第10讲铁及其化合物（学生版）

第10讲铁及其化合物骄傲自满是一座可怕的陷阱，而这个陷阱是我们自己亲手挖掘的。——老舍复习目标1．能根据氧化还原反应原理，理解铁、铁的氧化物、铁盐、亚铁盐的氧化性、还原性，能正确书写相互间转化的方程式。2．能根据物质的酸碱性，理解铁的氧化物、铁盐、亚铁盐与酸、碱、盐等物质的反应。3．会检验Fe3＋和Fe2＋的存在。复习重点难点1．亚铁盐的强还原性、铁盐的强氧化性及Fe3＋和Fe2＋之间的相互转化。2．Fe3＋和Fe2＋的检验原理。铁元素的存在①游离态：存在于陨铁中②化合态：铁的性质常见价态＋2、＋3（铁还有＋6如K2FeO4）物理性质纯净的铁是光亮的____色金属，有良好的导电性、传热性，延展性，能被_______吸引与单质的反应O2________________________________Cl2__________________________(无论Fe的量多少，产物都是FeCl3)SFe＋Seq\o(,\s\up6(Δ))FeS与H2O反应3Fe＋4H2O(g)eq\o(,\s\up7(高温))_____________(产物是Fe3O4不是Fe2O3)与非氧化性酸(HCl、H2SO4)反应离子方程式为：__________________________与氧化性酸反应稀HNO3铁少量：Fe＋4NO3(稀)Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O铁过量：3Fe＋8HNO3(稀)3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O浓HNO3浓硫酸常温下，浓硫酸与浓硝酸与铁在常温下发生_________。实质是强氧化性的酸使铁、铝的表面生成一层__________的氧化膜，阻止了内部金属与酸继续反应。与盐溶液反应发生置换反应离子方程式为：__________________________与FeCl3溶液反应，离子方程式为：__________________________铁的氧化物性质和用途名称氧化亚铁四氧化三铁氧化铁化学式FeOFe3O4Fe2O3铁的化合价＋2＋2、＋3＋3氧化物类型_______氧化物非碱性氧化物______氧化物颜色状态______色粉末______色晶体______色粉末俗名——________________________、铁锈用途——__________材料________颜料HCl反应离子方程式FeO＋2H＋____________——Fe2O3＋6H＋____________CO反应化学方程式FeO＋COeq\o(,\s\up7(高温))Fe＋CO2——______________________________铁的氢氧化物性质化学式Fe(OH)2Fe(OH)3物质类别二元弱碱三元弱碱颜色状态______固体______固体溶解性不溶于水不溶于水H2SO4反应离子方程式Fe(OH)2＋2H＋__________________Fe(OH)3＋3H＋____________与O2反应方程式4Fe(OH)2＋O2＋2H2O___________——热稳定性Fe(OH)2eq\o(,\s\up6(Δ))FeO＋H2O(隔绝空气)2Fe(OH)3eq\o(,\s\up6(Δ))____________制备离子方程式Fe2＋＋2OH－Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3↓亚铁与铁离子的性质离子Fe2＋Fe3＋颜色浅绿色(棕)黄色Fe反应离子方程式——__________________Cu反应离子方程式——______________________________KI反应离子方程式——2I－＋2Fe3＋2Fe2＋＋I2Cl2反应离子方程式________________________——KSCN反应离子方程式——Fe3＋＋3SCN－____________铁及其化合物转化关系图以物质的类别为横坐标、化合价为纵坐标，请有关物质放入“坐标系”中。铁的价态发生改变1．eq\o(Fe,\s\up6(0))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up3(弱氧化剂),\s\do4())),\s\do7(还原剂))eq\o(Fe,\s\up6(＋2))eq\o(Fe,\s\up6(0))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(－2e－),\s\do4(→))),\s\do6())eq\o(Fe,\s\up6(＋2))eq\o(Fe,\s\up6(＋2))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(＋2e－),\s\do4(→))),\s\do6())eq\o(Fe,\s\up6(0))化合反应：__________________置换反应：________________________________________________其他类型：3Fe＋8HNO3(稀)3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O置换反应：FeO＋H2eq\o(,\s\up7(高温))____________其他类型：FeO＋COeq\o(,\s\up7(高温))Fe＋CO22．