________________________，________________________________。
③分别写出Fe3O4溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：
________________________________________
________________________________________
3．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较
【跟踪训练】
1．下列有关铁的化合物的说法不正确的是( )
A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性
B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应
C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能
D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2价和＋3价
2．下列关于铁的氧化物的说法不正确的是( )
A．铁的氧化物通常状况下都是黑色固体
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．氧化铁可做红色涂料
D．工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁
3．化学让生活更美好。下列说法不正确的是( )
A．钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，Fe2O3是一种碱性氧化物
B．常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应
C．故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可作故宫红色外墙的涂料
D．氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成三氧化二铁
03 铁盐和亚铁盐
1．亚铁盐
(1)Fe2＋的氧化性和还原性
含有Fe2＋的溶液呈________色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，其中以________为主，遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq \\al(－,3)(H＋)等均表现为________。
Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：________________________________________。
(2) Fe2＋的水解
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈______性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量______抑制Fe2＋的水解，加少量_______防止Fe2＋被氧化。
2．铁盐的性质及应用
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈________色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为________。
①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SOeq \\al(2－,3)等具有较强还原性的离子________大量共存。
②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为________________________________。
(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于________的溶液中。
利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：________________________________________________。
3．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)用KSCN溶液和氯水
①Fe2＋eq \(————————→,\s\up7(KSCN溶液))________________eq \(————————————→,\s\up7(氯水或H2O2溶液))溶液________
②Fe3＋eq \(————————→,\s\up7(KSCN溶液))溶液________
(2)用NaOH溶液
①Fe2＋eq \(————————→,\s\up7(NaOH溶液))________色沉淀→________色→________色
②①Fe3＋eq \(————————→,\s\up7(NaOH溶液))________色沉淀
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
eq \x(混合溶液)eq \(――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液________，说明含有Fe3＋。
eq \x(混合溶液)eq \(―――――→,\s\up7(滴加酸性),\s\d5(KMnO4溶液))KMnO4溶液___________，说明含有Fe2＋。
(4)Fe2＋的特征检验方法
溶液eq \(―――――――→,\s\up7(K3[Fe(CN)6]溶液))产生__________，说明溶液中含有Fe2＋。
4．Fe2＋与Fe3＋的相互转化
Fe2＋eq \(,\s\up7(①Cl2、②NO\\al(－,3)、H＋、③H2O2、H＋、④MnO\\al(－,4)、H＋),\s\d5(⑤Fe、⑥Cu、⑦H2S))Fe3＋
用离子方程式实现上述转化。
①______________________________________________________________________；
②______________________________________________________________________；
③______________________________________________________________________；
④______________________________________________________________________；
⑤______________________________________________________________________；
⑥______________________________________________________________________；
⑦______________________________________________________________________。
【跟踪训练】
1．菠菜常用作补铁食品之一，为探究其中铁元素的价态，现进行如下实验。
(1)取新鲜的菠菜10 g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为实验样品。分置于两支试管中。
(2)向一支试管中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，现象为________________，说明滤液中含Fe2＋，反应的离子方程式为________________________________________。
(3)向另一支试管中加入少量稀硝酸，然后加入几滴KSCN溶液，溶液呈______色。能否说明滤液中含Fe3＋，试分析其原因：________________________________________________。
2．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
(1)检验溶液中存在Fe3＋的常用试剂是____________，证明Fe3＋存在的现象是________________。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式：_______________________________。
(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得纯净的FeCl3溶液，准备采用下列步骤：
请写出上述实验中加入的有关物质的化学式。
①________，④ ________。
(4)要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时的最佳顺序为_______。
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③②C．③① D．①②③
(5)写出向②⑤的混合液中通入⑥的离子方程式：_____________________________。
04 铁及其化合物的转化
从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。
(1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化；
①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；
②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；
③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
