第3章 第3節(jié) 鐵及其化合物

第三節(jié)鐵及其化合物全局性掌控全局性掌控本節(jié)的重點(diǎn)知識(shí)有鐵的性質(zhì)、鐵的氧化物、氫氧化物、鐵鹽的性質(zhì)等．主要考查鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，F(xiàn)e2＋、Fe3＋的還原性、氧化性，F(xiàn)e3＋和Fe2＋的檢驗(yàn)，F(xiàn)e(OH)3膠體、Fe(OH)2的制備也是?？嫉膬?nèi)容．預(yù)測2012年高考還會(huì)以鐵及鐵的化合物為載體，對(duì)基本概念、基本理論進(jìn)行考查．同時(shí)鐵的腐蝕、飲用水的凈化等與生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切的內(nèi)容，也是今后高考的趨勢．選項(xiàng)式診斷診斷判斷正誤，在診斷一欄內(nèi)打“√”或“×”×1.磁性氧化鐵溶于鹽酸的離子方程式為Fe3O4＋8H＋

===3Fe3＋＋4H2O(2010·全國卷ⅠT8－B)×2.鐵粉加入稀H2SO4中的離子方程式為2Fe＋6H＋

===2Fe3＋＋3H2↑(2010·全國卷ⅠT8－A)×3.將NO2通入FeSO4溶液中無明顯現(xiàn)象(2010·上海高

考T13－A)√4.鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕

(2010·北京高考T6－B)×5.鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕

(2010·北京高考T6－C)Fe2O32．與H2O的反應(yīng)

.3．與酸的反應(yīng)(1)與非氧化性酸(如稀硫酸)：

.(2)氧化性酸①稀硝酸Fe過量：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

.②濃硝酸：常溫下

．③濃硫酸：常溫下

．Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O鈍化鈍化Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑HNO3過量：4．與鹽溶液的反應(yīng)(1)與CuSO4溶液：

.(2)與FeCl3溶液：

.Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋===3Fe2＋1．能否用鐵制容器盛放熱的濃H2SO4?提示：不能，鐵與熱濃H2SO4反應(yīng)．二、鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名色態(tài)鐵元素價(jià)態(tài)與鹽酸反應(yīng)生成的離子Fe2＋Fe3＋Fe2＋、Fe3＋鐵紅磁性氧化鐵黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體＋2＋3＋2、＋3三、鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)3＋3H＋

===Fe3＋＋3H2O受熱分解白色固體紅褐色固體Fe(OH)2＋2H＋

===Fe2＋＋2H2O化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3制法可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)二者的關(guān)系空氣中，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

迅速變成

色，最后變成

色，化學(xué)方程式為Fe2＋＋2OH－===

Fe(OH)2↓↓Fe3＋＋3OH－===

Fe(OH)3↓↓白色沉淀灰綠紅褐4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32．制備Fe(OH)2時(shí)，采取哪些措施可防止Fe(OH)2被氧化？提示：

①配制溶液的蒸餾水加熱煮沸，除去O2.②膠頭滴管伸入到液面以下加入液體．③溶液表面覆蓋植物油(或苯)，以隔絕空氣．1．下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是 (

)A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入鐵粉，然后過濾D．Fe3＋與KSCN溶液產(chǎn)生紅色沉淀解析：A項(xiàng)為Fe2O3，B項(xiàng)為Fe3O4，D項(xiàng)生成的不是沉淀．答案：C2．(2011·西安名校二模)下列有關(guān)鐵元素的敘述中正確的是 (

)A．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說明穩(wěn)定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3B．鐵是較活潑的金屬，它與鹵素(X2)反應(yīng)的生成物均為FeX3C．氫氧化鐵與氫碘酸反應(yīng)：Fe(OH)3＋3HI===FeI3＋3H2OD．鐵元素位于周期表的第4周期第ⅧB族解析：I2的氧化性較弱，鐵與I2反應(yīng)生成FeI2，B錯(cuò)；氫氧化鐵與氫碘酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I(xiàn)2＋6H2O，C錯(cuò)；鐵元素位于周期表的第4周期第Ⅷ族，D錯(cuò)．答案：A3．向盛有FeCl3溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，下列結(jié)果不可能出現(xiàn)的是(

)A．燒杯中有銅無鐵

B．燒杯中有鐵無銅C．燒杯中鐵、銅都有

D．燒杯中鐵、銅均無解析：單質(zhì)鐵的還原能力大于單質(zhì)銅，F(xiàn)e3＋首先氧化Fe，只有當(dāng)Fe反應(yīng)完后，剩余的Fe3＋才能氧化Cu.答案：B4．下列試劑不能使Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋的是 (

)①氯氣②氫氧化鈉溶液③高錳酸鉀溶液④稀硝酸⑤磷酸溶液⑥硫化鈉溶液A．①②③

B．①③④C．④⑤⑥

D．②⑤⑥.答案：D解析：能使Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋的物質(zhì)必須是氧化性強(qiáng)于Fe3＋的強(qiáng)氧化劑，如Cl2、HNO3、酸性KMnO4溶液等；Fe2＋與OH－、S2－反應(yīng)分別生成Fe(OH)2、FeS；H3PO4與Fe2＋不反應(yīng)．5．A～I(xiàn)分別表示中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì)，它們之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(有部分反應(yīng)物、生成物沒有列出)：已知A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中含有同一種元素，G為主族元素的固態(tài)氧化物．(1)寫出物質(zhì)的化學(xué)式：E__________，F(xiàn)__________，J__________.(2)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：①_______________________________________________；②_______________________________________________；③________________________________________________.解析：由兩條線索展開分析，一是G為主族元素的固態(tài)氧化物，既溶解于堿又可電解，可推知為Al2O3；二是E和F均是與堿反應(yīng)后的產(chǎn)物，且E可被空氣中的O2氧化成F，可推知E為Fe(OH)2，F(xiàn)為Fe(OH)3.答案：(1)Fe(OH)2

