2011届高考化学知识点专题整合复习6

1、第二节铁及其化合物,1了解铁的物理性质和化学性质,了解铁及其重要化合物的主要性质。 会鉴别亚铁盐和铁盐。熟悉“铁三角”的转化关系，掌握铁与稀硝酸 的反应规律。 2掌握铁及其重要化合物的性质、应用及相关计算。 此类试题内容主要包括： (1)铁的氧化物和氢氧化物的性质及相关计算； (2)“铁三角”的转化关系及相关计算； (3)金属与酸反应的过量计算； 此考点在高考中主要以选择题形式出现，考查铁的重要化合物的性质 及应用和相关计算，题目多数注重对化合物性质的理解；其次以实验 题或 推断题形式出现。,复习目标展示,知识点1 铁单质 问题1：铁的原子结构？ 1铁的原子结构,在元素周期表中,铁位于 周期第

2、 族。铁的原子结构示意图为,在化学反应中能失去2个或3个电子而呈现2价或3价。 铁在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。,问题2：铁单质的物理性质和化学性质？ 2物理性质 铁是银白色金属，熔、沸点高，具有金属的物理通性，能被磁铁吸引。,第四,3化学性质 (1)与非金属的反应： 3Fe2O2 Fe3O4,2Fe3Cl2 2FeCl3， FeS FeS，FeI2 FeI2(铁与弱氧化性物质反应生成 低价铁的化合物)，由此推断氧化性Cl2I2，O2S。 (2)与水反应 ， ,(3)与酸的反应 非氧化性酸： ， (写离子方程式) 氧化性酸： Fe4HNO3(稀) Fe(NO3)3NO2H2O(HN

3、O3过量) 3Fe8HNO3(稀) 3Fe(NO3)22NO4H2O(Fe过量) (4)与盐溶液的反应 FeCu2 Fe2Cu Fe2Fe3 3Fe2,【思维延伸】 铁单质的反应特点 因铁是变价金属元素，它与氧化性不同的氧化剂反应时，其产物 中铁元素的化合价不同： (1)Fe被弱氧化剂加S、I2、H、Fe2、Cu2等氧化为Fe2。 (2)Fe被强氧化剂如Cl2、Br2、NNO3、浓H2SO4()等氧化为Fe3。 (3)Fe与O2(点燃)或H2O(气态高温)生成Fe3O4。,问题3：铁的常见化合价为2价和3价，铁的氧化物，氢氧化物和 盐类因铁元素价态不同而表现出何种不同的性质？ 4铁的氧化物,知

4、识点2 铁的化合物,5.铁的氢氧化物,6.铁盐,7.亚铁盐和铁盐的鉴别方法,4Fe(OH)2O22H2O 4Fe(OH)3(红褐色),Fe(SCN)3(血红色),考点1 “铁三角”及其应用 由于Fe是变价元素，在反应中Fe原子可以失去2个电子，也可以失去 3个电子，所以呈不同的价态。Fe与弱氧化剂反应呈2价，如：H、 Cu2、Fe3、S、I2等，与强氧化剂反应呈3价，如Cl2、Br2、浓 H2SO4(加热)、HNO3(浓HNO3需加热)、O2等。并且3价的铁比2价 的铁稳定。,“铁三角”指的是Fe、Fe2、Fe3三者相互转化的三角关系。,要点深化 “铁三角”的应用 1共存问题 (1)Fe2在酸

5、性条件下不能与强氧化性离子共存，如：NO3、 MnO4、ClO等。不能和与它发生复分解反应和双水解反应的 离子共存，如：OH、 、 、S2、 等。 (2)Fe3：不能与还原性离子共存：如：I、S2、 等。 不能和与它发生复分解反应和双水解反应的离子共存， 如：OH、 、 、 等；不能与SCN共存。,2分离与提纯 (1)FeCl2(杂质FeCl3)，加入铁钉或铁粉后过滤。 (2)FeCl3(杂质FeCl2)，通入Cl2或滴加氯水或加入“绿色” 氧化剂 H2O2 2Fe2H2O22H 2Fe32H2O 3亚铁盐、铁盐的存放方法 (1)亚铁盐溶液：加入少量铁屑以防止Fe2被氧化，滴入少 量相应的酸溶

