一轮复习铁及其重要化合物

常见的铁矿石磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)褐铁矿(Fe2O3·nH2O)黄铁矿(FeS2

)菱铁矿FeCO3四

Ⅷ

2．物理性质纯铁具有金属晶体的共性，如具有_____色金属光泽和良好的_____性，是__和__的良导体。其特性是能被_____吸引，有较高的_____、__度和_______点。银白延展电热磁铁硬度脆熔、沸(注意：常、低温下，Fe与Cl2不易发生反应，故可用钢瓶盛贮液氯。)O23、化学性质(5)与非氧化性酸反应，离子方程式为_____________________。(注意：Fe可被浓硫酸、浓硝酸钝化。与稀硝酸可根据量的相对多少，分别发生如下反应：硝酸不足：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O硝酸过量：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O)(6)与盐反应：Fe与CuSO4溶液反应的化学方程式是________________________，产生的现象是______________________________________________。溶液的颜色由蓝色变为浅绿色，且有红色沉淀析出Fe＋CuSO4===FeSO4＋CuFe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

二、铁的重要化合物1、铁的氧化物

名称、化学式氧化亚铁FeO三氧化二铁Fe2O3四氧化三铁Fe3O4（FeO•Fe2O3）色、态俗称——铁元素价态溶解性稳定性与酸反应与还原剂反应(H2、CO、Al)黑色粉末+2难溶于水FeO+2H+＝Fe2++H2O红棕色粉末铁红+3难溶于水不稳定稳定Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O黑色晶体磁性氧化铁+2、+3难溶于水稳定Fe3O4+8H+＝Fe2++2Fe3++4H2O△△高温H2+FeO==Fe+H2O3CO+Fe2O3==2Fe+3CO28Al+3Fe3O4==9Fe+4Al2O3请同学们写出铁的三种氧化物与稀硝酸反应的化学方程式

3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2OFe2O3+6HNO3=2Fe(NO3)3+3H2O3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O2、铁的氢氧化物氢氧化亚铁Fe(OH)2

氢氧化铁Fe(OH)3

制法

颜色溶解性稳定性与酸反应Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓(隔绝空气)

Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓白色红褐色难溶于水难溶于水受热易分解极易被空气中氧气氧化成氢氧化铁4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3Fe(OH)2+2H+＝Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+＝Fe3++3H2OC

2、将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是（）A、硫酸B、氯水C、硝酸锌D、氯化铜BCB

D

5、将铁粉撒入下列溶液中充分反应后，溶液的质量增加但无气体放出的是（）A、CuCl2B、HClC、浓HNO3D、FeCl36、一根质量为10g的铁钉，投入一定浓度的CuSO4溶液中，过一段时间后取出铁钉，洗净干燥后称其质量为11g。请计算生成的Cu的质量为多少？（差量法）D解：设生成的Cu的质量为xFe+CuSO4===FeSO4+Cu△m56g64g8gx11g-10g64g:8g=x:1g解得：x=8g答：生成的Cu的质量为8g铁化合物和亚铁化合物的相互转化（1）铁化合物：+3价铁离子只具有氧化性，遇较强还原剂时会被还原成亚铁化合物。①2Fe3++2I-＝2Fe2++I2

②2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+

③2Fe3++S2-＝2Fe2++S↓

④2Fe3++H2S＝2Fe2++S↓+2H+

⑤2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+

⑥2Fe3++Fe＝3Fe2+

（写方程式）（2）亚铁化合物亚铁化合物既具有氧化性又具有还原性氧化性：遇强还原剂时被还原成单质铁例：Fe2++Zn=Zn2++Fe还原性：遇较强氧化剂时被氧化成三价铁的化合物例：2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-

4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O3Fe2++

4H++NO3-(稀)＝3Fe3++NO↑+2H2OFe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化——“铁三角”关系FeFe3＋Fe2+S、I2、H+、Cu2+、Ag+Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3Fe2O3：C、CO、H2、AlFe3+：Al、Fe等还原FeO：C、CO、H2、Al

