1、第3节铁及其重要化合物考点一铁及其氧化物1.铁的位置、存在和物理性质4银白2.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。写出下列有关化学方程式或离子方程式：钝化 3.铁的三种典型氧化物FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2O4.铁的冶炼(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。(2)设备：高炉。(3)主要反应 自主测评 1.易错易混辨析(正确的画“”，错误的画“”)。(1)FeS、FeCl2、FeCl3 均可以通过单质化合得到()(2)细铁粉可作食品抗氧化剂()(3)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸()(4)Fe 在足量 Cl2 中燃烧生成 FeCl
2、3，在少量 Cl2 中燃烧生成FeCl2()(5)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分为 Fe2O3xH2O()(6)Fe 与稀 HNO3、稀 H2SO4 反应均有气泡产生，说明 Fe与两种酸均发生置换反应()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.【深度思考】铁及其氧化物日常生活中应用比较广泛。回答相关问题。(1)除去 Cu 粉中少量铁粉。物理方法：_，化学方法_(填试剂名称)。(2)铁与卤素单质反应时，与Cl2、Br2反应生成FeCl3、FeBr3而与 I2 反应生成 FeI2。原因是_。(3)FeO、FeOCr2O3 在空气中灼烧时固体质量增加，原因是_。(4)红珊瑚是一种贵重饰品
3、，其颜色呈红色是因为含有一种铁的氧化物，该氧化物的化学式为_。答案：(1)用磁铁吸引稀盐酸(稀硫酸)(2)I2 的氧化性弱(3)吸收空气中的 O2 (4)Fe2O3(4)Fe(NO3)2溶液酸化后，NO在酸性条件下具有强氧化性，会将Fe2氧化成Fe3。(5)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时发生氧化还原反应，Fe3被I还原生成Fe2。(6)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时发生氧化还原反应，Fe2被HNO3氧化生成Fe3。考向1铁的性质1.(2020 年成都模拟)某学生以铁丝和 Cl2 为原料进行下列三个实验。下列从分类角度分析正确的是()A.实验反应制
4、得的物质均为纯净物B.实验均未发生氧化还原反应C.实验均为放热反应D.实验所涉及的物质均为电解质解析：实验制得的是 Fe(OH)3 胶体，属于混合物，且属于吸热反应，A、C 错误；实验中 Cl2、铁丝均为单质，既不属于电解质，也不属于非电解质，D 错误。答案：B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。(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。2.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2的物Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3答案：(1)(2)(3)解析：向稀HNO3中
5、加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3，故AB段铁元素以Fe3形式存在。随着铁粉量的增加，溶液中的Fe3与Fe反应生成Fe2，故BC段铁元素以Fe2、Fe3形式存在。Fe3全部转化为Fe2后，铁粉不再溶解，故CD段钠元素以Fe、Fe2形式存在。归纳提升1.铁与硫酸、硝酸组成的混酸的反应顺序2.铁与稀硝酸的反应规律(3)用数轴法表示铁与硝酸的用量比与反应产物的关系：考向2铁的氧化物的性质及组成判断3.(2020 年长春模拟)向一定量的 Fe、FeO、Fe2O3 的混合物中加入 120 mL 4 molL1 的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出 1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加
6、入 KSCN 溶液，无红色出现。若用足量的 CO 在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为(A.0.24 molC.0.16 mol)B.0.21 molD.0.14 mol答案：B4.(2020 年山东模拟)一定质量的某铁的氧化物 FexOy，与足量的 4 molL1硝酸溶液充分反应，消耗硝酸溶液 700 mL，生成 2.24 L NO(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为()3O42O34O5答案：C归纳提升铁的氧化物组成的判断方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为mn，则氧化考点二铁的氢氧化物和盐(Fe2、Fe3)红褐色Fe2O33H2O1.铁的氢氧化物的性质与制备2Fe(
