2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)魯科版教案：第3章 第12講 鐵的多樣性(基礎(chǔ)課)

1、PAGE PAGE 15第12講鐵的多樣性(基礎(chǔ)課)1.了解鐵及其氧化物、氫氧化物的性質(zhì)、應(yīng)用及其制備。2.理解Fe2、Fe3的相互轉(zhuǎn)化與檢驗方法。鐵及其氧化物、氫氧化物1鐵的位置、存在和物理性質(zhì)2鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，有較強的還原性。(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)Fe與S反應(yīng)：FeSeq o(=,sup9()FeS。(2)與水的反應(yīng)常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：3Fe4H2O(g)eq o(=,sup9(高溫)Fe3O44H2。(3)與酸的反應(yīng)(4)與某些鹽溶液反應(yīng)Fe遇冷的濃硫酸或濃硝酸鈍化原理是鐵表面迅速形成一層致密的氧化物薄膜，不能認(rèn)為不反應(yīng)。但加熱就可持續(xù)反

2、應(yīng)。3鐵的氧化物和氫氧化物(1)鐵的三種典型氧化物物理性質(zhì)化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱鐵紅磁性氧化鐵顏色黑色紅棕色黑色狀態(tài)粉末粉末晶體溶解性難溶于水難溶于水難溶于水化學(xué)性質(zhì)aFeO、Fe2O3、Fe3O4分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為FeO2H=Fe2H2O、Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O。bFeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱生成Fe3O4，其化學(xué)方程式為6FeOO2eq o(=,sup9()2Fe3O4。Fe3O4的組成可用氧化物的形式表示為FeOFe2O3，即有eq f(1,3)的鐵顯2價，eq f(2,3)的鐵顯3價。(2)鐵的氫氧化物的性質(zhì)與制備

3、Fe(OH)2Fe(OH)3顏色白色紅褐色狀態(tài)固體固體與H(非氧化性酸)反應(yīng)Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受熱分解2Fe(OH)3eq o(=,sup9()Fe2O33H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe33OH=Fe(OH)3在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。鐵及其氧化物、氫氧化物的性質(zhì)與應(yīng)用1判一判(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)我國清代本草

4、綱目拾遺中敘述了“鐵線粉”：“粵中洋行有舶上鐵絲，日久起銷，用刀刮其銷，所刮下之銷末，名鐵線粉”。這里的“鐵線粉”是指Fe3O4。()(2)Fe與足量稀硝酸和稀硫酸反應(yīng)均生成Fe3。()(3)Fe與濃硫酸在加熱條件下可發(fā)生反應(yīng)。()(4)1 mol Fe與足量水蒸氣在高溫下充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA。()(5)FeCl2、FeCl3、Fe(OH)3均可通過化合反應(yīng)生成。()(6)鋼鐵生產(chǎn)中，熾熱的鋼鐵水注入模具前，模具進(jìn)行充分干燥，原因是3Fe4H2O(g)eq o(=,sup9(高溫)Fe3O44H2。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(雙選)鐵是日常生活中使用最廣泛的金屬，下

5、列關(guān)于鐵的一些說法正確的是 ()A常溫下濃硫酸與鐵不反應(yīng)，故常溫下可用鐵制容器貯藏、貯運濃硫酸B鐵是較活潑的金屬，它與鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的生成物均為FeX3CFe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說明穩(wěn)定性：Fe(OH)2Fe(OH)3D鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應(yīng)均能得到Fe3O4CDA項，鐵在常溫下與濃硫酸反應(yīng)形成致密的氧化膜，錯誤；B項，F(xiàn)e與I2反應(yīng)生成FeI2，錯誤。3鐵的氧化物有很多，在中學(xué)化學(xué)中經(jīng)常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定條件下它們之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，例如：在1 400 以上的溫度下加熱Fe2O3時，F(xiàn)e2O3會部分失去氧，生成Fe3O4。下

6、列有關(guān)說法正確的是 ()AFeO、Fe2O3和Fe3O4均為黑色固體BFe3O4常寫成FeOFe2O3，其中既有2價的Fe，又有3價的Fe，所以Fe3O4是一種混合物C熱穩(wěn)定性：Fe2O3Fe3O4DFe3O4與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為Fe3O48H=Fe22Fe34H2OCA項，F(xiàn)e2O3為紅棕色粉末，錯誤；B項，F(xiàn)e3O4為純凈物，錯誤；D項，F(xiàn)e2能被稀硝酸氧化為Fe3，錯誤。Fe與H2O(g)的反應(yīng)實驗探究4鐵與水蒸氣反應(yīng)，通常有以下兩種裝置，請回答下列問題：裝置一裝置二(1)裝置一實驗時，應(yīng)先點燃A處酒精燈的理由是_。(2)裝置二中濕棉花的作用是_。(3)兩裝置中Fe發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方