(2)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
【跟踪训练】
1．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是( )
A．Fe＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O
2．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．a可与e反应生成b
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
01 铁的制备和性质
1．铁与氧化剂反应规律：铁是变价金属元素，与弱氧化剂(如S、HCl、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3＋。
2．常温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中钝化，钝化是在铁的表面生成致密的氧化膜，发生了化学变化。
3．铁与水蒸气反应的注意事项
(1)还原铁粉和水蒸气反应需要高温，所以不能直接用水。
(2)为了实验安全，点燃氢气或加热氢气时需要验纯。
【跟踪训练】
1．下列叙述正确的是( )
A．Fe与I2反应生成FeI3
B．硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式：3Cu2＋＋2Fe===2Fe3＋＋3Cu
C．5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D．高温下水蒸气与Fe反应，固体的质量增加
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>Fe3O4
D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应
3．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
02 铁的氧化物和氢氧化物的制备和性质
1．从化合价的角度判断铁的氧化物和氢氧化物的性质
①+2价铁具有较强的还原性，FeO、Fe(OH)2、Fe3O4都能被强氧化剂氧化。
②铁的氧化物都能被热还原剂（如CO、H2、Al等）还原。
2．铁的氢氧化物的稳定性
(1)Fe(OH)3受热易分解：Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3+3H2O
(2)在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成 Fe(OH)3。
3．Fe(OH)3是很弱的碱，溶度积很小。Fe3＋极易水解，Fe3＋只能存在于酸性较强的溶液中。化学工艺流程题中，常将杂质Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH为弱酸性，生成Fe(OH)3沉淀，过滤除去含铁的杂质。
【跟踪训练】
1．下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是( )
A．铁元素的化合价不完全相同
B．氧元素的化合价完全相同
C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体
D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
2．实验过程中不可能产生 Fe(OH)3 的是( )
A．蒸发FeCl3溶液
B．FeCl3溶液中滴入氨水
C．将水蒸气通过灼热的铁
D．FeCl2 溶液中滴入 NaOH 溶液
3．下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3
B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3
C．氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe(OH)3＋3HI===FeI3＋3H2O
D．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
03 Fe2＋和Fe3＋的性质
1．铁盐与亚铁盐的性质比较
2. 有关Fe2＋、Fe3＋的水解问题
Fe2＋、Fe3＋是典型的弱碱阳离子，它们的盐溶液显酸性，并与COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、AlOeq \\al(－,2)等在溶液中因相互促进水解而不能大量共存。如：2Fe3＋＋3COeq \\al(2－,3)＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑。
应用：①配制亚铁盐溶液：加入少量铁屑，防止Fe2＋被氧化，加入少量相应的酸溶液，抑制Fe2＋水解。
②配制铁盐溶液：加入少量相应的酸溶液，抑制Fe3＋水解。如：配制氯化铁溶液时，应将氯化铁粉末溶解在较浓的盐酸中再加水稀释；配制 Fe2(SO4)3溶液时，将Fe2(SO4)3粉末溶解在 H2SO4溶液中再加水稀释。
【跟踪训练】
1．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验现象叙述错误的是( )
A．② B．③ C．③④ D．①②③④⑤
2．某实验小组同学为了检验某FeCl3溶液中是否含有FeCl2，设计了如下实验方案，其中最合理的是( )
A．加入适量铜粉，观察溶液是否变蓝
B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红
C．滴加酸性KMnO4溶液，观察溶液是否褪色
D．滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察是否生成蓝色沉淀
3．在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________。
04 铁及其化合物的转化关系
基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系
1．横向变化体现了同价态不同的类别(氧化物、碱、盐)物质之间的转化。
(1)碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐。
(2)Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱。
(3)难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
2．纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
3．斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
【跟踪训练】
1．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．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
C．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
D．由图可预测：高铁酸盐(FeOeq \\al(2－,4))具有强氧化性，可用于消毒，FeOeq \\al(2－,4)与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂
2．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法错误的是( )
A．FeSO4与NH4HCO3反应制备FeCO3，适宜在高温条件下进行
B．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．常温下，FeSO4比(NH4)2Fe(SO4)2易溶于水
01 铁、铁的氧化物和氢氧化物的易错点
(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，属于化学变化。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)Fe与Cl2反应生成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；铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯O2中燃烧的产物是Fe3O4。
(3)在判断铁的化合物与酸反应的产物时，要注意铁在化合物中的价态，利用铁的价态及与其反应的化合物的氧化性或还原性判断发生反应的类型属于复分解反应还是氧化还原反应。
(4)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时，均发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。
(5)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时，均发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。
【跟踪训练】
易错辨析：正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)铁在冷的稀硝酸中钝化。( )
(2)过量的铁与氯气反应生成FeCl2。( )
(3)Fe2O3与足量HI的反应属于氧化还原反应。( )
(4)在给定条件下能实现转化：Fe2O3(s)eq \(――→,\s\up9(Al),\s\d8(高温))Fe(s)eq \(―――→,\s\up9(稀盐酸))FeCl3(aq)。( )
(5)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2