7、OH)32Fe(OH)3 _白色（续表）Fe(OH)3灰绿色红褐色4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32.亚铁盐和铁盐(1)亚铁盐Fe2Zn=FeZn2氧化性与还原性：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_、_。可水解：保存或配制FeSO4时常加入少量H2SO4的理由是_。2Fe2Cl2=2Fe32ClFe22H2OFe(OH)22H(2)铁盐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_时变成红色。可水解KSCN 溶液a.利用 Fe3易水解的性质，实验室可用饱和 FeCl3 溶液滴入
8、沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：_；氧化性：含有Fe3的溶液呈棕黄色，Fe3具有氧化性，2Fe3Fe=3Fe22Fe3Cu=2Fe2Cu2FeCl33H2O Fe(OH)3(胶体)3HClb.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，如可通过加入_调节 pH 来除去 MgCl2 溶液中的 Fe3；常将氯化铁固体先溶于较浓的_中，然后再稀释至所需浓度。MgO 或 Mg(OH)2盐酸c.利用Fe3易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液时，通 自主测评 1.易错易混辨析(正确的画“”，错误的画“”)。(1)向某溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红
9、色，该溶液中一定含有 Fe2()(2)FeCl3 溶液中加入 KSCN 溶液，有红色沉淀生成()(3)除去 Fe2(SO4)3 溶液中的 Fe2可在加热搅拌的条件下加入适量 H2O2 或氯水()(4)除去 ZnCl2 溶液中的 Fe3可在加热搅拌的条件下加入足量 ZnCO3，然后过滤()(5)FeCl3、FeCl2 和 Fe(OH)3 都可以通过化合反应制取()(6)氢氧化铁与 HI 溶液仅发生中和反应()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.【深度思考】如图所示的 5 种物质中均含同种金属元素，且在一定条件下(不含电解)能发生图示转化，则该金属元素可能是_。NaKCaFeCu答案：考
10、向1Fe(OH)2 的制备与实验条件的控制1.(2020 年山东月考)某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的 Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是()A.X 可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸B.实验开始时应先关闭止水夹 a、打开 b，再向烧瓶中加入XC.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀D.反应结束后若关闭 b 及分液漏斗活塞，则 Fe(OH)2 可较长时间存在解析：稀硝酸会将铁氧化为3 价的铁离子，A 错误；实验开始时，应先打开 a、b，利用生成的氢气将装置中空气排出，然后关闭 a，利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子排入到锥形瓶中反应生成 Fe(OH)
11、2，B 错误；反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，C 错误；由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，故 Fe(OH)2 可较长时间存在，D 正确。答案：D(1)用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的2.(2019 年荆门模拟)下面是制备 Fe(OH)2 白色沉淀的几种方案。请回答下列问题：NaOH 溶液反应制备。用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO4 溶液时还需要加入_。除去蒸馏水中溶解的 O2 常采用_的方法。生成 Fe(OH)2 白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2 的NaOH 溶液，插入 FeSO4 溶液液面下，再挤出 NaOH 溶液，这样操作的理由是_。(2)在如图