7、程式為_。(4)為了提高鐵粉與水蒸氣的接觸面積，可采取的措施為_。(5)實驗完畢后，取出裝置一的少量固體，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，試解釋原因：_(用離子方程式表示)。答案(1)排除裝置中的空氣，防止Fe與O2反應(yīng)(2)提供反應(yīng)物水蒸氣(3)3Fe4H2O(g)eq o(=,sup9(高溫)Fe3O44H2(4)將鐵粉置于疏松的石棉絨上(5)Fe3O48H=Fe22Fe34H2O，F(xiàn)e2Fe3=3Fe2Fe與HNO3反應(yīng)的定量關(guān)系Fe與稀硝酸反應(yīng)的有關(guān)計算(1)此類計算涉及三個守恒：電子守恒、氮原子守恒、電荷守恒。(2)鐵與稀硝酸反應(yīng)隨著兩者量的不同，生成氧化產(chǎn)物

8、亦不同，可用討論的方法確定。Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2OFe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)22可得3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O5把22.4 g鐵粉完全溶解于某濃度的硝酸中，若反應(yīng)只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列說法正確的是()A反應(yīng)后生成的鹽只為Fe(NO3)3B反應(yīng)后生成的鹽只為Fe(NO3)2C反應(yīng)后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質(zhì)的量之比為13D反應(yīng)后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質(zhì)的量之比為31C由于鐵的物質(zhì)的量為eq f(22.4 g,56 gmol1)0.4 m

9、ol，所以在反應(yīng)的過程中它失去的電子數(shù)應(yīng)介于0.8 mol(此時只產(chǎn)生Fe2)和1.2 mol(此時只產(chǎn)生Fe3)之間，又產(chǎn)生0.3 mol NO2和0.2 mol NO，即反應(yīng)過程中硝酸得到的電子的物質(zhì)的量為0.3 mol(54)0.2 mol(52)0.9 mol，所以對應(yīng)的產(chǎn)物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，設(shè)前者的物質(zhì)的量為x，后者的物質(zhì)的量為y，則由鐵原子守恒可得xy0.4 mol，由得失電子守恒得3x2y0.9 mol，解得x0.1 mol，y0.3 mol。鐵鹽與亞鐵鹽1亞鐵鹽的主要性質(zhì)(1)亞鐵鹽的氧化性和還原性含有Fe2的溶液呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。氧化性

10、：Fe2與Zn反應(yīng)的離子方程式：Fe2Zn=FeZn2。還原性：a向FeSO4溶液中滴入幾滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，若溶液變紅色，證明Fe2具有還原性。反應(yīng)原理用離子方程式表示為2Fe2Cl2=2Fe32Cl。b向FeSO4溶液中滴入雙氧水，溶液變黃，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。c向FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，若溶液紫紅色褪去，證明Fe2具有還原性。反應(yīng)原理用離子方程式表示為MnOeq oal(,4)5Fe28H=5Fe3Mn24H2O。(2)亞鐵鹽的水解與保存水解離子方程式：Fe22H2OFe(OH)22H。保存：亞鐵鹽溶液保存

11、時應(yīng)加入鐵粉防止Fe2被氧化，加入相應(yīng)酸防止水解。2鐵鹽的主要性質(zhì)(1)鐵鹽的氧化性含F(xiàn)e3的溶液呈黃色，F(xiàn)e3具有較強的氧化性。向FeCl3溶液中滴入幾滴KSCN溶液，再加入過量活潑金屬(如Fe)，若溶液紅色褪去，證明Fe3具有氧化性。反應(yīng)原理用離子方程式表示為2Fe3Fe=3Fe2。向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液，若溶液變成藍(lán)色，證明Fe3具有氧化性。反應(yīng)原理用離子方程式表示為2Fe32I=I22Fe2。向FeCl3溶液中通入H2S氣體，若出現(xiàn)黃色渾濁，證明Fe3具有氧化性。反應(yīng)原理為2Fe3H2S=2Fe2S2H。寫出用氯化鐵溶液蝕刻印刷電路板發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：2Fe3Cu=2F

