2022高三化学一轮（全国版）1铁和铁的化合物

第二节铁和铁的化合物-1-1．铁的化学性质及在社会生活中的应用。2．Fe及Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)化合物的相互转化规律，Fe2＋、Fe3＋的鉴别方法及应用。3．Fe3＋的水解及其应用。4．Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)化合物的实验制备及提纯。-1--1-(1)铁在周期表中的位置、结构铁是

号元素、位于第

周期、第

族、属于。原子结构示意图为：，能失去最外层

个电子表现

价，也可再失去次外层一个电子而表现

价。-1-26四Ⅷ

过渡元素2＋2＋3(2)铁的性质纯净的铁是银白色金属，密度为7.86g/cm3，熔、沸点高，易被磁铁吸引，也可被磁化。铁是比较活泼的金属，能与许多物质发生氧化还原反应，当遇强氧化剂时，铁呈

，当遇弱氧化剂时，铁呈。-1-高价低价①与非金属反应Fe在Cl2中、O2中燃烧方程式分别为：2Fe＋3Cl22FeCl33Fe＋2O2Fe3O4Fe＋S FeS

Fe＋I2 FeI2②与水蒸气反应3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2-1-③与酸反应非氧化性酸：氧化性酸④与盐的反应Fe＋Cu2＋

Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋3Fe2＋-1-Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

下列反应中，铁只能生成高价化合物的是(

)A．过量铁粉与稀硝酸反应B．铁粉与硫蒸气反应C．铁粉与过量的浓硫酸共热D．红热的铁粉与水蒸气反应【答案】

C-1--1-(1)铁的氧化物-1-名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁色态黑色粉末黑色晶体俗称——组成价态Fe3O4与酸反应HClHNO33FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2OHIFeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋Fe3＋变为Fe2与还原剂H2、CO、Al的反应FexOy＋yH2xFe＋yH2OFexOy＋yCOxFe＋yCO23FexOy＋2yAl3xFe＋yAl2O3FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O红棕色粉末铁红磁性氧化铁(2)铁的氢氧化物-1-氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质白色固体，不溶于水红褐色固体，不溶于水化学性质Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3白色絮状沉淀迅速

，最后变成。Fe(OH)2溶于稀HNO3中：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2OFe(OH)3溶解于HI酸中：制法可溶性碱与亚铁盐溶液反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性碱与铁盐溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓备注制取Fe(OH)2时，要将吸有NaOH溶液的胶头滴管

变成灰绿色红褐色

3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O插入到液面以下(2009年上海单科)实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是(

)A．Fe2O3和MnO2

B．MnO2和V2O5C．Cr2O3和V2O5 D．Fe3O4和FeO-1-【解析】

9gAl若全部参加反应总共失去电子的物质的量为 ×3＝1mol。由得失电子守恒知，生成18g金属单质最多得到1mol电子(Al全部反应)，也可能小于1mol电子(Al不能全部反应)，再结合平均值的思路分析如下：A项，Fe2O3：×3＝0.96mol；MnO2＝×4＝1.31mol；B项，MnO2：1.31mol，V2O5：×5＝1.76mol。C项：Cr2O3：×3＝1.03mol；V2O5：1.76mol；D项，Fe3O4：×＝0.85mol，FeO：×2＝0.64mol。综上分析可知：A、D选项正确。【答案】

AD-1--1-(1)“铁三角”是指Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的三角关系-1-(2)“铁三角”的应用①制取Fe(OH)2和Fe(OH)3A．制取Fe(OH)2a．碱液沉淀法：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH4+b．电解法：以铁棒作阳极，石墨作阴极，用NaOH溶液或NaCl溶液作电解质溶液进行电解。如右图所示：-1-原理：阳极：Fe－2e－===Fe2＋阴极：2H＋＋2e－===H2↑，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓B．制取Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4+-1-②判断离子共存A．Fe3＋与S2－、HS－、AlO2-、ClO－、CO32、HCO3-因水解相互促进而不能大量共存，Fe3＋与Ⅰ－因发生氧化还原反应不能大量共存。B．Fe2＋与S2－，酸性溶液中的NO3-、ClO－、MnO4-等离子因发生复分解反应或氧化还原反应不能大量共存。

Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋具有较强的水解能力，实际上pH＞4时，Fe3＋即可形成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2＋杂质时，一般先向该溶液中加入氧化剂(如H2O2)，使Fe2＋氧化为Fe3＋，然后通过加碱液调节pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。-1- (2008年宁夏)某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了如下图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。-1-填写下面空白。(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①____、②________、③________、④__________、⑤__________；(2)写出①处发生反应的离子方程式______________；写出③处发生反应的化学方程式______________________________________________________；(3)铁红的化学式为________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红______________；氧化铜__________________。-1-【解析】本题主要考查了元素与化合物的有关知识。通过对工业废水的处理，题目设计了高中重要的元素Fe、Cu的有关性质内容，涉及内容主要有物质推断、化学用语、物质用途等。在解此题时宜采用逆向推断法，从题中给出信息可知，首先分离的应是铁元素，所加最佳试剂应是铁粉，E溶液就为Fe2＋，铁红成分为Fe2O3，可联想到高中重要反应2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O，试剂⑤应为可溶性碱(NaOH或氨水)；当加入过量铁粉后，所得A应为固体Fe、Cu、Au的混合物，此时，只需加入稀硫酸(试剂②)后过滤可得Cu、Au混合物B，再加入稀硝酸试剂③可使Cu、Au得到分离，Cu(NO3)2加可溶性碱后加热得到CuO。-1-【答案】

(1)①铁屑②稀硫酸③稀硝酸④氢氧化钠⑤氢氧化钠(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋

2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)Fe2O3用做红色涂料用做制造铜盐的原料-1-1．在一次化学兴趣小组活动中，一小组利用物质间互变，设计成一平面“魔方”，如右图所示：已知：①A、B、C、D、G含有同一种元素。②有下列表格：-1-物质纯A(单质)B(溶液)D(固体)G(溶液)颜色银白色黄色红棕色浅绿色③E是通常情况下密度最小的气体；B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀；在水溶液中B也能将一种气体氧化物氧化为F，F是含有三种元素的化合物，与A反应生成E和G。根据以上信息填空：(1)写出D的化学式______________；G生成C的过程中所出现的现象为________________________________。(2)写出下列反应的化学方程式：E→A__________；A→B________________。(3)B→F的离子方程式为______________________。-1-【解析】本题切入点是物质的颜色。依题意，E为氢气，B中含氯离子，所以B为氯化铁，A为铁。D为氧化铁，F与铁反应生成氢气和G，F是一种气体氧化物在水溶液中被氯化铁氧化而成，说明F为硫酸，G为硫酸亚铁。则C为Fe(OH)3。【答案】

(1)Fe2O3先产生白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色(2)4H2＋Fe3O4 3Fe＋4H2O2Fe＋3Cl2 2FeCl3(3)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H

-1-(1)亚铁盐(Fe2＋)的性质①性质：浅绿色，易水解Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋；②易被氧化：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2OCl2与FeBr2、FeI2溶液反应，由于还原性：I－>Fe2＋>Br－，所以：-1-a．Cl2与FeBr2溶液反应情况当Cl2不足： ≤时，只有Fe2＋被氧化：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－当Cl2过量： ≥时，Fe2＋、Br－均被氧化：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－当时，Fe2＋完全被氧化，Br－部分被氧化，离子方程式不定。b．Cl2与FeI2溶液反应时情况当Cl2不足： ≤时，只有I－被氧化：Cl2＋2I－===2Cl－＋I2-1-当Cl2过量：时，Fe2＋、I－均被完全氧化：2Fe2＋＋4I－＋3Cl2===2Fe3＋＋2I2＋6Cl－当 时，I－完全被氧化，Fe2＋部分被氧化，离子方程式不定。-1-(2)亚铁盐溶液保存贮存Fe2＋盐的溶液时，加入酸的目的是抑制水解，加入铁屑的目的是防止被O2氧化。(3)铁盐(Fe3＋)的性质①水解性：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋(Fe3＋呈棕黄色)故配制Fe3＋盐溶液时应加少量的相应的酸以防止Fe3＋水解。将饱和FeCl3溶液滴入沸水中至溶液呈红褐色，即可制得Fe(OH)3胶体：Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3H＋。Fe(OH)3胶体可吸附水中杂质起净水作用

-1-②强氧化性：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋所以：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋③络合性：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。用于Fe3＋的检验。-1- (1)FeCl3溶液与Na2S溶液发生氧化还原反应时，Na2S的物质的量不同，反应的原理不一样：2Fe3＋＋S2－(少量)===2Fe2＋＋S↓2Fe3＋＋3S2－(足量)===2FeS↓＋S↓(2)在空气中蒸干Fe2(SO4)3溶液，得到Fe2(SO4)3固体。 用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：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-(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入______。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成白色Fe(OH)2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_________________________。方法二：如右图所示装置中，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____________。-1-(3)为了制得白色Fe(OH)2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，其理由是_______________________。-1-【解析】

