第3章 第11讲 铁及其化合物(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 单选版）

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 一轮总复习 多媒体课件 化学（人教版单选） 第三章 金属及其化合物 第11讲　铁及其化合物 考点1 1 铁及其氧化物 考点2 1 铁的氢氧化物 考点3 1 铁盐、亚铁盐的性质与检验 课下巩固精练卷(十一)　铁及其化合物 【备考目标】　1.了解铁的主要性质及其应用。了解铁的重要化合物及其应用。2.掌握铁及其重要化合物的制备方法。 四 四 Ⅷ 1．铁的位置和物理性质 铁是 色金属，具有金属的通性，含量在地壳中居第 位，在元素周期表中的位置是第 周期第 族。 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。 银白 3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (1)Fe与Cl2、S反应的化学方程式： 。 (2)Fe与水蒸气反应的化学方程式： 。 (3)Fe与氧化性酸(如HNO3)反应的离子方程式： Fe与过量稀HNO3的反应： 。 Fe与少量稀HNO3的反应： 。 Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式： 。 【提醒】　①Fe与Cl2反应无论Cl2用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。③铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层的铁继续反应，化学上称之为钝化，属于化学变化。 2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 不溶于水 不溶于水 ＋2 ＋3 +2、＋3 3．铁的氧化物 (1)物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 － 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 粉末 粉末 晶体(有磁性) 水溶性 铁的化合价 黑色 红棕色 黑色 不溶于水 (2)化学性质 ①FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，能溶于强酸。分别写出它们溶于盐酸的离子方程式： ， 。 ②铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式： 、 。 【提醒】　①FeO、Fe3O4、Fe2O3与硝酸反应时均生成Fe3＋。②Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有 eq \f(1,3) 的铁显＋2价， eq \f(2,3) 的铁显＋3价。 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 √ 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铁的化学性质较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在( ) (2)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同( ) (3)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( ) (4)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2( ) (5)铁在常温下与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈( ) (6)根据铁与Cl2、S反应的条件及产物中铁元素的化合价可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱( ) × × × × × 一、铁及其氧化物的性质与应用 1．铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与______(填序号，下同)反应时只生成＋3价铁；与______________反应时只生成＋2价铁；与________反应时既能生成＋2价铁也能生成＋3价铁。 所选试剂：①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤盐酸　⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液　⑨FeCl3溶液 答案：①⑥　④⑤⑦⑧⑨　②③ (1)写出Fe3O4溶于足量稀硝酸的离子方程式： 。 写出Fe3O4溶于足量氢碘酸(HI)的离子方程式： 。 3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O 二、铁的氧化物组成的确定 3．有一块铁的氧化物样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为(　　 ) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7 解析：选D。根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的氧化物样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 4．一定质量的某铁的氧化物FexOy，与足量的4 mol·L－1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____________。 解析：铁的氧化物FexOy与足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反应，生成Fe(NO3)3，硝酸被还原生成NO，n(NO)＝ eq \f(2.24 L,22.4 L·mol－1) ＝0.1 mol，根据氮原子守恒可得，3n[Fe(NO3)3]＋n(NO)＝n(HNO3)，3n[Fe(NO3)3]＋0.1 mol＝0.7 L×4 mol·L－1，n[Fe(NO3)3]＝0.9 mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合价为a，根据得失电子守恒可得，0.9 mol×(3－a)＝0.1 mol×(5－2)，解得a＝ eq \f(8,3) ，由化合物中正、负化合价代数和为0可得 eq \f(8,3) x＝2y，x∶y＝3∶4，故该氧化物的化学式为Fe3O4。 答案：Fe3O4 【方法指导】　确定铁的氧化物组成的方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝ eq \f(m,56) ∶ eq \f(n,16) ＝a∶b， 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO； 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3； 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。 红褐色 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋ 2H2O 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 固体 固体 与盐酸反应 (离子方程式) Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： 白色 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，现象是白色沉淀迅速变成 色，最后变成 色，化学方程式为 灰绿 红褐 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色( ) (2)既可通过复分解反应，又可通过化合反应制取Fe(OH)3( ) (3)Fe(OH)3与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O( ) (4)制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁( ) √ √ × × 氢氧化亚铁的制备方法 1．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)。 