6、液以防止Fe2水解。 (2)铁盐溶液：加入少量相应的酸溶液以防止Fe3水解。,4FeCl3变色实验 (1)向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液呈血红色。 (2)FeCl3溶液能使石蕊试液呈红色。 (3)FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀。 (4)向FeCl3溶液中通入H2S气体，生成淡黄色沉淀。 (5)向FeCl3溶液中加入过量的铁粉，溶液变浅绿色。 (6)向FeCl3溶液中加入过量的铜粉，溶液变蓝色。 (7)将FeCl3溶液滴加到淀粉KI溶液中，溶液变蓝色。 (8)向FeCl3溶液中加入苯酚溶液，溶液变紫色。 (9)将FeCl3溶液滴加到AgNO3溶液中，有白色沉淀生成。,(10

7、)将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合，放出气体，生成红褐色 沉淀。,【例1】 将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质， 不会有三价铁 生成的是 () A硫酸 B氯水 C硝酸锌 D溴水 解析：Fe与非氧化性酸作用生成Fe2，当Fe2一旦遇强氧化剂便 容易转变为Fe3。对于选项A，硫酸符合要求，因为稀硫酸属非 氧化性酸；对于选项B，氯水组成中有Cl2、HClO等强氧化剂，最 终铁元素被氧化为Fe3；对于选项C，硝酸锌加入到Fe2溶液中， 相当于Fe2H ，Fe2立即被酸化的 氧化生成Fe3； 对于选项D，溴水可氧化Fe2，生成Fe3。 答案：A,变式练习 1(2010南京调研)向含有Cu(NO3

8、)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3 各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解， 溶液中不存在Fe3，同时析出0.1 mol Ag。 下列结论错误的是 () A氧化性：Zn2Cu2Fe3Ag+ BFe3的氧化性大于Cu2 C溶液中Cu2与Fe2的物质的量比为12 D1 mol Fe可还原2 mol Fe3,解析：根据金属活动顺序表，银的还原性较差，一旦失去电子变成银离子其氧化性较强。铁粉先跟银离子反应，然后再与铁离子反应，由反应方程式或电子守恒得，银离子、铁离子完全反应后铁粉没有剩余，B、C选项正确。一个铁失两个电子，一个铁离子得一个电子，所以1

9、 mol铁可还原2 mol铁离子。 答案：A,【例2】 将Cu片放入0.1 molL1 FeCl3溶液中,反应一段时间后取 出Cu片,溶液中c(Fe3)c(Fe2)23，则溶液中Cu2和Fe3的 物质的量之比为(不考虑溶液体积变化) () A32 B35 C43 D34 解析：由铁守恒得，反应后生成c(Fe2) 0.1 molL10.06 molL1，剩余c(Fe3) 0.1 molL10.04 molL1，由方程 式知2Fe3Cu 2Fe2Cu2，故n(Cu2)n(Fe3) c(Cu2)c(Fe3)0.06 molL1/20.04 molL1 0.03 molL10.04 molL134。

10、答案：D,变式练习 2(2010启东调研)向一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物中，加入120 mL 4 molL1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L(标准状 况)气体，往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现，若用足量的H2在 加热条件下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为 () A0.21 mol B0.14 mol C0.16 mol D0.24 mol 解析：据题意，反应后溶液中只有Fe(NO3)2，据氮元素守恒有： nFe(NO3)2 (0.12 L4 molL1 )0.21 mol 据Fe守恒，被H2还原时得出铁的物质的量为： n(Fe)nFe(NO3)20