Fe2+：Al、Fe等还原Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等Fe、Cu、I－等小结3.“铁三角”及Fe3+水解的重要应用：(1)除杂。主要物质杂质除杂方法Fe2+Fe3+FeCl3FeCl2Fe2+Cu2+加过量铁屑后过滤加氯水或H2O2加过量铁屑后过滤(2)判断离子共存。(3)．Fe2＋和Fe3＋的保存(1)含Fe2＋的溶液：加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2＋水解。(2)含Fe3＋的溶液：加少量相应的酸防止Fe3＋水解。

(4)物质的制备。【针对训练】1(2014·上海高考)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(

)A.若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3+B.若有固体存在，则溶液中一定有Fe2+C.若溶液中有Cu2+，则一定没有固体析出D.若溶液中有Fe2+，则一定有Cu析出B2下列离子方程式书写正确的是

(

)A.FeO固体放入稀硝酸溶液中：FeO+2H+====Fe2++H2OB.过量的铁粉与稀硝酸溶液反应：Fe+4H++====Fe3++NO↑+2H2OC.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2+2H+====Fe2++2H2OD.向Fe(OH)3中加入氢碘酸：2Fe(OH)3+6H++2I-====2Fe2++I2+6H2OD3、下列物质发生反应时，其离子方程式正确的是（）A、三氯化铁溶液中加入过量铁粉

Fe3++Fe＝2Fe2+B、向氯化亚铁溶液中通入氯气

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-C、氯化铁溶液中通入硫化氢

2Fe3++S2-=2Fe2++SD、向盛硫化亚铁的容器中加入稀硝酸

FeS+2H+＝Fe2++H2S↑B4将1.12g铁粉加入25mL2mol/L的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(

)A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5【解析】

n(Fe)＝1.12g/56g·mol－1＝0.02mol，n(Fe3＋)＝0.025L×2mol·L－1＝0.05mol，由反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知Fe3＋过量，加入KSCN显红色。溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06mol，溶液中n(Fe3＋)＝0.05mol－2n(Fe)＝0.01mol，即Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6∶1；氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。【答案】

BB5.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(容器不参与反应)，试判断下列情况溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有________________。(2)若CuCl2有剩余，则容器中一定有______________，可能有____________。(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余，则容器中不可能有______________，一定有____________。(4)若FeCl3有剩余，则容器中不可能有______________。Fe3+、Cu2+Fe2+铁粉、铜粉Fe2+铁粉、铜粉Fe3+(或铜粉)【解析】本题涉及的反应有Fe+2FeCl3====3FeCl2，Fe+CuCl2====

Cu+FeCl2，Cu+2FeCl3====2FeCl2+CuCl2。(1)中铁粉剩余，因铁粉能够与Fe3+、Cu2+反应，故容器中不可能有Fe3+、Cu2+。(2)中CuCl2有剩余，则容器中一定有Fe2+。若有铜粉剩余，则无Fe3+；若无铜粉剩余，溶液中可能有Fe3+。(3)中FeCl3和CuCl2都有剩余，容器中不可能有铁粉、铜粉，因二者都能与Fe3+反应，但一定有Fe2+。(4)中FeCl3有剩余，同理分析容器中不可能有铁粉、铜粉。考点二Fe2＋、Fe3＋的检验方法1.溶液颜色含有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)34.含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验：(1)Fe3＋的检验。(2)Fe2＋的检验。【例1】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＋C2.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。下列结论正确的是(

