高考化学总复习讲义：3.3铁及其化合物

第1页共13页第三节铁及其化合物[考纲定位]1.了解铁的主要性质及应用。2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。3.以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。知识点一铁的存在和主要性质1．铁的存在2．铁的性质(1)物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。(2)化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物。用化学方程式或离子方程式表示下列变化第2页共13页【巩固练习】1．下列说法是否正确(正确的打“√”错误的打“×”)。(1)铁元素性质活泼，自然界中的铁几乎都是以化合态形式存在，只有在陨石中有游离态的铁元素()(2)过量的铁与氯气反应，不会生成FeCl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行()(3)Fe能与盐酸反应放出H2，则Fe也能与硝酸反应放出H2()(4)Al遇冷浓硫酸会钝化，则Fe遇冷浓硫酸也能钝化()(5)铁能被磁铁吸引，则任何金属都能被磁铁吸引()(6)过量的铁粉与稀硝酸溶液反应的离子方程式为Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2O()(7)Fe在第四周期Ⅷ族，属于过渡金属()【答案】(1)√(2)√(3)×HNO3是氧化性酸，与Fe反应不能生成H2(4)√(5)×(6)×过量铁与HNO3反应生成Fe2＋(7)√2．向稀HNO3中逐渐加入铁粉至过量，开始铁被氧化为________，最后铁的存在形式为________，由Fe3＋生成Fe2＋的离子方程式为__________________________________________________。【答案】Fe(NO3)3或Fe3＋Fe(NO3)2或Fe2＋2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知识点二铁的重要化合物1．铁的氧化物氧化亚铁(FeO)氧化铁(Fe2O3)四氧化三铁(Fe3O4)俗名铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体第3页共13页铁元素价态＋2＋3＋2、＋3说明：①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。②FeO与硝酸反应的化学方程式：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。2．铁的氢氧化物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2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)33．亚铁盐与铁盐(1)亚铁盐含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为：Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(2)铁盐①氧化性含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。②特性含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。【小提醒】制备Fe(OH)2的简易方法1．将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气。2．在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。第4页共13页3．将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部，再慢慢挤出NaOH溶液。【巩固练习】3．下列说法是否正确(用“√”或“×”填写)。(1)氧化亚铁与酸反应的产物均是亚铁盐()(2)将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，可以看到稳定的白色沉淀()(3)Fe3O4、CuO、FeO、CuS均为黑色固体()(4)FeCl2溶液保存时加Fe粉的目的是防止Fe2＋被还原()(5)FeCl2溶液中加入KSCN溶液不变红，加入氯水后溶液变红色()(6)FeCl3溶液中加入KSCN溶液变红，再加入足量Fe，红色消失()(7)Fe3O4中＋2和＋3价的Fe的物质的量之比为1∶2()【答案】(1)×FeO与HNO3反应时生成Fe3＋(2)×白色沉淀迅速转化为灰绿色，最终变为红褐色(3)√(4)×(5)√(6)√(7)√4．将Fe3O4投入过量的盐酸中，所得溶液中含的金属阳离子有________，向该溶液中投入足量的Fe粉，发生反应的离子方程式为__________________________________________________。【答案】Fe2＋、Fe3＋Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑第5页共13页考点一[019]“铁三角”转化及其应用考题引领[来源:Z*xx*k.Com]下列说法是否正确？(用“√”或“×”)[来源:学科网]1.(2013·广东高考节选)将水蒸气通过灼热的铁粉的现象是粉末变红色()2.(2012·重庆高考节选)Fe与S混合加热生成FeS2()3.(2012·江苏高考节选)在给定条件下能实现下述转化Fe2O3――→HClaqFeCl3(aq)――→△无水FeCl3()4.(2010·江苏高考)相同条件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次减弱()5.(2010·天津高考节选)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋()6.(2012·天津高考节选)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3()【答案】1.×铁粉与水蒸气反应生成黑色的Fe3O42.×Fe与S混合加热生成FeS3.×FeCl3溶液加热生成Fe(OH)34.√5.√6.×Fe与Cl2反应只能生成FeCl3一、“铁三角”中的转化关系二、“铁三角”的应用1．判断离子共存(1)Fe2＋、Fe3＋均水解，与HCO－3、AlO－2、CO2－3等相互促进水解而不能大量共存。