1、第三节 铁及其化合物,一、铁的存在和主要性质,银白,四,四,+2、+3,磁铁,【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6),2(填一填)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 2Fe3Fe=3Fe2,二、铁的重要化合物1铁的氧化物,红棕,2,3,Fe2O36H =2Fe3 3H2O,2.铁的氢氧化物,白,红褐,Fe(OH)33H= Fe33H2O,Fe33OH= Fe(OH)3,灰绿,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,3.亚铁盐与铁盐(1
2、)亚铁盐含有Fe2的溶液呈_色，Fe2既有_性，又有_性，Fe2与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为：ZnFe2=Zn2Fe，_(2)铁盐氧化性含有Fe3的溶液呈_色，Fe3具有氧化性，Fe3与Fe、Cu反应的离子方程式分别为：2Fe3Fe=3Fe2，_ 特性含有Fe3的盐溶液遇到KSCN溶液时变成_色。,浅绿,氧化,还原,棕黄,红,2Fe2Cl2=2Fe32Cl。,2Fe3Cu=2Fe2Cu2。,3(想一想)Fe3O4中2价与3价的Fe的物质的量之比是多少？Fe3O4与足量HNO3反应能生成2种盐吗？为什么？【答案】 12 不能生成2种盐，因为HNO3能氧化Fe2，只能生成Fe3的盐。,4(
3、判一判)下列说法是否正确(用“”或“”填写)。(1)铁与H2O(g)反应的产物是黑色的Fe2O3和H2 ( )(2)氧化亚铁与酸反应的产物均是亚铁盐 ( )(3)将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，可以看到稳定的白色沉 淀 ( )(4)Fe3O4、CuO、FeO、CuS均为黑色固体 ( )(5)FeCl2溶液保存时加Fe粉的目的是防止Fe2被还原( )(6)FeCl2溶液中加入KSCN溶液不变红，加入氯水后溶液变红色 ( )【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6),1.“铁三角”中的转化关系,“铁三角”转化及其主要应用,2重要应用(1)判断离子共存Fe2、Fe3均水解，与HCO
4、、AlO、CO等相互促进水解而不能大量共存。Fe2与NO(H)、ClO、MnO(H)，Fe3与S2、I、HS、SO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Fe2(Fe3)：加过量铁粉过滤FeCl3(FeCl2)：加氯水FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤,(3)盐溶液的配制与保存,(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
5、，使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀除去,根据下列转化关系，回答有关问题。,(1)淡绿色溶液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_(填字母)。aCl2 b新制氯水 c浓硫酸 dS 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_。,【答案】 (1)FeCl2 KSCN溶液 (2)d (3)Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O (4)溶液中的Fe2被氧化剂氧化成Fe3，使Fe3浓度增大，从而使红色加深,1(2012太原期末)含1 mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应，所得氧化产物与铁粉物质的量的关系如图所
6、示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断正确的是( )A曲线a表示Fe2，曲线b表示Fe3BP点时总反应的离子方程式可表示为5Fe16H 4NO=3Fe22Fe34NO8H2OCn20.25Dn3n132,【解析】 溶液中硝酸的量一定，当铁粉少量时，铁粉的氧化产物为Fe(NO3)3，体现在图像上即为曲线a，至Q点时，HNO3反应完全，继续加铁粉发生反应Fe2Fe3=3Fe2，故曲线b表示氧化产物Fe(NO3)2，A错。P点时，溶液中n(Fe2)n(Fe3)11，由此可判断出选项B中的离子方程式是错误的，正确的离子方程式应为6Fe20H5NO=3Fe23Fe35NO10H2O，根据离子方
7、程式计算可得n20.3，C错。设n1为x，根据铁元素守恒，溶液中含Fe3x mol，后续发生反应Fe2Fe3=3Fe2，可知又消耗铁x/2 mol，由此可得n3n132，D正确。【答案】 D,1.直接观察颜色Fe3的溶液呈棕黄色，Fe2的溶液呈浅绿色。2利用显色反应,Fe2和Fe3的检验和鉴别,3利用铁化合物沉淀的颜色有关反应式：Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3Fe33OH=Fe(OH)3,4利用Fe3的氧化性有关离子反应式：2Fe32I=2Fe2I2,5利用Fe2的还原性,证明溶液中既有Fe2又有Fe3的方法：证明Fe3用KSCN溶液检验；证明Fe2
