冲刺985之专题微突破金属及其化合物专题09铁及其氧化物(基础版)(原卷版+解析)

专题09铁及其氧化物【解题必备】1．铁元素在周期表中位于第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为：。2．铁的性质（1）物理性质铁具有导电、导热和延展性，具有能被磁铁吸引的特性。（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Fe2O3。点燃：3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4。b．与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3。c．与S的反应：Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS。②与水的反应：常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。③与酸的反应：a．与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。b．与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，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：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。b．与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。3．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＋2＋3＋2，＋3稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O【特别提醒】Fe3O4中的3个Fe原子的化合价可看作2个为＋3价，1个为＋2价，可表示为FeO·Fe2O3，平均价态为＋eq\f(8,3)价。在发生氧化还原反应时，对应价态的铁参与相关反应，如Fe3O4与HNO3反应时只有＋2价铁被氧化。【专题必练】1．下列金属中，通常采用热还原法冶炼的是A．钠B．铁C．银D．金2．将铁放入下列溶液中，铁溶解而溶液质量减轻的是A．FeCl2溶液B．稀H2SO4C．热的NaOH溶液D．CuSO4溶液3．将一定质量的铁粉加至H2SO4、MgSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液M和滤渣N。下列有关说法中，不合理的是A．滤液M中一定存在Fe2+B．滤渣N的质量一定小于加入铁粉的质量C．滤渣N中一定没有单质镁D．滤液M中至少含有两种金属阳离子4．某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是()A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算5．用废铁屑制备磁性胶体粒子，制取过程如下:下列说法不正确的是A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污B．通入N2是防止空气中的O2氧化二价铁元素C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应：H2O2+2Fe2++2H+==2Fe3++2H2OD．溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为2:1【解题必备】1．铁元素在周期表中位于第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为：。2．铁的性质（1）物理性质铁具有导电、导热和延展性，具有能被磁铁吸引的特性。（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Fe2O3。点燃：3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4。b．与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3。c．与S的反应：Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS。②与水的反应：常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。③与酸的反应：a．与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。b．与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，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：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。b．与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。3．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＋2＋3＋2，＋3稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O【特别提醒】Fe3O4中的3个Fe原子的化合价可看作2个为＋3价，1个为＋2价，可表示为FeO·Fe2O3，平均价态为＋eq\f(8,3)价。在发生氧化还原反应时，对应价态的铁参与相关反应，如Fe3O4与HNO3反应时只有＋2价铁被氧化。【专题必练】1．下列金属中，通常采用热还原法冶炼的是A．钠B．铁C．银D．金【答案】B点睛：属的冶炼一般有电解法、热还原法、热分解法、物理分离法；电解法：冶炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al，一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的三氧化二铝)制得；热还原法：冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用还原剂有(C、CO、H2等)；热分解法：Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得，物理分离法：Pt、Au用物理分离的方法制得。学.科网2．将铁放入下列溶液中，铁溶解而溶液质量减轻的是A．FeCl2溶液B．稀H2SO4C．热的NaOH溶液D．CuSO4溶液【答案】D【解析】A．铁与FeCl2溶液不反应，故溶液质量不变；B．铁与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁，溶液质量增加；C．铁与热的NaOH溶液不反应，溶液质量不变；D．铁与CuSO4溶液发生置换反应，生成硫酸亚铁溶液，由于硫酸亚铁的摩尔质量比硫酸铜小，所以溶液质量减轻。本题选D。点睛：注意本题强调的是溶液质量减轻，不溶于水的固体不属于溶液。3．将一定质量的铁粉加至H2SO4、MgSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液M和滤渣N。下列有关说法中，不合理的是A．滤液M中一定存在Fe2+B．滤渣N的质量一定小于加入铁粉的质量C．滤渣N中一定没有单质镁D．滤液M中至少含有两种金属阳离子【答案】B点睛：此题是对金属活动性顺序的考查，解题的关键是根据金属活动性顺序表判断发生反应的先后顺序，本题中铁首先与硫酸反应放出氢气，反应后再与硫酸铜反应置换出铜，铁与硫酸镁不反应。4．某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是()A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算【答案】D点睛：根据反应前后铁元素(或氧元素)守恒，再根据黑色粉末的质量得到氧元素(或铁元素)的质量，进而确定化学式。5．用废铁屑制备磁性胶体粒子，制取过程如下:下列说法不正确的是A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污B．通入N2是防止空气中的O2氧化二价铁元素C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应：H2O2+2Fe2++2H+==2Fe3++2H2OD．溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为2:1【答案】D【解析】A、碳酸钠的水溶液显碱性，油污