高考化學(xué)復(fù)習(xí)第三單元金屬及其重要化合物第2講鐵及其化合物

第三單元金屬及其重要化合物第2講鐵及其化合物復(fù)習(xí)目標(biāo)1．掌握鐵的性質(zhì)及其用途。2．了解鐵的氧化物的種類、性質(zhì)及其用途。3．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制法、性質(zhì)。4．掌握Fe2＋、Fe3＋的檢驗及其相互轉(zhuǎn)化?？键c一鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物四Ⅷ銀白四1．鐵的位置、存在和物理性質(zhì)2．鐵的化學(xué)性質(zhì)吸氧火星四射黑棕褐水蒸氣Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑鈍化Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFeOFe2O3Fe3O4黑紅棕黑鐵紅磁性氧化鐵＋2＋3＋2、＋3堿堿FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OFe(OH)2Fe(OH)3白紅褐Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O白灰綠紅褐4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓請指出下列各說法的錯因(1)鐵元素位于元素周期表中第四周期ⅧB族。錯因：_______________________________(2)Fe與S混合加熱生成FeS2。錯因：_______________________________(3)Fe分別與氯氣、鹽酸反應(yīng)得到相同的氯化物。錯因：___________________________________________________鐵元素位于Ⅷ族。Fe與S混合加熱生成FeS。Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2，產(chǎn)物不同。(4)Fe3O4中Fe的化合價有＋2價和＋3價，因而Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物。錯因：______________________________________(5)氫氧化鐵與HI溶液反應(yīng)僅能發(fā)生中和反應(yīng)。錯因：______________________________________Fe3O4是一種化合物，不是混合物。Fe3＋與I－會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。一、鐵及其氧化物、氫氧化物的性質(zhì)1．鐵的還原性較強，失去電子后生成＋2價或＋3價的鐵。生成不同價態(tài)的反應(yīng)關(guān)系如下：注意：鐵分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得的產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)不同，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)無論用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2。2．FeO、Fe3O4、Fe(OH)2與足量HNO3反應(yīng)時，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e2＋被HNO3氧化成Fe3＋。3．Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與足量HI反應(yīng)時，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e3＋被I－還原成Fe2＋。二、氫氧化亞鐵的實驗室制法1．要制備氫氧化亞鐵，并使氫氧化亞鐵長時間保持白色沉淀的狀態(tài)，注意兩點：一是要減少溶液中氧氣的含量，防止溶液與空氣的接觸；二是要防止溶液中出現(xiàn)三價鐵離子。2．制備Fe(OH)2時常用的三種防氧化措施方法一：有機覆蓋層法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)，如圖所示方法二：還原性氣體保護法用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長時間觀察到白色沉淀，如圖所示方法三：電解法用鐵作陽極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯或煤油，如圖所示角度一鐵和鐵的氧化物1．下列有關(guān)鐵的性質(zhì)的說法正確的是(

)A．鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在B．Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2C．在加熱條件下，過量鐵粉與濃硝酸反應(yīng)生成Fe(NO3)2、NO2和H2OD．鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2答案2．準(zhǔn)確稱取某種鐵的氧化物2.88g，用足量的CO進行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，則這種鐵的氧化物為(

)A．Fe3O4 B．Fe2O3C．FeO D．以上都不是答案解析角度二Fe(OH)2的制備3．某同學(xué)欲利用如圖裝置制取能較長時間存在的Fe(OH)2，其中實驗所用溶液現(xiàn)配現(xiàn)用且蒸餾水先加熱煮沸。下列分析正確的是(