Fe(OH)3

NaAlO2(2)①Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3③Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O1．Fe―→Fe2＋鐵與氧化性比較弱的非金屬(如S、I2)，非氧化性酸(如鹽酸、稀H2SO4)，不活潑金屬的鹽溶液(如CuSO4溶液)，F(xiàn)eCl3溶液反應(yīng)，都可實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化．例如：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4；Fe＋2FeCl3===3FeCl2；Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑.6．Fe3＋―→Fe2＋鐵鹽溶液與比較強(qiáng)的還原劑反應(yīng)，如Fe、Cu、碘化物、硫化物等．例如：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2.[例1]某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四種陽離子，若向其中加入過量的氫氧化鈉溶液，攪拌后，再加入過量的鹽酸，溶液中大量減少的陽離子是(

)A．Fe3＋

B．Mg2＋C．Fe2＋

D．Al3＋[答案]

C(2)除雜方法①Fe2＋(Fe3＋)：加Fe粉過濾；②FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2；③FeCl2(CuCl2)：加Fe粉，過濾．

1．下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有＋3價(jià)鐵生成的是 (

)①過量的Fe與Cl2加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)②Fe與過量稀H2SO4反應(yīng)后，再向其中加KNO3③Fe與過量的S加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)④Fe(NO3)2溶液中加少量鹽酸⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中A．只有①②⑤

B．只有②④C．只有①②④

D．只有②③④答案：C2．(2011·德州階段性練習(xí))在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中，通入足量的SO2后有白色沉淀生成，過濾后，向溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，下列敘述不正確的是 (

)A．白色沉淀是BaSO4和BaSO3B．溶液的酸性增強(qiáng)C．白色沉淀是BaSO4D．FeCl3全部被還原為FeCl2.答案：A1．溶液的顏色含有Fe2＋的溶液顯淺綠色含有Fe3＋的溶液顯黃色2．用KSCN溶液和氯水(1)流程：(2)有關(guān)反應(yīng)：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(紅色)2Fe2＋＋Cl2

===2Fe3＋＋2Cl－3．用NaOH溶液(1)流程：(2)有關(guān)反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(紅褐色)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O

===4Fe(OH)3[例2]要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋，而可能含有Fe2＋，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)最佳順序?yàn)? (

)①加入足量氯水②加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．①③B．③②C．③①

D．①②③[答案]

C[名師精析]

KMnO4能氧化Fe2＋，但KMnO4本身為紫色，使溶液顯色不易觀察．檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋最常用的方法是加KSCN溶液，溶液較稀時(shí)，利用觀察顏色和加NaOH溶液的方法都不宜檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋的存在．3．將幾滴KSCN(SCN－是“類鹵離子”)溶液加入含有Fe3＋的酸性溶液中，溶液變成紅色．將該紅色溶液分為兩份，①一份中加入適量KMnO4溶液，紅色褪去；②向另一份中通入SO2，紅色也褪去．下列說法不正確的是(

)A．①紅色褪去的原因是KMnO4將SCN－氧化，使[Fe(SCN)]2＋消失B．②紅色褪去的原因是SO2將Fe3＋還原為Fe2＋C．②紅色褪去的原因是SO2將SCN－還原D．SCN－在適當(dāng)條件下可失去電子被氧化劑氧化為(SCN)2.答案：C4．下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是 (

)A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋解析：A項(xiàng)，滴入KSCN溶液呈紅色，說明含F(xiàn)e3＋，無法判斷是否含F(xiàn)e2＋；B項(xiàng)，通入Cl2，再加入KSCN溶液呈紅色，說明含F(xiàn)e3＋，但Cl2有氧化性，無法判斷原來是含F(xiàn)e2＋還是Fe3＋；C項(xiàng)，加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀，說明含有Fe3＋；D項(xiàng)，加入NaOH溶液生成白色沉淀，顏色又變?yōu)榧t褐色，說明含有Fe2＋，但由于紅褐色的掩蓋，無法說明是否有Mg2＋.答案：C鐵及其化合物知識(shí)的突出特點(diǎn)是鐵元素的價(jià)態(tài)變化，鐵的氧化物中鐵的化合價(jià)較為復(fù)雜，如何將氧化物中的鐵離子轉(zhuǎn)化為溶液中的離子而不改變其價(jià)態(tài)，解題時(shí)常被忽略，近幾年的高考有關(guān)鐵及其化合物的探究試題更是頻繁出現(xiàn)．[例]某種催化劑為鐵的氧化物．化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室對(duì)該催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行探究：將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；取少許溶液，滴加KSCN溶液后出現(xiàn)紅色．一位同學(xué)由此得出該催化劑中鐵元素價(jià)態(tài)為＋3價(jià)的結(jié)論．(1)請指出該結(jié)論是否合理并說明理由_______________________________________________________________________________________________________________.(2)請完成對(duì)鐵元素價(jià)態(tài)的探究：限選實(shí)驗(yàn)儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾；3mol/LH2SO4、3%H2O2、6mol/LHNO3、0.01mol/LKMnO4、NaOH稀溶液、0.1mol/LKI、20%KSCN、蒸餾水．①提出合理假設(shè)假設(shè)1：____________________________；假設(shè)2：____________________________；假設(shè)3：____________________________