第3章 基础课时3铁及其化合物

[最新考纲]1．了解铁的主要性质及其应用。2.了解铁的重要化合物的主要性质及其应用。基础课时3铁及其化合物1．铁的性质

(1)物理性质 铁具有导电、导热和延展性，具有能被__________吸引的特性。考点一铁及其重要化合物的性质磁铁

(2)化学性质 铁单质性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。

①与非金属单质的反应：

A．与O2的反应： 常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为__________。 点燃：_________________________。

B．与Cl2的反应：_________________________。

C．与S的反应：_________________________。Fe2O3

③与酸的反应：

A．与非氧化性酸反应的离子方程式：

____________________________。

B．与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸________，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。

④与某些盐溶液的反应：

A．与CuSO4溶液反应的离子方程式：

____________________________。

B．与FeCl3溶液反应的离子方程式：

______________________________。Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑钝化Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋===3Fe2＋2．铁的氧化物和氢氧化物

(1)铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价_______________________稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应的离子方程式___________________Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O＋2＋3＋2，＋3FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

(2)铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O受热分解制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应______________________二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成__________色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为_____________________________________Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓灰绿4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3【互动思考】1．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？若能，写出其对应的化学方程式。2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸

(

) (2)将一定量的铁、铜的混合物加入到100mL0.1mol·L－1的FeCl3溶液中，充分反应后，溶液中有固体剩余，则剩余的固体中一定含有铜，可能含有铁

(

) (3)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同

(

) (4)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应

(

) (5)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 (

)

答案(1)√

(2)√

(3)×

(4)×

(5)√3．写出下列反应的化学方程式：

(1)FeO与稀硝酸反应的化学方程式：__________________ ________________________________。

(2)FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________。

答案(1)3FeO＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O (2)FeO＋2HI===FeI2＋H2O

Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O1．(2014·北京理综，7)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是 (

)。

A．K

B．Na

C．Fe

D．Al

解析D项，Al易被空气中氧气氧化成一层致密的氧化膜，阻止内部金属继续被氧化，正确。K、Na、Fe表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内部金属，A、B、C错误。

答案D[示向题组]

2．(2014·山东理综，9)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是

(

)。

A．FeO

B．Fe2O3

C．FeSO4

D．Fe3O4

解析Fe2O3不具有还原性，与稀HNO3反应不生成NO，另外三种等质量的物质中，含Fe2＋物质的量越多，与稀HNO3反应失去的电子越多。根据得失电子守恒，则生成NO的物质的量越多，经计算比较等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4中FeO含有Fe2＋物质的量最多，故选A。

答案A3．(2013·天津理综，9)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；

②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；

③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；

④……

⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。 请回答下列问题：

(1)装置A中反应的化学方程式为_____________________。

(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是________________________________。

(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)____________。

(4)装置B中冷水浴的作用为________________________； 装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：________________________________。

(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。

Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。

(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为__________________。由以上题组训练，可得出本考点的常见命题方向有：1．铁及其化合物的性质及应用2．有关铁及其化合物的实验探究1．(2014·威海一模)铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是

(

)。

A．Fe(OH)3

Fe2O3

B．Fe(OH)2

Fe2O3 C．Fe(OH)2

Fe(OH)3

D．Fe(OH)2

Fe3O4

解析铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。

答案B[跟进题组]

2．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是_____(填序号)。

解析因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，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，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。

答案①②③⑤【反思归纳】

制备Fe(OH)2的关键与方法 由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。 制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ (1)成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；

②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。

(2)制备Fe(OH)2时常采用的方法

①采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；

②将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；

③将碱直接加到亚铁盐溶液的底部[使生成的Fe(OH)2与空气隔离]；

④在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水的小而又不溶于水的有机溶剂)。3．某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同解答下列问题： 探究一设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验。

(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________。

(2)反应前A中投放碎瓷片的目的是__________________。

(3)装置E中的现象是____________________。 探究二设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。

