新教材高考化学一轮复精品讲义第7讲铁及其化合物（含解析）.doc

第7讲 铁及其化合物【学科核心素养】1.宏观辨识与微观探析：认识铁及其化合物的性质及应用，能以“铁三角”转化关系理解变价元素的转化条件2.科学态度与社会责任：利用铁及其化合物的性质，科学认识铁及其化合物的提纯和制备工艺流程，形成严谨求实的科学态度和崇尚真理的意识3.科学探究与创新意识：能提出有价值的氢氧化亚铁及其他铁的化合物的制备方案，并进行实验探究核心素养发展目标】1.能从物质类别和铁元素化合价的角度认识铁及其化合物的性质，理清铁元素不同价态之间的转化关系，增强证据推理与模型认知的能力2.会设计实验制备氢氧化亚铁，检验Fe3＋，探究Fe3＋、Fe2＋的氧化性与还原性，增强科学探究与创新意识知识点解读】知识点一 铁及其重要化合物的性质1．铁铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素1)结构(2)铁的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，能被磁铁吸引3)铁的化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价①与非金属单质的反应与O2反应常温铁锈(成分为Fe2O3·xH2O)点燃3Fe＋2O2Fe3O4与Cl2反应点燃2Fe＋3Cl22FeCl3与S、I2反应Fe＋SFeS、Fe＋I2FeI2②与水的反应常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。

③与酸的反应与H＋反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑与稀HNO3反应过量Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O少量3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O与浓H2SO4、浓HNO3反应常温下钝化，加热分别生成SO2、NO2④与某些盐溶液反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋【归纳总结】①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋3)铁的冶炼冶炼原理：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO22．铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价＋2＋3＋2，＋3稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O3.铁的氢氧化物(1)Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

2)Fe(OH)3是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，受热易分解，方程式为2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O；制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓4．亚铁盐(1)Fe2＋的氧化性和还原性含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O2)可水解Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化5．铁盐的性质及应用(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。

①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度④Fe3＋与HCO、[Al(OH)4]－、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存 知识点二 Fe2＋和Fe3＋的检验1．亚铁盐(1)Fe2＋的氧化性和还原性含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)、MnO(H＋)等均表现为还原性Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色反应的离子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O2)可水解Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液因水解呈酸性2．铁盐(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。

如用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式2Fe3＋＋Cu===2Fe3＋＋Cu2＋2)易水解：Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中3．Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)Fe2＋的检验方法1无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋方法2产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋方法3生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋ (2)Fe3＋的检验方法1溶液变红色，证明含有Fe3＋方法2产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋ (3)混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验①Fe3＋的检验a.溶液变血红色，说明含有Fe3＋b.试纸变蓝色，说明含有Fe3＋②Fe2＋的检验a.KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋b.溴水褪色，说明含有Fe2＋c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋4．亚铁盐、铁盐性质应用(1)盐溶液的配制与保存(2)物质的制备(3)判断离子能否共存Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)Fe3＋S2－、I－、SOFe3＋HCO、CO等水解相互促进的离子【典例剖析】高频考点一 铁及其化合物的性质例1.（高考组合题）下列有关物质性质的叙述错误的是（ ）A. （2021·浙江卷）铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨 B．（2019·天津卷）将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2C．（2020·江苏卷）室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4 D. （2018·江苏卷）Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2【答案】AC【解析】铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，其可以将两段铁轨焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，A错误；铁和亚铁能将氯气还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，B正确；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化，C错误； Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2和FeCl2，反应的化学方程式为Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，D正确。

变式探究】（高考组合题）下列观点的叙述正确的是（ ）A.（2021·浙江卷）将生铁进一步炼制减少含碳量，能得到耐腐蚀的钢B.（2017·江苏卷）FeFeCl2Fe(OH)2C.（2018·江苏卷） D.（2017·新课标II卷）向2 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：Fe>Fe2+【答案】AD【解析】将生铁进一步炼制可以减少碳含量，在使用这种钢材时可以减少电化学腐蚀过程，这样的钢材更耐腐蚀，A正确；铁与氯气反应只能生成氯化铁，B错误；Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe与HCl反应生成FeCl2和H2，第二步反应不能实现，C错误；加入过量的铁粉，黄色消失，加入KSCN溶液，溶液不变色，说明Fe3＋完全被消耗，即Fe＋2Fe3+=3Fe2+，根据氧化还原反应规律，还原剂的还原性大于还原产物得还原性，Fe元素化合价升高，Fe为还原剂，Fe2+即使还原产物又是氧化产物，因此还原性Fe>Fe2+，D正确高频考点二 　铁及其化合物的转化与计算例2．在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是(　　)A．FeFeCl3 B．FeFeSO4C．FeFe3O4 D．FeFeCl2【答案】B【解析】Fe和Cl2在加热条件下发生反应生成FeCl3：2Fe＋3Cl22FeCl3，物质间的转化能实现，故A不符合；常温下Fe在浓硫酸中发生钝化不能继续反应，物质间的转化不能实现，故B符合；Fe和H2O(g)在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，物质间的转化能实现，故C不符合；Fe和FeCl3溶液反应生成FeCl2：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，物质间的转化能实现，故D不符合。

变式探究】含有agHNO3的稀硝酸与bg铁恰好反应，铁全部溶解，生成NO已知有gHNO3被还原，则a∶b不可能是(　　)A．3∶1　 B．3∶2 C．4∶1 D．9∶2【答案】B【解析】若生成硝酸亚铁：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O168　2×63＝126b　　＝a∶b＝3∶1若生成硝酸铁：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O56　63b　＝a∶b＝9∶2还可能生成硝酸铁和硝酸亚铁的混合物，所以3∶1≤a∶b≤9∶2之间，不符合题意的只有B项方法技巧】数轴法分析铁与稀硝酸反应的产物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化学方程式：HNO3过量：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；Fe过量：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2；两者相加得总方程式：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；可以用数轴表示：　解题时需注意量的范围：①≤，产物仅有Fe(NO3)3，稀HNO3可能有剩余；②≥，产物仅有Fe(NO3)2，Fe可能有剩余；③＜＜，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，Fe和稀HNO3都完全反应。

　高频考点三、铁及其化合物的实验探究例3.（2019·新课标Ⅰ卷）硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重。