11、.21 mol。 答案：A,考点2 铁的化合物的制备和检验 一、Fe(OH)2的制备 1制备Fe(OH)2的两个核心问题 (1)是溶液中溶解的氧气必须除去。 (2)二是反应过程必须与O2隔绝。无论是碱液沉淀法还是电解法制 备Fe(OH)2都必须加入不溶于水，且密度比水小的有机物，如苯、 煤油、植物油等加以保护。,2制备Fe(OH)2的两种方法 (1)碱液沉淀法(如图所示),(2)电解法,以铁棒作阳极，石墨作阴极，用NaOH溶液或NaCl溶液作电解质溶液 进行电解。如图：,原理： 阳极：Fe-2e- Fe2+ 阴极：2H+2e- H2 Fe2+2OH- Fe(OH)2,3Fe(OH)2制备时注意

12、 (1)赶尽空气应在惰性或还原性气体气氛下反应(如N2、CO、H2S、H2 等)。 (2)隔绝空气如用苯、汽油、煤油覆盖在液面上。 (3)采用新制备的亚铁盐溶液,溶解亚铁盐时要先将蒸馏水煮沸除去氧气。 (4)向亚铁盐溶液中滴加碱溶液时，将胶头滴管的尖嘴插入亚铁盐溶液 的深处，使Fe(OH)2生成于溶氧少的部位。,二、鉴别Fe2、Fe3的常用方法 1Fe3的鉴别 (1)方法1：加入NaOH等碱溶液，生成红褐色沉淀。 Fe33OH Fe(OH)3(红褐色) (2)方法2：加入KSCN溶液，生成血红色的溶液。 Fe33SCN Fe(SCN)3(血红色) (3)方法3：滴加苯酚溶液，若有Fe3，溶液呈

13、紫色。,2Fe2的鉴别 (1)方法1：加入NaOH等碱溶液，先产生白色沉淀，很快转变成灰 绿色，最后变成红褐色，证明有Fe2的存在。 Fe22OH Fe(OH)2 4Fe(OH)2O22H2O 4Fe(OH)3 (2)方法2：在可能含有Fe2的溶液中，滴加KSCN溶液，无现象， 再通入Cl2，先若生成血红色溶液，说明原溶液有Fe2存在。 (鉴别中不能先通入氯气) 2Fe2Cl2 2Fe32Cl Fe33SCNFe(SCN)3(血红色),要点深化 鉴别Fe2和Fe3的其他方法 (1)颜色法(浓度较大)；呈浅绿色的为含Fe2的溶液，呈棕黄色的为 含Fe3的溶液。 (2)氧化法：向被鉴别的溶液中加入

14、酸性KMnO4溶液，褪色的是含Fe2 的溶液。 (3)还原法 铜片法向被鉴别的溶液中加入铜片，铜片溶解、溶液变蓝色的 为含Fe3的溶液。 H2S(Na2S)法向被鉴别的溶液中通入H2S气体或滴加氢硫酸，有 浅黄色浑浊的溶液中含Fe3。 淀粉KI试纸法取两片淀粉KI试纸，滴上被鉴别的溶液，试纸呈 蓝色证明溶液中含有Fe3，2Fe32I 2Fe2I2。,稀H2SO4、铁屑,煮沸,避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧,【例3】 (2010惠州质检)用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色 沉淀。 方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的 NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸

15、亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入 。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。 (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 。,方法二：在如右图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4 等试剂制备。 (1)在试管里加入的试剂是 。 (2)在试管里加入的试剂是 。 (3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管和中 加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤 是 ， 。 (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色， 理由 是 ， 。,稀H2SO4和铁屑,NaOH溶液,

16、检验试管出口处排出的H2的纯度， 当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹,试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界 O2不易进入,方法三：利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如下图所示， 已知两电极的材料分别为石墨和铁。 (1)a电极的材料应为 ，电极反应式为 。 (2)电解液c可以是 () A纯水 BNaCl溶液 CNaOH溶液 DCuCl2溶液 (3)d为苯，其作用是 ， 在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？ 。 (4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是 (填编号)。 A改用稀H2SO4作电解液 B适当增大电源的电压 C适当减小两极间的距离 D适当降低电解液的温度

17、 (5)若c用Na2SO4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电 源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为 。,Fe,Fe2e Fe2,BC,隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化,加热煮沸，排出溶解的O2,BC,白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色,解析：方法一：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，将被氧化的Fe3还原成Fe2。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。 方法二：两支试管，试管是开口式，无法用产生的气体将试液压入 试管中，所以制取FeSO4应放在试管中，而在试管中盛不含O