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)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。①②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；③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；⑤中加苯阻止了空气进入；④由于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。 答案：①②③⑤ 2．如下图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白： (1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中烧瓶中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式是_________________________________________________。 (2)实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”)。 (3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：______________________________________。 (4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为 __________________________________________________________________。 解析：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，产生的H2将Fe2＋压入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 答案：(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　(2)打开 (3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，产生的H2将FeSO4溶液压入B中进行反应 (4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【方法指导】　防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将用于配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。 (2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。 (4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 (5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaCl溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。 还原性 还原 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 亚铁盐 Fe2＋的氧化性和还原性 含有Fe2＋的溶液呈 色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以 为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为 性。 ①Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式： ； ②FeCl2溶液与稀HNO3溶液反应的离子方程式： 浅绿 氧化 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ 2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋ 亚铁盐 Fe2＋可发生水解反应 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 抑制Fe2＋的水解，加少量 防止Fe2＋被氧化 铁盐 氧化性 含有Fe3＋的溶液呈 色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为 性。 ①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为 ； ②FeCl3溶液滴入淀粉­KI溶液，溶液变蓝，离子方程式为 硫酸 铁屑 棕黄 铁盐 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，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为 ； ②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH的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时，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等水解呈碱性的离子不能大量共存 FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式：Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I2( ) (2)(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2的离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓( ) (3)pH＝7的溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ( ) (4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓( ) × × × × 一、Fe2＋和Fe3＋的检验 Fe2＋ ，证明含有Fe2＋ 样品溶液产生白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋ 样品溶液生成 ，证明含有Fe2＋ 无明显现象 红 蓝色沉淀 Fe3＋ 样品溶液溶液变红色，证明含有Fe3＋ 样品溶液产生 色沉淀，证明有Fe3＋存在 含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液 混合溶液溶液变红色，说明含有 Fe3＋ Fe2＋ 红褐 二、与Fe2＋、Fe3＋有关的除杂(括号内为杂质) FeCl3溶液(FeCl2) 加入氯水或H2O2 FeCl2溶液(FeCl3) 加过量铁粉后过滤 FeCl2溶液(CuCl2) 加过量铁粉后过滤 Mg2＋(Fe3＋) 向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一种或几种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去 Cu2＋(Fe3＋) 向混合溶液中加入 ，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为 而除去 Mg2＋或Cu2＋(Fe2＋) 先加入氧化剂(如H2O2)，目的是 ，然后再按上述方法除去溶液中的Fe3＋ CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3] Fe(OH)3沉淀 将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋ 三、铁盐和亚铁盐的性质 1．铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是(　　 ) A．采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法制备FeCl3固体 B．保存FeCl2溶液时常常加一些铁粉，目的是抑制Fe2＋水解 C．25 ℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 D．向FeSO4溶液中加入H2O2溶液时，Fe2＋表现还原性 解析：选D。