第3章 第8讲 铁及其化合物-【考点同步解读】2024-2025学年高中化学必修第一册（人教版2019）

第三章 铁 金属材料 第八讲 铁及其化合物 高考要求 学业标准·学法指引 1斑 ·考点分布,_ ■课标解读 一学法指引 1.基干物质类别和元素价态的视角认 1.结合真实情境中的应 1.铁及其重要化合物的主要性质以及在 识铁和铁的氧化物、氢氧化物、铁盐 用实例或通过实验探 生产、生活中的应用。(★★★★★) 和亚铁盐的性质 究,了解铁及其化合物 2. Fe*与Fe的相互转化,Fe和Fe 2.以氧化还原反应为主线,构建以氧化 拙 的主要性质及其在生 的检验方法。(★★★★) 剂、还原剂为转化试剂的Fe、Fe。 产、生活中的应用。 3.铁及其化合物的多样性,高铁酸盐的 Fe相互转化的“铁三角”,掌掘 2.掌握Fe、Fe的检 制备、性质和应用。(★) Fe.O.Fe(OH)FeFe的性质 验方法。 相互转化、检验和应用 考点分类 考点透析·典例剖析 考点 铁元素的存在,铁的物理性质 5年8考 1·核心总结: 2知识链.. 1. 自然界中铁元素的存在 常见的铁矿石和铁的治炼 游离态(单质):陨铁 1.常见的铁矿石 铁元素一 化合态:以十2价和十3价化合物的形态存在于矿 矿石名称 石中 主要成分 磁铁矿 FeO 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、错元素,居第四位。 赤铁矿 Fe.O. 2.铁的物理性质 褐铁矿 Fe.O..nH.O 菱铁矿 状态 熔点 特性 颜色 沸点 企属共性 密度 FeCO. 疏铁矿 FeS 有延展性和导热 银白色、有 能被磁 固体 7.86g·cm 1535C2750C性,能导电(导电 铁吸引 月球土壤中含有铁元素, 金属光泽 性不如铜和错) 如月壤中的“嫁娥石”的主要 成分是(CaY)Fe(PO),属 。考题】下列各项叙述中正确的是( )。 于无机盐。 A. 由于十2价铁元素有还原性,所以自然界的铁矿石中铁元 铁是人体必需的微量元 素都显十3价 素中含量最多的一种。 B.在炼铁高炉中将铁的氧化物还原成单质铁的主要还原剂 2.铁的冶炼 是焦炭 (1)原理:用还原的方法 136 第三章> 铁 金属材料/ C.铁是人体必需的微量元素,动物内脏等食品中富含铁元素 把铁从铁矿石中提炼出来。 D.铁是地壳中含量最多的金属元素,钢是用量最大、用途最 (2)原料:铁矿石、焦炭、 广的合金 石灰石。 解析在菱铁矿(FeCO)、疏铁矿(FeS)等矿石中,铁元素显 (3)主要反应: 十2价,在磁铁矿(FeO)中铁元素显十2价和十3价;在炼铁高炉 ①产生还原刻:CD. 中一氧化碳是将铁的氧化物还原为铁的还原剂;铅是地壳中含量 CO.C-co。 最多的金属元素,A、B、D三项不正确。铁是人体必需的微量元 ②CO还原铁矿石:FeO十 300高温2Fe+300.或Fe0+ 素中含量最多的一种,人体从动物内脏、肉、鱼等动物性食物和蔬 | 1 菜等食品中摄入铁,C项正确。 acO3Fe十4CO.。 答C 变式1-1 司南是中国古代劳动人民在长期实践中的伟大 发明,《论衡》中记载:“司南之构,投之于地,其抵指南”。请分析 “构”的主要成分是( )。 A.FeO B.FeO C.FeO. D. Fe(OH) 考点2 铁的化学性质(与非金属、酸、盐的反应) 5年25考 ·核心总结· 归纳总结... 1.铁与非金属单质反应 铁与非金属单质反应的产物 (1)铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放 (1)Fe在Cl。中燃烧,无 出大量的热:3Fe十20O。(纯)点-Fe:O.。 论Fe少量还是足量,都只生 成FeCl。 (2)铁丝在氢气中剧烈燃烧,产生棕黄色的烟:2Fe十3Cl。 △2FeCl。 (2)铁粉(丝)与液澳反 应,生成FeBr。 1-F (3)Fe与1、Fe与S反 加水 应,只能生成铁显十2价的化 振荡 合物FelFeS. 一黄色溶液 OfeO. (3)Fe与S反应:Fe+S-FeS。 Cl-,BrFecCl.,FeBr r 1.5Fel、Fe5 2.铁与酸反应 铁与非氧化性酸(稀疏酸、盐酸)反应:Fe十2H+一Fe+ 规律(氧化性):CBr H。A。 1>S. 3.铁与盐(溶液)反应 铜盐:Fe十Cu一Fe*+Cu。(湿法炼铜原理) 铁盐:Fe+2Fea-3Fe。 。考题2下列叙述中正确的是( ). A.足量的Fe在Cl:中燃烧生成FeCl和FeCl 137 考点同步解读> 高中化学 必修 第一册 RJ乡 B. Fe与S混合加热生成FeS 归纳总结... C.《梦溪笔谈》中记载的“熬胆孔铁釜,久之亦化为铜”是发生 Fe被氧化生成十2价F 了置换反应 和十3价Fe D. Fe和FeO.的混合物溶于盐酸后再加KSCN溶液,溶液 铁是一种变价金属,Fe 一定呈红色 被氧化时生成十2价Fe和 解析A项,不管Fe足量还是少量,Fe在Cl。中燃烧都只生 士3价Fe的规律如下。 成FeCl,错误;B项,Fe与S反应生成FeS,错误;C项,发生的是 F较 活渡 0.HO(a)等:FeO 置换反应:Fe+CuSO.