方法一：(1)FeSO4为还原性较强的强酸弱碱盐，其水溶液中Fe2＋易被氧化和水解。配制FeSO4溶液时，为防止Fe2＋的氧化和水解，需加铁屑(防Fe2＋被氧化)和稀H2SO4(抑制Fe2＋的水解)。(2)除去蒸馏水中溶解的O2可将蒸馏水煮沸，使O2逸出。(3)Fe(OH)2极易被氧化生成Fe(OH)3，不利于Fe(OH)2沉淀颜色的观察。通过该操作能避免生成的Fe(OH)2沉淀与O2接触而被氧化，以使沉淀能较长时间保持白色，便于观察Fe(OH)2的颜色。-1-方法二：由题给装置可确定，试管Ⅰ为FeSO4的制取装置，试管Ⅱ为Fe(OH)2的制备装置。(1)试管Ⅰ中加入的试剂为稀H2SO4、铁屑。(2)试管Ⅱ中加入试剂为NaOH溶液。(3)由于实验前装置中有空气，反应试剂稀H2SO4和NaOH溶液中也溶解有O2，因此在制取Fe(OH)2之前必须将装置内的空气和试剂中溶解的O2赶出。排净氧气的方法是先将止水夹打开使铁与稀H2SO4反应，利用反应生成的-1-H2将装置内的O2和溶液中的溶解的氧赶出。证明O2是否排净可通过检验排出H2的纯度来确定。当排出的氢气已纯净后，可将止水夹关闭，生成的FeSO4溶液进入试管Ⅱ与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2。(4)由于试管Ⅰ和试管Ⅱ中充满了H2，避免了Fe(OH)2与O2的接触，从而可使Fe(OH)2沉淀的白色保持较长时间。-1-【答案】方法一：(1)稀H2SO4、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2方法二：(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入-1- 2．如下图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：-1-(1)B中盛有一定量的NaOH，A中应预先加入的试剂是____________。A中反应的离子方程式是______________________。(2)实验开始时应先将活塞a__________(填“打开”或“关闭”)。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程________________。(4)实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为______________________。-1-(5)下列各图示中________能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。-1-【解析】

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，产生H2将Fe2＋压于B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；Fe2＋在空气中很容易被氧化，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要使整个装置与空气或氧气隔绝。【答案】

(1)铁屑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

(2)打开(3)关闭活塞a，使FeSO4溶液压入B中进行反应(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

(5)①②③⑤-1-(1)Fe2＋的检验方法一：在被检验的溶液中，滴加KSCN溶液，无现象，再通入Cl2，若变成红色溶液，说明有Fe2＋存在(鉴别时不能先通氯气)。Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－-1-方法二：在被检验的溶液中加碱，产生白色絮状沉淀，很快白色絮状沉淀转变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋存在。Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(2)Fe3＋的检验方法一：加入NaOH等碱溶液，生成红褐色沉淀。Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)方法二：加入KSCN溶液，溶液变为红色。Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)方法三：滴加苯酚溶液，溶液呈紫色。-1-

检验溶液中含有Fe2＋或Fe3＋时，首先要选择合适的检验试剂，然后要用化学语言描述相应的实验操作，实验现象及其结论，三者缺一不可，文字表达要规范、完整、准确。-1-

铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：-1-(1)试剂1是______________，加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是_______________________；(2)加入KSCN溶液后，在未加新制氯水的情况下，溶液中也产生了红色，其可能的原因是_____________；(3)在实验中发现放置一段时间，溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究溶液褪色的原因，你认为产生该现象的原因可能有哪些？请设计实验进行验证。-1-【解析】本实验其实是借助于补铁药物来考查Fe2＋的检验，背景虽新，但知识点并不陌生，难度也较小。首先明确关于Fe2＋的有关知识：具有还原性，易被氧化，遇KSCN溶液不显色。然后分析给定的实验方案：药品碾碎并加入试剂1后得到了淡绿色溶液，这应是含Fe2＋的溶液，该溶液加入KSCN溶液后呈现淡红色，说明里面含有Fe3＋，即该试剂易部分被氧化，再加入氯水，由于氯水具有强氧化性，不难想到此步是将Fe2＋氧化成Fe3＋，因此证明药物“速力菲”中确实含有Fe2＋。最令人疑惑不解的是-1-最后一步：为什么红色溶液放置一段时间后又会褪色？题目在此处又一次进行了探究性设计：红色产生的原因是Fe2＋与SCN－结合生成Fe(SCN)3，现在颜色重新褪去，原因不外乎两个：①Fe3＋被还原剂还原；②氯水具有强氧化性，将SCN－氧化。为得到最后的结论，可向褪色后的溶液中再加入KSCN溶液，如果溶液变红色，说明是原因②所致；如果溶液不变红色，说明是原因①所致。-1-【答案】

