第11讲 铁及其化合物-(讲义)【红对勾讲与练】2025年高考化学大一轮复习全新方案

hh 第11讲 铁及其化合物 1.能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。2.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3 的性 质及Fe(OH)2 的制备方法。 考点一 铁及其氧化物   - 1.铁 (1)位置与物理性质 (2)化学性质:比较活泼,常表现变价,重要化 学反应如下: 铁 非 金 属 O2 常温:在潮湿的空气中生锈 (Fe2O3·xH2O) 点燃: 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁􀪁 􀪁􀪁 Cl2: S、I2: 、 水蒸气 高温: 酸 H+: 浓硝酸、浓硫酸与铁反应:常温 下,发生 ,加热时可将 铁氧化为 价铁盐 盐 Cu2+: Fe3+: 2.铁的氧化物 (1)物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 — 色态 黑色粉末 粉末 黑色晶体 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 价 价 +2价,+3价 (2)化学性质 FeO、Fe2O3、Fe3O4 分别与盐酸反应的离子方 程式: 、 、 。 . A 正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。 ( ) (2)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均 能得到Fe3O4。 ( ) (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)Fe3O4 可用FeO·Fe2O3 表示,故Fe3O4 为 混合物。 ( ) (5)Fe2O3 与足量HI 的反应属于氧化还原反应。 ( )  6 题组一 铁及其氧化物的性质 1.下列叙述正确的是 ( ) A.Fe与I2 反应生成FeI3 B.硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方 程式:3Cu2++2Fe􀪅􀪅2Fe3++3Cu C.5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数 为0.3NA D.高温下水蒸气与Fe反应,固体的质量增加 2.下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种 氧化物的说法不正确的是 ( ) A.四氧化三铁与另两种氧化物中的铁元素化 合价不完全相同 B.氧元素的化合价完全相同 C.氧化亚铁俗称铁红,为红棕色固体 D.铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 052 第三章 金属及其化合物 题组二 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 4.准确称取某种铁的氧化物2.88 g,用足量的 CO进行还原,将生成的CO2 全部用足量的 澄清石灰水吸收,得到沉淀4.00 g,计算该氧 化物的化学式为 。 " 确定铁的氧化物组成的基本方法 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)=m56 ︰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组成的混合物或 FeO、Fe2O3、Fe3O4 的混合物(其中FeO、Fe2O3 的物 质的量之比为1︰1,Fe3O4 的物质的量为任意值)。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点二 铁的氢氧化物   - 氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 色固体 色固体 与盐酸反 应(填离子 方程式) 受热分解 — 2Fe(OH)3 △ 􀪅􀪅 Fe2O3+3H2O 制法(填离 子方程式) 可溶性亚铁盐与碱溶 液反应: 可溶性铁盐与碱溶 液反应: 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 ,最后变成 色,化学方程式为 4Fe(OH)2+O2+2H2O􀪅􀪅4Fe(OH)3 . A 正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)Fe(OH)3 与氢碘酸反应生成FeI3。 ( ) (2)将热的NaOH溶液滴入FeCl3 溶液中可制 备Fe(OH)3 胶体。 ( ) (3)Fe(OH)2 易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定 性:Fe(OH)2<Fe(OH)3。 ( ) (4)向FeCl3 溶液中加入Mg(OH)2:3Mg(OH)2+ 2Fe3+􀪅􀪅2Fe(OH)3+3Mg2+。 ( ) (5)Fe2O3 不能与水反应生成Fe(OH)3,所以不 能通过化合反应生成Fe(OH)3。 ( )  6 题组一 铁的氢氧化物的性质 1.下列有关铁的化合物的说法中,错误 的是 ( ) A.Fe(OH)2 是一种黑色固体,不稳 定,在空气中易被氧化转变为红 褐色 B.由图示操作可制取Fe(OH)2 C.Fe3O4、Fe(OH)3 都可以由化合反应制得 D.Fe(OH)3 胶体呈红褐色、透明,能发生丁 达尔效应 2.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 ( ) A.Fe(OH)3 Fe2O3 B.Fe(OH)2 Fe2O3 C.Fe(OH)2 Fe(OH)3 D.Fe(OH)2 Fe3O4 题组二 Fe(OH)2 的制备 3.如图所示装置,可用以制取和观察Fe(OH)2 在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错 误的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 053 hh A.实验前,应事先煮沸溶液除去溶液中的氧气 B.装置Ⅰ可制取FeSO4 溶液并排尽装置内空气 C.关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装 置Ⅰ中 D.取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 4.由于Fe(OH)2 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。 (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)。 (2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4 溶液时 还需加入 。 (3)除去蒸馏水中溶解的O2 常采用 的方法。 3 氢氧化亚铁制备的关键点及方法 (1)成功制备Fe(OH)2 的关键 ①溶液中不含Fe3+和O2 等氧化性物质。 ②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。 (2)几种典型的制备方法 方法 装置 说明 隔绝 空气 用不含Fe3+ 的FeSO4 溶液 与 用 不 含 O2 的 蒸馏水配制的 NaOH 溶液反应制备 氢气氛 围中 先打开止水夹,利用生 成的氢气排尽装置中 的空 气;再 关 闭 止 水 夹,生成的硫酸亚铁被 压入氢氧化钠溶液 电解法 利用电解实验可以制 得纯净的Fe(OH)2 白 色沉淀,阳极为铁,阴 极为石墨 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋   1.下列说法不正确的是 ( ) A.(2023·浙江1月选考) Fe2O3 呈红色,可 用作颜料 B.(2023·浙江1月选考)常温下铁与浓硝酸 反应可制备NO2 C.(2023· 广 东 卷)铁 丝 在 O2 中 燃 烧 生 成Fe3O4 D.(2022·广东卷)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 2.下列关于铁及其化合物的说法正确的是 ( ) A.(2020·浙江7月选考)FeS2 在沸腾炉中 与O2 反应主要生成SO3 B.(2020·浙江7月选考)Mg加入过量FeCl3 溶液中可得Fe C.(2020·浙江7月选考)钢铁在潮湿空气中 生锈主要是发生了电化学腐蚀 D.(2020·江苏卷)室温下,Fe与浓H2SO4 反 应生成FeSO4 3.(2022·浙江6月选考)关于化合物FeO(OCH3) 的性质,下列推测不合理的是 ( ) A.与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O B.隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O C.溶于氢碘酸(HI),再加CCl4 萃取,有机层 呈紫红色 D.在空气中,与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3 学习至此,请完成课时作业11 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 054 参 考 答 案 (3)NH3·H2O+NaCl+CO2􀪅􀪅NH4Cl+NaHCO3↓ (4)①0.84 ②冷却结晶 过滤 解析:(1)要制备NaHCO3,需先选用装置 A制备二氧化碳, 然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的 HCl,后与 饱和氨 盐 水 充 分 接 触 来 制 备 NaHCO3,最 后 进 行 尾 气 的 吸收,所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbcghd;为使 A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的 玻璃塞打 开 或 将 玻 璃 塞 上 的 凹 槽 对 准 漏 斗 颈 部 的 小 孔。 (4)①对固体 NaHCO3 充分加热,产生二氧化碳和水蒸气, 将气体先通过足量浓硫酸,吸收水蒸气,再通过足量Na2O2, Na2O2 与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程 式为2Na2O2+2CO2􀪅􀪅2Na2CO3+O2,根据化学方程式及 差量法可知,当增重0.14 g(CO的质量)时,消耗的二氧化碳 的质量为 0.14 g 28 g·mol-1 ×44 g·mol-1=0.22 g,其物质的量为 0.22 g 44 g·mol-1 =0.005 mol,根据关系式2NaHCO3~CO2 可知,消 耗的NaHCO3 的物质的量为2×0.005 mol=0.01 mol,所以 固体NaHCO3 的质量为0.01 mol×84 g·mol-1=0.84 g。 ②根据溶解度随温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度 随着温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随着温度的 升高变化并不明显,所以要想使 NH4Cl沉淀充分析出并分 离,需采用的操作为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 素养微专题(三) 侯氏制碱法 及碳酸钠质量分数的测定 【例1】 B 在装置Ⅰ中稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、二氧 化碳和水,可制取CO2,A正确;装置Ⅱ中的 Na2CO3 溶液 可与二氧化碳反应,B错误;装置Ⅲ中冰水浴使温度降低, 有利于析出NaHCO3 固体,C正确;利用装置Ⅳ通过过滤 可获得少量NaHCO3 固体,D正确。 【即时训练1】 (1)先通入NH3,然后通入CO2 (2)NH3 CO2 由于 CO2 在水中的溶解度比较小,而 NH3 极易溶于水,为防止倒吸,通入 NH3 的导气管的末端 不能伸入溶液中,为增加二氧化碳的吸收率,通入CO2 的 导气管的末端应插入液面以下 (3)吸收氨气尾气,防止污染空气 【例2】 D 根据实验目的和装置的连接顺序可知:装置①用于 吸收空气中的CO2 和水蒸气,可以使用碱石灰;装置②吸 收Na2CO3·10H2O和NaHCO3 分解生成的水蒸气,可以 使用无水CaCl2;装置③吸收碳酸氢钠分解生成的CO2,使 用碱石灰,A项正确;实验前必须将装置中的水蒸气和CO2 赶净,避免影响测定结果,硬质玻璃管加热前,应关闭b,打 开a,缓缓通入空气,直至a处出来的气体不再使澄清石灰 水变浑浊为止,B项正确;若将①装置换成盛放NaOH溶液 的洗气瓶,则会增加水的质量,使测得Na2CO3·10H2O和 NaHCO3 的含量偏高,NaCl的含量偏低,C项正确;实验过 程中一直通入空气,停止加热后继续通入空气使存留在装 置中的CO2 和水蒸气完全被吸收,D项错误。 【即时训练2】 A 用酚酞作指示剂时,Na2CO3 与盐酸发生反 应:Na2CO3+HCl􀪅􀪅NaCl+NaHCO3,依 据 消 耗 盐 酸 的 量可 以 计 算 出 样 品 中 Na2CO3 的 量,进 而 确 定 样 品 中 Na2CO3 的质量分数,A项合理;测量碱石灰增重的方法是 重量法而不是量气法,碱石灰增加的质量还包括水蒸气、氯 化氢等,B项不合理;样品中加入足量盐酸,因盐酸的质量 未知,无法通过重量法测量 Na2CO3 的质量,C项不合理; 因部分CO2 能溶解到水里,与水反应生成 H2CO3,故排出 水的体积并不是CO2 的体积,D项不合理。 第11讲 铁及其化合物 考点一 铁及其氧化物 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.(1)①银白 ②四 ③磁体 ④导热 ⑤导电 ⑥四 ⑦Ⅷ (2)3Fe+2O2 点燃 􀪅􀪅Fe3O4 2Fe+3Cl2 △ 􀪅􀪅2FeCl3 Fe+S △ 􀪅􀪅FeS Fe+I2 △ 􀪅􀪅FeI2 3Fe+4H2O(g) 高温 􀪅􀪅Fe3O4+4H2 Fe+2H+􀪅􀪅Fe2++H2↑ 钝化 +3 Fe+Cu2+􀪅􀪅Fe2++Cu 2Fe3++Fe􀪅􀪅3Fe2+ 2.(1)铁红 磁性氧化铁 红棕色 +2 +3 (2)FeO+2H+􀪅􀪅Fe2++H2O Fe2O3+6H+􀪅􀪅2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+􀪅􀪅2Fe3++Fe2++4H2O 秒判正误 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.D Fe与I2 反 应 生 成 FeI2,A 错 误;正 确 的 离 子 方 程 式: Cu2++Fe􀪅􀪅Fe2+ +Cu,B错 误;5.6 g Fe的 物 质 的 量 为 5.6 g 56 g·mol-1 =0.1 mol,与足量的S反应生成FeS,转移电子 数为0.2NA,C错误;Fe变为Fe3O4,固体质量增加,D正确。 