=FeSO +Cu,正确;D项,Fe+2HCl-FeCl 全) +H,FeO +6HCl-2FeCl +3HO,Fe+2Fe =3Fe^②*,可 提化。 (.B.o)'fe(失去3) 能没有Fe从而不会使KSCN溶液显红色,错误。 斑 拙树 2易错警示. 答霸 C 通过化合反应生成FeCl D 变式2-1 下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成 FeCl。 不能通过Fe与Cl )。 的是( 发生化合反应而生成,但可以 A.Fe→FeSO B. Fe→FeCl 通过化合反应:Fe十2FeCl一 用 C. Fe→Fe(OH) 3FeCl。(在溶液中反应)生成。 D. Fe→FeO. 考点3 铁的化学性质(与水的反应) 5年18考 ·核心总结· 归纳总结.. 1.反应原理: 金属与水和酸反应的规律 铁不能与冷水、热水反应。但高温下,红热的铁能与水蒸 1.金属与水反应的规律 气反应,化学方程式为3Fe十4HO(g)高温FeO+4H。 (1)K、Ca、Na等金属和 在钢铁厂的生产中,炽热的铁水或钢水注入模具之前,模 冷水反应,生成强减和H。 (2)Mg与沸水反应,生成 具必须进行充分干燥处理,不得留有水。 Mg(OH):和H。 2.实验设计: Mg+2HO△Mg(OHD): 验证铁(常用还原铁粉)和水蒸气(加热水或湿棉花产生水 H 蒸气)在加热(高温)条件下反应的常见实验设计如图1、2所示。 铁条上产生气泡,溶液能 1还铁粉 使酸献变红;因为Mg(OH)。 2一湿花 附着在条表面,所以Mg(OHD. 后面不加沉淀符号。 灭染 肥液 (3)Fe和高温水浆气反 应,生成FeO和H。 图1 图2 注意 铁与水蒸气反应的 检验产生的气体的实验方法分别是:图1,收集一小试管 产物不是FeO.FeO、Fe(OH) 气体点燃,听到轻微噗声,证明生成了H。;图2,用火柴点燃肥 或Fe(OH),而是FeO。 皂泡,肥皂泡破裂,听到爆鸣声(或燃烧),证明生成了H.(点燃 (4)Fe、Cu在潮湿空气 (肥皂泡是检验H:的一种简便方法)。 中,与O、HO(及CO)等物 138 第三章> 铁 金属材料 。考题3 某化学兴趣小组利用如图所示装置进行铁与水蒸 质作用发生腐蚀,从而产生铁 气反应的实验,并检验产物的性质,请回答下列问题: 锈(FeO. ·xHO)、铜绿 还原铁粉和石棉绒 [Cu:(OH)CO]. 2.金属与酸反应的规律 贼石灰 氧化钩 金属活动顺序表中排在 1 氢前面的金属能与盐酸、稀 H.SO).等酸反应,置换出酸中 。 C B E 的氢。 (1)实质,M+nH-M (1)A装置的作用是 ,烧瓶底部放碎瓷 如 | 1键 片的作用是 +H (注意:Fe与H反 (2)B装置中发生的反应中氧化剂是 ,氧化产物是 应生成Fe)。 (2)关系式:M~nH~ (3)D装置的作用是 H。(n为金属离子的化合价)。 (4)E装置中的实验现象是 如:Na~H~1H (5)A、B两个装置中应先点燃 处的酒精(喷)灯,点 燃E处酒精灯之前应进行的操作是 Mg(Zn、Fe)-2H -H 解析(1)A装置的作用是为B中的反应提供水蒸气,烧瓶底 Al~3H~31H 部放碎瓷片的作用是防止加热时液体暴沸。 (3)规律:相同物质的量 (3)D装置的作用是吸收未反应的水蒸气,干燥H。。 的不同金属与足量酸反应产 (4)E装置中的反应为H。+CuO-Cu十HO.故实验现象 生H,的物质的量之比等于反 是黑色固体变红,且玻璃管内壁上有无色液滴生成。 应后对应金属呈现的化合价 之比. (5)应先点燃A处的酒精灯,排尽B中的O,再点燃酒精喷 灯。进行H。还原CuO的实验前,应首先检验H。的纯度。 答(1)产生水蒸气;防止加热时液体暴沸。 (2)HO:FeO. (3)吸收未反应的水蒸气,干燥H。。 (4)黑色固体变成红色,玻璃管内壁上有无色液滴生成。 (5)A:收集H。并检验其纯度。 高温 。变式3-1(经典·上海等级考)标出3Fe十4H.O(g) FeO.十4H。的电子转移的方向和数目 13 考点同步解读> 高中化学 必修 第一册 RJ 考点 铁的氧化物 5年25考 ·核心总结· 知识链接... 化学式 FeO FeO. FeO. 铁的氧化牧 名称 氧化亚铁 四氧化三铁 氧化铁 (1)FeO.FeO.和FeO 俗名 铁红 磁性氧化铁 三种铁的氧化物均不溶于水 物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 也不与水反应。 +2 +2、+3 ③ 铁的化合价 (2)三种铁的氧化物与酸 1牲 (H)反应的离子方程式分别 颜色、状态 黑色粉末 黑色晶体 红棕色粉末 如下。 FeO不稳定,在空气中受热易被氧化成FeO: 稳定性 6FeO+O.-2FeO FeO+2H-Fe+HO Fe.O.+8H= 与酸反应 生成Fe* 生成Fe,Fe} 生成Fe Fe +2Fe+4H0 氧化性 高温下被C、H. 高温下被C、H。、CO.A1.Fe等还原 CO、A1等还原 Fe O.+6H'= 用作油漆、涂料、油墨 主要用途 2Fe +3H.O 磁性材料 和橡胶的红色颜料 (3)三种铁的氧化物被CO) 。