)A.一定有Fe2+，一定没有Fe3+、Mg2+B.一定有Fe3+，一定没有Fe2+、Mg2+C.一定有Fe3+，可能有Fe2+，一定没有Mg2+D.一定有Fe2+，可能有Mg2+，一定没有Fe3+D3、FeCl3溶液吸收一定量的SO2后溶液颜色发生变化。(1)写出发生反应的离子方程式：___________________________。(2)对还不能确定的存在情况提出合理的假设。假设1：只存在Fe3+；假设2：只存在___________________________________________；假设3：_________________________________________________。2Fe3++SO2+2H2O====2Fe2++4H++SO42-既不存在Fe3+，也不存在H2SO3H2SO3(3)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3mol·L-1H2SO4、1mol·L-1NaOH溶液、0.01mol·L-1KMnO4溶液、3%H2O2溶液、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液、品红溶液。实验步骤预期现象和结论步骤1：步骤2：步骤1：取少量溶液于试管A中，滴加2～3滴淀粉KI溶液(1)若溶液变蓝色，则假设1成立(2)若溶液不变蓝色，则假设2或3成立另取少量溶液于试管B中，滴加2～3滴品红溶液(1)若溶液红色褪去，则假设2成立(2)若溶液呈红色，结合步骤1中预期现象和结论(2)，则假设3成立

1、下面是制备Fe(OH)2白色沉淀的几种方案．请回答下列各问题：

(1)用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备．①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________________．

②除去蒸馏水中溶解的O2常采用____________的方法．③生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液．这样操作的理由是________________________________________．稀H2SO4、铁屑煮沸避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化

(2)在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备．①在试管Ⅰ里加入的试剂是___________．②在试管Ⅱ里加入的试剂是______.③为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是____________________________．④这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是___________________________________．稀H2SO4和铁屑NaOH溶液检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界O2不易进入

(3)利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀．如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁．①a电极的材料应为__________，电极反应式___________．②电解液c可以是______(填编号)．

A．纯水

B．NaCl溶液C．NaOH溶液

D．CuCl2溶液FeFe－2e-==Fe2＋

BC③d为苯，其作用是____________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？________________.④为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是____________(填编号)．

A．改用稀H2SO4作电解液

B．适当增大电源的电压

C．适当减小两极间的距离

D．适当降低电解液的温度⑤若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为________________________．

隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化加热煮沸排出溶解的O2白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色

BC【小题快练】1.【思考辨析】(1)(2014·新课标全国卷Ⅰ)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作是因为FeCl3能从含有Cu2+的溶液中置换出铜。()【分析】氯化铁中的三价铁离子能和铜反应生成二价铁离子和铜离子。×(2)(2014·江苏高考)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色涂料。

()【分析】Fe2O3是碱性氧化物，能与酸反应，它可用于制作红色涂料，但二者没有因果关系。×(3)(2014·四川高考)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质。()【分析】在酸性条件下，硝酸根离子有氧化性，能够将二价铁离子氧化成三价铁离子，三价铁离子与KSCN溶液反应，使溶液变红，因此不能达到实验目的。×1在FeCl3溶液蚀刻铜箔①制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：Ⅰ：向废液中投入过量铁屑②，充分反应后分离出固体和滤液；Ⅱ：向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气③。已知：Ksp［Fe(OH)3］④＝4.0×10－38回答下列问题：(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为_______________________。(2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是_________________，分离得到固体的主要成分是_____________，从固体中分离出铜需采用的方法是___________。(3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________。(4)过程Ⅱ中调节溶液的pH为5⑤，金属离子浓度为__________(列式计算)。2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+回收铜Cu和Fe加盐酸反应后过滤FeCl2+Ca(OH)2====Fe(OH)2↓+CaCl24Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)34)c(Fe3+)＝4.0×10-38÷(10-9)3＝4.0×10-11(mol·L-1)2.电子产品产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：按要求回答下列问题：(1)滤渣1中存在的金属有__________。(2)已知沉淀物的pH如下表：氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe2+7.09.0Fe3+1.93.7Cu2+4.96.7Al3+3.04.4Au、Pt①则操作Ⅱ中X物质最好选用的是__________(填编号)。a.酸性高锰酸钾溶液b.漂白粉c.氯气d.双氧水②理论上应控制溶液pH的范围是____________。d4.4≤pH<4.9(3)检验滤液2中既不存在Fe2+又不存在Fe3+的操作步骤是______________________________________________________。(4)用一个离子方程式表示在酸浸液中加入适量铝粉的反应：______________________________________________________。(5)由CuSO4·5H2O制备CuSO4时，应把CuSO4·5H2O放在__________(填仪器名称)中加热脱水。取少量滤液于试管中，向其中加入少量的KSCN溶液，如果溶液不变红证明不存在Fe3+，继续向溶液中加入新制氯水，如果溶液不变红证明不存在Fe2+Al+Fe3+==Al3++Fe坩埚(6)现向一含有Ca2+、Cu2+的混合溶液中滴加Na2CO3溶液，若首先生成CuCO3沉淀，根据该实验可得出的结论是________(填序号)。C3、某兴趣小组用合金铝、铁、铜的废弃合金为原料制取硝酸铜晶体和氢氧化铝，并测定硝酸铜晶体的结晶水含量和氢氧化铝的纯度，设计的主要流程如图：已知：Fe2+沉淀的pH范围为7.0～9.0；Fe3+沉淀的pH范围为1.9～3.2；Cu2+沉淀的pH范围为4.7～6.7（1）写出合金中加入NaOH溶液后所发生的离子反应方程式_________________