2.C 铁的三种氧化物中,氧元素的化合价都为-2;铁元素的 化合价不同,氧化铁中铁为+3价,氧化亚铁中铁为+2价, 四氧化三铁中铁为+2价和+3价;氧化铁俗称铁红,是一种 红棕色的固体;铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,是一种黑 色固体。 3.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.FeO 解析:4.00 g CaCO3 沉淀的物质的量 为0.04 mol,则CO、 CO2 的物质的量均为0.04 mol,增加的氧元素质量为0.04 mol× 16 g·mol-1=0.64 g,铁的氧化物中氧元素的质量为0.64 g, 铁元素的质量为2.88 g-0.64 g=2.24 g,铁的氧化物中Fe与O 的物质的量之比为 2.24 g 56 g·mol-1 ︰0.04 mol=1︰1,则这种铁 的氧化物的化学式为FeO。 考点二 铁的氢氧化物 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 白 红褐 Fe(OH)2+2H+􀪅􀪅Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+􀪅􀪅Fe3++3H2O Fe2++2OH-􀪅􀪅Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-􀪅􀪅Fe(OH)3↓ 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色 红褐 秒判正误 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.A Fe(OH)2 是一种白色固体,A错误;煤油能减少FeSO4 溶液与空气中氧气接触,可以避免试管中部分氧气对氢氧化 亚铁的氧化,B正确;铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4,可通过 化合反应4Fe(OH)2+2H2O+O2 􀪅􀪅4Fe(OH)3 来制 取 Fe(OH)3,C正确;Fe(OH)3 胶体呈红褐色、透明,能发生丁 达尔效应,D正确。 2.B 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。 3.C 氢氧化钠溶液中有少量氧气,需要加热煮沸除去氧气;打 开止水夹,铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,利用反 应产生的氢气排尽装置内的空气,然后关闭止水夹,装置Ⅰ 形成密闭体系,利用反应产生的氢气的压强作用,把硫酸亚 铁溶液压入装置Ⅱ中,产生氢氧化亚铁白色沉淀,氢氧化亚 铁遇到空气后,变为灰绿色,最后变为红褐色,所以取下装 置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化。 4.(1)①②③⑤ (2)稀硫酸、铁粉 (3)加热煮沸 解析:(1)因为白色沉淀Fe(OH)2 在空气中很容易被氧化为 红褐色沉淀Fe(OH)3,即发生反应: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 NaCl溶液 产生的OH-结合生成白色沉淀Fe(OH)2,且液面用汽油保 护,能防止空气进入;⑤中液面加苯阻止了空气进入;④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。(2)稀 硫 酸 抑 制 Fe2+ 水 解,铁 粉 防 止 Fe2+被氧化。(3)Fe(OH)2 很容易被氧化,实验过程要确保 在无氧条件下生成。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -521- hh 􀪋􀪋高考真题演练·明考向􀪋􀪋 1.B Fe2O3 的颜色是红色,可用作红色颜料,A正确;常温下 铁与浓硝酸会发生钝化,不能制备二氧化氮,B错误;熔融的 铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气,因此必 须将模具干燥,D正确。 2.C FeS2 在沸腾炉中与O2 发生的反应为4FeS2+11O2 高温 􀪅􀪅 2Fe2O3+8SO2,产物主要是SO2,故 A错误;Mg加入FeCl3 溶液中,Mg具有较强的还原性,先与Fe3+ 反应,生成 Mg2+ 和Fe2+,若 Mg过量,Mg与Fe2+继续反应生成 Mg2+ 和Fe, 但由于反应中FeCl3 过量,所以不会生成Fe,故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,故C正确;室温下,铁在浓硫酸中发生钝 化,故D错误。 