8、用酸性KMnO4溶液检验。,(2012湛江一中高三质检)某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色，一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为3价的结论。(1)请指出该结论是否合理，并说明理由：_。(2)请完成对铁元素价态的探究。限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 molL1 H2SO4、3% H2O2、6 molL1 HNO3、0.01 molL1 KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 molL1 KI、20% KSCN、蒸馏水。,提出合理假设假设1：
9、催化剂中铁元素的价态为3价；假设2：催化剂中铁元素的价态为2价；假设3：_。,根据假设，按下表格式中实验操作填写有关问题,【精讲精析】 根据HNO3具有强氧化性，能将Fe2氧化为Fe3，对铁的氧化物中铁元素价态提出全为2价或全为3价或2价和3价共存三种假设。实验过程：可用稀硫酸溶解铁的氧化物(要除去稀硫酸中溶解的O2)，根据溶液颜色变化，推测铁元素可能的化合价，然后取少量上述溶液，滴加酸性KMnO4溶液，根据KMnO4溶液是否褪色，确定是否存在2价铁元素；另取少量溶液，滴加KSCN溶液，根据溶液是否变红色，确定是否存在3价铁元素。,【答案】 (1)该结论不合理。稀硝酸有强氧化性，若该铁元 素的
10、价态为2价，则被氧化为3价，同样可使KSCN溶液变红色(2)催化剂中铁元素的价态既有3价，也有2价步骤1：氧气(O2) 步骤2：溶解步骤3：KSCN溶液 a假设2 b假设1或假设3步骤4：KMnO4溶液 c假设1 d假设3,2(2012宝安、南海、仲元中学、潮阳、中山一中、普宁二中联考)正三价铁元素有一定的氧化性，FeCl3溶液吸收一定量SO2后溶液颜色发生变化。(1)反应的离子方程式为_。(2)除H、OH、H2O外，溶液中一定含有的微粒有_。(填编号)AFe2 BFe3 CCl DSO EH2SO3(3)对还不能确定的粒子存在情况提出合理的假设：假设1：只存在Fe3；假设2：只存在_；假设3
11、：_。,(4)设计实验方案，进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 molL1 H2SO4、1 molL1 NaOH、0.01 molL1 KMnO4、20% KSCN、3% H2O2、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液、品红溶液。,【解析】 (1)Fe3能把SO2氧化为SO；(2)FeCl3溶液吸收SO2后颜色发生变化，说明Fe3不能大量存在，在强酸环境中H2SO3不能大量存在，但肯定Fe2、Cl、SO；(3)Fe3和H2SO3不能共存，所以假设3只能是二者都不存在；(4)Fe3可用KSCN溶液检验，H2SO3可用品红溶液检验，但是绝不能用KMnO4溶液，因为溶液中有Fe2 【答
12、案】 (1)2Fe3SO22H2O=2Fe24HSO(2)ACD(3)H2SO3 既不存在Fe3，也不存在H2SO3,(4),3.(2012广州高三一模)下列说法正确的是( )AFe在一定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3BFe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液显红色CFeCl2溶液蒸干灼烧后得到FeCl2固体DFeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体【解析】 A项Fe在高温下与水蒸气反应生成H2和Fe3O4。B项Fe3O4溶于盐酸生成FeCl3和FeCl2的混合液，滴入KSCN溶液呈红色。C项FeCl2溶液蒸干灼烧后得到Fe2O3。D项FeCl3饱和溶液滴入沸
13、水中可制备Fe(OH)3胶体。【答案】 B,实验探究氢氧化亚铁的实验室制备【探究】 Fe(OH)2的还原性很强，极不稳定，很容易被空气中的O2氧化而变为Fe(OH)3，反应方程式为_。探究：防止生成的Fe(OH)2被氧化的措施(1)使用新配制的FeSO4和NaOH溶液。(2)把配制溶液用的蒸馏水事先加热煮沸一下，除去溶液中溶解的_。(3)加入NaOH溶液所用的胶头滴管尖端插入FeSO4溶液液面以下。,(4)如果在试管中FeSO4溶液的液面上，预先注入一层_，则生成的Fe(OH)2保存时间会更长一些。【提示】 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)O2 (4)植物油或煤油,由于Fe
