2024年新高一化学暑假讲义讲义16 铁的化合物（学生版）

第十六讲铁的化合物1.掌握铁的氢氧化物及相关反应。2.掌握铁盐、亚铁盐及相关反应。3.掌握Fe2+、Fe3+的检验方法。一．铁的氢氧化物1.铁的氢氧化物的制备实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示：①图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成，应的离子方程式是Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓。②图乙实验中先观察到有白色沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，有关反应的离子方程式是：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。注意：①氢氧化亚铁的制备实验中：Fe2+易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，且配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸去除氧气。②为防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管深入到以FeSO4溶液的液面下，再挤出以NaOH溶液。③为防止Fe2+被氧化，还可向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量煤油液封。2.Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体与非氧化性强酸反应Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+Fe3++3H2O稳定性Fe(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))FeO＋H2O(隔绝空气)受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O二者的关系4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3二．铁盐和亚铁盐1.Fe3＋与Fe2＋的检验实验探究Fe3＋Fe2＋实验操作实验现象溶液变成红色无明显现象离子方程式Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3—结论Fe3＋遇SCN－显红色，可利用此现象检验Fe3＋的存在Fe2＋和SCN－不反应注意:向某未知溶液中滴加KSCN溶液，若溶液变成红色，证明该溶液中含有Fe3＋，但不能证明溶液中没有Fe2+。2.Fe3＋与Fe2＋的相互转化实验探究实验操作实验现象加少量铁粉振荡后，棕黄色溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液，溶液颜色无变化向上层清液中滴加新制氯水，溶液变成红色离子方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3实验结论Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋Fe2＋在较强的氧化剂作用下会被氧化成Fe3＋3.用覆盖铜板制作印刷电路板原理将覆盖铜板放入FeCl3溶液中，其反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。三.Fe2+和Fe3+的鉴别鉴别方法Fe2+Fe3+直接观色浅绿色棕黄色利用显色反应与KSCN不显红色加氯水变红色血红色加碱溶液白色沉淀→灰绿色→红褐色红褐色沉淀利用Fe3+的氧化性a与铜片无明显现象Cu被腐蚀溶液变蓝绿色b与淀粉KI试纸试纸不变蓝试纸变蓝色酸性KMnO4溶液褪色不褪色2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+2Fe3++2I-=2Fe2++I2注意：(1)Fe3+的检验方法很多，但在没有特殊要求的条件下，最好选择KSCN溶液，因为此法最灵敏。(2)溶液中同时含有Fe3+、Fe2+,由于Fe3+的存在对Fe2+的检验起了干扰作用，通常取少量溶液于试管中，向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液（或溴水）,溶液紫红色褪去（或溴水褪色）,说明含有Fe2+。(3)检验Fe2＋加入试剂:待测液eq\o(→,\s\up10(KSCN溶液))不变色eq\o(→,\s\up11(氧化剂),\s\do4(如氯水、H2O2))红色(含Fe2＋、不含Fe3＋)用酸性KMnO4溶液检验Fe2+时，溶液中不能含有其他还原性离子，如Cl-、I-等。(4)检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体eq\o(→,\s\up11(稀硫酸溶解),\s\do4(a))溶液eq\o(→,\s\up11(酸性KMnO4溶液),\s\do4(b))紫红色褪去。①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。四．“铁三角”之间的转化关系应用：1.判断离子共存：Fe3+与S2-、I-、SO32-在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。Fe2+与NO3-(H+)、ClO-、MnO4-(H+)在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。2.盐溶液的配制与保存：Fe2+的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2+被氧化水解。3.除杂：主要物质杂质除杂方法Fe2+Fe3+加过量铁粉过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2+Cu2+加过量铁粉后过滤1．《新修本草》是我国古代中药学著作之一，记载药物844种，其中有关于“青矾”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”据此推测，“青矾”的主要成分为A． B． C． D．2．实验室配制FeSO4溶液时，为了保证得到较纯的FeSO4溶液，可往溶液中加入A．铜粉 B．氯水 C．溴水 D．铁粉3．欲除去溶液中少量的，可选用的物质是A．氢氧化钠溶液 B．铁粉 C．铜粉 D．氯水4．下列试剂不能使转化为的是①新制氯水②溶液③酸性溶液④溶液⑤盐酸⑥溶液A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥5．某些化合物可由两种单质加热直接反应生成。下列化合物不符合上述条件的是（）A．FeS B．FeCl2 C．FeCl3 D．Fe3O46．下列关于铁及其化合物的说法错误的是A．实验室保存FeCl2溶液时常加入铁粉B．可用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质C．若FeCl2溶液中混有FeCl3可通过滴加氯水除去D．向FeCl2溶液中加入NaOH溶液，最终可观察到红褐色沉淀7．为了检验某Fe2+溶液是否变质，可向溶液中加入A．NaOH溶液 B．铁片 C．石蕊溶液 D．KSCN溶液8．按如图装置实验，不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是A． B．C． D．9．铁及其重要化合物之间的部分转化关系如图所示。(1)下列金属矿物中用于冶炼金属铁的是_______(填序号)；a．金红石(TiO2)b．赤铁矿(Fe2O3)c．辉铜矿(Cu2S)(2)实现Fe转化为Fe2+可选用足量的_______(填序号)；a．稀盐酸b．氢氧化钠溶液c．稀硝酸(3)在点燃的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应后，将产物溶于水，再滴加KSCN溶液，则溶液变为_______色，证明产物为FeCl3，写出氯气和铁反应的化学方为_______；(4)某同学将FeSO4溶液与NaOH溶液混合，未观察到白色沉淀，分析原因是生成的Fe(OH)2易被空气中的O2氧化，请你设计一个防止Fe(OH)2被O2氧化的实验方案_______10．三氯化铁溶液可腐蚀印刷电路板上的铜膜，某小组为了从腐蚀废液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3中回收铜，并将铁的化合物全部转化为溶液作为腐蚀液原料循环使用，设计了如下实验步骤：

