第3章 第3节 铁及其化合物

第三节铁及其化合物全局性掌控全局性掌控本节的重点知识有铁的性质、铁的氧化物、氢氧化物、铁盐的性质等．主要考查铁及其化合物的转化关系，Fe2＋、Fe3＋的还原性、氧化性，Fe3＋和Fe2＋的检验，Fe(OH)3胶体、Fe(OH)2的制备也是常考的内容．预测2012年高考还会以铁及铁的化合物为载体，对基本概念、基本理论进行考查．同时铁的腐蚀、饮用水的净化等与生产、生活联系密切的内容，也是今后高考的趋势．选项式诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打“√”或“×”×1.磁性氧化铁溶于盐酸的离子方程式为Fe3O4＋8H＋

===3Fe3＋＋4H2O(2010·全国卷ⅠT8－B)×2.铁粉加入稀H2SO4中的离子方程式为2Fe＋6H＋

===2Fe3＋＋3H2↑(2010·全国卷ⅠT8－A)×3.将NO2通入FeSO4溶液中无明显现象(2010·上海高

考T13－A)√4.铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀

(2010·北京高考T6－B)×5.钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀

(2010·北京高考T6－C)Fe2O32．与H2O的反应

.3．与酸的反应(1)与非氧化性酸(如稀硫酸)：

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

.②浓硝酸：常温下

．③浓硫酸：常温下

．Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O钝化钝化Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑HNO3过量：4．与盐溶液的反应(1)与CuSO4溶液：

.(2)与FeCl3溶液：

.Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋===3Fe2＋1．能否用铁制容器盛放热的浓H2SO4?提示：不能，铁与热浓H2SO4反应．二、铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名色态铁元素价态与盐酸反应生成的离子Fe2＋Fe3＋Fe2＋、Fe3＋铁红磁性氧化铁黑色粉末红棕色粉末黑色晶体＋2＋3＋2、＋3三、铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态与盐酸反应Fe(OH)3＋3H＋

===Fe3＋＋3H2O受热分解白色固体红褐色固体Fe(OH)2＋2H＋

===Fe2＋＋2H2O化学式Fe(OH)2Fe(OH)3制法可溶性亚铁盐与碱反应可溶性铁盐与碱反应二者的关系空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是

迅速变成

色，最后变成

色，化学方程式为Fe2＋＋2OH－===

Fe(OH)2↓↓Fe3＋＋3OH－===

Fe(OH)3↓↓白色沉淀灰绿红褐4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32．制备Fe(OH)2时，采取哪些措施可防止Fe(OH)2被氧化？提示：

①配制溶液的蒸馏水加热煮沸，除去O2.②胶头滴管伸入到液面以下加入液体．③溶液表面覆盖植物油(或苯)，以隔绝空气．1．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 (

)A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤D．Fe3＋与KSCN溶液产生红色沉淀解析：A项为Fe2O3，B项为Fe3O4，D项生成的不是沉淀．答案：C2．(2011·西安名校二模)下列有关铁元素的叙述中正确的是 (

)A．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3C．氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe(OH)3＋3HI===FeI3＋3H2OD．铁元素位于周期表的第4周期第ⅧB族解析：I2的氧化性较弱，铁与I2反应生成FeI2，B错；氢氧化铁与氢碘酸发生氧化还原反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O，C错；铁元素位于周期表的第4周期第Ⅷ族，D错．答案：A3．向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是(

)A．烧杯中有铜无铁

B．烧杯中有铁无铜C．烧杯中铁、铜都有

D．烧杯中铁、铜均无解析：单质铁的还原能力大于单质铜，Fe3＋首先氧化Fe，只有当Fe反应完后，剩余的Fe3＋才能氧化Cu.答案：B4．下列试剂不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是 (