．试剂X的名称为

．（2）加入Z的作用是调节溶液的pH，pH范围应为

；下列可作为试剂Z的是

．a．铜粉b．氨水c．氧化铜d．硫酸铜（3）实验操作①依次是

、

、过滤洗涤即可得硝酸铜晶体．（4）滤液B通入CO2的离子方程式_________________________________

．2Al+2OHˉ+2H2O═2AlO2ˉ+3H2↑硝酸3.2≤pH＜4.7c蒸发浓缩降温结晶结合工业生产考查金属元素及其化合物的性质热点二(2011年高考江苏卷)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下：例4回答下列问题：(1)在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K＝________________；过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为_________________________________。(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是_____________、_____________。(3)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为___________________________________；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为________(写化学式)。【答案】

(1)

SO2＋NaOH===NaHSO3(2)提高铁元素的浸出率抑制Fe3＋水解(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋

Cl2、HCl【解析】硫铁矿焙烧后得到的固体的主要成分是Fe2O3，同时还含有少量没有反应的FeS2，酸溶后溶液中含有大量的Fe3＋和少量的Fe2＋，为了得到纯净的FeCl3·6H2O，需要将Fe2＋氧化。因在酸溶时所加的盐酸是过量的，所以尾气中除了Cl2外，还会有HCl。反应①饱和食盐水ABCDEFGIHC沉淀J电解++加入D加入D加入B3下图中的每一个方格表示有关一种反应物或生成物，其中饱和食盐水和F为起始反应物。

请填写下列空白：（1）物质B是______，F是_______，J是_______。（2）反应①的离子方程式是__________________。Cl2FeFe(OH)3Cl2+2OH－=ClO－+Cl－+H2O对Fe2++NaClO→Fe(OH)3的变化的理解是很重要的。

A的单质化合物乙化合物丙化合物甲B的单质B的单质②化合物甲①C的单质④C的单质③4A、B、C是中学化学中常见的三种元素A和B的单质在常温、常压下为气态，C单质为固态。甲乙丙为三种常见的化合物，它们各由两种元素组成。这些化合物和单质间存在如下图所示的关系式（其中反应①③④是在溶液中进行的）。（1）①②③④的反应中属于化合反应的是________。（2）写出下列单质和化合物的化学式：

B_____;甲________;乙_______。①②③

H2

FeCl2

FeCl35.A、B是中学化学里常用的物质，其中B是单质，A是化合物；它们之间相互反应以及生成物之间的转化关系如图33所示。已知E溶液与石炭酸的稀溶液混合时，溶液呈紫色。请回答：

（1）B和A的浓溶液反应的条件是__________，而常温下难反应的原因是__________。

（2）写出F和G相互转化的化学方程式：

Ｆ→Ｇ

；Ｇ→Ｆ

。（3）Ｌ转化成Ｉ的现象是