高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 鐵的多樣性

第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化第1節(jié)鐵的多樣性·考試要求·1．認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的性質(zhì)，能以Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化為例，理解變價(jià)金屬元素的氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)。2．鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化需要一定的條件，并遵循一定規(guī)律。3．能發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的制備氫氧化亞鐵的探究方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。(2)鐵的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)①結(jié)構(gòu):Fe元素位置？電子排布式？?jī)r(jià)電子軌道表達(dá)式？原子結(jié)構(gòu)示意圖？Fe3+、Fe2+的價(jià)電子排布式、原子結(jié)構(gòu)示意圖②單質(zhì)鐵的物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性特性地殼中含量______色固體良好能被磁鐵吸引居第四位銀白K2FeO4O、Si、Al、Fe、Ca鐵的存在③單質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì)：與CuSO4、FeCl3溶液鈍化鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，有較強(qiáng)的還原性，鐵元素的主要化合價(jià)為0價(jià)、＋2價(jià)和

＋3價(jià)。亞鐵鹽和鐵鹽1．亞鐵鹽：例舉Fe2+的主要性質(zhì)？用離子方程式表示？有顏色的金屬離子？2．鐵鹽:(1)Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性。Fe3+可氧化Cu、Fe、I-、S2-。Ag+>Hg2+>Fe3+(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3+易水解，只能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中。水解方程式：

。應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)室可用FeCl3滴入沸水中制備Fe(OH)3膠體，化學(xué)方程式為_______________________________________。(3)特性：顏色反應(yīng)。3．鹽溶液的配制與保存配置保存FeCl2溶液？配置、保存Fe2（SO4)3溶液？4．Fe3+、Fe2+的檢驗(yàn)方法(1)Fe3+的檢驗(yàn)(2)Fe2+的檢驗(yàn)方法1樣品溶液無(wú)現(xiàn)象溶液變紅色，證明含有Fe2+方法2樣品溶液產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明含有Fe2+方法3樣品溶液生成藍(lán)色沉淀，證明含有Fe2+Fe2++K++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]2↓如何檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐屑扔蠪e3+又有Fe2+？六氰合鐵酸鉀：鐵氰化鉀物質(zhì)FeOFe2O3Fe3O4俗稱－__________________顏色、狀態(tài)黑色粉末______色粉末黑色固體物質(zhì)類別堿性氧化物不是堿性氧化物鐵元素的價(jià)態(tài)＋2價(jià)＋3價(jià)＋2價(jià)、＋3價(jià)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水與酸的反應(yīng)稀硫酸、稀硝酸鹽酸、氫碘酸稀硫酸、稀硝酸、氫碘酸共同性質(zhì)高溫時(shí)，都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原，生成鐵單質(zhì)鐵紅磁性氧化鐵紅棕3．鐵的兩種氫氧化物物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3顏色、狀態(tài)____色固體______色固體溶解性難溶于水難溶于水與鹽酸反應(yīng)(寫離子方程式)_________________________________________

熱穩(wěn)定性

制備方法

轉(zhuǎn)化白紅褐①Fe在少量Cl2中燃燒

②Fe和H2O(g)高溫下反應(yīng)④稀硝酸和過(guò)量Fe粉反應(yīng)的離子方程式③稀硝酸和少量Fe粉反應(yīng)的離子方程式⑤FeO與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：⑥

Fe3O4與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：⑦Fe(OH)2與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式⑧Fe(OH)3與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式：⑨Fe(OH)2露置于空氣中：⑩苯的溴代反應(yīng)?FeCl3溶液腐蝕銅板的離子方程式：?用離子方程式表示保存FeCl2時(shí)加入鐵粉的原因?FeCl3使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)的原因(4)鐵單質(zhì)的制備方法①工業(yè)上利用鐵礦石在高爐中煉鐵，以赤鐵礦為例寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。②利用鋁熱反應(yīng)焊接無(wú)縫鋼軌，寫出以氧化鐵和鋁粉為鋁熱劑反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________________。(5)重要的鐵礦石主要成分的化學(xué)式赤鐵礦________；磁鐵礦________；褐鐵礦________________；菱鐵礦___________；黃鐵礦_________。Fe2O3Fe3O42Fe2O3·3H2OFeCO3FeS2(1)檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否變質(zhì)，將樣品溶于稀硫酸后滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅。 (

