《全程復(fù)習(xí)方略》屆高考化學(xué)(全國(guó)通用)總復(fù)習(xí)教師用書(shū)配套課件：鐵及其重要化合物

第三節(jié)

鐵及其重要化合物考綱考情三年12考高考指數(shù)：★★★★☆1.了解鐵的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用?！局R(shí)梳理】一、鐵的主要性質(zhì)1.物理性質(zhì)：顏色、狀態(tài)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性延展性地殼含量銀白色固體導(dǎo)電、導(dǎo)熱性_____良好占第__位良好42.化學(xué)性質(zhì)：鐵的性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價(jià)為_(kāi)__和___價(jià)。+2+3(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)。①與O2的反應(yīng)。常溫：鐵被腐蝕生成鐵銹，其主要成分為_(kāi)____。點(diǎn)燃：_________________。②與Cl2的反應(yīng)：___________________。③與S的反應(yīng)：_____________。點(diǎn)燃====△====點(diǎn)燃====Fe2O33Fe+2O2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3Fe+S

FeS(2)與水的反應(yīng)：常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：________________________。(3)與酸的反應(yīng)。①與非氧化性酸反應(yīng)的離子方程式：__________________。②與氧化性酸：遇冷的濃硫酸或濃硝酸_____，與稀硝酸或在加熱條件下與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)無(wú)H2產(chǎn)生。高溫====3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2Fe+2H+====Fe2++H2↑鈍化(4)與某些鹽溶液的反應(yīng)。①與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：_________________。②與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：________________。Fe+Cu2+====Fe2++CuFe+2Fe3+====3Fe2+【微點(diǎn)撥】(1)鐵分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得的產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài)不同，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2。(2)鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。(3)鐵與硫蒸氣反應(yīng)生成的是FeS而不是Fe2S3；鐵與碘蒸氣反應(yīng)生成的是FeI2而不是FeI3。二、鐵的化合物1.鐵的氧化物：(1)物理性質(zhì)?；瘜W(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱(chēng)________________色態(tài)黑色粉末_______粉末黑色晶體鐵的價(jià)態(tài)__________+2價(jià)，+3價(jià)鐵紅磁性氧化鐵紅棕色+2價(jià)+3價(jià)(2)化學(xué)性質(zhì)。FeO、Fe2O3、Fe3O4分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________，______________________，__________________________。FeO+2H+====Fe2++H2OFe2O3+6H+====2Fe3++3H2OFe3O4+8H+====2Fe3++Fe2++4H2O2.鐵的氫氧化物：(1)物理性質(zhì)?；瘜W(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色、態(tài)_____固體_______固體溶解性難溶于水難溶于水白色紅褐色(2)化學(xué)性質(zhì)。①穩(wěn)定性。Fe(OH)2：不穩(wěn)定，分解產(chǎn)物復(fù)雜；在空氣中易被氧化成Fe(OH)3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________，現(xiàn)象為白色固體變成_______，最終變?yōu)開(kāi)______。Fe(OH)3：不穩(wěn)定，受熱易分解，化學(xué)方程式為_(kāi)______________________。4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3灰綠色紅褐色△====2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O②堿性。Fe(OH)2屬于二元弱堿，F(xiàn)e(OH)3屬于三元弱堿，與非氧化性酸反應(yīng)的離子方程式分別為_(kāi)______________________；________________________。Fe(OH)2+2H+====Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+====Fe3++3H2O(3)制備。分別由可溶性的亞鐵鹽和鐵鹽與堿反應(yīng)制得，離子方程式分別為_(kāi)____________________；_____________________。3.Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。Fe2+Fe3+Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中標(biāo)號(hào)反應(yīng)的離子方程式為①______________________，②________________，③_____________________。2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-2Fe3++Fe====3Fe2+2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+【微點(diǎn)撥】(1)Fe3O4的組成可理解為FeO·Fe2O3，與非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸)反應(yīng)時(shí)生成Fe2+和Fe3+；與氧化性酸(如HNO3)反應(yīng)時(shí)生成Fe3+；與還原性酸(如HI)反應(yīng)時(shí)生成Fe2+。(2)配制FeSO4溶液時(shí)加入稀硫酸防止Fe2+的水解，加入鐵粉防止Fe2+被氧化。(3)Fe3+與I-、S2-、HS-等強(qiáng)還原性離子不能大量共存。(4)制取Fe(OH)2時(shí)，所用溶液要煮沸除氧氣，要將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，或在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)。【小題快練】1.【思考辨析】(1)(2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作是因?yàn)镕eCl3能從含有Cu2+的溶液中置換出銅。()【分析】氯化鐵中的三價(jià)鐵離子能和銅反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子和銅離子?！?2)(2014·江蘇高考)氧化鐵能與酸反應(yīng)，所以可用于制作紅色涂料。