(2)Fe2＋与NO－3(H＋)、ClO－、MnO－4(H＋)，Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO2－3在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。2．除杂方法(1)Fe2＋(Fe3＋)：加过量铁粉过滤(2)FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2(3)FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤(4)Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤第6页共13页3．盐溶液的配制与保存关键提醒1Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋水解能力强，实际上pH4时，Fe3＋几乎完全水解生成FeOH3沉淀。2欲除去某溶液中含有的Fe2＋杂质时，一般先向溶液中加入氧化剂如H2O2，使Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加碱或盐调节pH，使Fe3＋转化为FeOH3沉淀除去。[备课记录]——————[1个示范例]——————(2014·衡水模拟)根据下列转化关系，回答有关问题。(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为________，试剂1是________。(2)下列物质不能作为试剂2的是________(填序号)a．Cl2b．新制氯水c．浓硫酸d．硫e．硝酸(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________。(4)溶液C到溶液F红色加深的原因是____________________________________________________________________________________________________。(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质，发现淡黄色褪去，现对褪色原因进行探究。提出你的假设：________；为了对你所提出的假设进行验证，你设计的实验方案是____________________________________________________________________________________________________第7页共13页__________________________________________________。【解析】解答本题的关键是熟悉铁的不同价态离子的溶液的颜色及其转化条件，从框图可知，铁和稀盐酸反应生成FeCl2溶液，为浅绿色，即D的主要成分为FeCl2，加入试剂2后变为淡黄色溶液，联想最终变为深红色溶液F(硫氰化铁溶液)，可以推断溶液E的主要成分为Fe3＋，试剂2为强氧化剂，S不符合条件。铁和水蒸气反应生成固体Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应的方程式为Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液，加入试剂1(KSCN溶液)后，Fe3＋变为硫氰化铁，加入试剂2(强氧化剂)，Fe2＋被氧化为Fe3＋，并进一步转化为硫氰化铁所以溶液颜色加深。【答案】(1)FeCl2KSCN溶液(或NH4SCN溶液)(2)d(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O(4)溶液中的Fe2＋被氧化剂氧化成Fe3＋，使Fe3＋浓度增大，从而生成更多的硫氰化铁使红色加深(5)加入还原剂将Fe3＋还原用胶头滴管取少量淡黄色褪去后的溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，再加入几滴氯水。如果溶液开始不出现红色，加氯水后出现红色，则说明假设正确；若溶液不变红色，则假设不正确——————[2个预测练]——————考向预测1Fe及其化合物之间的转化关系1．(2014·青岛质检)下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是()ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液HCl溶液【解析】A项，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，除去了主体物质；B项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，CuCl2＋Fe===Cu＋FeCl2，主体物质和杂质均被消耗；C项，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，NaAlO2易溶，过滤即可；D项，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，引入新的杂质NaCl。【答案】C考向预测2铁的价态与反应物性质关系2．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是()①过量的Fe与Cl2加热时发生反应②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3③Fe与过量的S加热时发生反应④Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中第8页共13页A．只有①②⑤B．只有②④C．只有①②④D．只有②③④【解析】Fe与Cl2反应只生成FeCl3，Fe与S反应只生成FeS；Fe――→过量稀H2SO4Fe2＋――→H＋、NO－3Fe3＋，Fe2O3溶于盐酸生成Fe3＋，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3＋，当Fe足量时，溶液中无Fe3＋。【答案】C[备课记录]考点二[020]Fe2＋、Fe3＋的检验考题引领判断或填空1.(2013·广东高考节选)Fe3＋具有氧化性，据此可用KSCN溶液鉴别Fe3＋()2.(2013·山东高考节选)取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是________。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是________(填化学式)。【答案】1.×Fe3＋＋SCN－生成红色的配合物2