【领跑 百分百】第16讲 铁及其化合物-2024年初升高化学衔接讲义（人教版2019）（解析版）

第1第16讲铁及其化合物0101自学导引02知识精讲03对点精练04易错辨析05基础测评06能力提升自学导引自学导引阅读教材64页——70页，填空。1、人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主要是以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。2、我国目前发现最早的人工治铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了治铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。如高炉炼铁3、铁在成人体中的含量为4～5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15～20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。4、氧化铁的用途油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料。一、铁1、铁元素存在形式铁元素在地壳中含量居第4位，居金属元素第2位。分布在地壳中的铁只有化合态(主要是+2和+3价)，游离态的铁只存在于陨石中。2、物理性质：探究：初中及高中的学习，你学过哪些关于铁的性质？3、化学性质（1）铁与非金属单质反应点燃=1\*GB3①与O2反应：现象：剧烈燃烧，火星四射。点燃化学方程式：3Fe+2O2====Fe3O4。=2\*GB3②铁与S反应：Fe+S===FeS。=3\*GB3③铁与Cl2反应：2Fe+3Cl2===2FeCl3。（2）铁与酸(如稀HCl、稀H2SO4等)的反应离子方程式：Fe+2H+==Fe2++H2↑。（3）铁与盐溶液的反应高温与CuSO4溶液反应：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu。高温（4）铁在高温下与水蒸汽反应：3Fe+4H2O(g)====Fe3O4+4H2。【疑难探究】教材实验【3-3】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶出非液观察并记录现象。实验【3-4】在盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水，又发生了什么变化?【疑难探究】教材实验【3-1】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。加入碱，产生红褐色沉淀；另一支试管中加入碱，现象：先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。【疑难探究】教材70页探究正误判断正误判断(对的打“”，错的打“ｘ”)1分别与和盐酸反应所得氯化物相同。(_______)2不能通过化合反应制备。(_______)3“青矾”宜密闭保存，防止氧化变质。(_______)4检验溶液中的，可将酸性溶液滴加到该溶液中，若酸性溶液褪色，证明含有。(_______)5食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋，目的是防止食物受潮、氧化。(_______)6铁可以与热水反应生成四氧化三铁和氢气。_____7将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈红色，稀硝酸将Fe氧化为Fe3+。(_______)8一定条件下Fe粉与足量的浓硫酸反应，转移电子数为3NA_______9保存硫酸亚铁溶液需加入铁钉和少量硫酸。(_______)10铁与硫蒸气反应生成的是Fe2S3，铁与碘蒸气反应生成FeI3。_____【答案】1．错误2．错误3．正确4．错误5．正确6．错误7．错误8．错误9．正确10．错误知识知识精讲一、铁的分类二、铁的重要化合物1、铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4颜色状态黑色固体红棕色固体黑色固体俗名铁红磁性氧化铁溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的价态+2+3+2+3与非氧化性酸反应FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O物质类别碱性氧化物碱性氧化物不是碱性氧化物与还原剂反应(CO/H2)高温高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO22、铁盐和亚铁盐铁盐亚铁盐颜色溶液为棕黄色溶液为浅绿色溶解性多数可溶多数可溶化学性质与碱反应Fe3++3OHˉ==Fe(OH)3↓Fe2++2OHˉ==Fe(OH)2↓与氧化剂2Fe2++Cl2==2Fe3++2Clˉ与还原剂2Fe3++Fe==3Fe2+2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+Fe2++Zn==Fe+Zn2+检验加碱法加入碱，产生红褐色沉淀加入碱，现象：先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色加KSCN法(铁氰化钾)加入KSCN溶液，溶液变为血红色Fe3++3SCNˉ==Fe(SCN)3先加KSCN溶液，无明显现象(排除Fe3+干扰)，再加入氯水，溶液变为血红色二者转化关系氧化剂