()【分析】Fe2O3是堿性氧化物，能與酸反應(yīng)，它可用于制作紅色涂料，但二者沒(méi)有因果關(guān)系?！?3)(2014·四川高考)將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅，檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì)。()【分析】在酸性條件下，硝酸根離子有氧化性，能夠?qū)⒍r(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子與KSCN溶液反應(yīng)，使溶液變紅，因此不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?.【教材研習(xí)】(1)(RJ必修1·P63)為了檢驗(yàn)?zāi)矲eCl2溶液是否變質(zhì)，可向溶液中加入

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)A.NaOH溶液B.KSCN溶液C.先通入氯氣，再加入KSCN溶液D.先加入足量鐵粉，再加入KSCN溶液【解析】選B。Fe2+易被氧化為Fe3+，檢驗(yàn)溶液中有沒(méi)有Fe3+即可。(2)(LK必修1·P124)鐵是人類(lèi)使用較早且使用廣泛的金屬之一，目前已冶煉出純度達(dá)99.9999%的純鐵，該純鐵不可能具有的性質(zhì)是

(

)A.硬度比生鐵還大B.能與鹽酸反應(yīng)C.抗腐蝕能力比生鐵強(qiáng)D.在冷濃硝酸中鈍化【解析】選A。鐵中含碳高的硬度大，純鐵硬度比生鐵低得多；鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣；不純的鐵在潮濕的空氣中易發(fā)生原電池反應(yīng)被腐蝕，純鐵耐腐蝕能力較強(qiáng)；鐵在常溫時(shí)遇濃硝酸、濃硫酸發(fā)生鈍化。(3)(RJ必修1·P63)要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含F(xiàn)e2+，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，最佳順序是(

)①加足量氯水②加足量KMnO4溶液③加少量KSCN溶液A.①②B.③②

C.③①

D.①②③【解析】選C。本題檢驗(yàn)方法的關(guān)鍵是Fe3+遇SCN-顯紅色，而Fe2+遇SCN-不顯紅色。加入KSCN溶液不顯紅色證明無(wú)Fe3+，再加氯水，如有Fe2+則可被氧化為Fe3+，溶液顯紅色。KMnO4溶液也能氧化Fe2+，但因其本身呈紫色，使Fe3+遇SCN-顯紅色不易觀察。【速記卡片】1.熟記2個(gè)特殊現(xiàn)象：(1)Fe(OH)2→Fe(OH)3是白色→灰綠色→紅褐色；(2)Fe3+遇SCN-，溶液變紅色。2.記住4種顏色：Fe2+—淺綠色，F(xiàn)e3+—棕黃色，F(xiàn)e2O3—紅棕色，F(xiàn)e(OH)3—紅褐色。3.掌握6個(gè)化學(xué)方程式(或離子方程式)：(1)4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3；(2)3Fe+4H2O(g)