考题4 )。 还原的反应可用如下通式表示。 下列有关铁的氧化物的说法中不正确的是 期 Fe.O+yCo高温 A.治炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为FeO rFeCO B.向酸性KMnO.溶液中加入FeO.粉末,紫色褪去,证明 (4)生成FeO.的3个反应 FeO中含Fe(II) Fe一 0. C.因氧化铁能与酸反应,所以可用于制作红色涂料 点燃 D. FeO粉末在空气中受热,迅速被氧化成FeO H.O(g) Fe一 ,FeO 解析赤铁矿的主要成分是FeO,可用于炼铁,A项正确;酸 高温 0 FeO- 性高酸钾溶液具有强氧化性,与还原性物质反应时紫色褪去; △ 可以证明FeO中有还原性物质,即Fe(II)(十2价铁),B项正 确;FeO.与酸反应和FeO.作红色涂料没有因果(对应)关系,C 项错误;FeO在空气中受热能迅速被氧化成FeO,D项正确。 答案C 2知识链 o变式4-1. (2024·山东济南一中高一检测)铁的氧化物在 FeO 一定条件下可以相互转化,如在1400C以上的温度下加热FeO FeO.是一种纯净物,而不 时,FeO 会失去部分氧生成FeO。下列有关说法正确的是 是由FeO和FeO组成的混合 ( )。 物。FeO可以用氧化物的形 A. FeO.FeO 和FeO. 均为黑色固体 式表示为FeO·FeO,或用 B. FeO.常写成FeO·FeO,是一种混合物 盐的形式表示为Fe(FeO)。 C. 热稳定性:FeOFeO D. FeO和FeO.均可与盐酸反应,反应类型均为复分解反应 140 第三章> 铁 金属材料 / 考点 铁的氧氧化物 5年25考 ·核心总结· 爹知识链接 Fe(OH): 化学式 Fe(OHD) 实验室制取Fe(OH) 铁的化合价 +2 +3 Fe(OH);易被氧气(空 白色 颜色 红褐色 气)氧化,要制备Fe(OH):或 难溶于水 难溶于水 观察到Fe(OH):的白色,必须 容解性 采取适当的措施来隔绝氢气 一NaOH溶液 (空气),如用气体(H。等)排 -NOH容液 除空气、液体(煤油、笨等)“保 沉淀的生成 -FeSO溶 护”Fe(OH):不被氧化等。同 -FeC]溶淮 时溶液中溶解的氧也要事先 Fe+2OH=Fe(OH (将滴管插入液面下) Fe*+3OH-=Fe(OH) 除去(如用煮沸溶液的方法)。 Fe(OH):不稳定,在空气中易被氧化,白色絮状沉淀迅 常用的实验装置有: 速变为灰绿色,最后变为红褐色,发生反应;4Fe(OH)。十 沉淀的转化 (1)如图1所示。原理; O.+2H.O-4Fe(OH) 用或植物油覆盖FeS0)溶液 Fe(OH)+3H = 形成保护层,防止Fe(OH) Fe(OH):+2H= 沉淀的溶解 被氧化。 Fe*+2H.O Fe+3H.O _ △Fe:O+3HO #Na&OH洛液 沉淀的分解 2Fe(OH)。 -装 。考题5(经典·浙江选考)某同学设计如图所示装置(气 FeSO溶疫 图1 密性已检查)制备Fe(OH)。白色沉淀 稀疏酸 稀碗酸 NaOH (适) 溶液 (过) 图2 (2)如图2所示。原理: 铁 蒸水 NaOH溶液 蒸水 先打开止水夹,铁屑和稀疏酸 请回答下列问题。 反应,产生的氢气排尽两个试 (1)装置5的作用是 管内的空气,在B出口处收 (2)实验开始时,关闭K。.打开K,反应一段时间后,再打开 集气体并检验是纯净的H K..关闭K,发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改 后,关闭止水夹,试管1内压 力增大,FeSO.溶液被压入试 进,使溶液能进入4中: 管II中,与NaOH反应生成 (3)装置改进后,将3中反应后的溶液压入4中,在4中析出了 Fe(OH):沉淀。由于有氢气 灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因是 的保护作用,Fe(OH):沉淀 能较长时间地稳定存在(清楚 (2)产生的H。可以从装置2的导管中逸出,故装置3 地观察到白色沉淀) 14 考点同步解读> 高中化学 必修 第一册 R么 中的压强达不到将液体压入装置4中的程度,应在装置2,3之间 加一个止水夹。 (3)当装置3中生成的FeSO. 溶液被压入装置4中,与NaOH 溶液发生反应生成Fe(OH)。沉淀,颜色为灰绿色而非白色,说明 装置4中的空气未排尽。 答案(1)液封,防止空气进入装置4中。 (2)在装置2、3之 间添加止水夹。 (3)装置4中的空气没有排尽 。变式5-1(2024·黑龙江大庆一中调考)部分含铁物质的 分类与相应化合价的关系如图所示。 ).。 下列说法错误的是( ## A.a可与e反应生成b B.c在空气中可转化为d C.可用KSCN溶液鉴别b、( D.可存在a→e→d→c→b→a的 循环转化关系 考点6 Fe+和Fe的检验 5年24考1 ·核心总结 易错示) 1.溶液中Fe和Fe的检验 检验Fe和Fe的注意事项 Fe(棕黄色或黄色) Fe*(浅绿色) (1)向FeCl洛液中滴加 无明显现象,再滴加氛水。 