：Cl氧化剂：Cl2H2O2HNO3还原剂：FeCuSO2S2¯I¯Fe3+Fe2+3、铁的氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水稳定性不稳定，在空气中加热得不到FeO，易被氧化，4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3较稳定，受热易分解2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O与酸反应Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O制备利用亚铁盐与碱反应：Fe2++2OHˉ==Fe(OH)2↓利用铁盐与碱反应：Fe3++3OHˉ==Fe(OH)3↓4、制备Fe(OH)2时注意事项：方法一：利用图甲装置原理：试管中是新制FeSO4溶液，（要加入铁粉，目的防止Fe2+被氧化）滴管中是NaOH溶液，该溶液要煮沸，目的除去溶液中的O2；滴管插入液面下，其原因是防止生成的Fe(OH)2被氧化。现象：产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色方程式：FeSO4+2NaOH==Fe(OH)2↓+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3措施：可在液面上加一层苯或植物油，目的：隔绝空气方法二：利用图乙装置原理：打开K，利用A中反应生成的氢气排除整个装置中的空气，当检验B出口处氢气已纯时，再关闭K，A中产生的氢气将生成的FeSO4溶液排入B中，两溶液混合后反应生成Fe(OH)2对点精练对点精练1．下列各化合物不能由单质之间直接化合的是A．Na2O B．Na2O2 C．FeCl2 D．FeCl3【答案】C【解析】A．Na与氧气常温反应直接化合生成氧化钠，A不符合题意；B．Na与O2点燃条件下直接化合生成过氧化钠，B不符合题意；C．Fe与Cl2点燃条件下直接化合生成氯化铁，而不是氯化亚铁，C符合题意；D．Fe与Cl2点燃条件下直接化合生成氯化铁，D不符合题意；故选C。2．下列关于和说法正确的是A．和都是黑色固体 B．中和价铁的比例为C．铁与水蒸气反应生产 D．又称为磁性氧化铁【答案】D【解析】A．是红棕色固体，故A错误；B．中和价铁的比例为，故B错误；C．铁与水蒸气反应生产，故C错误；D．具有磁性，俗称磁性氧化铁，故D正确；故答案为：D。3．下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中，正确的是A．Fe2+的水溶液为浅绿色B．Fe3+的水溶液为红褐色C．Fe3+具有还原性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性D．Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液，立即出现红色沉淀【答案】A【解析】A.Fe2+的水溶液为浅绿色，故A正确；B.Fe3+的水溶液为黄色，氢氧化铁沉淀或胶体才是红褐色，故B错误；C.Fe3+是铁元素的高价状态，具有强氧化性，故C错误；D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液，溶液立即出现红色，而不是沉淀，故D错误；故选A。4．下列各图示中能较长时间观察到的是A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④【答案】B【解析】①稀硫酸和铁粉生成H2，氢气排除了装置中的空气，在滴加氢氧化钠溶液，可以观察到白色沉淀；②稀硫酸和铁粉生成H2，打开a止水夹，氢气排除了装置中的空气，过一段时间关闭a止水夹，A中生成硫酸亚铁的试管压强增大，将硫酸亚铁压如B试管，可以观察到白色沉淀；③与空气直接接触，Fe(OH)2迅速被空气氧化成灰绿色最终变成红褐色的Fe(OH)3，不能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；④在硫酸亚铁溶液上面加苯液封，隔绝空气，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；综上所述，①②④符合题意；故选B。易错辨析易错辨析(1)Fe与冷水、热水不反应，Fe与H2O(g)高温下反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。(2)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。(3)铁分别与氯气和盐酸反应所得产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应不论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。(4)Fe与Br2反应生成FeBr3，但与I2反应时生成FeI2，通过这一事实可以说明Br2的氧化性比I2强。(5)在一定条件下，Fe3O4与盐酸反应可生成两种盐，即：Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。(6)FeO、Fe3O4遇到氧化性酸(如HNO3)可生成Fe3＋。(7)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。