)①氯气②氢氧化钠溶液③高锰酸钾溶液④稀硝酸⑤磷酸溶液⑥硫化钠溶液A．①②③

B．①③④C．④⑤⑥

D．②⑤⑥.答案：D解析：能使Fe2＋转化为Fe3＋的物质必须是氧化性强于Fe3＋的强氧化剂，如Cl2、HNO3、酸性KMnO4溶液等；Fe2＋与OH－、S2－反应分别生成Fe(OH)2、FeS；H3PO4与Fe2＋不反应．5．A～I分别表示中学化学中常见的物质，它们之间相互转化关系如下图所示(有部分反应物、生成物没有列出)：已知A、B、C、D、E、F六种物质中含有同一种元素，G为主族元素的固态氧化物．(1)写出物质的化学式：E__________，F__________，J__________.(2)写出反应的化学方程式：①_______________________________________________；②_______________________________________________；③________________________________________________.解析：由两条线索展开分析，一是G为主族元素的固态氧化物，既溶解于碱又可电解，可推知为Al2O3；二是E和F均是与碱反应后的产物，且E可被空气中的O2氧化成F，可推知E为Fe(OH)2，F为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＋铁与氧化性比较弱的非金属(如S、I2)，非氧化性酸(如盐酸、稀H2SO4)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)，FeCl3溶液反应，都可实现这种转化．例如：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4；Fe＋2FeCl3===3FeCl2；Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑.6．Fe3＋―→Fe2＋铁盐溶液与比较强的还原剂反应，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＋＋I2.[例1]某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌后，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是(

)A．Fe3＋

B．Mg2＋C．Fe2＋

D．Al3＋[答案]

C(2)除杂方法①Fe2＋(Fe3＋)：加Fe粉过滤；②FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2；③FeCl2(CuCl2)：加Fe粉，过滤．

1．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是 (

)①过量的Fe与Cl2加热时发生反应②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3③Fe与过量的S加热时发生反应④Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A．只有①②⑤

B．只有②④C．只有①②④

D．只有②③④答案：C2．(2011·德州阶段性练习)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，过滤后，向溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，下列叙述不正确的是 (

)A．白色沉淀是BaSO4和BaSO3B．溶液的酸性增强C．白色沉淀是BaSO4D．FeCl3全部被还原为FeCl2.答案：A1．溶液的颜色含有Fe2＋的溶液显浅绿色含有Fe3＋的溶液显黄色2．用KSCN溶液和氯水(1)流程：(2)有关反应：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)2Fe2＋＋Cl2

===2Fe3＋＋2Cl－3．用NaOH溶液(1)流程：(2)有关反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O

===4Fe(OH)3[例2]要证明某溶液中不含Fe3＋，而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时最佳顺序为 (

)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[名师精析]

KMnO4能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫色，使溶液显色不易观察．检验Fe2＋和Fe3＋最常用的方法是加KSCN溶液，溶液较稀时，利用观察颜色和加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在．3．将几滴KSCN(SCN－是“类卤离子”)溶液加入含有Fe3＋的酸性溶液中，溶液变成红色．将该红色溶液分为两份，①一份中加入适量KMnO4溶液，红色褪去；②向另一份中通入SO2，红色也褪去．下列说法不正确的是(

)A．①红色褪去的原因是KMnO4将SCN－氧化，使[Fe(SCN)]2＋消失B．②红色褪去的原因是SO2将Fe3＋还原为Fe2＋C．②红色褪去的原因是SO2将SCN－还原D．SCN－在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为(SCN)2.答案：C4．下列离子的检验方法合理的是 (

)A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋解析：A项，滴入KSCN溶液呈红色，说明含Fe3＋，无法判断是否含Fe2＋；B项，通入Cl2，再加入KSCN溶液呈红色，说明含Fe3＋，但Cl2有氧化性，无法判断原来是含Fe2＋还是Fe3＋；C项，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀，说明含有Fe3＋；D项，加入NaOH溶液生成白色沉淀，颜色又变为红褐色，说明含有Fe2＋，但由于红褐色的掩盖，无法说明是否有Mg2＋.答案：C铁及其化合物知识的突出特点是铁元素的价态变化，铁的氧化物中铁的化合价较为复杂，如何将氧化物中的铁离子转化为溶液中的离子而不改变其价态，解题时常被忽略，近几年的高考有关铁及其化合物的探究试题更是频繁出现．[例]某种催化剂为铁的氧化物．化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色．一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为＋3价的结论．(1)请指出该结论是否合理并说明理由_______________________________________________________________________________________________________________.(2)请完成对铁元素价态的探究：限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3mol/LH2SO4、3%H2O2、6mol/LHNO3、0.01mol/LKMnO4、NaOH稀溶液、0.1mol/LKI、20%KSCN、蒸馏水．①提出合理假设假设1：____________________________；假设2：____________________________；假设3：____________________________