KSCN溶液,溶液迅速变为 溶液变红色 溶液变红色 (血)红色,不是产生红色沉 加KSCN溶液 Fe+3SCN,一 2F+Cl-2F+2Cl 淀,仍是澄清透明溶液。 Fe(SCN). Fe*+3SCN一Fe(SCN). Fe+3SCN__ 2.Fe和Fe混合溶液中离子的检验 Fe(SCN).(X) (2)确定溶液中存在Fe 混合性KMnO. →KMnO.溶液紫红色褪去,说明含有Fe 溶液 游 的实验方法:先加入KSCN落 F EE 混合 KSCN 液无现象,再滴入氛水(或澳 →溶液呈红色,说明含有Fe 水),溶液变红色。试剂顺序 溶液 不能颠倒,不能先加氛水,再 。考题6下列叙述中正确的是( )。 加KSCN溶液。 A.向某溶液中滴加氢水后再加人KSCN溶液,溶液呈红色, 2知识链按 说明溶液中一定含有Fe B.(2022·海南高考)FeCI。溶液中滴加KSCN溶液,溶液变 检验Fe*和Fe的特征试剂 K. [Fe(CN)](铁氛化 血红色 钾)溶液和K[Fe(CN)](亚 C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氢水后溶 铁氧化钾)溶液分别是检验 液显红色,该溶液中一定含Fe② Fe 和Fe的特征试剂: 142 第三章> 铁 金属材科/ K[Fe(CN)。]液,蓝 D.向某溶液中滴加K。[Fe(CN)。]溶液,产生蓝色沉淀,说明 F 原溶液中有Fe?,无Fe 色沉淀 解析 先加氧水后加KSCN溶液,溶液呈红色,原溶液中可能 Fe K[Fe(CN).] 溶液(黄色) 蓝色 有Fe无Fe② ,A项错误;FeCl:溶液中滴加KSCN溶液,无明显 沉淀 现象,B项错误;加入氧水后显红色,一定是Cl:将溶液中的Fe^} K.[Fe(CN) →检验Fe* 氧化成Fe后与SCN生成了Fe(SCN).C项正确;D项表明落 K.[Fe(CN)]→检验Fe 液中含有Fe^{},但不能判断有无Fe③ ,D项错误。 知识链搜.. C 如花 营案 检验食品中的铁元素 。 变式6-1 选择合适的试剂完成甲、乙两组实验。 蔬菜、芹菜,黑木耳、盈黄 甲组:检验含Fe的溶液中是否含有Fe2; 和动物内脏等食品中富含铁 乙组:检验含Fe的溶液中是否含有Fe。 元素。检验菜中的铁元素 1戳 )。 下列试剂及加入试剂的顺序能达到实验目的的是 的实验设计如下: 新朝 甲组 乙组 选项 剪碎溶解 装蓉 过滤 滤液 。 新制氢水、KSCN溶液 NaOH溶液 B (1)择HNO呈血 KSCN溶液 (2)KSCN红色 酸性KMnO. 溶液 一■蔬菜中含 C KOH溶液 澳水 有铁元素 D 澳水 酸性KMnO.溶液 考点 Fe和Fe+的相互转化 5年20考 ·核心总结· ☆归纳总结 铁盐遇到较强的还原剂会被还原成亚铁盐,亚铁盐在较强 Fe”*和Fe*的氧化性和还原性 的氧化剂的作用下会被氧化成铁盐: 1.氧化性:FeCu*一 #e还O,e Fe2 化剂 FeCl。溶液作为“腐蚀 液”,可以将覆铜板上不需要 Fe, Fe.Cu.H.S.1 .S0 等还原剂 →Fe2 的铜腐蚀,用覆铜板制作印刷 0.、Cl、Br,HO、KMnO.、HNO.等氧化剂 电路板。 在保存亚铁盐溶液时,常常向溶液中加入少量铁粉,以防 2.氧化性:Cl>Br二 止Fe被氧化。 F>l。 还原性:CI<Br < Fe。 ①2Fe+Fe-3Fe; (1)“Fe+1”“Fe十 Fe ②2Fe*+Cu-2Fe +Cu(FeCl.溶液腐蚀电路板) S"“Fe+NO十H” ③2Fe +2I-2Fe*+I: “Fe*十MnO十H”等离子 ④2Fe+S0.+2H.0-2Fe+S0+4H: 组因发生氧化还原反应而不 F 能大量共存。 2Fe*+HS-2Fe+S +2H(用FeCl:溶液吸收H$) (2)向FeBr:溶液中滴加 水,Fe先反应、Br后反 143 考点同步解读> 高中化学 必修 第一册 RJ 续表 应,反应的离子方程式与用量 有关。常考以下三种情况: ①2Fe?*+Cl(Br)-2Fe+2Cl(Br); ①Cl。少量,即n(Cl): Fe ②4Fe+O+4H =4Fe +2HO; n(FeBr。),只氧化Fe。 -, ③5Fe{+8H+MnO -5Fe+Mn+4H; $F+C-2F+2Cl Fe ④2Fe+H.0+2H-2Fe+2H.O; ②Cl.与FeBr:等物质的 3Fe+4H+NO -=3Fe+NO+2H 量,即n(Cl.):n(FeBr。)= 考题7 已知A为常见的金属单质,根据如图所示的关 1.1.Fe 全部被氧化,Br 有 一半被氧化。 系,回答下列问题。 2Fe+2Br+2Cl= ① →E 2Fe+Br。+4Cl 斑 C # ③C。足量,即n(Cl): A BHC u(FeBre)>3,Fe和Br均 黑色晶体 ② 红褐色固体 全部被氧化。 (1)写出下列反应的化学方程式; 2Fe+4Br+3Cl.= 2Fe+2Br.+6Cl 11 ③ :⑧ 若向FeL,溶液中滴加氢水 (2)写出下列反应的离子方程式: 则是I先反应,Fe后反应 ④ . #(6) (3)A~F六种物质中,可以由化合反应生成的有 种。 ①Cl:少量或等量,1: 解析 以“红褐色固体F”为突破口,就可迅速得出F为Fe(OH。、 只氧化1:2I+Cl-I+ E为Fe(OH)C为FeClD为FeCl、A为Fe、“黑色晶体B”为 2C; FeO.。FeOFeClFeCl 、Fe(OH):四种化合物能由“Fe(FeO) ②1~^},1全部被氧# O”“FeCl+Fe”“Fe(FeClo)+Cl”“Fe(OH):+O+HO”等化 化,Fe部分被氧化: 合反应生成。 ③Cl足量,a二2,1和 答案(1)③FeO.+8HCl-2FeCl+FeCl+4HO; Fe均全部被氧化:2Fe十 ⑧4Fe(OH)+O+2HO-4Fe(OHD) 41+3Cl-2Ff+2+6C (2)④2Fe*+Cl-2Fe+2Cl:Fe+2Fe -3Fe} 爹知识链掇 (3)四。 高铁酸钾(K:FeO.)的性质和 。 变式7-1 向含amol溶质的FeBr:溶液中通入bmol 工业制备 Cl。,充分反应。下列说法中不正确的是( )。 (1)物理性质:KFeO. 纯 A.离子的还原性强弱:FeBr>Cl 品为暗紫色、有光泽的粉末,极 B.当a2b时,发生的离子反应:2Fe*+Cl.-2Fe+2Cl 易溶于水形成浅紫红色溶液。 C.当a一时,反应后的离子浓度之比c(Fe):c(Br); (2)化学性质:K。FeO.中 c(Cl)-1:2:2 Fe元素的化合价为十6,具有 强氧化性,在酸性或中性客 D.当3a 2b时,发生的离子反应:2Fe*+4Br +3Cl= 液中可快速产生O,在减性 2Fe++2Br。+6Cl 溶液中较稳定。FeO的还 。 变式7-2 高铁酸钟(K。FeO)是一种新型、高效、多功能 原产物是Fe或Fe(OH)。 144 第三章> 铁 金属材料/ 的绿色水处理剂 (3)工业制备:工业上一 (1)向紫色K。FeO.固体中加入浓盐酸,有黄绿色气体产生 般是先制得高铁酸纳,然后在 写出反应的化学方程式: 低温条件下向高铁酸纳溶液 该反应能表明FeO和Cl:的氧化性的强弱关系是 中加入KOH至饱和,使高铁 (2)向Fe(OH)。固体和KOH溶液的混合物中通入CL,得到 酸钾析出(利用溶解度差异)。 紫色固体和溶液,表明有K。FeO.生成,反应的离子方程式是 3C]O+2F+100H= 3C1+2FeO+5H.O(湿法) 由该实验可得出:氧化性 Cl 2FeSO + 6Na.O. (填“”或“<”)FeO。 2Na.FeO +2NaO+2Na SO (3)上述实验(1)和(2)所得出的Cl。和FeO的氧化性强弱关 | 1斑 十O(干法) 系相反,原因是 考点8 .铁、铜与其盐溶液的共存规律和相关反应的计算 5年15考 ·核心总结· 难点突..) 一Fe与FeCu反应,不共存 分析Fe.Cu. Fe.Cu2 一Cu与Fe反应,不共存 相互反应的有序思维 -Fe*与Fe”Cut,Fe与Fe,Cu均能大量共存 1.定性判断 一氧化性:Fe Cu。向FeCl CuCl:混合 依据Fe口的还原性和 溶液中加人铁粉,Fe先与Fe反应 Fe* ,Cu的氧化性来分析反 一还原性:Fe>Cu.向FeCl:溶液中加入Fe、 应的先后顺序。固体成分和 Cu粉混合物,Fe先与Fe*反应 溶液中落质成分的判断可以 。考题8用FeCl。溶液腐蚀电路板后得到的废液中含有 归为物质共存问题--能发 生反应的物质就不可能大量 FeFe②Cu?各0. 1mol。 共存。 (1)向其中投入一定质量的铁粉,充分反应后,溶液中金属离 例如,向FeCl:溶疫中同 子的组合可能是 时加入铁粉和铜粉,反应结束 序号 3 后,可能无固体剩余,若有固 1 体利余,则固体中可能有铜有 金属离子 铁,也可能有铜无铁,但不可 (2)向该废液中投入1.12g铁粉和2.56g铜粉,充分反应。 能有铁无铜。 ①求所得溶液中各金属离子的物质的量(若某金属离子已经 又如,将铁粉、铜粉、FeC 反应完全,物质的量请填“0”)。 溶液和CuCl。溶液混合于某 容器中充分反应: 金属离子 F+ Fe2 Cu2 (1)若铁粉有剩余,则容 物质的量/mol 器中不可能有Fe,Cu: ②若最终有固体剩余,指明是什么物质并计算其质量;若没 (2)若CuCl.有剩余,则 容器中可能有Fe、Fe或 有固体剩余,只需说明理由即可。 Fe2Cu: 解析(1)Fe先与Fe反应后再与Cu{反应。若n(Fe)< (3)若FeCl。有剩余或 0. 05mol,则Fe未反应完,金属离子为Fe Fe② 、Cu;若 FeCl.、CuCl:都有剩余,则容 145参考答案与提示>7 子的相对原子质量为兴一71.] NaOH和Na:CO,共消耗200ml.盐酸，而NaCO,转 化为NaHCO,时消耗50mL.盐酸，NOH消耗100m 1000Vp 7.(1)2：1：1。 (2)2240+mmal.L 盐酸，所以(()H)：(LC))=2：1。 【竞赛考拔高练】 1 000pp:t 8)岁m.（④a0年霜al L.(1)O。(2)Cu.NaOH。(3)NaCuO:2 NaCuO+ [提示：(1)设所取KS),溶液、A山(9O,)方溶液，纯水的 8HCl=2NaCl+2CuCl+Cl+4H:O. 