12、所示的装置中，用 NaOH 溶液、铁屑、稀 H2SO4等试剂制备。在试管里加入的试剂是_。在试管里加入的试剂是_。为了制得 Fe(OH)2 白色沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_。这样生成的 Fe(OH)2 沉淀能较长时间保持白色，理由是_。(3)利用电解实验可以制得纯净的 Fe(OH)2 白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。a 电极的材料应为_，电极反应式为_。电解液 c 可以是_(双选，填选项字母)。A.纯水C.NaOH 溶液B.NaCl 溶液2 溶液d 为苯，其作用是_，在加入苯之前对电解液 c 应作何简单处理？_。为了在较短时间内看到白色沉淀
13、，可采取的措施是_(双选，填选项字母)。A.改用稀 H2SO4 作电解液B.适当增大电源的电压C.适当减小两极间的距离D.适当降低电解液的温度若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_。解析：(1)Fe2易水解，要加入稀 H2SO4 抑制其水解；Fe2易被空气中的 O2 氧化，要加铁粉，将被氧化生成的 Fe3还原成Fe2，气体的溶解度随着温度升高而降低，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的 O2 变少。(2)两支试管，试管是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管中，所以 Fe 和稀 H2SO4 应放在试管中，而在试管中盛不含
14、 O2 的 NaOH 溶液，当 Fe 与稀 H2SO4放入试管后，产生的 H2 可以从试管内短管处排出，从而排尽试管内空气，再通入试管中，排尽试管内空气。然后关闭止水夹，试管内产生的 H2 无法逸出，造成管内压强增大，将试管内FeSO4溶液通过长导管压入试管内，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。(3)电解时阳极反应Fe2e=Fe2，阴极反应2H2O2e=H22OH，或电解质溶液能直接提供OH，Fe2与OH发生反应Fe22OH=Fe(OH)2，当电解液选用NaOH溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能
15、产生沉淀(大约在电解池中部)；当反接电源后，阳极反应为4OH4e=2H2OO2，产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。Fe2e =Fe2答案：(1)稀 H2SO4、铁屑煮沸避免生成的 Fe(OH)2 沉淀接触 O2 而被氧化(2)稀 H2SO4 和铁屑NaOH 溶液检验试管出口处排出的 H2 的纯度，当排出的 H2 已经纯净时再夹紧止水夹试管中反应生成的 H2 充满了试管和试管，且外界 O2 不易进入(3)FeBC隔绝空气，防止生成的 Fe(OH)2 被氧化加热煮沸，排出溶解的 O2BC白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色归纳提升实验室制备氢氧化亚铁的防氧化措施(1)将配制溶液
16、的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气。(2)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。(3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。(4)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH 溶液或 NaCl 溶液，利用新产生的Fe2与OH反应制取。Fe2+与Fe3+之间的转化考向23.(2020 年淄博三模)工业上可用软锰矿(主要成分是 MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工艺流程如下：A.研磨矿石、适当升高温度均可提高溶浸工序中原料的浸出率B.除铁工序中，在加入石灰调节溶液的 pH 前，加入适量的2H2OC.
17、副产品 A 的化学式为(NH4)2SD.从沉锰工序中得到纯净 MnCO3 的操作方法是过滤、洗涤、干燥软锰矿，发生的反应为MnO22Fe24H=2Fe3Mn2 解析：由流程可知软锰矿(主要成分MnO2)和黄铁矿加入硫酸酸浸过滤得到浸出液调节溶液pH，FeS2和稀硫酸反应生成Fe2，然后过滤得到滤渣是MnO2，向滤液中加入软锰矿，发生的离子反应方程式为MnO22Fe24H=2Fe3Mn22H2O，过滤，滤液中主要含有Cu2、Ca2等杂质，加入硫化铵和氟化铵，生成CuS、CaF2沉淀除去，在滤液中加入碳酸氢铵和氨水沉锰，生成MnCO3沉淀，过滤得到的滤渣中主要含有MnCO3，通过洗涤、烘干得到Mn