eq\o(Fe,\s\up6(0))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up3(强氧化剂),\s\do4())),\s\do7(还原剂))eq\o(Fe,\s\up6(＋3))eq\o(Fe,\s\up6(0))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(－3e－),\s\do4(→))),\s\do6())eq\o(Fe,\s\up6(＋3))eq\o(Fe,\s\up6(＋3))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(＋3e－),\s\do4(→))),\s\do6())eq\o(Fe,\s\up6(0))化合反应：________________________2Fe＋3Br22FeBr3其他类型：Fe＋4HNO3(稀)Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O置换反应：Fe2O3＋H2eq\o(,\s\up7(高温))________________其他类型：Fe2O3＋3COeq\o(,\s\up7(高温))2Fe＋3CO23．eq\o(Fe,\s\up6(＋2))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up3(氧化剂),\s\do4())),\s\do7(还原剂))eq\o(Fe,\s\up6(＋3))eq\o(Fe,\s\up6(＋2))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(e－),\s\do4(→))),\s\do6())eq\o(Fe,\s\up6(＋3))eq\o(Fe,\s\up6(＋3))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(+e－),\s\do4(→))),\s\do6())eq\o(Fe,\s\up6(＋2))化合反应：________________________4Fe(OH)2＋__________________4Fe(OH)3其他类型：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O化合反应：________________________其他类型：2FeCl3＋Cu____________________铁三角1．有的燕麦片中加入少量极细的铁粉，你知道加入铁粉的目的吗？2．绿矾(FeSO4·7H2O)是一种常用的补铁剂，若用硫酸与铁反应制备硫酸亚铁时，哪种试剂要过量？3．实验室在保存硫酸亚铁溶液时，常在溶液中加入少量的铁粉。你知道其中的原理吗？4．如何除去硫酸铁溶液中的硫酸亚铁杂质？1．（2021·江苏学业水平合格考）对印刷电路板制作过程中(2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2)产生废液X进行回收处理，流程如图所示。下列说法不正确的是

A．1molFeCl3与Cu完全反应，转移电子数约为6.02×1023B．若废液X中滴加KSCN溶液变红，则X中EQ\f(n(Cu2＋),n(Fe2＋)＋n(Fe3＋))＝EQ\f(1,2)C．若向溶液A中、溶液B中分别加入少量铁粉，铁粉均有减少D．实验室中进行操作①②时，需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒2．（2023·江苏连云港学业水平合格考模拟）在实验室可以通过废铁屑制备绿矾(FeSO4·7H2O)。实验流程如下：（1）“浸泡”时Na2CO3溶液与废铁屑表面的油污反应，生成溶于水的高级脂肪酸钠和甘油()，从而除去油污。甘油中含有的官能团为_______(填名称)，其能与_______(填字母)发生酯化反应。a．CH3COOH b．CH3CHO c．CH3CH2OH（2）“酸溶”时铁与稀H2SO4反应的离子方程式为___________________________________。（3）“酸溶”前废铁屑表面上的铁锈不需要去除，其原因是___________________________________________________________________。铁的价态未发生改变1．化合物表现酸碱性，通过加酸、碱、盐实现转化。