体积分别为V、VV,则有c(K)=十十 0.2×V [提示：周体化合物X在干燥的H中反应生成能使 01m.d)-22=a1ml, CS),变蓝色的气体，说明X中含有氧元素：体混 合物Y加水溶解得到1.28g紫红色周体单质，该单质 c(S)0.1xV02x3XV:0.2 mol.I1, 为Cu,物质的量为0.02mol,得到的碱性溶液的焰色 Vi+V:+V 试验呈黄色，说明该碱性溶液中存在Na,又固体化 10000 得V:V：Va=2年1：1。(2)e= M 合物X由3种元素组成，则3种元素分别为O,Cu、 Na,故该碱性溶液为NaOH溶液，与HCI恰好中和时 VM 1000mlL1×pg·ml1×2240+w×100% 消耗0.0200 mol HC,说明NaOH的物质的量为 Mg·mol- 0.0200mol,固体X中含有钠元素的质量为0.46g, 1 000Vp 2240+mmol·L,。(3)设原溶液的质量为xg 根据固体X的质量为2.38g可以求得氧元素的质量 依据蒸发前后溶质质量不变列式：a%×xg=2a%× 为0.64g,则n(O)=0.04mol,n(Na):n(Cu):n(O) (x一b)g,解得x=2b。则蒸发后Na(OH溶液的物质的 1:1:2,则X的化学式为NaCuO2,固体混合物Y中 a%×2h 含有Cu和Na(OH。NaCuO,与浓盐酸反应产生黄绿 量张度为10”vmL= 40 20mal·L'。(4)设所 色气体C1,并得到蓝色溶液CuC,则反应的化学方 取浓盐酸的体积为V,则水的体积为4Vml。根据 程式为2NCuO+8HC=2C+2CuCL+CL↑+ 稀释定律（溶液稀释过程中溶质的质量不变），则稀释后 4HO.] aVXw 1000n4 第三章铁金属材料 盐酸的质量分数为 +亚什n,根据c= M 第八讲铁及其化合物 1000piprwe 计算出稀释后盐酸的c为6,5A千有ml·L.门 【变式训练】 [变式1-1]C「提示：由“司南之构，投之于地，其柢指 8.(1)0.4。(2)2:1。[提示：氢氧化钠露置于空气 南”可知，“杓”具有磁性，则其主要成分是FeO。] 中变质的反应为2NaOH+CO,=Na:CO+HO,因 [变式2l]C[提示：Fe不能通过一步反应生成 此，样品是Na(OH和NaCO,的混合物。V(HCI)由0 Fe(OH)a,Fe与O反应在一定条件下可以生成 增加到150ml时发生的反应为NaOH+HC1=NaC Fe:O..] +H2O,NaCO+HCI=NaC十NaHCO为：V(HCI)由 失去2e-+2×3e 150ml增加到200mL时发生的反应为NaHC)为十 [变式3]3Fe4HOg商60+4H HC1=NC+CO,↑+HO。(1D由n(C))=0.02mo可 得到8×e 知，50mL.盐酸所含HC1的物质的量为0.02mol, cHCD=02四=Q.4ml·L。(2)由题图可知， 0.051 [或3Fe+4HO(g商画Fe0,+4H]。 19 /考点同步解读)高中化学必修第一对RJ色 [变式41]D[提示：FeO为红棕色粉末，A项错 是0.56g,用于和稀硫酸反应置换出氢气的Fe的质量 误：FeO,不是混合物，B项错误：在1400℃以上的温 是5.60g。因此生成的H的物质的最是0.1mol,A正 度下加热FeO时，FeO会失去部分氧生成FeO,说 确：铁的质量分数为816g×100%≈88.51%，B正确： 6.96g 明热稳定性：Fe)>FeO)方，C项错误：F)和Fe()均 由原子守恒可知，Fe一FeSO,一HS),所以反应的硫酸 可与盐酸发生复分解反应，生成盐和水，D项正确。] 6.16g [变式5-1]D[提示：题图示为铁0、十2、+3三种价 的物质的量为6g·md=0.11mol.C错误：原混合 态的"价-类”二维图，其中单质a为Fe,十2价的盐b为 物中铜元素的质量为0.64g,D正确。] 亚铁盐，碱c为氢氧化亚铁，十3价的盐e为铁盐，碱d [变式91]C[提示：由题意可知，最终Fe(0价)和 为氢氧化铁。氢氧化铁不能直接转化为氢氧化亚铁，即 FeO中+3价的Fe全部转化为十2价，设原混合物中 →c不能直接转化，故D错误。] 含有x mol Fe,y mol FesO,则FeO,得电子的物质的 [变式61]B[提示：甲组，在Fe+存在的条件下检验 量为2ymol,Fe失电子的物质的量为2xmol,HSO,得 Fe+,要排除下e的干扰，所选试剂具备下列条件：一是 电子的物质的量为(2x一2y)mol,H的物质的量为 能与Fe+发生有明显现象的反应：二是不与Fe+反应。 2,2义mol=(r一y)mol,产生的Fc+和H的物质的 2 则溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅，酸性KMO 量之比为3：1，则(x十3y):(x-y)=3:1.解得x:y 溶液也符合条件5Fet+MO,+8H=5Fe++Mm++ 3t1,即FeO和Fe的物质的量之比为1：3，C正确.] 4HO,实验现象是溶液星紫色变浅（或褪色）。