(1)稀盐酸(或稀硫酸)

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(2)少量的Fe2＋被空气中的氧气氧化(3)①Fe3＋被还原剂还原；②氯水具有强氧化性，将SCN－氧化实验方案：向褪色后的溶液中再加入KSCN溶液，如果溶液变红色，说明是原因②所致；如果溶液不变红色，说明是原因①所致。-1- 3．向一种溶液中滴加另一种溶液后，溶液的颜色不发生变化的是(

)A．碳酸氢钠溶液中滴加稀硝酸B．硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液C．碘水中滴加淀粉碘化钾溶液D．高锰酸钾溶液中滴加亚硫酸钠溶液-1-【解析】

NaHCO3溶液中滴加稀HNO3会产生气泡，但没有颜色变化。Fe3＋与SCN－反应生成血红色Fe(SCN)3溶液。碘水中的I2与淀粉作用出现蓝色。SO具有还原性，能与紫色KMnO4溶液反应而使其褪色。【答案】

A-1--1-请你帮助他们完成以下实验报告：1．实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性。2．试剂：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。3．仪器：胶头滴管、__________(你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器。)4．实验记录(划线部分不必填写)-1--1-序号实验内容实验现象离子方程式实验结论①在FeCl2溶液中滴入适量氯水溶液由浅绿色变为黄色Fe2＋具有还原性②在FeCl2溶液中加入锌片—Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe③在FeCl3溶液中加入足量铁粉Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋Fe3＋具有氧化性④——Fe3＋具有氧化性5.实验结论：Fe只有还原性，Fe3＋只有氧化性，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。(1)根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有__________。(填序号)A．Cl2 B．NaC．Na＋

D．Cl－E．SO2 F．NO2(2)亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时应该______________防止亚铁盐被氧化

-1-【解析】根据探究实验目的和提供的试剂分析，本实验只需要试管和胶头滴管就可以完成。再结合实验记录中部分内容，就可以判断利用铁粉与FeCl3反应，探究出Fe的还原性，Fe3＋的氧化性；利用提供的氯水、FeCl2(aq)，推断Fe2＋具有还原性，利用FeCl2(aq)和锌片推断Fe2＋有氧化性。最后推出具有中间价态的Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，从而判断A、E、F也符合以上规律。【答案】

3.试管4.①Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋②Fe2＋具有氧化性③铁粉逐渐溶解，溶液由黄色变为浅绿色④在FeCl3溶液中加入铜片5.(1)AEF

(2)在亚铁盐溶液中加入少量铁粉-1--1-1．(2009年海南单科)在5mL0.05mol/L的某金属氯化物溶液中，滴加0.1mol/LAgNO3溶液，生成沉淀质量与加入AgNO3溶液体积关系如下图所示，则该氯化物中金属元素的化合价为(

)A．＋1

B．＋2C．＋3 D．＋4-1-【解析】

从图中可以看出，AgNO3溶液的体积应在7～8mL之间。由于5mL金属氯化物的溶液中所含Cl－的物质的量与Ag＋的物质的量相等，设金属氯化物的化学式为MClx，粗略计算有：5.0mL×0.05mol·L－1×x＝8.0×0.1mol·L－1，解得x＝3.2。所以，认定金属元素的化合物为＋3。【答案】

C-1-2．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质：①FeCl3②Fe2O3③Cu(NO3)2④KNO3，铜粉溶解的是(

)A．只有①或②B．只有②或④C．只有①或②或③D．上述四种物质中任意一种【解析】①、②中＋3价的铁能将铜氧化，③、④中都存在NO，和硫酸一起形成硝酸溶液，使铜溶解。【答案】

D-1-3．下列物质不能通过化合反应直接制得的是(

)A．FeCl2 B．NaHSO3C．Cu(OH)2 D．Fe(OH)3【解析】氧化铜和水不能反应。注意D项，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。【答案】

C-1-4．在某些高档点心的包装盒内有个小纸袋，将小纸袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将灰黑色粉末溶于盐酸，取上层清液，滴入KSCN溶液，再滴入几滴氯