2．Fe(OH)2的制备：溶液的配制——亚铁盐溶液中加入少量铁粉，配制NaOH时，蒸馏水要煮沸除去溶解的______，反应过程中要避免的空气接触。3．Fe(OH)3胶体制备：FeCl3＋3H2Oeq\o(,\s\up6(Δ))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。eq\o(Fe,\s\up6(＋2))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(),\s\do4(→))),\s\do6())eq\o(Fe,\s\up6(＋2))eq\o(Fe,\s\up6(＋3))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(),\s\do4(→))),\s\do6())eq\o(Fe,\s\up6(＋3))酸：FeO＋_____________________碱：Fe(OH)2＋_____________________盐：FeCl2＋2NaOH_____________________酸：Fe2O3＋_____________________碱：Fe(OH)3＋______________________盐：FeCl3＋______________________________（2022·吉林省吉林市期末）某小组同学为了获取在制备Fe(OH)2的过程中，沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据，用图1所示装置进行了如下实验(夹持装置已略去，气密性已检验)。【进行实验】实验步骤：I．向三颈瓶中加入饱和FeSO4溶液，按图1所示连接装置；II．打开磁力搅拌器，立即加入10%NaOH溶液；II．采集三颈瓶内空气中O2含量和溶液中O2含量(DO)的数据。实验现象：生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为红褐色。实验数据：【解释与结论】①搅拌的目的是___________________________________。②白色沉淀变为红褐色沉淀的化学方程式为___________________________________________。③通过上述实验，可得到“在制备Fe(OH)2过程中，沉淀颜色改变与氧气有关”的结论，其实验证据是________________________________________________________________________。亚铁离子与铁离子的检验Fe2＋Fe3＋显色法待测液中滴加KSCN溶液，无现象，再滴加____________，溶液立即变红色待测液中滴加KSCN(或NH4SCN)溶液，溶液立即变为______色沉淀法待测液中滴加NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为______色，最后变为______待检液滴加NaOH溶液，出现______色沉淀如何检验硫酸亚铁补铁剂是否变质？1．（2022·四川省巴中市巴州区期末）向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，进行如下实验。下列分析正确的是A．只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2＋B．试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3＋C．试管3中的离子反应为：Fe2＋＋Cl2Fe3＋＋2Cl－D．试管3中必定有红色沉淀生成2．（2022·贵州省贵阳市期末）某生产企业的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的CuSO4。为了变废为宝，技术人员计划从该废水中回收FeSO4和金属Cu，工艺流程如图所示。回答下列问题：（1）“操作1”与“操作2”的名称为_________，在实验室中进行该操作时，所需要的玻璃仪器除烧杯外，还有___________________。（2）加入试剂A的目的是将Cu2＋全部转化为Cu，以便回收铜单质，发生反应的离子方程式为______________________________。（3）“滤渣”的成分为________________，加入的试剂B为__________(填化学式)。（4）要鉴别“溶液2”中的金属阳离子，所需实验操作及实验现象是________________________________________________________________________________________。（2022·江苏学业水平合格考）铁粉活化可用于污水处理。活化方法如下：向一定量表面被部分氧化的铁粉中加入少量稀盐酸和H2O2(少量H2O2有利于铁粉活化)，搅拌。一段时间后，铁粉吸附Fe2＋形成胶体。