)A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀鹽酸B．實驗開始時應(yīng)先關(guān)閉止水夾a、打開止水夾b，再向燒瓶中加入XC．反應(yīng)一段時間后可在燒瓶中觀察到白色沉淀D．反應(yīng)結(jié)束后若關(guān)閉b及分液漏斗活塞，則Fe(OH)2可較長時間存在答案解析解析 HNO3可氧化Fe生成Fe(NO3)3，A錯誤；實驗開始時應(yīng)先打開止水夾a、b，利用生成的氫氣將裝置內(nèi)的空氣排出，然后關(guān)閉a，B錯誤；利用氫氣的壓強將含F(xiàn)e2＋的溶液壓入錐形瓶中，NaOH與Fe2＋反應(yīng)生成Fe(OH)2，在錐形瓶中觀察到白色沉淀，C錯誤。4．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與不含O2的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入____________。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是______________________________________。鐵屑加熱煮沸避免生成的Fe(OH)2與氧氣接觸而被氧化考點二Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)及檢驗鐵及其重要化合物的相互轉(zhuǎn)化Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2KSCN2．含F(xiàn)e3＋、Fe2＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗(1)Fe3＋的檢驗(2)Fe2＋的檢驗3．鐵及其重要化合物的相互轉(zhuǎn)化寫出標(biāo)號處的化學(xué)(或離子)方程式，合理即可。Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3請指出下列各說法的錯因(1)若溶液中含有Fe3＋，向其中加入KSCN溶液可觀察到紅色沉淀生成。錯因：__________________________________(2)FeCl3、FeCl2、Fe(OH)2均能通過化合反應(yīng)制取。錯因：____________________________________(3)除去Cu2＋中混有的Fe3＋可向溶液中加入銅粉。錯因：______________________________________應(yīng)該是紅色溶液。Fe(OH)2不能通過化合反應(yīng)制取。2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，有Fe2＋生成。Cl－也能與KMnO4反應(yīng)，使其褪色。在溶液呈中性時，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，不能大量存在。一、混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法1．除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一種，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。2．除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中的一種，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。3．除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按1的方法除去溶液中的Fe3＋。4．除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按2的方法除去溶液中的Fe3＋。2．鹽溶液的配制與保存3．物質(zhì)的制備4．凈水劑高鐵酸鉀(K2FeO4)中的Fe為＋6價，是一種高效復(fù)合凈水劑。(1)由于具有強氧化性能殺菌、消毒。(2)由于反應(yīng)后還原產(chǎn)物為Fe3＋，F(xiàn)e3＋在溶液中水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中的懸浮雜質(zhì)，起到凈水的作用。角度一Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)及檢驗1．將2.24g鐵粉加入50mL2mol·L－1的氯化鐵溶液中，充分反應(yīng)后，有關(guān)說法正確的是(

)A．鐵粉剩余，溶液呈淺綠色，Cl－濃度基本不變B．向溶液中滴入無色KSCN溶液，仍無色C．反應(yīng)后溶液中Fe3＋與Fe2＋物質(zhì)的量之比為6∶1D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2答案解析解析

根據(jù)題目已知條件可知，n(Fe)＝0.04mol，氯化鐵溶液中n(FeCl3)＝0.1mol。根據(jù)反應(yīng)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，鐵粉全部溶解，參加反應(yīng)的Fe3＋為0.08mol，F(xiàn)e3＋剩余0.02mol，反應(yīng)生成0.12molFe2＋。鐵粉無剩余，溶液含有Fe3＋和Fe2＋，不呈淺綠色，A錯誤；Fe3＋剩余，滴入KSCN溶液，溶液顯紅色，B錯誤；反應(yīng)后溶液中Fe3＋與Fe2＋物質(zhì)的量之比為1∶6，C錯誤；氧化生成的Fe2＋為0.04mol，還原生成的Fe2＋的物質(zhì)的量為0.08mol，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2，D正確。答案2．證明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的實驗方法合理的是(

)A．只需滴加KSCN溶液B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后顯紅色C．先滴加KSCN溶液，不顯紅色，再滴加氯水后顯紅色D．滴加溴水，溶液褪色檢驗Fe2＋和Fe3＋時的注意事項(1)檢驗Fe2＋時不能先加氯水，后加KSCN溶液；也不能將加了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－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋(Cl－會還原酸性KMnO4，有干擾)。答案解析4．已知A為常見的金屬單質(zhì)，根據(jù)如圖所示的關(guān)系：下列敘述中不正確的是(

)A．A為Fe，B為Fe3O4B．C→D溶液的顏色變化：由淺綠色到黃色C．④的離子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋D．⑤的離子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－答案高考真題演練答案1．(2022·浙江6月選考)關(guān)于化合物FeO(OCH3)的性質(zhì)，下列推測不合理的是(