12、e2Cu2。(2)鐵鹽的水解與保存水解離子方程式：Fe33H2OFe(OH)33H。保存：鐵鹽溶液保存時，加相應(yīng)酸防止水解。Fe2與Fe3的相互轉(zhuǎn)化條件3Fe2、Fe3的檢驗(1)Fe2的檢驗方法1樣品溶液eq o(,sup9(滴加KSCN溶液),sdo9()無現(xiàn)象eq o(,sup9(滴加氯水),sdo9(或雙氧水)溶液變紅色，證明含有Fe2方法2樣品溶液eq o(,sup9(加入NaOH溶液),sdo9()產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明含有Fe2方法3樣品溶液eq o(,sup9(加入K3Fe(CN)6溶液),sdo9()生成藍(lán)色沉淀，證明含有Fe2(2)Fe3的檢

13、驗方法1樣品溶液eq o(,sup9(滴加KSCN溶液),sdo9()溶液變紅色，證明含有Fe3方法2樣品溶液eq o(,sup9(加入NaOH溶液),sdo9()產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明含有Fe3(1)檢驗Fe2的方法1中應(yīng)先向樣品溶液中加KSCN溶液后加氧化劑，且氧化劑加入量不宜過多(如氯水、H2O2等可能氧化SCN)。(2)用酸性KMnO4檢驗Fe2一定要注意其他還原性離子的干擾(如Cl等)。亞鐵鹽、鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用1下列有關(guān)Fe3、Fe2的性質(zhì)及應(yīng)用的說法不正確的是_(填序號)。Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作凈水劑向Fe2(SO4)3溶液中加入過量鐵粉，可制得硫酸亞鐵溶液室溫下，向

14、FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，則說明Fe3的氧化性比I2的強Fe2與H2O2在酸性溶液中的反應(yīng)：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O硫酸亞鐵片和維生素C同時服用，能增強治療缺鐵性貧血的效果，原因是維生素C具有還原性，可防止Fe2被氧化而失效將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明Fe(NO3)2晶體已氧化變質(zhì)除去CaCl2溶液中的Fe2，可先向溶液中加入H2O2溶液，再加入過量CaCO3，調(diào)節(jié)pH配制FeCl3溶液時，為了防止FeCl3水解，可將FeCl3先溶于稀硝酸中答案2在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g銅，完全溶解后，

15、再加b g鐵，充分反應(yīng)后得到c g殘余固體，且ac，則下列說法正確的是()A殘余固體是銅和鐵B最后得到的溶液中一定含有Cu2C將殘余固體加入稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生D最后得到的溶液中可能含有Fe3B因為ac，說明b g鐵完全反應(yīng)，溶液中含Cu2、Fe2，不含F(xiàn)e3。Fe2、Fe3的檢驗3(雙選)下列有關(guān)鐵離子及亞鐵離子檢驗的說法錯誤的是()A向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含F(xiàn)e2B向某溶液中加KSCN溶液，溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3，無Fe2C證明某溶液只含有Fe2而不含有Fe3的實驗方法是滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后變?yōu)榛揖G色，最后呈紅褐

16、色D向某溶液中滴加K3Fe(CN)6溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明原溶液中有Fe2，無Fe3BDB項，加KSCN溶液，溶液顯紅色，說明含F(xiàn)e3，不確定是否含F(xiàn)e2，錯誤；D項，加K3Fe(CN)6，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明含F(xiàn)e2，不確定是否含F(xiàn)e3，錯誤。4(2021濟(jì)南質(zhì)檢)將0.2 molL1的KI溶液和0.05 molL1的Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應(yīng)后，取混合液分別完成下列實驗，能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe32I2Fe2I2的是()A向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變紅色B向混合液中滴入AgNO3溶液，有黃色沉淀生成C向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液，有藍(lán)色沉淀生成D向混合液中

17、滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色A根據(jù)I和Fe3的物質(zhì)的量可知I過量Fe3少量，若是可逆反應(yīng)，F(xiàn)e3仍存在，可通過檢驗Fe3說明反應(yīng)為可逆反應(yīng)。鐵的不同價態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化鐵是一種典型的變價金屬，相應(yīng)的化合物很多?；蟽r有2、3、6價，其中2、3價最為常見，6價存在于高鐵酸鹽中(如K2FeO4)，不同價態(tài)的物質(zhì)在一定條件下可以轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)人類需要的物質(zhì)。1鐵的“價類”圖及物質(zhì)轉(zhuǎn)化2“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用(1)鐵的轉(zhuǎn)化關(guān)系(2)“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用判斷離子能否共存Fe2eq o(,sup9(不共存)NOeq oal(,3)(H)、ClO、MnOeq oal(,4)(H)。Fe3eq o(,sup9(不共存)

