大二輪高考總復(fù)習(xí)化學(xué)第一部分專題10高頻題型03鐵及其重要化合物

高頻題型三鐵及其重要化合物1．理清知識主線Fe→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeO,Fe2O3,Fe3O4))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeOH2,FeOH3))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeSO4·7H2O,FeCl3))2．構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)3．掃除知識盲點(1)Fe與O2、H2O(g)反應(yīng)的產(chǎn)物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe與Cl2反應(yīng)時生成FeCl3，與S反應(yīng)時生成FeS，說明Cl2的氧化性大于S的。常溫下，F(xiàn)e、Al在冷的濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化，但加熱后繼續(xù)反應(yīng)。Fe在Cl2中燃燒，無論Cl2過量還是不足均生成FeCl3。(2)向含F(xiàn)e2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物質(zhì)時，溶液會出現(xiàn)淺綠色→棕色的顏色變化，該現(xiàn)象可用于Fe2＋的檢驗。(3)Fe3＋的檢驗方法較多，如觀察溶液顏色法(棕黃色)、NaOH溶液法(生成紅褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成紅色溶液)，前面兩種方法需溶液中Fe3＋濃度較大時才適用，最好也最靈敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的檢驗可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化劑的方法；也可用鐵氰化鉀檢驗Fe2＋，現(xiàn)象是生成藍(lán)色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。(4)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置換反應(yīng)外，還可用化合反應(yīng)：2FeCl3＋Fe=3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3＋與堿的復(fù)分解反應(yīng)外，還可用化合反應(yīng)：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(5)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入鹽酸)；配制FeCl3溶液要加入濃鹽酸防止水解。(6)Fe3＋必須在酸性條件下才能大量存在，當(dāng)pH＝7時，F(xiàn)e3＋幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。(7)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，應(yīng)先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀過濾除去。(8)制備Fe(OH)2的方法很多，原則有兩點：一是溶液中的溶解氧必須提前除去；二是反應(yīng)過程中必須與O2隔絕。同時要牢記Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3時溶液的顏色變化(白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色)。(9)Fe(OH)3膠體的制備方法是將飽和FeCl3溶液滴加到沸水中，加熱至呈紅褐色后立即停止加熱。膠體不帶電，帶電的是膠粒。(10)自然界中有少量游離態(tài)的鐵(隕石中)，純凈的鐵塊是銀白色的，而鐵粉是黑色的。1．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)(2016·四川卷，2B)常溫下，將鐵片浸入足量濃H2SO4中，鐵片不溶解，則常溫下，鐵與濃硫酸一定沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(×)(2)(2016·全國丙卷，7B)根據(jù)鐵比銅金屬性強(qiáng)，在實際應(yīng)用中可用FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板(×)(3)(2016·全國乙卷，10C)配制氯化鐵溶液時，將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋(√)(4)(2016·浙江卷，7D)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)是納米鐵粉對重金屬離子較強(qiáng)的物理吸附(×)(5)(2016·海南卷，7B)將鐵屑放入稀HNO3中證明Fe比H2活潑(×)(6)(2016·江蘇卷，3C)因為Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作凈水劑(×)(7)(2015·全國卷Ⅰ，10A)將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，現(xiàn)象為有氣體生成，溶液呈血紅色，原因是稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋(×)(8)(2015·重慶卷，4A)觀察Fe(OH)2的生成(√)2．(2016·全國甲卷，28)某班同學(xué)用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是______________________________________________________。(2)甲組同學(xué)取2mLFeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________________________。(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實驗不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是________________________________________________________________________。(4)丙組同學(xué)取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實驗：①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀；③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實驗②檢驗的離子是________(填離子符號)；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為________。解析：(1)亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2＋被氧化。(2)Cl2可將Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得電子生成Cl－，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油的作用是隔絕空氣，防止空氣中的氧氣將Fe2＋氧化，產(chǎn)生干擾。(4)根據(jù)Fe2＋的檢驗方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，一定含有Fe2＋，則實驗②檢驗的離子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，F(xiàn)e3＋遇KSCN溶液顯血紅色，實驗①和③說明，在I－過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)為2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2。