(1)写出下列物质的化学式：②_______；③_______；(2)写出FeCl3溶液与铜发生反应的离子方程式：_______；(3)向滤液②中加入NaOH溶液并长时间暴露在空气中，可以观察到先生成了白色沉淀，迅速变成_______色，最后变成红褐色，沉淀变化过程发生反应的化学方程式为_______；(4)通入⑥发生反应的离子方程式：_______；(5)若向盛有氯化铁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_______(填字母代号)。A．有铜无铁B．有铁无铜C．铁、铜都有D．铁、铜都无1．为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性，某同学设计如下实验操作，对应的实验现象、实验结论及离子方程式均正确的是选项实验操作实验现象实验结论离子方程式A向溶液中加入片浅绿色溶液变为无色，溶液中有黑色固体生成具有还原性B向溶液中滴加新制氯水浅绿色溶液变为棕黄色具有还原性C向溶液中加入铁粉棕黄色溶液变为浅绿色具有还原性D向溶液中加入铜粉蓝色溶液变为棕黄色具有氧化性A．A B．B C．C D．D2．欲证明某溶液中不含而含有，下列实验操作顺序正确的是①加入足量新制氯水②加入足量溶液③加入少量溶液A．①③ B．③② C．③① D．①②③3．铁及其化合物应用广泛，下列关于铁单质及铁的化合物的说法错误的是A．自然界中的铁单质主要来自陨石B．氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为氧化铁(Fe2O3)C．氢氧化亚铁是一种还原性很强的白色难溶物质D．配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉以防止亚铁离子被氧化变质4．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A．含大量Fe3+的溶液：Cl-、Mg2+、SCN-、K+B．在含大量Ba2+的溶液中：SO、Na+、Cl-、H+C．使酚酞变红色的溶液：Na+、Ba2+、NO、Cl-D．在强酸性的溶液中：K+、Fe2+、Cl-、CH3COO－5．设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是A．2.8g铁所含电子数为1.3NAB．在加热条件下，22.4L氯气与足量铁反应消耗铁原子的数目为NAC．5.6g铁与足量盐酸反应转移的电子数为0.3NAD．高温下，0.2molFe与足量水蒸气反应，生成H2的分子数目为0.3NA6．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是A．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应B．Fe3O4中铁元素为+4价C．维生素能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作还原剂D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色7．在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判错误的是（）A．加入KSCN溶液一定不变红色 B．溶液中一定含Cu2+C．溶液中一定含Fe2+ D．剩余固体中一定含铜8．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是试剂选项甲组

乙组

A

新制氯水、KSCN溶液

NaOH溶液

B

酸性KMnO4溶液

KSCN溶液

C

KOH溶液

溴水

D

溴水

酸性KMnO4溶液

A．A B．B C．C D．D9．某化学兴趣小组进行如下实验：实验①向晶体中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；实验②向溶液中通入少量实验①中产生的，溶液变为黄色；实验③取实验②中生成的溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变为蓝色。下列判断正确的是A．上述实验证明氧化性：B．上述实验中，共有两个氧化还原反应C．不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝D．实验②证明既有氧化性又有还原性10．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是A．FeCl3溶液与Cu的反应：B．磁性氧化铁溶于盐酸：C．往NaOH溶液中滴加氯化铁溶液：D．向FeBr2溶液中通入过量Cl2：11．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溶液与用不含O2的蒸溜水配制的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___________。(4)生成的白色Fe(OH)2沉淀遇空气后发生反应的化学方程式为：___________。方法二：在如图装置中，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)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试