乙组，在 【阶段考过关练】 Fc+存在的条件下检验Fet,用KSCN溶液检验Fe 1.B2.B3.A 即可，Fe+不会造成干扰门 4.D[提示：从腐蚀废液（主要含FCl、FC、CuCL) [变式7-1]C[提示：氧化性：Cl>Br2>Fe*,所以 中进行物质回收，由流程可知，先加入过量的F,与氯 离子的还原性：Fe+>Br>C,A项正确：当a≥2b 化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜，滤渣中含Fe,Cu, 时，Cl只氧化e2+,发生的离子反应为2Fe2++CL= 加氯气氧化FC产生F(CL。腐蚀废液中含有 2Fe+十2CI,B项正确：当a=b时，FeBr2溶液中的 下e+,C,Fe2+,溶液呈酸性，A项错误：滤渣中含 Fe+和一半的Br被氧化，c(Fe)c(Br):c(C)= Fe,Cu,B项错误，氯气氧化FcCl产生FcCl,因为 1:12,C项不正确：当3a≤2b时，C过量，FeBr被 FCl为产物，只要反应开始就能使KSCN溶液变红， 完全氧化，发生的离子反应为2Fe++4Br+3Cl= 无法检验是否“氧化”完全，C项错误：溶液a为FCl, 2Fe2++2Bm+6C,D项正确.] 可用于处理覆铜板，D项正确。] [变式7-2](1)2KFO+16HC1(浓)=4KC1+2FC+ 5.C[提示：若铁粉无剩余，Fe可能只与Fe+反应且 3CL4+8HO:F(O)>Cl。 Fe+还有剩余，或恰好与Fe完全反应，或与全部 (2)3Cl+2Fe(OH)3+10OH=2F(片+6C1+ Fe+和部分C+反应，或与Fe+和Cu2恰好反应， 8H2O:>。 则溶液中可能有Fe+、Cu+,A,B两项错误：若铁粉 (3)溶液的酸碱性不同。 有剩余，则溶液中无F+也无C*,不溶物中一定有 [变式8-1]C[提示：分析题意可知，可燃性气体为氢 Cu,故C项正确。] 气，浅绿色溶液中含有硫酸亚铁，红色固体为金属铜。 6.C[提示：根据三种离子物质的量的变化可知，Cu2 由生成Q.64g红色周体可计算出CO的质量是0.80g,Fe 的物质的量并没有发生变化，说明其没有参加反应， 粉的质量是6.16g,其中用于置换出铜的Fe粉的质量 则反应的离子方程式为2Fe+Fe=3Fe+,若Fe 20 参考答案与提示》 的物质的量减少2mol,则需消耗1mol铁粉，故参加 A项正确：由题意可知，混合溶液中Fe+的物质的量 反应的铁粉与原溶液中F+的物质的量之比为1： 为2mol·L-1×0.5L×2=2mol,Cu+的物质的量 3,C正确。] 为2mol·1.1×0.51.=1mol,结合A项分析可知 7.(1)产生（提供）水燕气。(2)3Fe+4H0(g)商温 当b≤1时，铁粉只能将Fe还原，当b≥2时，铁粉可 FeO,十4H。(3)Fe+,(4)反应后的固体中还 将Fe+和Cu+全部还原，BD两项正确：当1<b<2 含有Fe,在溶于稀硫酸的过程中Fe将Fe+还原成 时，由上述分析可知，Fe+全部被还原，C+部分被还 Fe+,使溶液B中没有Fe+, 原，则： 2Fe++Fe=3Fet 【等级考提能练】 2 mol 1 mol 3 mol 1.B[提示：A项，灼烧周体物质时，用到的仪器有酒精 Cu +Fe Fe+Cu 灯、坩埚及泥三角，即①②⑨：B项，溶解固体物质时， (6-1)mol (-1)mol (6-1)mol 用不到容量瓶，只用烧杯和玻璃棒即可：C项，过滤时 反应后所得溶液中n(Cu+)=1mol一(b一1)mol 需用漏斗、玻璃棒和烧杯：D项，检验滤液中的Fe (2-b)mol,n(Fe)=3 mol+(b-1)mol=(b+ 时，要用到试管、胶头滴管和KSCN溶液，] 2)mol,(Fe+):n(C+)=(2+b):(2-b),C项 2.A[提示：高温条件下，Fe与HO(g)反应生成 错误] FO,A错误：纵向的转化，①②⑤是氧化还原反应， 7.(1)不再有气泡产生。(2)漏斗、玻璃棒。 横向的转化，③④⑥是非氧化还原反应，FO有强 (3)K.[Fe(CN)s]溶液。(4)2Fe++Fe=3Fe+、 氧化性从而作消毒剂，FcO片的还原产物F心+能形成 2Fe++Ck=2Fe++2CI. 胶体从而净水，B,C,D三项正确，] 提示：(1)铁与稀盐酸反应产生H2,反应完全时溶液 3D[提示：Cl能与Fe和Br反应，Fe+的还原性 中不再产生气泡。(2)操作①得到滤液，为过滤，需要 比Br强，故C先与Fe+反应。由CL+2Fe2+= 的玻璃仪器除烧杯外，还有漏斗、玻璃棒。(3)利用 2Fe++2C1-可知，c(Fc+)和c(C)增大，c(Fc2+)减 Fe+可和[Fe(CN)]P=形成特征蓝色沉淀，可检验 少。若C量少，不氧化Br,则(Br)不变] FeCl溶液中是否残留Fe+。(4)向稀Fe(Cl溶液中 4.D[提示：补血剂中的铁元素全部进人了最后的氧化 加入纯Fe粉，发生反应2Fe++Fe=3Fe2+,再通入 铁周体中，所以每片补血剂中铁元素的质量为器品× C1,发生反应2Fe2+C1=2Fe++2C。] 1山2×=0.07ug,D项不正确.] 8.aHS0,2FesS0,△Fe0,+S0,↑+s0.↑ (2)Fc0 5.C[提示：Fe与l反应生成Fel,A项错误。