)(2)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+。

(

)(3)Fe分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同。

(

)(4)Fe(OH)3、FeCl2均可由化合反應(yīng)得到。

(

)×√×√反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生的離子方程式(5)過(guò)量的鐵與氯氣反應(yīng)生成FeCl2。

(

)×(6)將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制備Fe(OH)3膠體。(

)×無(wú)水FeCl3常作為芳烴氯代反應(yīng)的催化劑。某研究小組設(shè)計(jì)了如下流程，以廢鐵屑(含有少量碳和SiO2雜質(zhì))為原料制備無(wú)水FeCl3(s)。已知：氯化亞砜()熔點(diǎn)為－101℃，沸點(diǎn)為76℃，易水解。(1)為避免引入新的雜質(zhì)，試劑B可以選用哪些物質(zhì)？FCS(2)操作②是蒸發(fā)結(jié)晶，加熱的同時(shí)通入HCl(g)的目的是什么？(3)反應(yīng)D→E的化學(xué)方程式是什么？

2．下列說(shuō)法正確的是__________(填標(biāo)號(hào))。①(2023·浙江1月選考)常溫下鐵與濃硝酸反應(yīng)可制備NO2②(2023·浙江1月選考)Fe2O3呈紅色，可用作顏料③“擦干已洗凈的鐵鍋，以防生銹”與“鐵絲在O2中燃燒生成Fe3O4”沒(méi)有關(guān)聯(lián)④工人將模具干燥后再注入熔融鋼水涉及的化學(xué)知識(shí)是鐵與H2O高溫下會(huì)反應(yīng)⑤因?yàn)镕eCl3水解可生成Fe(OH)3膠體，所以FeCl3可用作凈水劑⑥H2O(g)通過(guò)灼熱鐵粉發(fā)生的反應(yīng)為3H2O(g)＋2Fe===Fe2O3＋3H2②③④⑤

CD考向2|

氫氧化亞鐵的制備4．某化學(xué)興趣小組利用藥品：鐵粉、稀硫酸、NaOH溶液，用下圖所示裝置制備Fe(OH)2

并觀察其顏色。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(

)A．儀器1中應(yīng)該盛放稀硫酸B．本實(shí)驗(yàn)通過(guò)控制A、B、C三個(gè)開關(guān)，將儀器中的空氣排盡后，先關(guān)閉開關(guān)A，再打開開關(guān)B就可觀察到Fe(OH)2的顏色C．實(shí)驗(yàn)時(shí)為防止儀器2中鐵粉通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入儀器3中，可在儀器2底部放上一塊吸鐵石D．本實(shí)驗(yàn)制備的Fe(OH)2可以相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間地保持白色狀態(tài)B①溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)；②制備過(guò)程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中5．用如圖所示裝置(夾持儀器省略)制備氫氧化亞鐵。實(shí)驗(yàn)步驟如下：Ⅰ.檢查裝置氣密性后，關(guān)閉K2、K5、K6，打開K1、K3、K4，使裝置A中產(chǎn)生的氣體進(jìn)入裝置B中，排盡裝置B中空氣。Ⅱ.待裝置B中空氣排盡后，關(guān)閉K3，打開K2，將裝置A中溶液壓入裝置B中并觀察現(xiàn)象。Ⅲ.關(guān)閉K1、K2，打開K5、K6，使裝置C中氣體通入裝置B中并觀察現(xiàn)象?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)裝置B中長(zhǎng)玻璃管的作用是_________________________________________。(2)裝置A中金屬離子的檢驗(yàn)方法是___________________________________。(3)步驟

Ⅲ

裝置B中的現(xiàn)象是__________________________________________，其發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。平衡氣壓，輔助排出裝置B中的空氣方法三：電解法：用鐵作陽(yáng)極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯(或煤油)，如圖3所示。變價(jià)鐵的常見考法考向1|

