化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3章 金屬及其化合物 第3節(jié) 鐵及其化合物學(xué)案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE第三節(jié)鐵及其化合物考綱定位全國卷5年考情1.掌握鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.掌握鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。3.了解鐵及其重要化合物的制備方法。4.了解Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法。2017年：Ⅰ卷T27（1）(5）；Ⅱ卷T13(A)、T26(1）;Ⅲ卷T26、T272016年：Ⅰ卷T8(C）、T10(C）；Ⅱ卷T28；Ⅲ卷T7（B)2015年：Ⅰ卷T10（A、B)、T27(2）(3);Ⅱ卷T26(4）2014年：Ⅰ卷T8（D）；Ⅱ卷T7（D)、T9（C)2013年：Ⅱ卷T10（D）、T27（1)考點(diǎn)1｜鐵及其氧化物(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第48頁)[考綱知識(shí)整合]1．鐵的位置、存在和物理性質(zhì)2．化學(xué)性質(zhì) 鐵單質(zhì)性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性。 （1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng) Fe與S反應(yīng):Fe＋Seq\o(=,\s\up8（△））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)：3Fe＋4H2O（g)eq\o（=，\s\up8(高溫））Fe3O4＋4H2。 (3)與酸的反應(yīng) ①與非氧化性酸反應(yīng)的離子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。 ②與氧化性酸反應(yīng):遇冷的濃硫酸或濃硝酸鈍化，與稀硝酸或在加熱條件下與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)無H2產(chǎn)生。 (4)與某些鹽溶液的反應(yīng) ①與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式:Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋。 ②與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。 提醒:(1)鐵分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得的產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài)不同，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2.（2）鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4.(3)鐵與硫蒸氣反應(yīng)生成的是FeS而不是Fe2S3；鐵與碘蒸氣反應(yīng)生成的是FeI2而不是FeI3.3．鐵的三種典型氧化物 (1）物理性質(zhì)化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱-鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的價(jià)態(tài)＋2價(jià)＋3價(jià)＋2價(jià)、＋3價(jià) (2)化學(xué)性質(zhì) ①FeO、Fe2O3、Fe3O4分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為 FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O， Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O， Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 ②FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱生成Fe3O4，其方程式為6FeO＋O2eq\o（=，\s\up8(△））2Fe3O4。 提醒：(1)Fe3O4的組成可用氧化物的形式表示為FeO·Fe2O3，即有1/3的鐵顯＋2價(jià)，2/3的鐵顯＋3價(jià). （2)Fe3O4與一般酸反應(yīng)生成兩種鹽,Fe3O4與稀HNO3反應(yīng)生成一種鹽.［高考命題點(diǎn)突破]命題點(diǎn)1鐵及其氧化物的性質(zhì)和應(yīng)用1．下列說法正確的是________（填序號(hào))。 （1)（2016·全國Ⅰ卷)1molFe溶于過量硝酸，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA （2)（2015·全國Ⅰ卷)將稀HNO3加入過量鐵粉中,充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，有氣體生成,溶液呈血紅色，說明稀HNO3將鐵氧化為Fe3＋ （3）濃鹽酸與鐵屑反應(yīng)：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ （4）(2016·浙江高考)納米鐵粉可以高效地去除被污染水體中的Pb2＋、Cu2＋、 Cd2＋、Hg2＋等重金屬離子，其本質(zhì)是納米鐵粉對(duì)重金屬離子較強(qiáng)的物理吸附 （5）（2016·四川高考)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解,則說明常溫下，鐵與濃硫酸一定沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng) (6）磁性氧化鐵溶于稀HNO3：Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O （7)鐵在高溫下與H2O（g)發(fā)生置換反應(yīng)生成Fe3O4 （8)（2016·海南高考)將鐵屑放入稀HNO3中，證明Fe比H2活潑 （9）(2016·上海高考)Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，推測(cè)Fe與I2反應(yīng)生成FeI3 （10）用含硅膠、鐵粉的透氣小袋與食品一起密封包裝沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng) (11）Fe3O4中Fe的化合價(jià)有＋2和＋3,但Fe3O4為純凈物 【答案】（7）(11)2．