)A．與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl3、CH3OH、H2OB．隔絕空氣加熱分解生成FeO、CO2、H2OC．溶于氫碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有機層呈紫紅色D．在空氣中，與SiO2高溫反應(yīng)能生成Fe2(SiO3)3解析解析

化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價為＋3價，故其與稀鹽酸反應(yīng)可能生成FeCl3、CH3OH、H2O，反應(yīng)原理為FeO(OCH3)＋3HCl===FeCl3＋H2O＋CH3OH，A推測合理；化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價為＋3價，C為－2價，若隔絕空氣加熱分解生成FeO、CO2、H2O，則得失電子總數(shù)不相等，不符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律，B推測不合理；化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價為＋3價，故其溶于氫碘酸(HI)生成的Fe3＋能將I－氧化為I2，再加CCl4萃取，有機層呈紫紅色，C推測合理；化合物FeO(OCH3)在空氣中高溫反應(yīng)將生成Fe2O3、CO2和H2O，F(xiàn)e2O3為堿性氧化物，SiO2為酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)與SiO2高溫反應(yīng)能生成Fe2(SiO3)3，D推測合理。2．(2021·廣東高考)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是(

)A．a(chǎn)可與e反應(yīng)生成bB．b既可被氧化，也可被還原C．可將e加入濃堿液中制得d的膠體D．可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系答案3．下列有關(guān)鐵及其化合物的說法正確的是(

)A．(2021·廣東高考)H2O(g)通過灼熱鐵粉：3H2O＋2Fe===Fe2O3＋3H2B．(2021·湖南高考)FeO粉末在空氣中受熱，迅速被氧化成Fe3O4C．(2021·湖南高考)鍍鋅鐵皮的鍍層破損后，鐵皮會加速腐蝕D．(2020·江蘇高考)室溫下，F(xiàn)e與濃H2SO4反應(yīng)生成FeSO4答案解析解析 H2O(g)通過灼熱鐵粉生成四氧化三鐵和氫氣，A錯誤；鍍鋅鐵皮的鍍層破損后構(gòu)成原電池，鋅作負極，鐵作正極被保護，鐵皮不易被腐蝕，C錯誤；室溫下，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化生成致密的氧化膜，D錯誤。4．(2020·江蘇高考)實驗室由煉鋼污泥(簡稱鐵泥，主要成分為鐵的氧化物)制備軟磁性材料α-Fe2O3。其主要實驗流程如下：(1)酸浸：用一定濃度的H2SO4溶液浸取鐵泥中的鐵元素。若其他條件不變，實驗中采取下列措施能提高鐵元素浸出率的有________(填序號)。A．適當(dāng)升高酸浸溫度

B．適當(dāng)加快攪拌速度C．適當(dāng)縮短酸浸時間AB(2)還原：向“酸浸”后的濾液中加入過量鐵粉，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe2＋?！斑€原”過程中除生成Fe2＋外，還會生成________(填化學(xué)式)；檢驗Fe3＋是否還原完全的實驗操作是___________________________________________________________________。(3)除雜：向“還原”后的濾液中加入NH4F溶液，使Ca2＋轉(zhuǎn)化為CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低，將會導(dǎo)致CaF2沉淀不完全，其原因是_____________________________________________________[Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，Ka(HF)＝6.3×10－4]。H2

取少量清液，向其中滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液顏色是否呈血紅色pH偏低形成HF，導(dǎo)致溶液中F－濃度減小，CaF2沉淀不完全(4)沉鐵：將提純后的FeSO4溶液與氨水—NH4HCO3混合溶液反應(yīng)，生成FeCO3沉淀。①生成FeCO3沉淀的離子方程式為___________________________________________________________________________________。②設(shè)計以FeSO4溶液、氨水—NH4HCO3混合溶液為原料，制備FeCO3的實驗方案：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[FeCO3沉淀需“洗滌完全”，F(xiàn)e(OH)2開始沉淀的pH＝6.5]在攪拌下向FeSO4溶液中緩慢加入氨水—NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；靜置后過濾，所得沉淀用蒸餾水洗滌2～3次；取最后一次洗滌后的濾液，滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，不出現(xiàn)白色沉淀課時作業(yè)