18、CO3晶体。提高浸取率的措施可以是搅拌、适当升高温度、研磨矿石、适当增大酸的浓度等，A 正确；主要成分是 FeS2 的黄铁矿在酸浸过程中产生亚铁离子，因此流程第二步除铁环节的铁应该转化为铁离子才能更好除去，所以需要加入氧化剂软锰矿使残余的 Fe2转化为 Fe3，离入石灰调节 pH 值使 Fe3完全沉淀，B 正确；得到的滤液中还有大量的铵根离子和硫酸根离子没有反应，因此可以制的副产品为(NH4)2SO4，C 错误；从沉锰工序中得到纯净 MnCO3，只需将沉淀析出的 MnCO3 过滤、洗涤、干燥即可，D 正确。答案：C子方程式为MnO22Fe24H=2Fe3Mn22H2O，再加4.(2020 年内
19、蒙古二模)某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验。查阅资料：Fe2+NOFe(NO)2+(棕色)实验：将 Fe3转化为 Fe2查阅资料：2Cu24I=已知：SCN的化学性质与 I相似2CuII2实验：将 Fe2转化为 Fe3答案：B解析：由反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2可知加入过量铜粉后反应，得到溶液中含有Fe2、Cu2；取4 mL 0.1 molL1 CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 molL1KSCN溶液，Cu2与SCN反应生成CuSCN白色沉淀，A正确；取4 mL 0.1 molL1 FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 molL1KSCN溶液，不发生反应，无明显现象，B不正确
20、；Cu2与SCN反应生成CuSCN沉淀，同时生成(SCN)2，反应离子方程式为2Cu24SCN=2CuSCN(SCN)2，C正确；亚铁离子具有还原性，酸性条件下硝酸根具有强氧化性，反应生成铁离子、NO与水，反应离子方程式为3Fe24HNO =3Fe3NO2H2O，D正确。归纳提升“铁三角”的转化关系与应用(1)“铁三角”的转化关系(2)“铁三角”的具体应用盐溶液的配制与保存物质的制备5.(2020 年上海二模)可用于检验久置的 FeSO4 溶液是否变质的试剂是()A.过氧化钠B.铁粉C.盐酸D.KSCN 溶液解析：过氧化钠有强氧化性，能将 Fe2氧化，从而无法确定原溶液是否变质，A 错误；铁粉
21、有还原性，若 FeSO4 溶液变质了，能将 Fe3还原成 Fe2，但无明显现象，无法确定原溶液是否变质，B 错误；加入盐酸，无明显现象，无法确定原溶液是否变质，C 错误；若 FeSO4 溶液变质了，溶液中会有 Fe3，加入 KSCN 溶液，溶液变红色，D 正确。答案：D考向3Fe2、Fe3的检验(续表)(续表)A.在此实验条件下 H2O2 氧化 Fe2的速率比氧化 SCN的速率快B.通过实验推出实验中红色褪去的原因是由于 SCN被氧化C.通过实验和实验对比推出红色褪去只与 H2O2 的氧化性有关D.综上所述，实验中红色褪去的原因与化学平衡移动原理无关答案：D解析：实验中溶液先变红，片刻后红色褪
22、去，则此实验条件下H2O2氧化Fe2的速率比氧化SCN的速率快，A正确；实验中再加KSCN溶液变红，则通过实验推出实验中红色褪去的原因是由于SCN被氧化，B正确；由操作和现象可知实验中通入氧气发生4Fe2O24H=4Fe32H2O，且SCN没有被氧化，则红色褪去只与H2O2的氧化性有关，C正确；实验中H2O2氧化SCN，导致平衡Fe33SCN Fe(SCN)3向左移动，红色褪去，D错误。归纳提升单一离子的检验(1)Fe2、Fe3的检验(2)Fe3、Fe2检验两误区检验Fe2时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN)；Fe3、F
23、e2、Cl同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2(Cl能还原酸性KMnO4，有干扰)。1.(高考组合题)下列关于铁及其化合物的说法中正确的是()2 在沸腾炉中与 O2 反应主要生成 SO3(2020 年浙江选考)B.Mg 加入到过量 FeCl3 溶液中可得 Fe(2020 年浙江选考)C.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀(2020年浙江选考)D.室温下，Fe 与浓 H2SO4 反应生成 FeSO4(2020 年江苏卷)生成 Mg2+和 Fe2，若 Mg 过量，Mg 与 Fe2继续反应生成 Mg2+解析：FeS2 在沸腾炉中与 O2 发生的反应为 4FeS211O2=2Fe2O3
