2024年高考化学一轮复习（新高考版） 第4章 第15讲　铁及其氧化物和氢氧化物

第15讲　铁及其氧化物和氢氧化物

[复习目标]　1.掌握铁的主要性质及应用。2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。

考点一　铁及其氧化物

1．铁单质

(1)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。

(2)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：____________________________________________。

(3)铁的化学性质

铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成____价或____价的铁。重要的化学反应为

2．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：______________、___________。

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Cl2和盐酸反应所得氯化物相同(　　)

3．常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸(　　)

4．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4(　　)

一、铁及其氧化物的性质与应用

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．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

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

二、铁与酸反应的定量分析

4．向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是(　　)

A．a表示Fe3＋的关系曲线

B．n1＝0.75

C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol

D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g

三、铁的氧化物组成分析

5．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，计算该氧化物的化学式：__________。

6．(2022·丽江质检)有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化学式可能为_________________________________________________。

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组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值)。

考点二　铁的氢氧化物

1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较

2.Fe(OH)2的制备

(1)制备原理

①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。

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。

(2)常用方法

1．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(　　)

2．FeCl3溶液滴入热的浓NaOH溶液中可得到Fe(OH)3胶体(　　)

3．Fe(OH)2与HNO3发生反应的离子方程式为Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(　　)

4．Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeI3(　　)

5．Fe(OH)3呈红褐色、透明，能产生丁达尔效应(　　)

6．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(　　)

7．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(　　)

氢氧化亚铁制备实验探究

1．用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。

(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________________。

(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法。

(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是________________________________________

_______________________________________________________________________________。

2．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)。

3．用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。

实验步骤如下：

Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽装置B中空气。

Ⅱ.待装置B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。

Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中气体通入装置B中并观察现象。

回答下列问题：

(1)仪器a的名称是____________，B中长玻璃管的作用是______________________________。

(2)装置A中金属离子的检验方法是_______________________________________________。

(3)步骤 Ⅲ 装置B中的现象是_______________________________________________，

其发生反应的化学方程式为_______________________________________________。

4．利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。

(1)a电极的材料应为_______________________________________________________，电极反应式为__________________________。

(2)电解液c可以是________(填字母)。

A．纯水   B．NaCl溶液

C．NaOH溶液   D．CuCl2溶液

(3)d为苯，其作用是___________________________________________________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？________________________________________。

(4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_________________________________________________。

1．下列叙述不正确的是(　　)

A．浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸(2022·浙江6月选考，9C)

B．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应(2022·广东，6C)

C．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2(2019·天津，3A)

D．铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O(2020·浙江1月选考，9B)

2．下列关于铁及其化合物的说法正确的是(　　)

A．FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3(2020·浙江7月选考，12C)

B．Mg加入到过量FeCl3溶液中可得Fe(2020·浙江7月选考，12B)

C．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀(2020·浙江7月选考，8D)

D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4(2020·江苏，6D)