精修版高考化学大一轮讲义：第三章第3讲铁及其化合物31页含答案解析

1、精品文档高考化学第3讲铁及其化合物考纲要求1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.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。3.能鉴别溶液中的Fe2、Fe3。考点一用物质分类思想认识铁及其重要化合物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FeH2O(g)3Fe4H2O(g)Fe3O44H23铁的氧化物和氢氧化物(1)铁的氧化物来源:化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁来源:颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水来源:难溶于水难溶于水铁的化合价232，3稳定性不稳定稳定稳定与H反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O(2)铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2

2、OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应Fe33OH=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)2O22H2O=4Fe(OH)34亚铁盐和铁盐(1)亚铁盐：含有Fe2的溶液呈浅绿色，Fe2既有_性，又有_性，Fe2与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为_，_。(2)铁盐：来源: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_，_。特性：含有Fe3的盐溶液遇到_时变成血红色。易水解：FeCl3滴入沸水中的离子方程式：_。答案(1)氧化还原ZnFe2=Zn2Fe2Fe2Cl2=2Fe32Cl(2)棕黄色2Fe3Fe=3Fe22Fe3Cu=2Fe2Cu2KSCNFe33H2OFe(OH)3(胶体)3H深度思考1铁有很强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？答案主要因为铁不纯，往往含有碳等杂质，当这些铁制品

3、在潮湿的空气中或接触到电解质溶液(如食盐水)时会发生电化学腐蚀。2铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？答案常温下铁、铝遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。3FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？答案都可以。2Fe3Cl22FeCl32FeCl3Fe=3FeCl24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)34铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物中主要表现为2价和3价，请归纳总结：(1)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成2价？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。答案FeFe2：铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)，非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应，都可实现这种转化。如：FeSFeS,2HFe=Fe2H2，Cu2Fe=Fe2Cu。(2)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成3价？写出有关反应的化学方程式。答案FeFe3：铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如：2Fe3Cl22FeCl3，Fe4HNO

4、3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O,2Fe6H2SO4(浓)Fe2(SO4)33SO26H2O。题组一铁及其化合物的性质1铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是()AFe(OH)3Fe2O3 BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2Fe3O4答案B解析铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。2在高温条件下铁与水能发生反应。资料显示，在不同温度下，还原铁粉与水蒸气反应的产物是不同的，温度低于570 时，生成FeO，高于570 时，生成Fe3O4。老师用右图所示实验装置，完成还原铁粉与水蒸气反应的演示实验。(1)实验中使用肥皂液的作用是_。(2)某同学设计下列实验方案以确定实验后试管内的固体是否存在Fe3O4。确定是否存在Fe3O4需要测定并记录的实验数据是_。答案(1)检验反应中生成的H2(2)固体样品质量和红棕色固体的质量解析本题

5、主要考查实验设计与探究，意在考查学生分析处理实验数据并得出合理结论的能力。为了确定实验后试管内的固体是否存在Fe3O4，必须测定实验后固体中铁与氧的物质的量之比，因黑色粉末溶解时有少量气泡产生，故一定含有金属铁，只有当黑色粉末中1时，才一定含有Fe3O4，因此该同学实验中必须测定固体样品质量和红棕色固体(Fe2O3)的质量，以确定铁与氧的物质的量之比。题组二铁及其化合物的定量计算3在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3Fe2Fe、Fe2 Fe2、Fe3(1)AB段铁元素以_形式存在。(2)BC段铁元素以_形式存在。(3)CD段铁元素以_形式存在。答案(1)(2)(3)解析向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3Fe=3Fe2，最后全部转化为Fe2。4由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为218，则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是()

6、A121 B211C131 D113答案D解析可用平均组成法来求解：在混合物中铁原子和氧原子物质的量之比为(21/56)(8/16)34，则混合物的平均组成为Fe3O4，在三种组合中Fe3O4则不必多考虑，应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合n(Fe)n(O)34，所以在混合物中它们的物质的量之比必须是11。5向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150 mL 4 molL1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为()A0.21 mol B0.25 molC0.3 mol D0.35 mol答案B解析n(HNO3)0.6 mol，n(NO)0.1 mol，反应后铁元素的存在形式为Fe(NO3)2，根据元素守恒，可知反应后溶液中的n(NO)0.5 mol，n(Fe2)0.25 mol，即n(Fe)0.25 mol。归纳总结1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：HN

7、O3过量：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，Fe过量时：Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，两者相加得总方程式：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O。2在铁及其化合物的计算中能用“守恒法”的很多，常用到的有质量守恒、电子守恒等。如第5题中用到N原子守恒、Fe原子守恒以及溶液中Fe2、NO的电荷守恒。题组三有关铁及其化合物的实验探究6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)。答案解析因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2O22H2O=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。、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；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；中液面加苯阻止了空气进入；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。反思归纳成功制备Fe(OH)2的关键由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：Fe22OH=Fe(OH)2成功关键：溶液中不含Fe3和O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。考点二“铁三角”的转化关系及应用“铁三角”的转化关系深度思考1用离子方程式实现下列转化：Fe2Fe32Fe2Cl2=2Fe32Cl；3Fe24HNO=3Fe32H2ONO；2Fe3Fe=3Fe2；Cu2Fe3=Cu22Fe2。2如何除去括号中的杂质(1)Fe2(Fe3)：加过量铁粉，过滤；(2)FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2；(3)FeCl2(CuCl

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