18、2 的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管后，产生的H2可以从试管 内短管处排出，从而排尽试管内空气。再经过止水夹通入试管 中，排尽试管内空气。然后关闭止水夹，试管内产生的H2无法逸 出，造成管内压强增大，将试管内FeSO4溶液通过长导管压入试管 内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中O2的氧 化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。,方法三：电解时阳极Fe2e Fe2，阴极上2H2O2e H22OH，或电解质溶液能直接提供OH。当Fe2与OH接触时Fe22OH Fe(OH)2，当电解液选用NaOH 溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，当选其他溶液时，只有迁 移后两者相遇时才

19、能产生沉淀(大约在电池中部)；当反接电源 后，阳极4OH4e 2H2OO2，产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。,3(2010菏泽期末)铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血 的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚 铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水 但能溶于人体中的胃酸。 某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2的存在，设计并进行了 如下实验：,(1)试剂1是 ，试剂2是 ，加入新制氯水后溶液中发 生的离子反应方程式是 ， 。,稀盐酸,KSCN溶液,变式训练,(2)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的3价铁 被还原为2价铁，你认为

20、该同学的猜想合理吗？ 。若你 认为合理，请说明理由(若你认为不合理，该空不要作答。) ， 。 若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证 (若你认为合理，该空还要作答)。 , 。,不合理,Fe(SCN)3中的SCN被过量的氯水氧化而褪色；在褪色后的溶液 中加入FeCl3溶液后，溶液仍不变红色。,由此得出的结论中，不正确的是 () AD溶液中存在Fe(SCN)3 B滤液中有Fe3 CB为AgBr DA一定为无氧酸盐FeBr2 解析：根据B、D现象可确定A是由Fe3和Br或由Fe2和Br组 成的盐。 答案：D,【例4】 某同学设计下列方法对A盐的水解液进行鉴定：,4鉴定某一FeCl2

21、溶液中阳离子只有亚铁离子，最好采用 () A加入NaOH溶液 B加入KSCN溶液 C先通入氯气，再加入KSCN溶液 D先加足量铁粉，再加入KSCN溶液 解析：题目本意是证明溶液中，无三价铁离子,而不需要再证明 有无亚铁离子,因此最好是加入KSCN溶液。如果还要证明有无亚 铁离子，则应该先加KSCN溶液，再加入新制氯水或通入氯气。 答案：B,变式训练,客观题 铁和硝酸的反应因反应物量的不同而复杂多变，围绕铁和 硝酸反应的计算型选择题频繁出现在各类试题中。,【考题一】 将过量铁粉放入100 mL 2 molL1的硝酸溶液中，充分反 应后，若还原产物只有NO，所能溶解铁的质量是 (),A.2.8 g

22、 B4.2 g C5.6 g D11.2 g 审题视点：(1)注意铁粉是过量的。 (2)硝酸定量为100 mL 2 molL1。 (3)还原产物只有NO，结合前两点即反应是单一的。 (4)所求：反应消耗铁的量。,B,思路点拨：本题考查了Fe的还原性，能被HNO3(强氧化性酸)氧化成Fe3。同时，也考查了Fe3具有氧化性，可将Fe氧化成Fe2的 性质。 所以，此题中，设最多能溶解Fe的质量为x，根据总反应： 3Fe8HNO3 3Fe(NO3)22NO4H2O 356 g 8 mol x 0.2 mol 解得x4.2 g,高分解密 可能忽略过量Fe与HNO3反应，所以错选A。也可能忽略了HNO3与

23、Fe 的反应是部分的氧化还原反应，HNO3一部分被还原生成NO，一部分 生成Fe(NO3)2，而只是从产物角度考虑都生成Fe(NO3)2，根据 n( )0.2 mol，所以，Fe为0.1 mol，错选C。,方法归纳 分析铁与稀HNO3反应的关键： 一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据 反应方程式： HNO3过量：Fe4HNO3 Fe(NO3)3NO2H2O， Fe过量时：Fe2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2，两者相加得总方程式： 3Fe8HNO3 3Fe(NO3)22NO4H2O，可以用数轴表示：,主观题 铁及其化合物的性质常以实验题的形式出现在各类试卷 中，题目