18、S2、I、SOeq oal(2,3)(發(fā)生氧化還原反應(yīng))。Fe3eq o(,sup9(不共存)HCOeq oal(,3)、COeq oal(2,3)等水解相互促進(jìn)的離子。除去溶液中的Fe2、Fe3a除去含Cu2的溶液中混有的Fe3。向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中的任意一種，與Fe3水解產(chǎn)生的H反應(yīng)，促進(jìn)Fe3的水解，將Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去，過濾后向溶液中再加入適量相應(yīng)的酸。b除去含Cu2的溶液中混有的Fe2。先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按a中的方法除去溶液中的Fe3。c除去含F(xiàn)e2的溶液中的Fe3，

19、加入足量Fe后過濾；除去含F(xiàn)e3的溶液中的Fe2，加入H2O2。1用廢鐵屑制備磁性膠體粒子，制取過程如下：eq x(廢鐵屑)eq o(,sup9(Na2CO3aq),sdo9(浸泡)eq o(,sup9(稀硫酸),sdo9()eq o(,sup9(調(diào)節(jié)pH12),sdo9(適量H2O2)eq x(溶液A)eq o(,sup9(NaOHaq),sdo9(通入N2，加熱)eq x(Fe3O4膠體粒子)下列說法不正確的是()A用Na2CO3溶液浸泡是為了除去廢鐵屑表面的油污B通入N2是為了防止空氣中的O2氧化Fe2C加適量的H2O2是為了將部分的Fe2氧化為Fe3，涉及反應(yīng)：H2O22Fe22H=2

20、Fe32H2O D溶液A中Fe2和Fe3的濃度比為21DNa2CO3的水溶液顯堿性，油污在堿性溶液中發(fā)生水解，因此用Na2CO3溶液浸泡可以除去廢鐵屑表面的油污，A正確；Fe2容易被氧氣氧化，因此通入N2的目的是防止空氣中的氧氣氧化Fe2，B正確；利用H2O2的氧化性，把Fe2氧化成Fe3，涉及反應(yīng)：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O，C正確；Fe3O4中Fe2和Fe3物質(zhì)的量之比為12，所以溶液A中Fe2和Fe3的濃度比為12，D錯誤。2某溶液由K、Fe3、SOeq oal(2,4)、COeq oal(2,3)、NOeq oal(,3)、I中的幾種離子組成，取樣，滴加NaOH溶液后有紅褐

21、色沉淀生成。下列有關(guān)該溶液的說法不正確的是 ()A是否含有SOeq oal(2,4)可用BaCl2溶液檢驗 B是否含有K可通過焰色試驗確定C一定不含COeq oal(2,3)、I、KD若向溶液中通入足量SO2，溶液將變?yōu)闇\綠色C滴加NaOH溶液后有紅褐色沉淀生成，說明含有Fe3，可以進(jìn)而說明不含I、COeq oal(2,3)，不能確定是否有K、NOeq oal(,3)、SOeq oal(2,4)的存在，C項錯誤。3A、B、C為中學(xué)常見單質(zhì)，其中一種為金屬；通常情況下，A為固體，B為液體，C為氣體。D、E、F、G、H、X均為化合物，其中X是一種無氧強酸，E為黑色固體，H在常溫下為液體。它們之間的

22、轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(其中某些反應(yīng)條件和部分反應(yīng)物已略去)。(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A_、D_、E_、X_。(2)在反應(yīng)中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是_(填編號)。(3)反應(yīng)的離子方程式為_。(4)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，該反應(yīng)中每消耗0.3 mol 的A，可轉(zhuǎn)移電子_ mol。(5)分別寫出D的溶液與小蘇打溶液、D的溶液中通入少量SO2反應(yīng)的離子方程式：_。答案(1)FeFeBr3Fe3O4HBr(2)(3)Fe33SCN=Fe(SCN)3(4)3Fe4H2O(g)eq o(=,sup9(高溫)Fe3O44H20.8(5)Fe33HCOeq oal(,3)=Fe(OH)33CO2、2Fe3SO22

23、H2O=2Fe2SOeq oal(2,4)4H1下列說法正確的是_(填序號)。(2021廣東選擇性考試)H2O(g)通過灼熱鐵粉：3H2O2Fe=Fe2O33H2(2020全國卷)向H2O2溶液中滴加少量FeCl3：2Fe3H2O2=O22H2Fe2(2020江蘇高考)室溫下，F(xiàn)e與濃H2SO4反應(yīng)生成FeSO4(2019海南等級考)Fe3O4和Pb3O4中的金屬都呈現(xiàn)兩種價態(tài)(2019江蘇高考)Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化(2019天津等級考)將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2答案2(2021廣東選擇性考試，T10)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()Aa可與e反應(yīng)生成bBb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bcdeb的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系C根據(jù)圖示可知a為Fe，b為FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe2的鹽類物質(zhì)，c為Fe(OH)2，e為FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe3的鹽類物質(zhì)，d為Fe