答案：(1)防止Fe2＋被氧化(2)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)(4)Fe2＋Fe3＋可逆反應(yīng)在高考中，選擇題主要考查鐵及其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用，Ⅱ卷主要以具體工藝流程及實驗探究為載體，考查鐵及其化合物性質(zhì)的同時，兼顧考查了氧化還原反應(yīng)原理、離子方程式的書寫、化學(xué)計算及化工工藝等知識。特別是有關(guān)鐵的工藝流程題更是出題熱點。題目具有一定難度，要特別關(guān)注：①有關(guān)鐵及其化合物的工藝流程題；②有關(guān)鐵及其化合物的實驗探究題。鐵及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，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，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是()A．Fe(OH)3Fe2O3 B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3 D．Fe(OH)2Fe3O4解析：鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為＋3價，最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。答案：B2．如何除去括號中的雜質(zhì)(1)Fe2＋(Fe3＋)：_______________________________________________________；(2)FeCl3(FeCl2)：_______________________________________________________；(3)FeCl2(CuCl2)：______________________________________________________；(4)Fe(Al)：__________________________________________________________；(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：________________________________________________；(6)CuCl2溶液(FeCl3)：_________________________________________________。答案：(1)加過量鐵粉，過濾(2)加氯水或H2O2(3)加過量鐵粉，過濾(4)加過量強(qiáng)堿溶液，過濾(5)加過量強(qiáng)堿溶液，過濾(6)加CuO，過濾3．(2017·天津檢測)幾種物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：(1)A轉(zhuǎn)化為B及氣體的反應(yīng)中應(yīng)加入的試劑是________(填化學(xué)式)。(2)寫出B的化學(xué)式：________，F(xiàn)的化學(xué)式：________。(3)寫出G→H的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)寫出檢驗D溶液中金屬陽離子的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用離子方程式表示)；向D溶液中加入A，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：根據(jù)框圖信息，可以推出A為Fe，B為FeCl2，C為Cl2，D為FeCl3，E為KOH，F(xiàn)為KCl，G為Fe(OH)2，H為Fe(OH)3，J為AgCl。答案：(1)HCl(2)FeCl2KCl(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(4)Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)32Fe3＋＋Fe=3Fe2＋牢記“鐵三角”突破轉(zhuǎn)化關(guān)系Fe2＋和Fe3＋的檢驗4．選擇合適試劑完成甲、乙兩組實驗。甲組：檢驗含F(xiàn)e3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙組：檢驗含F(xiàn)e2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列試劑及加入試劑順序能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?)甲組乙組A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液解析：甲組，在Fe3＋存在的條件下，檢驗Fe2＋，要排除Fe3＋干擾。所選試劑具備下列條件：一是能與Fe2＋發(fā)生有明顯現(xiàn)象的反應(yīng)；二是Fe3＋不反應(yīng)，不干擾現(xiàn)象觀察。只有酸性KMnO4溶液符合條件：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，現(xiàn)象是紫色變淺(或褪去)。乙組，在Fe2＋存在的條件下，檢驗Fe3＋，用KSCN溶液檢驗Fe3＋，F(xiàn)e2＋無干擾。答案：B5．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗方法不合理的是()A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯血紅色，該溶液中一定含有Fe2＋B．用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．檢驗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，再觀察溶液是否變血紅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＋解析：B項中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。答案：BFe3＋和Fe2＋的檢驗方法(1)Fe2＋的檢驗：①eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))無現(xiàn)象eq\o(→,\s\up7(滴加氯水))溶液變紅色，證明含有Fe2＋②eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(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＋(2)Fe3＋的檢驗：①eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，證明含有Fe3＋②eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(加入氫氧化鈉溶液))產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3＋存在(3)Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋的檢驗：①eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4溶液))酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋②eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加溴水))溴水褪色，說明含有Fe2＋鐵及其化合物的綜合探究6．(2017·大連模擬)工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3)。具體生產(chǎn)流程如下：eq\x(\a\al(硫鐵礦,燒渣))eq\o(→,\s\up7(酸浸,過濾),\s\do5(步驟Ⅰ))eq\x(\a\al(濾液,X))eq\o(→,\s\up7(調(diào)節(jié)pH＝1，加入過量鐵粉),\s\do5(步驟Ⅱ))eq\o(→,\s\up7(調(diào)節(jié)pH至5～6.5，過濾),\s\do5(步驟Ⅲ))eq\x(\a\al(濾液,Y))eq\o(→,\s\up7(加入NH4HCO3過濾),\s\do5(步驟Ⅳ))eq\x(\a\al(FeCO3,固體))eq\o(→,\s\up7(煅燒))eq\x(\a\al(產(chǎn)品,氧化鐵))試回答下列問題：(1)濾液X中含有的金屬陽離子是______(填離子符號)。(2)步