鐵有＋2、＋3價(jià)兩種價(jià)態(tài)，單質(zhì)鐵與________（填下列編號(hào)，下同)反應(yīng)時(shí)只生成＋3價(jià)鐵；與________反應(yīng)時(shí)只生成＋2價(jià)鐵；與________反應(yīng)時(shí)既生成＋2價(jià)鐵也生成＋3價(jià)鐵。 所選試劑：①Cl2②O2③H2O(g）④S⑤鹽酸 ⑥稀硝酸（足量)⑦稀硫酸⑧CuSO4溶液⑨FeCl2溶液⑩FeCl3溶液 【答案】①⑥④⑤⑦⑧⑩②③命題點(diǎn)2Fe與HNO3反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算3．把22。4g鐵粉完全溶解于某濃度的硝酸中,若反應(yīng)只收集到0。3molNO2和0.2molNO，下列說法正確的是（） A．反應(yīng)后生成的鹽只為Fe（NO3）3 B．反應(yīng)后生成的鹽只為Fe（NO3）2 C．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1∶3 D．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3∶1 C[由于鐵的物質(zhì)的量為eq\f（22.4g，56g·mol－1）＝0。4mol，所以在反應(yīng)的過程中它失去的電子數(shù)應(yīng)介于0。8mol(此時(shí)只產(chǎn)生Fe2＋)和1。2mol(此時(shí)只產(chǎn)生Fe3＋）之間,又產(chǎn)生0.3molNO2和0.2molNO,即反應(yīng)過程中硝酸得到的電子物質(zhì)的量為0.3mol×（5－4）＋0。2mol×(5－2）＝0。9mol，所以對(duì)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x＋y＝0。4mol，由得失電子守恒得3x＋2y＝0。9mol，解得x＝0。1mol，y＝0.3mol.]eq\a\vs4\al(［方法技巧］鐵與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)物的判斷)1當(dāng)HNO3過量時(shí)：反應(yīng)原理：Fe＋4HNO3=FeNO33＋NO↑＋2H2O,鐵元素的存在形式為Fe3＋。2當(dāng)Fe過量時(shí)：反應(yīng)原理：3Fe＋8HNO3=3FeNO32＋2NO↑＋4H2O，鐵元素的存在形式為Fe2＋.3eq當(dāng)\f（1,4)〈\f(nFe,nHNO3）<\f(3,8)時(shí)：鐵元素的存在形式為Fe2＋和Fe3＋。考點(diǎn)2|鐵的兩種氫氧化物和兩類鹽(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第49頁）[考綱知識(shí)整合］1．鐵的氫氧化物的性質(zhì)與制備Fe（OH)2Fe(OH）3顏色狀態(tài)白色固體紅褐色固體與H＋反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解—2Fe（OH）3eq\o(=，\s\up8（△)）Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe（OH)2↓可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關(guān)系在空氣中，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,反應(yīng)方程式為4Fe（OH)2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）32。亞鐵鹽（Fe2＋）和鐵鹽（Fe3＋) （1)亞鐵鹽 含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，既有氧化性,又有還原性。 ①氧化性：Fe2＋與Zn反應(yīng)的離子方程式： Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋。 ②還原性 a．向FeCl2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2Fe2＋＋Cl2= 2Fe3＋＋2Cl－。 b．向FeCl2溶液中滴入雙氧水，溶液變黃，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O. c．向少量酸性KMnO4溶液中加入FeCl2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\o\al（－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O. (2）鐵鹽 ①氧化性：含F(xiàn)e3＋的溶液呈黃色，F(xiàn)e3＋具有較強(qiáng)的氧化性。 a．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2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋. b．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2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋。 c．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2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 ②特性：含有Fe3＋的鹽溶液遇到KSCN時(shí)變成紅色。 ③FeCl3易水解:將其飽和溶液滴入沸水中制備膠體的化學(xué)方程式為FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up8(△）)Fe(OH）3（膠體）＋3HCl。 提醒:Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化Fe2＋eq\o(，\s\up8(強(qiáng)氧化劑），\s\do15(還原劑））Fe3＋。3．Fe3＋和Fe2＋的一般檢驗(yàn)方法 （1)Fe2＋的檢驗(yàn) ①eq\a\vs4\al(樣品溶液）eq\o(→,\s\up8（滴加KSCN溶液))無現(xiàn)象eq\o(→，\s\up8(滴加氯水),\s\do15(或雙氧水）)溶液變紅色，證明含有Fe2＋ ②eq\a\vs4\al(樣品溶液）eq\o（→，\s\up8（加入氫氧化鈉溶液））產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2＋ ③樣品溶液eq\o(→,\s\up8（加入K3[FeCN6］溶液））生成藍(lán)色沉淀,證明有Fe2＋ （2）Fe3＋的檢驗(yàn) ①eq\a\vs4\al（樣品溶液)eq\o（→，\s\up8(滴加KSCN溶液）)溶液變紅色，證明含有Fe3＋ ②eq\a\vs4\al(樣品溶液）eq\o(→,\s\up8(加入氫氧化鈉溶液)）產(chǎn)生紅褐色沉淀,證明有Fe3＋存在[高考命題點(diǎn)突破]命題點(diǎn)1鐵的氫氧化物與鹽的性質(zhì)及檢驗(yàn)1．