24、8SO2，产物主要是 SO2 而不是 SO3，A 错误；Mg加入到 FeCl3 溶液中，Mg 具有较强的还原性，先与 Fe3反应，和 Fe，但由于反应中 FeCl3 过量，Mg 已消耗完，所以无 Mg 和Fe2反应，所以不会生成 Fe，B 错误；钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，C 正确；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化，D 错误。答案：C解析：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，A 正确；铁锈的主要成分可表示为 Fe2O3H2O，B正确；FeCl3 溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2，C正确
25、；若固体为 FeCl3和 Fe 的混合物时，也有相同的现象，故固体试样中可能存在Fe3，D 错误。答案：DA.萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向下B.分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出C.分液后水相为无色，说明已达到分离目的D.蒸馏时选用直形冷凝管3.(2020年山东卷)实验室分离Fe3和Al3的流程如下：从分液漏斗上口倒出，B正确；Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离解析：萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向上，A 错误；分液时，密度大的液体在下层，密度小的液体在上层，下层液体由分液漏斗下口放出，下层液体放完后，密度小的上层液体子，该离子在乙醚中生成缔合物，乙醚与水不互溶，故分液后水相为无色，则水
26、相中不再含有 Fe3，说明已经达到分离目的，C 正确；蒸馏时选用直形冷凝管，能使馏分全部转移到锥形瓶中，而不会残留在冷凝管中，D 正确。答案：A4.(2020 年浙江选考)黄色固体 X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI 之中的几种或全部。将 X 与足量的水作用，得到深棕色固体混合物 Y 和无色碱性溶液 Z。下列结论合理的是()A.X 中含 KI，可能含有 CuCl2B.X 中含有漂白粉和 FeSO4C.X 中含有 CuCl2，Y 中含有 Fe(OH)3D.用 H2SO4 酸化溶液 Z，若有黄绿色气体放出，说明 X 中含有 CuCl2解析：X 与足量水作用得到深棕
27、色固体混合物 Y 和无色碱性溶液 Z，则 Y 中含有 Fe(OH)3，X 中含有 FeSO4、Fe(SO4)3 中至少一种；溶液 Z 无色且呈碱性，则 X 中必定含有漂白粉，漂白粉的主要成分是 CaCl2 和 Ca(ClO)2，Ca(ClO)2 发生水解使溶液呈碱性；Y 是深棕色固体混合物，除含 Fe(OH)3 外，还应含有 Cu(OH)2，则 X 中含 CuCl2。若 X 含有 KI，则会与漂白粉反应生成 I2，溶液不为无色，A 不正确；由分析可知，X 中不一定含有 FeSO4，B 不正确；由分析可知，X 含有 CuCl2，Y 含有Fe(OH)3，C 正确；酸化后，产生黄绿色气体，为氯气，则
28、发生Cl有可能来自漂白粉氧化 FeSO4 产生的 Cl，也有可能是漂白粉自身含有的，不能推导出含有 CuCl2，D 不正确。答案：C反应的离子方程式为ClClO2H=Cl2H2O，此时的5.(2020 年江苏卷)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料-Fe2O3。其主要实验流程如下：(1)酸浸：用一定浓度的 H2SO4 溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有_(填序号)。B.适当加快搅拌速度A.适当升高酸浸温度C.适当缩短酸浸时间外，还有 H2 生成；通常用 KSCN 溶液检验 Fe3+，故检验 Fe3+解析：(1)适当升高酸
29、浸温度，加快酸浸速率，能提高铁元素的浸出率，A 选；适当加快搅拌速率，增大铁泥与硫酸溶液的接触，加快酸浸速率，能提高铁元素的浸出率，B 选；适当缩短酸浸时间，铁元素的浸出率会降低，C 不选。(2)为了提高铁元素的浸出率，“酸浸”过程中硫酸溶液要适当过量，故向“酸浸”后的滤液中加入过量的铁粉发生的反应有 Fe2Fe3是否还原完全的实验操作是取少量清液，向其中滴加几滴 KSCN=3Fe2、Fe2H=Fe2H2，“还原”过程中除生成Fe2洗涤液中不含SO4 ；则设计的实验方案为在搅拌下向FeSO4溶所以设计的实验方案中要用盐酸酸化的 BaCl2 溶液检验最后的2液中缓慢加入氨水NH4HCO3 混合溶液，控制溶液 pH 不大于；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤 23 次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的 BaCl2 溶液，不出现白色沉淀。谢谢观看！