(8)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\up10(稀硫酸溶解),\s\do10(a))溶液eq\o(→,\s\up10(酸性KMnO4溶液),\s\do10(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＋。基础测评基础测评1．下列物质的转化，不能由一步反应实现的是A． B．C． D．【答案】C【解析】A．工业制纯碱，利用饱和食盐水与氨气、二氧化碳发生反应先直接生成碳酸氢钠和氯化铵，A不符合题意；B．氢氧化钙可与碳酸钠发生复分解反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，B不符合题意；C．氧化铜为碱性氧化物，不溶于水，也不能直接反应生成氢氧化铜，C符合题意；D．铁与氯气在点燃条件下发生反应生成氯化铁，D不符合题意；故选C。2．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【答案】C【解析】A．纯铁具有金属的通性，为银白色金属，硬度不大，A正确；B．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，铁在常温下与水不反应，B正确；C．常温下，Fe与浓硫酸、浓硝酸发生钝化，生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生，C错误；D．氯气具有强氧化性，铁与氯气中燃烧生成氯化铁，溶于水形成的溶液呈棕黄色，D正确；故选C。3．下列反应中，能生成正三价铁的是A．铁钉投入硫酸铜溶液中 B．铁粉跟硫粉混合加热C．铁屑加入稀硫酸中 D．铁丝在氯气中燃烧【答案】D【解析】铁被强氧化剂氧化为Fe3+，被弱氧化剂氧化为Fe2+。A、C项中铁分别被Cu2+、H+被氧化为Fe2+，B中铁和硫粉反应生成FeS，D项中铁和Cl2反应生成FeCl3，答案选D。4．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)，下列叙述中正确的是A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水C．铁的三种氧化物在高温条件下都能被CO还原为FeD．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物【答案】C【解析】A．铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)中Fe元素的化合价分别为+2，+2和+3，+3价，各不相同，A错误；B．碱性氧化物与酸反应会生成相应的盐和水，FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应生成的是亚铁盐、亚铁盐和铁盐、铁盐，Fe3O4不属于碱性氧化物，B错误；C．CO具有还原性，可在高温条件下将铁的三种氧化物还原为Fe，C正确；D．四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，能写出化学式，所以四氧化三铁为纯净物，不是混合物，D错误；故选C。5．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． B．C． D．【答案】A【解析】铁屑溶于过量的稀硫酸，反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁与足量氨水反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，在空气中氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，氢氧化铁为红褐色沉淀，受热分解生成红棕色三氧化二铁，故答案为A。6．实验室可用图装置制备。下列说法不正确的是A．配制NaOH溶液和溶液的蒸馏水要提前煮沸B．实验前可在溶液上面加一层煤油C．得到的为红褐色固体D．实验结束后的胶头滴管，要先用盐酸浸泡，再用水洗【答案】C【分析】如图，利用NaOH溶液与FeSO4溶液反应得到Fe(OH)2和Na2SO4，Fe(OH)2易被空气氧化。【解析】A．和Fe(OH)2中铁元素呈+2，易被氧化，故配制NaOH溶液和溶液的蒸馏水要提前煮沸，除去水中溶解的氧气，A项正确；B．实验前可在溶液上面加一层煤油，浮在水面上，可隔绝空气，B项正确；C．得到的为白色固体，C项错误；D．实验结束后的胶头滴管含碱性溶液，要先用盐酸浸泡，再用水洗，D项正确。故答案选C。7．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是A．该溶液中一定含有SCN- B．氧化性：Cl2>Fe3＋C．Fe2＋与SCN-不能形成红色物质 D．Fe2＋被还原为Fe3＋【答案】D【分析】实验现象说明亚铁离子被加入的氯水氧化为三价铁离子，混合溶液变成红色，表明三价铁离子和硫氰酸根离子反应结合为血红色络合物。【解析】A．能使含Fe3＋的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN-，故A正确；B．溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl-，故氧化性：Fe3＋<Cl2，故B正确；C．因原溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，说明Fe2＋与SCN-不能形成红色物质，故C正确；D．Fe2＋变为Fe3＋是化合价升高的过程所以是被氧化，故D错误；故选D。8．FeCl2溶液含有少量FeCl3杂质，除杂试剂和检验杂质是否除尽的试剂分别为A．NaOH溶液、铁粉 B．