Fe2+與Fe3+的性質(zhì)及檢驗(yàn)1．下列關(guān)于Fe3+、Fe2+性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．用如圖所示裝置可以制備Fe(OH)2B．向足量含有淀粉的FeI2溶液中滴加2滴氯水，溶液變藍(lán)，說(shuō)明還原性：I－＞Fe2+C．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，此現(xiàn)象不能確定溶液中含有Fe2+D．向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2+被氧化√2．(2024·湖北襄陽(yáng)模擬)在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到的Fe2＋的物質(zhì)的量(縱坐標(biāo))與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標(biāo))的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在相應(yīng)的橫線上。a．Fe3＋ b.Fe2＋c.Fe、Fe2＋ d.Fe2＋、Fe3＋(1)AB段鐵元素以______形式存在。(2)BC段鐵元素以______形式存在。(3)CD段鐵元素以______形式存在。adc選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論A向食品脫氧劑樣品(含還原鐵粉)中加入硫酸后滴加酸性KMnO4溶液紫紅色褪去食品脫氧劑樣品中含F(xiàn)e2+B向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液加入H2O2后溶液變成紅色Fe2+既有氧化性又有還原性C向FeCl3溶液中加入銅片溶液變藍(lán)，有黑色固體出現(xiàn)金屬鐵比銅活潑D向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加幾滴淀粉溶液溶液變?yōu)樗{(lán)色氧化性：Fe3+＞I22．(2024·廣州模擬)下列實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是(

)√(2)為了探究溶液褪色的原因，四位同學(xué)進(jìn)行了下表所示的猜想，你認(rèn)為丁同學(xué)的猜想會(huì)是什么？為驗(yàn)證丁同學(xué)的猜想合理與否，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)結(jié)論完成下表所示的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案?？蛇x用試劑：濃硫酸、1.0mol·L-1HNO3溶液、1.0mol·L-1鹽酸、1.0mol·L-1NaOH溶液、0.1mol·L-1FeCl3溶液、0.1mol·L-1CuSO4溶液、20%KSCN溶液、蒸餾水。編號(hào)猜想編號(hào)

猜想甲溶液中的＋3價(jià)Fe又被還原為＋2價(jià)Fe丙新制的氯水具有漂白性，將該溶液漂白乙溶液中的＋3價(jià)Fe被氧化為更高的價(jià)態(tài)丁實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象結(jié)論

丁同學(xué)的猜想是合理的3．將Fe3O4溶于足量稀鹽酸中，然后滴加少量KSCN(SCN－中硫元素的化合價(jià)為－2價(jià))溶液，溶液變紅色。再加入新制氯水，發(fā)現(xiàn)溶液紅色加深，一段時(shí)間后，溶液又褪色?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)加入新制氯水后溶液紅色加深的原因是_______________________________(用離子方程式表示)。2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－答案：?。喝芤褐械腟CN－被過(guò)量的氯水氧化實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象取少量褪色后的溶液，滴加20%KSCN溶液(或取少量褪色后的溶液，加入0.1mol·L-1FeCl3溶液)溶液變紅色(溶液不變紅色)5．磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動(dòng)力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用B．從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3+D．上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉√離子方程式方法規(guī)律

除去混合溶液中Fe3+、Fe2+的常用方法(1)除去Mg2+中混有的Fe3+的方法：向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2

中之一，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

中之一，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。(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+，然后再按(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+，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3+。

√7．用鐵泥(主要成分為Fe2O3、FeO和少量Fe)制備超順磁性(平均直徑25nm)納米Fe3O4的流程示意圖如下所示。下列說(shuō)法不正確的是(

)A．濾液A中含有Fe3+和Fe2+B．步驟②中，主要反應(yīng)的離子方程式是Fe3+＋Fe===2Fe2+C．步驟④中，反應(yīng)完成后剩余的H2O2可以通過(guò)加熱的方式除去D．步驟⑤中，可將產(chǎn)品均勻分散在水中，利用丁達(dá)爾效應(yīng)驗(yàn)證得到的固體是超順磁性的Fe3O4微?！?．(2024·湖南岳陽(yáng)檢測(cè))向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4mol·L－1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向所得溶液中加入KSCN溶液，無(wú)紅色出現(xiàn)。若用足