微专题6 铁及其化合物的相互转化(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

[对应学生用书P104] 基于物质类别和元素价态的视角，构建铁及其化合物相互转化的物质的价类图，如下所示。 各反应的化学方程式如下： ①Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ②Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ ③Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O ④Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ ⑤2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ⑥2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 对于陌生物质，先依据物质类别的通性预测其性质，再依据元素价态预测其是否具有氧化性或还原性。如预测Fe2O3的性质：从物质类别来看，属于金属氧化物，预测其可与酸反应，从元素价态来看，铁元素为高价态，预测其有氧化性，可与还原性物质反应。 小结 “铁三角”的转化关系 (1)Fe→Fe2＋：需要的氧化剂，如S、I2、H＋、Cu2＋、Fe3＋等。 Fe＋SFeS；Fe＋I2FeI2；Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 (2)Fe→Fe3＋：需要的氧化剂，如Cl2、Br2、HNO3等。 2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。 (3)Fe2＋→Fe：可以发生在溶液的置换反应中和金属的高温还原反应中，需要加入还原剂，如Mg、Al、Zn、CO、H2等。 Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋；FeO＋H2Fe＋H2O；FeO＋COFe＋CO2；3FeO＋2Al3Fe＋Al2O3。 (4)Fe3＋→Fe：常发生在金属的高温还原反应中，需要加入还原剂，如高温下用CO还原铁矿石中的铁、铝热反应等。 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe。 (5)Fe2＋→Fe3＋：需要的氧化剂，如Cl2、O2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H＋)、H2O2等。 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 (6)Fe3＋→Fe2＋：需要的还原剂，如Fe、Zn、H2S(S2－)、KI(I－)、Na2SO3(SO)等，Cu虽不是强的还原剂，但因Fe3＋具有较强的氧化性，可被Fe3＋氧化成Cu2＋。 Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 [特别提醒]　常见氧化剂的氧化性强弱顺序为Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2＞S；Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋。 1．(2024·大名一中期末)元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的价—类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　) A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B．灼烧Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ C．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂 解析　铁与高温水蒸气反应时生成Fe3O4，A错误；灼烧Fe(OH)3分解生成Fe2O3，而Fe(OH)3不溶于水，B错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成Fe3O4，C错误；高铁酸盐(FeO)中Fe元素的化合价为＋6价，具有强氧化性，用于消毒杀菌，与水反应生成的Fe3＋水解成Fe(OH)3胶体，吸附水中的悬浮物，用于净水，D正确。 答案　D 2．下列铁的化合物均可以通过置换反应和复分解反应得到的是(　　) A．FeCl2　　　　　　　 B．Fe3O4 C．Fe(OH)3 D．Fe2(SO4)3 解析　Fe3O4不能通过复分解反应得到；Fe(OH)3不能通过置换反应得到；Fe2(SO4)3不能通过置换反应得到。 答案　A 3．已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。 (1)写出A、C、F、G的化学式： A____________，C____________，F____________，G____________。 (2)检验D中阳离子的方法_______________________________________________。 (3)保存C溶液时要加固体A的原因是______________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)写出下列转化的离子方程式或化学方程式。 ①A→C：_______________________________________________； ②C→D：_______________________________________________。 解析　(1)A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀，由转化关系可知，F为Fe(OH)3，A为Fe，Fe与氧气反应生成的B为Fe3O4，四氧化三铁与盐酸反应得到氯化亚铁与氯化铁，故Fe与盐酸反应得到的X为氢气、C为FeCl2，可推知E为Fe(OH)2、D为FeCl3，G为Fe2O3；(2)D为FeCl3，含有的阳离子为Fe3＋，检验Fe3＋的方法为取少量D溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变血红色，证明有Fe3＋；(3)FeCl2易被空气中的氧气氧化，保存FeCl2溶液时加固体Fe，防止Fe2＋被氧化；(4)①A→C反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，②C→D反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 答案　(1)Fe　FeCl2　Fe(OH)3　Fe2O3 (2)取少量D溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变血红色，证明有Fe3＋ (3)防止Fe2＋被氧气氧化 (4)①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ ②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 4．已知有以下物质相互转化： (1)A转化为B及气体这步反应中应加入的试剂是____________(填名称)。 (2)B的化学式为________________，D的化学式为________________。 (3)写出由E转变成F的化学方程式_________________________________________ _______________________________。 (4)写出向G溶液中加入A时有关反应的离子方程式_________________________ ________________________________________________________________________。 解析　由图中信息可知，白色沉淀E在空气中易转化为红褐色的沉淀F，所以E和F分别为氢氧化亚铁和氢氧化铁，G为氯化铁；D溶液可与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，说明该沉淀是氯化银，说明溶液B、D中含氯离子；由焰色反应呈紫色，推出溶液C为氢氧化钾。综合以上信息，可推出A为铁，其与盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气。 (1)A转化为B及气体这步反应中应加入的试剂是盐酸。 (2)B的化学式为FeCl2、D的化学式为KCl。 (3)由E转变为F的化学方程式4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (4)向氯化铁溶液中加入铁可以生成氯化亚铁，离子反应方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 答案　(1)盐酸 (2)FeCl2　KCl (3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (4)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 学科网（北京）股份有限公司 $$