建議用時：40分鐘答案解析解析

血液中的膠體粒子遇到電解質(zhì)溶液能發(fā)生聚沉，用FeCl3止血是因為其能使血液凝聚，C錯誤。答案3．某同學(xué)欲探究鐵及其化合物的性質(zhì)，下列實驗方案可行的是(

)A．將鐵粉加入熱的濃硫酸中：探究鐵的活潑性B．將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制備Fe(OH)3膠體C．將銅粉加入FeCl3溶液中：驗證Fe3＋的氧化性強于Cu2＋D．在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液：制備FeSO4·6H2O晶體答案解析解析 A項，由于濃硫酸具有強氧化性，加熱條件下鐵與其反應(yīng)生成Fe2(SO4)3和SO2，無法說明鐵的活潑性；B項，將NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀；D項，在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液，氧氣可將FeSO4氧化，得到的是不含結(jié)晶水的Fe2(SO4)3。答案選項ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3ZCl2FeNaOH溶液Cu5．下列各組物質(zhì)中，X是主體物質(zhì)，Y是少量雜質(zhì)，Z是為除去雜質(zhì)所要加入的試劑，其中所加試劑正確的一組是(

)答案6．硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)。下列說法錯誤的是(

)A．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑B．為防止NH4HCO3分解，生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進行C．可用KSCN溶液檢驗(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D．常溫下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大答案解析解析 FeSO4與(NH4)2SO4溶液反應(yīng)冷卻時有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O析出，說明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，D錯誤。答案解析選項實驗操作實驗現(xiàn)象離子方程式實驗結(jié)論A在氯化亞鐵溶液中滴加新制氯水淺綠色溶液變成黃色溶液2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe2＋具有還原性B在氯化亞鐵溶液中加入鋅片淺綠色溶液變成無色溶液Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋Fe2＋具有還原性C在氯化鐵溶液中加入鐵粉黃色溶液變成淺綠色溶液Fe3＋＋Fe===2Fe2＋鐵單質(zhì)具有還原性D在氯化鐵溶液中加入銅粉藍色溶液變成黃色溶液2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性答案8．為了探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案，其中符合實驗要求且完全正確的是(

)答案解析解析

步驟③中由FeSO4溶液得到綠礬應(yīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶而不是蒸發(fā)結(jié)晶，C錯誤。10．(2022·湖南省高三六校聯(lián)考)從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下：下列說法正確的是(

)A．試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同C．試劑c是氯氣，相應(yīng)的反應(yīng)為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－D．用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液W中是否含有Fe2＋答案解析11．向100mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉，充分反應(yīng)后溶液中固體剩余物的質(zhì)量與加入鐵粉的質(zhì)量如圖所示。忽略溶液體積的變化，下列說法不正確的是(

)A．a(chǎn)點時溶液中陽離子為Cu2＋、Fe2＋和Fe3＋B．b點時溶液中發(fā)生的反應(yīng)為Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋C．c點時溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.5mol·L－1D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1答案解析解析

向100mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉，先發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋①，后發(fā)生反應(yīng)：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋②，如圖加入0.56g(即0.01mol)Fe之后開始出現(xiàn)固體，則0～0.56g之間發(fā)生反應(yīng)①，消耗的n(Fe)＝0.01mol，根據(jù)方程式可知n(Fe3＋)＝0.02mol，生成的n(Fe2＋)＝0.03mol；0.56～1.68g之間發(fā)生反應(yīng)②，消耗的m(Fe)＝1.12g，剩余物即Cu的質(zhì)量為1.28g，則消耗的n(Fe)＝0.02mol，生成的n(Cu)＝0.02mol；1.68～2.24g之間消耗的m(Fe)＝0.56g，m(剩余物)＝(1.84－1.28)g＝0.56g，說明鐵過量。二、非選擇題12．堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑，在醫(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下。已知：常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如表所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的________沉淀，該工藝中“攪拌”的作用是____________。(2)在實際生產(chǎn)中，反應(yīng)Ⅱ中常同時通入O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNO2在反應(yīng)中均作________。若參與反應(yīng)的O2有11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為________。沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3開始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4Al3＋加快