3.B 化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3,C为-2价, 故其与稀盐酸反应生 成FeCl3、CH3OH、H2O,反 应 原 理 为 FeO(OCH3)+3HCl􀪅􀪅FeCl3+H2O+CH3OH,A不合题 意;若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O,则得失电子 总数不相等,不符合氧化还原反应规律,即不可能生成FeO、 CO2、H2O,B符合题意;溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+ 能将 I-氧化为I2,反应原理为2FeO(OCH3)+6HI􀪅􀪅2FeI2+ I2+2H2O+2CH3OH,再 加 CCl4 萃 取,有 机 层 呈 紫 红 色, C不合 题 意;化 合 物 FeO(OCH3)在 空 气 中 高 温 将 生 成 Fe2O3、CO2 和 H2O,然后Fe2O3 为碱性氧化物,SiO2 为酸 性氧化物,故化合物FeO(OCH3)与SiO2 高温反应能生成 Fe2(SiO3)3,D不合题意。 第12讲 铁及其化合物的转化及应用 考点一 Fe2+和Fe3+的性质及检验 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.(1)浅 绿 还 原 还 原 ①2Fe2+ +H2O2+2H+ 􀪅􀪅 2Fe3+ +2H2O ②3Fe2+ +4H+ +NO-3 􀪅􀪅3Fe3+ + NO↑+2H2O (2)稀硫酸 铁粉 2.(1)棕黄 氧化 氧化 ①2Fe3++Cu􀪅􀪅Cu2++2Fe2+ ②2Fe3++SO2+2H2O􀪅􀪅2Fe2++SO2-4 +4H+ (2)①盐酸 ②CO2-3 HCO-3 [Al(OH)4]- 秒判正误 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.D 加热促进Fe3+的水解,且生成盐酸易挥发,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 溶液常常加一些铁粉, 其目的是防止Fe2+ 被氧化,故B错误;pH=0的溶液显酸 性,H+、NO-3 、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.D 当铁、铜的量比较少时溶液中可能有Fe3+ 存在,A项错 误;当铁过量时,溶液中不存在Cu2+ 和Fe3+,B项错误;铜有 剩余则溶液中一定无Fe3+,可能有Cu2+,C项错误;铁比铜 活泼,不可能铁剩余而铜无剩余,D项正确。 3.C A项中只能说明含有Fe3+,不能说明不含Fe2+,不合理; B项原溶液中也可能只有Fe3+ 而没有Fe2+,不合理;D项中 氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3 也可能掩盖了生成的白 色沉淀 Mg(OH)2,不合理。 4.B 甲组:检验含Fe3+ 的溶液中是否含有Fe2+,Fe2+ 具有还 原性,能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色,Fe3+ 不能使酸性 高锰酸钾溶液或溴水褪色,所以检验含Fe3+ 的溶液中是否 含有Fe2+ 可 以 选 用 酸 性 高 锰 酸 钾 溶 液 或 溴 水,不 能 选 择 KSCN溶 液;乙 组:检 验 含 Fe2+ 的 溶 液 中 是 否 含 有 Fe3+, Fe3+遇到KSCN溶液会变红色,而Fe2+ 不能使 KSCN溶液 变色,所以检验含Fe2+ 的溶液中是否含有Fe3+,可以选用 KSCN溶液,不能选择酸性KMnO4 溶液、溴水。 考点二 铁及其化合物的“价—类”二维图 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.(1)2Fe3++H2S􀪅􀪅S↓+2Fe2++2H+ (2)2Fe3++2I-􀪅􀪅I2+2Fe2+ (3)Cu+2Fe3+􀪅􀪅2Fe2++Cu2+ (4)2Fe2++H2O2+2H+􀪅􀪅2Fe3++2H2O (5)3Fe2++4H++NO-3 􀪅􀪅3Fe3++NO↑+2H2O (6)5Fe2++MnO-4 +8H+􀪅􀪅5Fe3++Mn2++4H2O 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.C 加 入 铁 粉 并 充 分 振 荡 使 反 应 更 充 分,A 正 确;铁 粉 将 Fe3+还原为Fe2+,B正确;含Fe3+ 的溶液遇 KSCN会变红, Fe2+与KSCN不反应,若步骤Ⅱ中溶液变红说明溶液中存在 Fe3+,C错误;氯水可将Fe2+氧化为Fe3+,D正确。 