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e是(）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：97500053】 A．Fe（OH)3Fe2O3 B．Fe(OH)2Fe2O3 C．Fe(OH）2Fe(OH）3 D．Fe(OH)2Fe3O4 B［Feeq\o（→，\s\up8(H2SO4))Fe2＋eq\o（→，\s\up8(氨水))Fe（OH)2（白色)eq\o(→,\s\up8(O2、H2O)）Fe（OH）3（紅褐色)eq\o（→，\s\up8（△)）Fe2O3。］2．下列關(guān)于0。1mol·L－1硫酸鐵溶液的敘述正確的是（) A．在該溶液中,K＋、Fe3＋、SCN－、Br－可以大量共存 B．和KI溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋2I－=Fe2＋＋I(xiàn)2 C．在該溶液中，F(xiàn)e3＋與SOeq\o\al（2－，4)的物質(zhì)的量之比為2∶3 D．1L該硫酸鐵溶液和足量的Zn充分反應(yīng),生成11。2gFe D［Fe3＋和SCN－不能大量共存，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3＋和I－反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2，B項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe2(SO4）3是強(qiáng)酸弱堿鹽，F(xiàn)e3＋會(huì)發(fā)生水解,Fe3＋與SOeq\o\al(2－，4）的物質(zhì)的量之比小于2∶3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;1L0.1mol·L－1Fe2(SO4）3溶液中含0。2molFe3＋，和足量的Zn充分反應(yīng),能生成0.2molFe，質(zhì)量為11.2g，D項(xiàng)正確。]3．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)方法不合理的是(） 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 溶液中一定含有Fe2＋ B．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2 C．檢驗(yàn)綠礬晶體是否已氧化變質(zhì)，可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加KSCN 溶液,再觀察溶液是否變紅 D．向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3＋ B［B項(xiàng)中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。］4．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋較完全地形成氫氧化物沉淀的pH分別為6。7、3。7、4。6.某硫酸鋅酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋雜質(zhì)離子，為除去這些離子制得純凈的ZnSO4，應(yīng)加入的試劑是（） A．NaOH溶液 B．氨水 C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO D［由于Fe2＋沉淀所需pH比Zn2＋大,應(yīng)首先將Fe2＋氧化為Fe3＋,然后調(diào)節(jié)溶液的pH使Zn2＋還不沉淀時(shí)Fe3＋已沉淀完全.氧化劑H2O2將Fe2＋氧化為Fe3＋，ZnO能消耗溶液中的H＋且不引入新的雜質(zhì)離子,故D項(xiàng)符合要求.]5．欲探究濃H2SO4與Fe共熱反應(yīng)后鐵元素的價(jià)態(tài)，設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn),請(qǐng)?zhí)羁眨?將反應(yīng)后試管中的溶液稀釋.取少量溶液,滴入3~5滴________溶液，若溶液呈紅色，則證明含有Fe3＋，否則不含F(xiàn)e3＋;取少量溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液褪色，則證明含有Fe2＋，否則不含F(xiàn)e2＋。若實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)后的溶液中只含有Fe3＋，則反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________ ________________________________________________________________。 【答案】KSCN酸性KMnO4 2Fe＋6H2SO4(濃）eq\o（=，\s\up8(△）)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O命題點(diǎn)2Fe（OH）2的制備探究6．下列各圖示中能較長時(shí)間看到Fe（OH)2白色沉淀的是________（填序號(hào)）。 【解析】因?yàn)镕e(OH）2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH）3，即4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3，因此要較長時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出裝置中的氧氣或空氣。①、②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe（OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入;⑤中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；④由于膠頭滴管能帶入空氣中的氧氣,能迅速將Fe（OH）2氧化,因而不能較長時(shí)間看到白色沉淀。 【答案】①②③⑤eq\a\vs4\al（［題后歸納]）1防止FeOH2氧化的方法①將配制溶液的蒸餾水煮沸,除去溶液中溶解的氧氣。②將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。③在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等.④在亞鐵鹽溶液上面加保