14、(OH)2易被空气中的O2氧化，某同学采用如图所示装置，在装置中用NaOH溶液、铁屑和稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。 (1)在锥形瓶A中应加入的试剂是_。(2)在锥形瓶B中应加入的试剂是_。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在A和B中加入试剂，打开止水夹，塞紧后的实验步骤是_。,(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。(5)反应后，若拔掉B中的塞子，向溶液中通入空气，现象是_，其反应的方程式为_。,【精讲精析】 锥形瓶B是开口式，无法用产生的气体将试管压入A中，所以制取FeSO4应放在锥形瓶A中，而在B中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入锥
15、形瓶A后，产生的H2可以从锥形瓶A的支管处排出，从而排尽锥形瓶A内空气。再经过止水夹通入B中，排尽B内空气。然后关闭止水夹C，A内产生的H2无法逸出，造成管内压强增大，将A内FeSO4溶液通过长导管压入B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。,【答案】 (1)稀H2SO4和铁屑 (2)NaOH溶液(3)检验B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(4)锥形瓶A中反应生成的H2充满了锥形瓶A和锥形瓶B，且外界O2不易进入(5)白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,答题
16、规范品味高考评分细则，提高答题得分能力,高考题组一 铁及其化合物的主要性质1(2011高考题组合)下列说法是否正确(填“”或“”)。(1)常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，所以Cl2不与铁反应(江苏高考) ( )(2)硫化亚铁溶于稀HNO3中反应的离子方程式为FeS2H=Fe2H2S(新课标高考) ( )(3)Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同(重庆高考) ( ),【答案】 (1) (2) (3),2下列说法正确的是( )A向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时间后过滤，目的是除去MgCl2溶液中少量的FeCl3 (2010江苏高考)B相同条件下，溶液
17、中Fe3、Cu2、Zn2的氧化性依次减弱 (2010江苏高考)C铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2OD向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)22H=Fe22H2O (2010四川高考),【解析】 C项，溶液变为浅绿色；D项，Fe2被HNO3氧化为Fe3。【答案】 AB,【解析】 A项，应生成Fe2；B项，产物应还有Fe2；C项，电荷不守恒。,【答案】 D,高考题组二 铁及其化合物的实验及综合题4下列说法是否正确，不正确的说明理由。(1)取少量溶液X，向其中加入适量新制氯水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明X溶液中一定含有Fe2(2011江苏高考)(2)向装
18、有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到红棕色气体，说明HNO3分解成了NO2 (2011四川高考)(3)过量的Fe粉中加入HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈红色，说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3 (2011安徽高考),【答案】 (1)、(2)、(3)均不正确。(1)若不含Fe2而含Fe3，加氯水再加KSCN溶液，溶液仍变红。(2)加入稀H2SO4，相当有了HNO3，被Fe2还原为NO，在管口遇空气变为红棕色NO2。(3)过量Fe与HNO3反应不能生成Fe3，滴入KSCN溶液不呈红色。,5(2010海南高考)AG各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。请回答
19、下列问题：(1)物质C和E的名称分别为_、_；(2)可选用不同的A进行反应，若能在常温下进行，其化学 方程式为_；若只能在加热情况下进行，则反应物A应为_；,(3)反应的化学方程式为_；(4)新配制的F溶液应加入_以防止其转化为G。检验 G 溶液中阳离子的常用试剂是_，实验现象为_。 【解析】 因为铁在氧气中燃烧生成Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2，铁与氯气反应生成FeCl3，所以B为O2、C为浓盐酸、G为FeCl3、F为FeCl2、E为Fe3O4；(1)二氧化锰与稀盐酸不反应，所以C的名称应为浓盐酸；(2)KClO3在MnO2作催化剂的条件下，加热分解生成O2，H2O2在MnO2作催化剂条件下，常温下分解生成O2；(4)因为2Fe3Fe=3Fe2，所以向Fe2溶液中加入铁屑，防止Fe2被氧化。,课时知能训练,
