第8讲 铁及其化合物-【名师大课堂】2025年高考化学艺术生总复习必备（word教师用书）

第8讲　铁及其化合物 考点一　铁及其氧化物 1．铁 (1)物理性质 铁是银白色金属，熔、沸点高，抗腐蚀性__强__，能被__磁铁__吸引，具有金属的通性。 (2)化学性质 单质铁性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为__＋2__价和__＋3__价。 ①与非金属单质的反应 ②与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　。 ③与酸的反应 ④与某些盐溶液反应 2．铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 —— 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体（有磁性） 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 化合价 　＋2　 　＋3　 　＋2、＋3　 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O 　Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2+＋2Fe3+＋4H2O 1.铁及其化合物的颜色 Fe2+(aq) Fe3+(aq) Fe(OH)2 Fe(OH)3 FeO Fe3O4 Fe2O3 Fe(SCN)3 浅绿色 棕黄色 白色 红褐色 黑色 黑色 红棕色 红色 2．不同价态铁的相互转化——“铁三角” [注意]　＋2价为铁元素的中间价态，Fe2+既有氧化性，又有还原性。在中学阶段，Fe2+主要表现还原性。 3．“铁三角”转化关系的应用 含铁物质的分离与提纯 主要物质 杂质 除杂方法 Fe2+ Fe3+ 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2 Fe2+ Cu2+ 加过量铁粉后过滤 Fe Al 加过量NaOH溶液后过滤 Fe2O3 Al2O3 加过量NaOH溶液后过滤 下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是(　C　) 选项 实验 现象 结论 A 将浓硫酸加入过量铁粉中，加热，充分反应后滴加KSCN溶液 有气体生成，溶液呈红色 浓硫酸将Fe氧化为Fe3+ B 将铜粉加入1.0 mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中 溶液变蓝，有黑色固体出现 金属铁比铜活泼 C 将铁粉加入FeCl3溶液中 溶液颜色由黄色变为浅绿色 Fe3+具有氧化性 D 常温下，将铁片放入浓硫酸中 无明显现象 铁片和浓硫酸未发生反应 解析：过量铁粉与浓硫酸共热，反应生成硫酸亚铁，加入KSCN溶液，溶液不显红色，A错误；Cu和Fe3+发生氧化还原反应，反应的离子方程式为Cu＋2Fe3+===Cu2+＋2Fe2+，溶液由黄色变为蓝色，但反应中没有黑色沉淀生成，B错误；FeCl3会氧化铁粉生成FeCl2，棕黄色溶液变为浅绿色，C正确；常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，无明显现象是由于铁片表面发生了钝化，阻止了反应的继续进行，钝化属于化学变化，D错误。 利用废铁屑（主要成分为Fe，还含有C、S、P等）制取高效净水剂K2FeO4的流程如图： 下列说法不正确的是(　C　) A．废铁屑在酸溶前可用热的纯碱溶液去油污 B．步骤②是将Fe2+转化为Fe(OH)3 C．步骤③中发生反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO－===2FeO＋3Cl－＋4H＋＋H2O D．步骤④中反应能发生的原因是在相同条件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4 解析：废铁屑酸溶后得到亚铁盐，过滤后向滤液中加入过量NaOH溶液和H2O2溶液，Fe2+会被H2O2氧化，在碱溶液中转化为Fe(OH)3，然后加入NaClO溶液，在碱性溶液中发生氧化还原反应生成Na2FeO4，加入KCl固体，利用溶解度不同转化为K2FeO4析出。纯碱中CO水解导致溶液呈碱性，碱性条件下油污会水解生成高级脂肪酸盐和甘油，所以废铁屑在酸溶前可用热的纯碱溶液去油污，A正确；根据分析可知，步骤②的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe(OH)3，B正确；NaOH溶液过量，溶液显碱性，不可能生成H＋，故步骤③中发生反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋4OH－＋3ClO－===2FeO＋3Cl－＋5H2O，C错误；步骤④中发生反应的化学方程式为2KCl＋Na2FeO4===K2FeO4↓＋2NaCl，证明K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的小，D正确。 考点二　铁的氢氧化物 铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 　白色　固体 　红褐色　固体 与盐酸反应 　Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2O　 Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O 受热分解 —— 　2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O　 制法 可溶性亚铁盐与碱反应：　Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓　 可溶性铁盐与碱反应：　Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓　 二者的关系 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　灰绿　色，最后变成　红褐　色，化学方程式为　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　。 1.Fe(OH)2具有很强的还原性，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，关键注意以下两点： (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．防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的氧气。 (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)充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。 (5)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。 有关铁的化合物的说法中，错误的是(　A　) 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 解析：Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触，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。 下列说法正确的是(　B　) A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁 B．向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变 C．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色 D．给定条件下，能实现转化：FeFeCl2Fe(OH)2 解析：氧化铁为红棕色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，故A项错误；向盛有FeCl3溶液的试管中加过量的铁粉，铁粉会将溶液中的铁离子还原为亚铁离子，故可观察到黄色逐渐消失，因反应后的溶液中无铁离子，充分振荡后加1滴KSCN溶液，则溶液不会变色，B项正确；Fe2+遇SCN－不会显色，C项错误；铁与氯气反应只能生成氯化铁，D项错误。 考点三　铁及其化合物之间的转化及其应用 1．亚铁盐和铁盐的性质与转化 (1)Fe2+的氧化性和还原性 Fe3+Fe2+Fe Fe2+既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。 FeCl2溶液与HNO3溶液反应的离子方程式为　3Fe2+＋NO＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O　。 (2)铁盐的氧化性：Fe3+遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。 FeCl3溶液滴入淀粉KI溶液，溶液变蓝，离子方程式为　2I－＋2Fe3+===I2＋2Fe2+　。 (3)转化 Fe3+Fe2+ ①将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀，离子方程式为　H2S＋2Fe3+===S↓＋2Fe2+＋2H＋　。 ②Fe3+可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为　2Fe3+＋Cu===Cu2+＋2Fe2+　。 ③FeCl2溶液中加入氯水或通入氯气，反应的离子方程式为　2Fe2+＋Cl2===2Cl－＋2Fe3+　。 2．“铁三角”及其应用 (1)铁的转化关系。 (2)“铁三角”转化关系的应用。 ①判断离子能否共存 Fe2+NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)。 Fe3+S2-、I－、SO。 Fe3+HCO、CO等水解相互促进的离子。 ②盐溶液的配制与保存 3．Fe3+和Fe2+的检验方法 (1)Fe2+的检验 ①　无　现象溶液变　红　色，证明含有Fe2+。 ②产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2+。 ③生成　蓝　色沉淀，证明有Fe2+。 (2)Fe3+的检验 ①溶液变红色，证明含有Fe3+。 ②产生　红褐　色沉淀，证明有Fe3+存在。 Fe2+、Fe3+的水解平衡及应用 1．盐溶液的配制与保存 Fe2+的盐溶液 加少量铁粉，防止Fe2+被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2+水解 Fe3+的盐溶液 加少量相应的酸，防止Fe3+水解 2.物质的制备 制备无水FeCl3 在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液 制备Fe(OH)3胶体 向沸水中加入饱和FeCl3溶液并煮沸至液体变为红褐色 3．工业生产时溶液中Fe3+、Fe2+的去除方法 (1)原理：Fe3+、Fe2+完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6。 (2)步骤： ①除去溶液中的Fe3+时，一般加入能与酸反应的物质（但不能引入新的杂质），调节溶液的pH≥3.7，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 ②除去溶液中的Fe2+时，先加入H2O2（或其他氧化剂，但不引入新的杂质），使Fe2+转化为Fe3+，然后调节溶液的pH≥3.7，使Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。 (3)示例： ①除去MgCl2溶液中的Fe3+，可在加热搅拌条件下，加入足量MgO或MgCO3或Mg(OH)2，充分反应后过滤除去。 ②除去CuCl2溶液中的Fe2+，先加入H2O2（或通入Cl2），然后在加热搅拌条件下，加入足量CuO或CuCO3或Cu(OH)2，充分反应后过滤除去。 （2023·浙江卷）氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是(　A　) 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：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；故选：A。 关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是(　B　) 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 解析：已知化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，CH3O－带一个单位负电荷，据此分析解题。由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3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；由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，C为－1，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；由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3价，故其溶于氢碘酸(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；故答案为B。 学科网（北京）股份有限公司 $$