24、新颖灵活，是考查实验综合能力的热点知识 载体。,解题时需注意量的范围。 即：,，产物仅有Fe(NO3)3，HNO3可能有剩余；,，产物仅有Fe(NO3)2，Fe可能有剩余；,【考题二】 环保部门检测到某厂的酸性工业废水中含有一定量的 Fe3、 Cu2、Au3等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常 用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定 量的铁红和氧化铜，达到变废为宝的目的，其生产流程是：,填写下面空白： (1)图中标号处需加入的相应物质分别是 、 、 、 、 。 (2)写出处发生反应的离子方程式； , ;, 写出处发生反应的化学方程式 。,(3)铁红的化学式为 ；分别写出

25、铁红和氧化铜在工业上的一 种主要用途：铁红 ;氧化 。,Fe2O3,用作红色涂料,用作制造铜盐的原料,铁屑,稀硫酸,稀硝酸,氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液,Cu2Fe CuFe2；2Au33Fe 2Au3Fe2,作答与批改实录,点评 本题是一道与工业生产相结合的综合推断题，主要考查元素及其化合物性质和物质的除杂与分离等知识。显然，要除去酸性工业废水中的Fe3、Cu2、Au3等离子，首先可以加入一种较活泼的金属将其中某些金属置换出来。由E最终得到铁红可知E应为置换后的剩余滤液，主要成分为含Fe2的溶液，经反应加NaOH溶液即可沉淀出来最终得到铁红(Fe2O3)。由于置换出来的金属A中含有Au、Cu,

26、和少 量Fe，所以在处需要再加稀硫酸将金属混合物中的Fe溶解，滤出Au和Cu的混合物，该金属混合物用稀硝酸即可将Cu溶解而分离，得到C为硝酸铜溶液，加NaOH使Cu2沉淀，最终得到氧化铜。,点拨 环境污染不仅是治理，更重要的是变废为宝，创造更多的价值，本题 主要根据Cu2、Fe3、Au3的性质进行物质制备。,题后反思 本题以工业废水处理为素材，切中当今社会热点问题，考查考生能否 应用有关的化学原理解决实际生产中的问题，即考查考生运用知识解 决实际问题的能力，同时与生产实际相结合，使考生眼中的化学更接近实际。,1(5分)下列关于铁的叙述正确的是 () 铁能被磁铁吸引，但纯铁易锈蚀。在人体的血红蛋

27、白中含有 铁元素。铁位于周期表中的第四周期第B族。铁能在氧 气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧。铁与硝酸反应的产物 仅是Fe(NO3)3。不能通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3。 A B C D 解析：中纯铁不易被锈蚀；中Fe位于第族，而不是B族； 中当铁过量时可生成Fe(NO3)2；可以通过化合反应生成FeCl2和 Fe(OH)3,2FeCl3Fe 3FeCl2, 4Fe(OH)2O22H2O 4Fe(OH)3。 答案：B,2(5分)将下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、 蓝色顺序排列的是 () 金属钠在纯氧中燃烧；FeSO4溶液中滴入NaOH溶液， 并在空气中放置一段时间

28、；FeCl3溶液中滴入KSCN溶液； 无水硫酸铜放入医用酒精中。 A B C D 解析：Na2O2呈淡黄色，Fe(OH)3呈红褐色、Fe(SCN)2呈红 色、CuSO4溶液呈蓝色。 答案：B,3(5分)如右图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol/L 的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的 是 () Fe3HNONO2 A只有 B C D 解析：题给12 molL1的硝酸是浓硝酸,若铁少量则生成Fe3， 若铁过量则生成Fe2，故在该体系中一定存在NO2和 。 答案：B,4(5分)(高考综合题)在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入 铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应 后溶液中存在较多的阳离子是 () ACu2