活化过程中，溶液中c(Fe2＋)、c(Fe3＋)随时间变化如图所示。下列说法不合理的是A．盐酸能与铁粉表面的Fe2O3反应B．0～2.5min，溶液的pH不断升高C．～5min，c(Fe3＋)减小，c(Fe2＋)增加，可能发生反应：2Fe3＋＋Fe3Fe2＋D．5min后，c(Fe2＋)减小，可能是H2O2将Fe2＋还原为Fe1．（2023·江苏淮安学业水平合格考模拟）下列物质能使KSCN溶液显红色的是A．FeCl2溶液 B．CuCl2溶液 C．氯水 D．FeCl3溶液2．（2023·江苏海安学业水平合格考模拟）下列关于铁及其化合物的描述中，正确的是A．铁的硬度很小 B．铁可以被磁铁吸引C．Fe在O2中燃烧生成Fe2O3 D．常温下，Fe与浓硫酸不反应3．（2023·江苏连云港学业水平合格考模拟）常温下，下列溶液可用铁制容器盛装的是A．氯化铁溶液 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．浓盐酸4．（2022·江苏启东学业水平合格考模拟）下列反应中Fe3＋表现氧化性的是A．FeCl3溶液能使淀粉KI试纸变蓝B．FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀C．FeCl3溶液中加入AgNO3液产生白色沉淀D．FeCl3溶液滴入沸水中产生红褐色的胶体5．（2022·江苏海安学业水平合格考模拟）下列实验方法能达到实验目的的是A．用分液漏斗从食醋中分离出乙酸B．用焰色反应鉴别Na2SO4和Na2CO3C．用NaOH溶液除去Cl2中含有的少量HClD．用KSCN溶液检验FeCl2溶液中是否含有Fe3＋第10讲铁及其化合物1．（2023·江苏扬州学业水平合格考模拟）金属铁广泛应用于生产生活中，铁元素的常见化合价有＋2和＋3价，常见的核素有56Fe、57Fe、58Fe等。Fe2O3是重要的化工原料，硫铁矿烧渣中含有大量的Fe2O3，工业上常将其用于制取绿矾(FeSO4·7H2O)。Fe2O3/Au可用作反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的催化剂。下列物质中铁元素为＋3价的是A．Fe B．FeO C．FeSO4·7H2O D．Fe2O32．（2022·湖南省娄底市新化县期末）为检验某溶液中是否含有Fe3＋，可以选择的试剂是A．KSCN溶液 B．AgNO3溶液 C．酸性KMnO4溶液 D．BaCl2溶液3．（2023·江苏苏州学业水平合格考模拟）常温下，将铁片放入下列溶液中，有大量气泡产生的是A．稀硫酸 B．浓硫酸 C．氢氧化钠溶液 D．硫酸铜溶液4．（2022·江苏连云港学业水平合格考模拟）魔术师将半杯“白酒”倒入半杯“黄酒”中变成了一杯“红酒”，“白酒”和“黄酒”的成分可能是选项“白酒”“黄酒”AKSCN溶液FeCl3溶液BKOH溶液溴水CKOH溶液酚酞溶液D淀粉溶液碘水5．（2022·贵州省铜仁市期末）我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空，开始了探索宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作。根据所学的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是A．Fe B．FeO C．Fe2O3 D．Fe3O46．（2023·江苏金陵中学学业水平合格考模拟）下列物质间的转化不能通过化合反应一步实现的是A．FeCl3→FeCl2 B．Fe→FeCl3C．Fe→Fe(OH)3 D．Fe(OH)2→Fe(OH)37．（2023·江苏镇江学业水平合格考模拟二）在FeCl3和CuCl2的混合液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子是A．Fe2＋ B．Fe3＋和Fe2＋ C．Cu2＋和Fe2＋ D．Cu2＋8．（2023·江苏扬州学业水平合格考模拟）铁及其化合物在生产生活中有着重要的用途。下列反应的离子方程式书写正确的是A．氧化铁与盐酸反应：Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2OB．FeCl3溶液与Cu反应：Fe3＋＋CuFe2＋＋Cu2＋C．铁与稀盐酸反应：2Fe＋6H＋2Fe3＋＋H2↑D．氯化铁溶液与氨水反应：Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3↓9．（2023·江苏扬州学业水平合格考模拟）下列叙述正确的是A．实验室金属钠保存在煤油中 B．次氯酸具有强还原性C．常温下，铁片与浓硫酸不反应 D．氧化钠可用作呼吸面具中的供氧剂10．（2022·江苏南通学业水平合格考模拟）下列有关铁及其化合物的说法不正确的是A．铁是一种银白色金属B．