Fe+能 (3)5Fe+MOT+8H=5Fe++M++4HO93%. 催化HO2的分解，粒子间不能大量共存，B错误：若 [提示：(1)根据元素守恒，以及绿矾油是一种无色黏 溶液由黄色变为浅绿色，则可说明维生素C有还原 稠液体，可用于除掉兵器上的铁锈即能与氧化铁反 性，C正确：FC溶液刻制印刷电路板是因为氧化 应，可知绿矾油应为硫酸：2.78g的FSO,·7HO品 性：Fe+>Cr+而不是还原性：Fe>(Cu,D错误.] 体的物质的量为0.01mol,加热生成FeS),时的质量 6.C[提示：因氧化性：Fe+>Cu,故若加入足量铁 为1.52g,再将F©S),加热产生的所有气体通人足量 粉，发生反应的顺序为①Fe十2Fe+=3Fe+,②Fe+ 的BCL溶液，得1.16g白色沉淀应为硫酸钡，为 Cr+=Fe-十Cu。现加入bmol铁粉，若有固体剩 0.005mol.则说明产生三氧化硫为0.005mol,其质量 余，则固体中一定含有铜，当铁粉过量时，还会有铁， 为0.4g,得到铁的氧化物为0.8g,结合铁元素为 21 考点同步解读〉高中化学必修笃一册J乡 0.01mol可知，该氧化物为FeO,根据质量守恒可 其结合0.04mol氧离子，所以HS)中生成氢气的 知，加热还产生二氧化硫的质量为L.52g一0,8g一 氢离子的物质的量为0.08mol一0.04ml=0.04ml, 0.4g=0.32g,即为0.005mol,所以发生反应的化学 生成0.02mol氢气，标准状况下体积为448mL。] 方程式为2FeS0,△Fe0+S0,++S0↑. 第九讲金属材料 (22,8gFPC0,中铁元素的质量=283g×品 【变式训练】 [变式1-]D[变式2-]C[变式31]D L,12g,铁的氧化物中铁与氧元素的质量比为1,12g· (1.44g-1.12g)=56:16,铁与氧的原子个数比为 [变式+1]2MgCu+3H,35℃MEC+3MgH. 1:1,化学式是FeO。 [提示：由MgCu→MgC,依据原子守恒可判断生成的 (3)酸性高锰酸钾溶液能将Fe+氧化成Fe+,离子方 氢化物是镁的氢化物。Mg的质量分数为0.923，则可确 程式为5Fe2+Mn(O,+8Ht=5Fe++Mn++ 定化学式中Mg,H的原子数目之比为，923：Q007≈ 24 4HO,根据电子得失守恒有 1:2,化学式为MgH.] 5FeS)·7 H.()~KMn(O. [变式5-]C[变式6-1]D 5×278g 1 mol [变式7-1](1)0.1。(2)0.8。(3)6.72。 [提示： m(FeS0·7HO)0.2000mol·Lt×0.02L (1)加热使NaH)完全分解后，固体质量减轻27.4g 所以m(Fe9)·7HO)=0.2000ml·I1X0.021× 5×278g·mol-1=5.56g, 21.2g=6.2g。 样品中FS0·7H0的质量分数为556B×100%≈ 由2 NaHCO,△NaC0+CO,++H.0△m 6 g 2 mol 1mol22.4 62g 93%] V 6.2g 【竞赛考拔高练】 得h1=0.2mol,=0.1mol,V1=2.24L 1.(1)Fe2+、H+.(2)0.02mol。 (3)0.04mol. 则原混合物中NaHC)的物质的量为0.2mol,NaCO (4)448 [提示：()若铜不与稀硫酸反应，则生成的滤渣为铜， 的物质的量为27.4g一02mlX84gm0=0.1l 106g·molΓ 金属铜可以和Fe+反应，所以滤液A中一定不含 (2)21.2g周体是0.2 mol Na CO方，所以溶液中c(Na) Fe+,但含有Fe+和H。(2)最后在空气中充分灼 -0.4mol=0.8mol.L1。 0.51 烧得到的3.2g固体为FcO,其物质的量为0.02mol, 则Fe原子的物质的量为0.02mol×2=0.04mol,铁 (3)由NaCO+2HC1=2NaC1+CO↑+HO可知该 元素的质量为0.04mol×56g·mol1=2.24g,则样 反应产生0.2molC)2,即4.481C()2,加上分解产生的 品中氧元素的质量为5.76g-2.24g-3.2g=0.32g, 2.24LC()。生成的C)的总体积是6.72L.] 0.32g [变式7-2](1)1：1。(2)53.8%。(3)1.0. 氧原子的物质的量为16gmd=0.02mol。(3)滤 [提示：(1)设Mg、Al的物质的量分别为r mol、yol,由 液A中溶质为H:SO,和FcS),铁原子的物质的量 Mg~H、2Al~3H2及n(H)=0.25mol可知 为0.04mol,说明参加反应的HS0),的物质的量为 24.r+27y=5.1. 0.04mol(4)参加反应的HS),的物质的量为 3 解得x=y=0.1,n(Mg)n(Al)= 0.04mol,含0.08mol氢离子，其中部分氢离子生成 x+2y=0.25, 氢气，另外的H和合金样品中的氧原子结合生成水， 1:1.(2)0并未完全转化为O,6.5L是O和O的 根据(2)中分析可知，氧原子的物质的量为0.02mol. 混合气体的体积，反应前后气体体积减小1.51，由 22