Fe3O4+4H2；(3)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+；(4)2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-；(5)3Fe+8H++2====3Fe2++2NO↑+4H2O；(6)3Fe2++4H++====3Fe3++NO↑+2H2O。高溫====考點(diǎn)一“鐵三角”及其重要應(yīng)用1.“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系：2.“鐵三角”的重要應(yīng)用：(1)除雜。主要物質(zhì)雜質(zhì)除雜方法Fe2+Fe3+加過(guò)量鐵屑后過(guò)濾FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2+Cu2+加過(guò)量鐵屑后過(guò)濾(2)判斷離子共存。(3)鹽溶液的配制與保存。(4)物質(zhì)的制備?！镜漕}】(2015·棗莊模擬)在FeCl3溶液蝕刻銅箔①制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過(guò)程簡(jiǎn)述如下：Ⅰ：向廢液中投入過(guò)量鐵屑②，充分反應(yīng)后分離出固體和濾液；Ⅱ：向?yàn)V液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時(shí)鼓入足量的空氣③。已知：Ksp［Fe(OH)3］④＝4.0×10－38回答下列問(wèn)題：(1)FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________。(2)過(guò)程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是_________________，分離得到固體的主要成分是_____________，從固體中分離出銅需采用的方法是___________。(3)過(guò)程Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________。(4)過(guò)程Ⅱ中調(diào)節(jié)溶液的pH為5⑤，金屬離子濃度為_(kāi)_________(列式計(jì)算)?！镜漕}剖析】抽絲剝繭溯本求源關(guān)鍵信息信息分析與遷移信息①?gòu)U液中含有Fe3+、Fe2+和Cu2+信息②濾液中只有Fe2+，固體中含有生成的Cu和過(guò)量的Fe；鐵粉用于回收Cu信息③二價(jià)鐵被氧化為三價(jià)鐵信息④由pH知道c(OH—)，結(jié)合Ksp[Fe(OH)3]求c(Fe3+)信息⑤【解析】(1)FeCl3能將銅氧化成Cu2+，本身被還原為Fe2+。(2)先用過(guò)量鐵置換出銅，固體為鐵與銅的混合物，再分離銅應(yīng)加入鹽酸溶解鐵。(3)過(guò)程Ⅱ是亞鐵離子生成Fe(OH)2，鼓入空氣轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3。(4)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3+)·c3(OH-)，c(OH-)＝KW/c(H+)，可求c(Fe3+)。答案：(1)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+(2)回收銅Cu和Fe加鹽酸反應(yīng)后過(guò)濾(3)FeCl2+Ca(OH)2====Fe(OH)2↓+CaCl2、4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3(4)c(Fe3+)＝4.0×10-38÷(10-9)3＝4.0×10-11(mol·L-1)【針對(duì)訓(xùn)練】(2014·上海高考)用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得的溶液中加入鐵粉。對(duì)加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是(

)A.若無(wú)固體剩余，則溶液中一定有Fe3+B.若有固體存在，則溶液中一定有Fe2+C.若溶液中有Cu2+，則一定沒(méi)有固體析出D.若溶液中有Fe2+，則一定有Cu析出【解析】選B。Fe3+的氧化性比Cu2+的大，加入的鐵粉可以恰好將原來(lái)剩余的Fe3+還原為Fe2+而沒(méi)有固體剩余或析出，A、D錯(cuò)誤；在整個(gè)過(guò)程中Fe3+被銅、鐵還原為Fe2+，無(wú)論是否有固體存在，一定會(huì)含有Fe2+，B正確；加入的鐵將剩余的Fe3+還原后還可以將部分Cu2+還原得銅單質(zhì)，C錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】1.(2015·聊城模擬)下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是

(

)A.FeO固體放入稀硝酸溶液中：FeO+2H+====Fe2++H2OB.過(guò)量的鐵粉與稀硝酸溶液反應(yīng)：Fe+4H++====Fe3++NO↑+2H2OC.向氫氧化亞鐵中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2+2H+====Fe2++2H2OD.向Fe(OH)3中加入氫碘酸：2Fe(OH)3+6H++2I-====2Fe2++I2+6H2O【解析】選D。A項(xiàng)，硝酸具有強(qiáng)氧化性，產(chǎn)物中生成的應(yīng)該是Fe3+，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，鐵粉過(guò)量生成的應(yīng)該是Fe2+，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，二價(jià)鐵被氧化成Fe3+，錯(cuò)誤。2.(2015·湛江模擬)將鐵粉、銅粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(yīng)(容器不參與反應(yīng))，試判斷下列情況溶液中存在的金屬離子和金屬單質(zhì)。(1)若鐵粉有剩余，則容器中不可能有________________。(2)若CuCl2有剩余，則容器中一定有______________，可能有____________。(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余，則容器中不可能有_______________，一定有____________。(4)若FeCl3有剩余，則容器中不可能有______________?！窘馕觥勘绢}涉及的反應(yīng)有Fe+2FeCl3====3FeCl2，F(xiàn)e+CuCl2====

Cu+FeCl2，Cu+2FeCl3====2FeCl2+CuCl2。(1)中鐵粉剩余，因鐵粉能夠與Fe3+、Cu2+反應(yīng)，故容器中不可能有Fe3+、Cu2+。(2)中CuCl2有剩余，則容器中一定有Fe2+。若有銅粉剩余，則無(wú)Fe3+；若無(wú)銅粉剩余，溶液中可能有Fe3+。(3)中FeCl3和CuCl2都有剩余，容器中不可能有鐵粉、銅粉，因二者都能與Fe3+反應(yīng)，但一定有Fe2+。(4)中FeCl3有剩余，同理分析容器中不可能有鐵粉、銅粉。答案：(1)Fe3+、Cu2+