加热促进Fe3＋的水解，且生成的盐酸易挥发，采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法不能制备FeCl3固体，故A错误；亚铁离子易被氧化为铁离子，保存FeCl2溶液时常常加一些铁粉，目的是防止Fe2＋被氧化，故B错误；pH＝0的溶液显酸性，H＋、NO、Fe2＋发生氧化还原反应不能共存，故C错误；亚铁离子可被过氧化氢氧化，发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，Fe2＋表现还原性，故D正确。 2．向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，溶液迅速变黄，稍后产生气体；再加入KSCN溶液，溶液变红，一段时间后，溶液颜色明显变浅。依据实验现象，下列分析不正确的是(　　 ) A．产生气体的原因是FeSO4将H2O2还原生成了O2 B．溶液先变红后又明显变浅，是由反应速率不同导致的 C．溶液颜色变浅，可能是过量的H2O2氧化了KSCN D．H2O2溶液与FeSO4溶液反应生成Fe3＋的证据是“溶液迅速变黄”和“溶液变红” 解析：选A。产生气体的原因是生成的铁离子催化过氧化氢分解生成氧气，A错误。 四、Fe2＋和Fe3＋的性质探究 3．某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是__________________________________________。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 _____________________________________ ______________________________。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_____________________________________________________________________。 (4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为____________________________________________； (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为____________________________________________； 一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_______________________________________________________________， 生成沉淀的原因是____________________________________________________(用平衡移动原理解释)。 解析：(1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被空气氧化。(4)根据Fe2＋的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；Fe3＋遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。 答案：(1)防止Fe2＋被氧化　(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(3)隔绝空气(或排除氧气对实验的影响)　(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应　(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　Fe3＋催化H2O2分解产生O2　H2O2的分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 eq \a\vs4\al([真题演练·感悟高考]) 1．(2023·浙江6月选考)氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是(　　) A．氯化铁属于弱电解质 B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板 C．氯化铁可由铁与氯气反应制得 D．氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体 解析：选A。氯化铁在水溶液中能完全电离，属于强电解质，故A错误；氯化铁溶液可以和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，氯化铁溶液可腐蚀覆铜板，故B正确；铁与氯气加热生成氯化铁，氯化铁可由铁与氯气反应制得，故C正确；向沸水中加入饱和氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体，离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，故D正确。 2．下列叙述不正确的是(　　 ) A．(2022·浙江6月选考)浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸 B．(2022·广东高考)工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应 C．(2019·天津高考)将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2 D．(2020·浙江1月选考)铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O 解析：选A。铁在常温下遇到浓硝酸发生钝化，钝化属于化学反应。 3．(2023·海南高考)某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有：粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答问题： (1)实验方案中出现的图标和，前者提示实验中会用到温度较高的设备，后者要求实验者__________(填防护措施)。 (2)灰化：干燥样品应装入__________中(填字母)，置高温炉内，控制炉温850 ℃，在充足空气气氛中燃烧成灰渣。 a．不锈钢培养皿 b．玻璃烧杯 c．石英坩埚 (3)向灰渣中滴加32%的硝酸，直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是____________(填化学式)，因而本实验应在实验室的____________中进行(填设施名称)。若将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液(如图所示)，存在安全风险，原因是______________________________________________________________。 (4)测定铁含量基本流程：将滤液在200 mL容量瓶中定容，移取25.00 mL，驱尽NO并将Fe3＋全部还原为Fe2＋。用5 mL微量滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液进行滴定。 ①选用微量滴定管的原因是___________________________________________。 ②三次平行测定的数据如下表。针对该滴定数据，应采取的措施是___________。 序号 1 2 3 标准溶液用量/mL 2.715 2.905 2.725 ③本实验中，使测定结果偏小的是__________(填字母)。 a．样品未完全干燥 b．微量滴定管未用标准溶液润洗 c．灰渣中有少量炭黑 解析：(1)标识提醒实验者需佩戴护目镜。 (2)高温灼烧固体物质需在石英坩埚中进行。 (3)滴加32%的硝酸，灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是NO2，由于NO2有毒，需在通风橱中进行实验；将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液，仪器不稳，易倾倒。 (4)①木耳中铁含量较少，选用微量滴定管使实验微型化，滴定更准确，节约试剂。②三次平行滴定中，第二次数据偏差较大，应舍去。③铁元素的含量＝ eq \f(铁元素质量,样品质量) ×100%，样品未完全干燥，使测定结果偏低，故选a；微量滴定管未用 标准溶液润洗，标准溶液被稀释，使测定结果偏高，故不选b；灰渣中有少量炭黑，对测定结果无影响，故不选c。 答案：(1)佩戴护目镜 (2)c　(3)NO2　通风橱　仪器不稳，易倾倒 (4)①使实验微型化，滴定更准确，节约试剂　②舍去第二次数据　③a $$