(4)待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于________后，将所得溶液分成两份。

(5)一份滴加几滴KSCN溶液。若溶液变血红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为________(选填序号，下同)；若溶液未变血红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为________。

①一定有Fe3O4

②一定有Fe

③只有Fe3O4

④只有Fe (6)另一份用___________(填仪器名称)加入____________，可以证明溶液中存在Fe2＋。1．Fe2＋、Fe3＋的性质

(1)Fe2＋的氧化性和还原性

Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以__________为主，如：Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现__________。

(2)Fe3＋的氧化性

Fe3＋处于铁的高价态，只有________，如：它能______Fe、Cu、HI、H2S等。考点二Fe2＋和Fe3＋的性质及其检验方法还原性还原性氧化性氧化2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋2．Fe2＋、Fe3＋的检验方法

(1)直接观察颜色

Fe2＋溶液呈__________，Fe3＋溶液呈__________。

(2)利用显色反应(形成络离子)浅绿色棕黄色

(3)利用铁的氢氧化物的颜色

(4)利用Fe3＋的氧化性

(5)利用Fe2＋的还原性3．“铁三角”及其重要应用

(1)“铁三角”中的转化关系铁粉(或铁钉、铁屑)

【互动思考】1．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是________。

答案③④2．如何除去括号中的杂质

(1)Fe2＋(Fe3＋)：________________；

(2)FeCl3(FeCl2)：________________；

(3)FeCl2(CuCl2)：________________；

(4)Fe(Al)：________________；

(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：________________。

答案(1)加过量铁粉过滤(2)加氯水或H2O2

(3)加过量铁粉过滤(4)加过量强碱溶液过滤(5)加过量强碱溶液过滤1．(2014·重庆理综，4)茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是

(

)。[示向题组]

A．将茶叶灼烧灰化，选用①、②和⑨

B．用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④、⑥和⑦

C．过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦

D．检验滤液中的Fe3＋

，选用③、⑧和⑩

解析A项，灼烧在坩埚内进行，另外还用到酒精灯和泥三角，正确；B项，溶解、稀释用到烧杯和玻璃棒，错误；C项，过滤使用漏斗、烧杯、玻璃棒，正确；D项，检验Fe3＋应选用KSCN溶液，用胶头滴管取用试剂，在试管内进行反应，检验，正确。

答案B2．有关FeSO4的转化关系如图所示(部分物质已略去)。

已知：①X由两种化合物组成，将X通入品红溶液，溶液褪色；通入BaCl2溶液，产生白色沉淀。

②Y是红棕色的化合物。

(1)气体X的成分是________(填化学式)。

(2)反应Ⅰ的反应类型属于________(填序号)。

a．分解反应 b．复分解反应

c．置换反应 d．化合反应

e．氧化还原反应

(3)溶液2中金属阳离子的检验方法是________________________________________________________________。

(4)若经反应Ⅰ得到16g固体Y，产生的气体X恰好被0.4L1mol·L－1

NaOH溶液完全吸收，则反应Ⅳ中生成FeSO4的离子方程式是________________________________。由以上题组训练，可得出本考点的常见命题方向有：1．Fe2＋、Fe3＋的性质及检验方法2．铁及其重要化合物之间的转化关系1．(2014·北京西城期末)用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是

(

)。[跟进题组]

选项实验现象解释或结论A加入FeCl3固体溶液变成红褐色FeCl3的水解程度变大B加入等体积水溶液颜色变浅c(Fe3＋)变小C加入足量Fe粉溶液颜色变成浅绿色2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋D将FeCl3溶液微热溶液变成红褐色水解反应ΔH>0

解析向黄色的FeCl3溶液中加入FeCl3固体，溶液浓度增大，溶液黄色变深，但FeCl3的水解程度变小，A错误；往黄色的FeCl3溶液中加入等体积水，溶液被稀释，FeCl3的水解程度增大，c(Fe3＋)变小，溶液颜色变浅，B正确；在黄色的FeCl3溶液中加入足量Fe粉，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，溶液颜色变成浅绿色，C正确；水解反应是吸热反应，