(2)Fe2+

Fe3+(或銅粉)(3)鐵粉、銅粉Fe2+

(4)鐵粉、銅粉考點(diǎn)二Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)方法1.Fe2+的檢驗(yàn)：2.Fe3+的檢驗(yàn)：3.含F(xiàn)e2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的檢驗(yàn)：(1)Fe3＋的檢驗(yàn)。(2)Fe2＋的檢驗(yàn)?！镜漕}】(2015·德州模擬)FeCl3溶液吸收一定量的SO2后溶液顏色發(fā)生變化。(1)寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________________。(2)對(duì)還不能確定的存在情況提出合理的假設(shè)。假設(shè)1：只存在Fe3+；假設(shè)2：只存在___________________________________________；假設(shè)3：_________________________________________________。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。限選實(shí)驗(yàn)試劑：3mol·L-1H2SO4、1mol·L-1NaOH溶液、0.01mol·L-1KMnO4溶液、3%H2O2溶液、淀粉KI溶液、紫色石蕊試液、品紅溶液。實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：步驟2：【解析】Fe3+能與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此亞硫酸與Fe3+不能共存，所以很容易提出假設(shè)，要么只有一種粒子，要么兩種粒子全無(wú)。答案：(1)2Fe3++SO2+2H2O====2Fe2++4H++(2)H2SO3既不存在Fe3+，也不存在H2SO3(3)實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取少量溶液于試管A中，滴加2～3滴淀粉KI溶液(1)若溶液變藍(lán)色，則假設(shè)1成立(2)若溶液不變藍(lán)色，則假設(shè)2或3成立步驟2：另取少量溶液于試管B中，滴加2～3滴品紅溶液(1)若溶液紅色褪去，則假設(shè)2成立(2)若溶液呈紅色，結(jié)合步驟1中預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(2)，則假設(shè)3成立【加固訓(xùn)練】1.(2015·西安模擬)某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+，加入NaOH溶液，開(kāi)始時(shí)有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。下列結(jié)論正確的是(

)A.一定有Fe2+，一定沒(méi)有Fe3+、Mg2+B.一定有Fe3+，一定沒(méi)有Fe2+、Mg2+C.一定有Fe3+，可能有Fe2+，一定沒(méi)有Mg2+D.一定有Fe2+，可能有Mg2+，一定沒(méi)有Fe3+【解析】選D。加入NaOH溶液，開(kāi)始時(shí)有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的現(xiàn)象是溶液中含有亞鐵離子的特性，若有Fe3+，則產(chǎn)生氫氧化鐵的紅褐色沉淀會(huì)掩蓋Fe(OH)2的白色，所以不可能存在，而Mg(OH)2是白色的，有可能存在。2.(2015·大連模擬)下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是(

)A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說(shuō)明不含F(xiàn)e2+B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說(shuō)明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說(shuō)明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說(shuō)明該溶液中只含有Fe2+，不含有Mg2+【解析】選C。A項(xiàng)，加入KSCN溶液后呈紅色，說(shuō)明含F(xiàn)e3+，但不能說(shuō)明是否含有Fe2+。B項(xiàng)，通入Cl2后再加入KSCN溶液變紅色，說(shuō)明所得的溶液中含F(xiàn)e3+，而原溶液中是否含有Fe3+、Fe2+無(wú)法判斷。C項(xiàng)，加NaOH得紅褐色沉淀，說(shuō)明含有Fe3+。D項(xiàng)，當(dāng)溶液中含有Fe2+和其他能與堿反應(yīng)生成白色沉淀的離子時(shí)，同樣會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象，因?yàn)镕e(OH)2轉(zhuǎn)變成Fe(OH)3時(shí)，顏色很容易掩蓋其他的白色沉淀。3.(2015·蘭州模擬)電子產(chǎn)品產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某化學(xué)興趣小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：按要求回答下列問(wèn)題：(1)濾渣1中存在的金屬有__________。(2)已知沉淀物的pH如下表：氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH氫氧化物沉淀完全時(shí)的pHFe2+7.09.0Fe3+1.93.7Cu2+4.96.7Al3+3.04.4①則操作Ⅱ中X物質(zhì)最好選用的是__________(填編號(hào))。a.酸性高錳酸鉀溶液b.漂白粉c.氯氣d.雙氧水②理論上應(yīng)控制溶液pH的范圍是____________。(3)檢驗(yàn)濾液2中既不存在Fe2+又不存在Fe3+的操作步驟是______________________________________________________。(4)用一個(gè)離子方程式表示在酸浸液中加入適量鋁粉的反應(yīng)：______________________________________________________。(5)由CuSO4·5H2O制備CuSO4時(shí)，