铁在常温下与水不反应，但可在高温条件下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2C．常温下，铁与浓硝酸、浓硫酸均不反应D．铁在氯气中燃烧生成FeCl3，其溶于水形成的溶液呈棕黄色11．（2022·江苏姜堰学业水平合格考模拟）下列有关离子（或物质）的检验及结论正确的是A．用洁净的铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色，则溶液中一定不含有K＋B．向无色溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀出现，则溶液中含有SO2－C．向某溶液中滴加少量氯水，再滴加KSCN溶液，若溶液变成血红色，则原溶液中一定有Fe2＋D．向某黄色溶液中加入淀粉溶液，若溶液变蓝色，则原溶液中含有I212．（2022·四川省广安市期末）维生素C又称“抗坏血酸”，能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3＋转化为易吸收的Fe2＋，下列有关分析错误的是A．维生素C具有还原性B．Fe3＋转化为Fe2＋发生了氧化反应C．维生素C药片应隔绝空气保存D．向Fe3＋的溶液中加入Cu，也能将Fe3＋转化为Fe2＋13．（2022·安徽省蚌埠市期末）下列说法中正确的是A．向某溶液中滴加几滴KSCN溶液，溶液变红则原溶液中不可能含Fe2＋B．向某溶液中滴加几滴BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中一定含SO2－C．向某溶液中滴加几滴KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色退去，则原溶液中一定含Fe2＋D．向新制氯水滴加几滴紫色石蕊试液，溶液先变红后褪色则新制氯水具有酸性和强氧化性14．（2022·江西省上饶市期末）人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的铁粉，这些铁粉在人体胃酸(主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐。下列叙述错误的是A．铁粉具有还原性 B．铁是人体必需的微量元素C．亚铁盐溶液呈浅绿色 D．Fe＋2H＋Fe3＋＋H2↑15．（2022·北京市顺义区期末）下列关于实验Ⅰ～Ⅳ说法不正确的是A．用实验Ⅰ制备Fe(OH)3胶体时，当液体出现红褐色时，应立即停止加热B．用实验Ⅱ制备Fe(OH)2沉淀，刚开始出现白色沉淀，很快变成灰绿色C．若实验Ⅲ观察到火焰呈紫色，证明被检验的物质含有钾元素D．实验Ⅳ观察到的现象是：开始生成白色沉淀，当氨水过量，沉淀消失16．（2022·辽宁省锦州市期末）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如右图所示．下列推断正确的是A．a可与水蒸气在高温条件下反应生成eB．b是一种黑色粉末，在空气中受热，迅速被氧化生成eC．c中加入新制氯水可生成d，此反应中c体现氧化性D．e是碱性氧化物，e中加入盐酸可生成d17．（2023·江苏盐城学业水平合格考模拟）医学发现一种Fe3O4纳米粒子具有肝靶向功能。利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图示意如下：已知：Zn溶于强碱时生成[Zn(OH)4]2－。下列有关说法正确的是A．“Fe3O4”俗称铁红B．“碱洗”是为了洗去废旧镀锌铁皮表面的油污C．“酸溶”中发生反应的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2OD．“氧化”后溶液中存在的离子有：H＋、Fe2＋、Fe3＋、SO2－18．（2023·江苏学业水平合格考）实验室用如图所示装置(夹持仪器已省略)制备半导体材料纳米二硫化亚铁(FeS2)：将一定比例的Fe2O3、硫粉加入三颈烧瓶中，再加入一定量的有机物X(沸点为350℃)和有机酸Y；290℃条件下搅拌，一段时间后得到黑色悬浊液；冷却、分离、干燥得到产品。下列对实验事实的解释不合理的是实验事实解释A反应的溶剂用有机物X而不用水有机物X易溶解硫且沸点较高B有机酸Y有利于Fe2O3的转化有机酸Y能与Fe2O3反应，有利于Fe3＋参与后续反应C冷凝管内出现黄色气体加热条件下有硫蒸气产生D产品中n(Fe)∶n(S)＝1∶1.87产品中与S2－结合的Fe2＋部分转化为Fe3＋A．A B．B C．C D．D19．（2022·江苏学扬州业水平合格考模拟）某硫酸厂产生的烧渣（主要含Fe2O3和FeO，还有一定量的SiO2）可用于制备FeSO4溶液，其流程如下：（1）“酸溶”时，提高反应速率的措施有______________________________________（写一条）。（2）加入Fe粉还原后，检验Fe3＋是否反应完全的试剂为______________。（3）写出“还原”步骤中