铁粉、KSCN溶液C．氯气、NaOH溶液 D．氯气、KMnO4溶液【答案】B【解析】A．NaOH溶液与氯化亚铁、氯化铁都要反应，无法除杂，故A不符合题意；B．铁粉与氯化铁反应生成氯化亚铁，可以除杂，KSCN溶液与铁离子显红色，检验铁离子是否除尽，故B符合题意；C．氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，将需要的物质反应了，故C不符合题意；D．氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，将需要的物质反应了，KMnO4溶液与亚铁离子反应，无法检验铁离子是否除尽，故D不符合题意。综上所述，答案为B。能力提升能力提升1．下列关于铁及其化合物说法正确的是A．过量的铁丝在中燃烧生成B．不稳定，在空气里能被氧化成C．铁性质活泼，铁元素在自然界中都以化合态的形式存在D．向饱和溶液中滴加适量溶液即可得到氢氧化铁胶体【答案】B【解析】A．Cl2是强氧化剂，能将变价金属氧化为高价态，故过量的Fe与Cl2反应生成FeCl3，A错误；

B．FeO不稳定，在空气里能被氧气氧化为氧化铁，B正确；C．在自然界中，铁陨石有游离态的铁存在，C错误；D．FeCl3溶液和NaOH溶液生成氢氧化铁沉淀，得不到氢氧化铁胶体；制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色，D错误；故选B。2．下列关于铁及其化合物的性质与用途均正确且具有对应关系的是A．常温下与浓硝酸发生钝化作用，可用铁制容器盛放浓硝酸B．为碱性氧化物，可与水反应生成可用于制作红色涂料C．为紫黑色固体，可用于杀菌消毒D．溶液与溶液反应生成血红色沉淀，可用于检验三价铁离子【答案】A【解析】A．常温下与浓硝酸发生钝化作用，可用铁制容器盛放浓硝酸，性质与用途均正确，故A正确；B．为碱性氧化物，但不和水反应，故B错误；C．K2FeO4具有强氧化性，能够使细菌、病毒的蛋白质氧化变性而失去生理活性，而其本身对人体健康无害，因此可用于水的消毒，与其颜色无关，故C错误；D．溶液与溶液反应生成血红色络合物，不是沉淀，故D错误；故选A。3．还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法不正确的是A．用燃着的火柴点燃肥皂泡，肥皂泡燃烧，说明该气体是氢气B．不能将湿棉花换为干燥的棉花，因为湿棉花冷却试管防止试管炸裂C．该反应的化学方程式为D．不能用磁铁将剩余的铁粉与生成物分离【答案】B【分析】由实验装置图可知，湿棉花受热产生的水蒸气与还原铁粉共热反应生成Fe3O4和H2，反应生成的H2通入肥皂液中产生肥皂泡。【解析】A．由分析可知，肥皂泡燃烧说明水蒸气与还原铁粉共热反应生成Fe3O4和H2，H2可以燃烧，A正确；B．由分析可知，湿棉花的作用是受热产生水蒸气，若将湿棉花换为干燥的棉花，不能在加热条件下产生反应物水蒸气，反应无法发生，B错误；C．由分析可知，实验中发生的反应为水蒸气与还原铁粉共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2，C正确；D．四氧化三铁和铁都具有磁性，因此不能用磁铁将剩余的铁粉与生成物分离，D正确；故选B。4．铁元素可以形成三种氧化物，分别是氧化亚铁、三氧化二铁和四氧化三铁，下列说法正确的是A．氧化亚铁是一种黑色粉末，且氧化亚铁属于合金B．四氧化三铁常用作油漆的红色颜料C．三氧化二铁属于碱性氧化物D．铁在纯氧中燃烧的产物为三氧化二铁【答案】C【解析】A．氧化亚铁属于氧化物，不属于合金，故A错误；B．四氧化三铁是黑色固体，不能用作油漆的红色颜料，故B错误；C．三氧化二铁能与酸反应生成铁盐和水，属于碱性氧化物，故C正确；D．铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，故D错误；故选C。5．在生产、生活中铁盐与亚铁盐有重要应用。下列有关离子方程式正确的是A．铁粉与溶液反应制备B．NaHCO3与盐酸反应：CO32-+2H+=CO2+H2OC．溶液与氨水反应制备D．双氧水与酸性的溶液反应：【答案】D【解析】A．铁粉与FeCl3溶液反应制备FeCl2离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A错误；B．碳酸氢根离子为弱酸的酸式根离子，不能拆，NaHCO3与盐酸反应的离子方程式为：HCO+H+=CO2+H2O，故B错误；C．一水合氨不能拆开，FeCl3溶液与氨水反应制备Fe(OH)3，离子方程式为：Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH，故C错误；D．双氧水将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为：，故D正确。答案选D。6．如图所示装置，可用该装置较长时间观察到Fe(OH)2的白色。实验提供的试剂：铁屑、稀硫酸、NaOH溶液等，下列说法正确的是A．生成Fe(OH)2的操作：关闭止水夹E，使烧瓶A中溶液压入装置B中进行反应B．实验开始前先关闭止水夹E，其目的是利用产生的H2将装置中的空气排尽C．烧瓶A中发生反应的离子方程式为2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑D．C中的气体也可以用向上排空气法收集【答案】A【分析】使用试剂FeSO4和NaOH制取Fe(OH)2，注意排除装置中的空气和隔绝空气，所以，先利用Fe和H2SO4生成H2排除装置中的空气，再利用压强差将FeSO4溶液压入NaOH中混合制Fe(OH)2。【解析】A．通一段时间氢气排完空气后