2025版高考化学全程一轮复习第12讲铁及其化合物课件

第12讲铁及其化合物1.掌握铁及其化合物的主要性质及其应用。2．了解铁及铁氢氧化物的制备方法。3．能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。考点一考点二考点三考点一考点一铁的单质、氧化物1.变价金属——铁(1)物理性质银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁体吸引。(2)化学性质①与非金属的反应Fe与Cl2：2Fe＋3Cl2

2FeCl3；Fe与S：________________________；Fe与I2：________________________。②Fe与水蒸气的反应：____________________________。③与酸反应Fe与H＋：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；常温下，Fe遇浓HNO3、浓H2SO4发生钝化反应，加热时可将铁氧化为＋3价铁盐。④与某些盐溶液的反应与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。与FeCl3溶液反应的离子方程式：________________________。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(3)生铁的冶炼(苏教版教材)①原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。②设备：高炉。③主要反应a．还原剂的生成：C＋O2

CO2，CO2＋C

2CO；b．铁的还原：____________________________；c．造渣反应：CaCO3

CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2

CaSiO3。【师说·助学】

铁在空气中形成铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。2．铁的氧化物(1)物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称

铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体水溶性难溶难溶难溶铁的化合价＋2＋3__________＋2，＋3(2)化学性质①与盐酸反应的离子方程式分别为：FeO：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O；Fe2O3：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；Fe3O4：____________________________。②FexOy与CO反应：FexOy＋yCOxFe＋yCO2。Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3：__________________________________________________________。2．用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸：__________________________________________________________。3．Fe在O2中燃烧或高温下与水蒸气反应均能得到Fe3O4：__________________________________________________________。4．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2：__________________________________________________________。错误。铁与硫粉共热产物是FeS，与硫粉的用量无关。正确。正确。错误。Fe与Cl2反应只生成FeCl3，与Cl2的用量无关。【教考衔接】典例

铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：下列说法错误的是(

)A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触C．肥皂液改为吹泡泡水，收集H2效果更好，点燃效果更明显D．悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引反应产物答案：D解析：铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，故D错误。【师说·延伸】铁与水蒸气反应实验装置对比——回归教材人教版鲁科版【对点演练】考向一铁及其氧化物的性质1．写出下列反应的离子方程式。(1)FeO溶于足量稀硝酸中：__________________________________。(2)Fe2O3溶于足量HI溶液中：________________________________。

Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O2．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：

装置一装置二实验装置(1)装置一中，装置A的作用：____________。装置二中，装湿棉花的作用：____________。(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：___________________________________。提供水蒸气提供水蒸气在溶液中Fe3＋被未反应的铁粉完全还原为Fe2＋考向二计算铁氧化物的组成3．有一块铁的“氧化物”样品，用140mL5.0mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，计算确定该氧化物的化学式。解析：根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n（Fe2＋）＝0.025mol×2＝0.05mol，根据电荷守恒得2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝n（Cl－），则n（Fe3＋）＝0.2mol，故n（Fe2＋）∶n（Fe3＋）＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。答案：Fe5O74．准确称取某种铁的氧化物2.88g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，则该氧化物的化学式为______。FeO

考点二考点二铁的氢氧化物1.性质比较化学式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

_____________________________二者关系在空气中，Fe(OH)2能够迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是_______________________________________，化学方程式为____________________________白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3【师说·助学】

Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量氢碘酸(HI)反应时，Fe3＋被I－还原成Fe2＋。2．制备方法(1)Fe(OH)2：可溶性亚铁盐与碱溶液反应。(2)Fe(OH)3：可溶性铁盐与碱溶液反应。

错误。应得到Fe（OH）3沉淀。正确。

错误。应生成FeI2，反应的离子方程式为2Fe（OH）3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋6H2O。【教考衔接】典例

用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法。(2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________________。(3)生成Fe(OH)2白色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__________________________________。煮沸稀H2SO4、铁屑避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2而被氧化解析：（1）气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。（2）Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化生成的Fe3＋还原成Fe2＋。

【对点演练】探究制备氢氧化亚铁的可行性方案1．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)。①②③⑤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。2．用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。实验步骤如下：Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽装置B中空气。Ⅱ.待装置B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中气体通入装置B中并观察现象。回答下列问题：(1)仪器a的名称是_____________，B中长玻璃管的作用是______________________________。(2)步骤Ⅲ装置B中的现象是________________________________，其发生反应的化学方程式为________________________________。恒压滴液漏斗平衡气压，辅助排出装置B中的空气白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3解析：氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开K1、K3、K4，关闭K2、K5、K6，装置A中产生H2，排出装置B中的空气，因此长导管作用之一是辅助排出装置B中的空气，作用之二是平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险。归纳总结防止Fe(OH)2被氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。(5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。考点三考点三亚铁盐与铁盐1.亚铁盐含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性，其中还原性为主。(1)还原性Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式为_______________________________。(2)弱氧化性Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

2Fe3＋＋2I－⇌2Fe2＋＋I23．Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)用KSCN溶液和氯水(2)用NaOH溶液

3Fe2＋＋2[Fe（CN）6]3－===Fe3[Fe（CN）6]2↓

错误。中性溶液中Fe3＋完全水解为Fe（OH）3。错误。离子方程式应为Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3，其中Fe（SCN）3溶于水。错误。酸性KMnO4溶液遇Cl－能褪色，Cl－的存在干扰Fe2＋的检验。【教考衔接】典例

[全国卷Ⅱ]某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是__________________。(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_____________________。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是___________________________________。防止Fe2＋被氧化2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－隔绝空气（排除氧气对实验的影响）解析：（1）亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被空气氧化。(4)丙组同学取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为__________。Fe2＋Fe3＋可逆反应解析：（4）根据Fe2＋的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；Fe3＋遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是__________________________，生成沉淀的原因是________________________________________(用平衡移动原理解释)。H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2OFe3＋催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动

【对点演练】考向一Fe2＋、Fe3＋的检验1．下列离子的检验方法合理的是(

)A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋答案：C解析：A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋；B项原溶液中也可能只有Fe3＋而没有Fe2＋；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe（OH）3也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg（OH）2。2．为探究某绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，请参与完成方案设计。实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。(1)如何证明绿矾已经被氧化___________________________________________________________。(2)如何证明绿矾已经被完全氧化________________________________________________________________________。(3)在使用硫酸亚铁时，防止Fe3＋的干扰的方法_____________________________，写出相关离子方程式。取少量溶液，加入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化。取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若溶液不褪色，则证明绿矾样品已被完全氧化。加入适量铁粉，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋归纳总结检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。(3)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法：检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。考向二Fe2＋与Fe3＋的性质3．[2023·浙江1月，16]探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是(

)

实验方案现象结论A往FeCl2溶液中加入Zn片短时间内无明显现象Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱B往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体溶液先变成血红色后无明显变化Fe3＋与SCN－的反应不可逆C将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液溶液呈浅绿色食品脱氧剂样品中没有＋3价铁D向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸溶液先变成红褐色