2.C 标 号①处 发 生 的 反 应 为 Fe+2H+ 􀪅􀪅Fe2+ +H2↑, 2Fe3++Fe􀪅􀪅3Fe2+、Cu2+ +Fe􀪅􀪅Cu+Fe2+、2Au3+ + 3Fe􀪅􀪅2Au+3Fe2+,②处 发 生 的 反 应 是 Fe+2H+ 􀪅􀪅 Fe2++H2↑,③处发生的反应是铜与稀硝酸反应生成硝酸 铜、一氧化氮和水,故①②③处发生的反应均为氧化还原反 应,故A正确;标号③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金 分离开,加入的相应物质是稀硝酸,故B正确;由上述分析可 知,标号①处发生的离子反应超过三个,故C错误;Fe2O3 是红 棕色粉末,俗称铁红,工业上常用作红色颜料,故D正确。 3.B 由题图中元素的化合价及类别可知,a为Fe、b为FeO、 c为Fe(OH)2、d为Fe(OH)3、e为FeCl3 或硝酸铁、硫酸铁 等铁盐。a为Fe,为较活泼金属,可采用热还原法冶炼,故A 正确;b为FeO,是黑色固体,在空气中加强热生成四氧化三 铁,仍为黑色,故B错误;氢氧化亚铁、氧气、水发生化合反应 生成氢氧化铁,故C正确;e为三价铁离子的盐,Fe3+ 可催化 H2O2 的分解,加快反应速率,故D正确。 4.B 由题图中所示铁元素不同化合价及物质类别可知,a为 Fe,b为Fe2O3,c为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3 等铁盐, d为Fe(OH)3,e为Fe(OH)2,f为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2 等亚铁盐。Fe和Cl2 反应只能生成FeCl3,故 A错误;可用 K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe3+溶液中含有Fe2+,故B正确;在 高温条件下,Fe与水蒸气反应得到Fe3O4,故C错误;Fe3+ 和 HCO-3 在溶液中会发生相互促进的水解反应,不能大量 共存,故D错误。 􀪋􀪋高考真题演练·明考向􀪋􀪋 1.A 氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错 误;氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来蚀 刻铜板,B正确;氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成 氯化铁,C正确;向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热呈 红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。 2.D FeCl2 溶液中加入Zn片,Fe2++Zn􀪅􀪅Zn2++Fe,溶液 由浅绿色变为无色,Fe2+ 的氧化能力比Zn2+ 强,A错误;溶 液变 成 血 红 色 的 原 因 为 Fe3+ +3SCN- 􀜩􀜨􀜑 Fe(SCN)3, 与SO2-4 和K+无关,故不能说明Fe3+ 与SCN- 的反应不可 逆,B错误;铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子,则溶液呈 浅绿 色,C 错 误;向 沸 水 中 滴 加 饱 和 氯 化 铁 溶 液,制 取 Fe(OH)3 胶体,继续加热则胶体因聚沉变为沉淀,D正确。 3.C Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类 物质,如Fe+2FeCl3􀪅􀪅3FeCl2,故不选A;Fe(Ⅱ)为铁元素 的中间价态,既有还原性也有氧化性,因此既可被氧化,也可 被还原,故 不 选B;Fe(Ⅲ)的 盐 类 物 质 与 浓 碱 液 反 应 生 成 Fe(OH)3 沉淀,制备Fe(OH)3 胶体的操作为向沸水中逐滴 加入饱和FeCl3 溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热, 故选C;b→c→d→e→b的转化如FeCl2 NaOH →Fe(OH)2 O2、H2O →Fe(OH)3 稀 HCl →FeCl3 Fe →FeCl2,故不选D。 4.(1)①与硫酸反应,使得TiOSO4+(x+1)H2O􀜩􀜨􀜑 TiO2· xH2O↓+ H2SO4 平衡正向移动,沉钛;防止二价铁被氧化 ②过滤 (2)①Fe2++2NH3·H2O􀪅􀪅Fe(OH)2↓+2NH+4 ②> ③0~t1:4Fe(OH)2+O2 􀪅􀪅4FeOOH+2H2O,c(H+)不 变;t1~t2:4Fe2+ +O2+6H2O 􀪅􀪅 4FeOOH↓+8H+, c(H+)增 大,pH 减 小 ④12Fe2+ +3O2 +2H2O 􀪅􀪅 4FeOOH↓+8Fe3+,c(H+)不变,消耗的 Fe2+ 多,产生的 Fe3+少 (3)不受影响 解析:(1)与 硫 酸 反 应,使 得 TiOSO4+(x+1)H2O 􀜩􀜨􀜑 TiO2·xH2O↓+H2SO4 平衡正向移动,沉钛;铁粉过量的 原因 是 防 止 二 价 铁 被 氧 化。钛 白 粉 废 渣 成 分 主 要 为 FeSO4·H2O,含少量 TiOSO4 及不溶物,充分反应后有沉 淀出现,所以分离混合物的方法是过滤。(2)③pH为6.0左 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -522-