2026届高考化学一轮复习学案——铁及其化合物

铁元素及其化合物 一、铁元素的存在 游离态存在于_____________中 自然界：黄铁矿/硫铁矿_______ 赤铁矿________ 磁铁矿________ 菱铁矿________ 二、铁单质的化学性质 电子排布式：________________________________ 常见价态：________________ 1、与弱氧化剂反应： 2、与强氧化剂反应：FeFe3+ 3、生成Fe3O4的反应 如何检验产物中的 H2？ 点燃时有______________________ 如何检验产物中的 Fe3O4？用________靠近，有固体吸附。 例：1下列推测的说法中正确的是( ) A. 已知Fe与S能直接化合生成FeS,推测Cu与S可直接化合生成CuS B. 已知CaCO3与稀硝酸反应生成CO₂,推测CaSO3与稀硝酸反应生成SO₂ C.已知Br₂与Fe反应生成FeBr3 推测I₂与Fe生成FeI3 D. 已知Fe与CuSO₄溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 2．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。写出下列Fe的存在形式 ①Fe3＋　 ②Fe2＋　 ③Fe、Fe2＋　 ④Fe2＋、Fe3＋ AB段_____________ BC段_____________ CD段_____________ 3、还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液b．下列说法正确的是 A．铁与水蒸气反应：2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2 B．肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反应生成H2 C．向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应 D．向溶液b中滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了固体中含有Fe2O3 二、铁的氧化物 1、铁的氧化物物理性质 名称 氧化亚铁 四氧化三铁 氧化铁 化学式 FeO Fe3O4 Fe2O3 铁的化合价 氧化物类型 颜色状态 溶解性 俗名 用途 2、铁的氧化物化学性质 (1)FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为 (2)Fe3O4分别与HNO3和HI反应的离子方程式为 (3)Fe2O3与HI反应离子方程式为 (4)高温时,都能被___________________等还原剂还原,生成单质铁 练1:一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(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5 练2:下列有关铁的氧化物的说法不正确的是__________(填序号)。 ①向稀硝酸中加入FeO：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O ②用CO还原Fe2O3制备生铁：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 ③3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子 ④氧化铁可用于制作红色涂料 ⑤Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)在给定条件下，物质间的转化能实现 练3:纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2,过程如图所示。下列说法不正确的是 A.Fe3O4中Fe元素的化合价为+2、+3 B.过程Ⅰ中每消耗116 g Fe3O4转移2 mol电子 C.过程Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2OFe3O4+H2↑ D.铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点 三、铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 溶解性 与HCl反应 受热分解 制法 1、与稀硝酸反应 (1)Fe(OH)3：_____________________________________________________________ (2)Fe(OH)2：_____________________________________________________________ 2、与氢碘酸反应 (1)Fe(OH)3：_____________________________________________________________ (2)Fe(OH)2：_____________________________________________________________ 3、Fe(OH)2的制备 FeSO₄溶液中滴加NaOH溶液,实验现象为_____色 →______色 → ______色；原因是Fe(OH)₂容易被溶于水的______氧化为______,反应的方程式为：_______________________________ Fe(OH)₂的4种制备方法最重要的操作：________________________ 练1：一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是 A．配制FeSO4溶液时需加入硫酸 B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气 练2：某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是。 A．仪器1中应该盛放稀硫酸 B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态 四、铁盐与亚铁盐 1、Fe2＋:呈_________色 具有_________________________性 (1)Fe2＋与Zn离子方程式：____________________________________________ (2)FeCl2与H2O2反应的离子方程式：___________________________________ (3)FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液离子方程式：_____________________________ 检验FeCl2溶液中的Fe2+，_________(能/不能)用酸性高锰酸钾溶液 (4)配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸_______________，加少量铁屑______________ 2、Fe3＋:呈_________色 具有_________________________性 (1)Fe3＋与I－的离子方程式：__________________________________________________ (2)Fe3＋与Cu的离子方程式：_________________________________________________ (3)Fe3＋与Fe的离子方程式：_________________________________________________ (4)Fe3＋与少量Na2S的离子方程式：____________________________________________ (5)Fe3＋与过量Na2S的离子方程式：____________________________________________ (6)FeCl3易水解 ①FeCl₃ 溶液配制方法为：将FeCl₃ 固体溶于_________中，再加水稀释 ② ③ ④ ⑤双水解：Fe3+与___________________________________________________发生双水解 Na2CO3：_______________________________________________ NaHCO3：_______________________________________________ 总结：离子的相互转化 3、Fe2＋和Fe3＋的检验 ①Fe2＋的检验 ②Fe3＋的检验 ③Fe3＋、Fe2＋混合溶液检验Fe2＋ ④Fe3＋、Fe2＋混合溶液检验Fe3＋ 4、除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 FeCl3 FeCl2 FeCl2 CuCl2 5、FeCl3溶液发生反应时的变色总结 (1)向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后，溶液呈________色； (2)FeCl3溶液能使紫色石蕊试液呈__________色； (3)FeCl3与NaOH溶液反应，生成____________色沉淀； (4)向FeCl3溶液中通入H2S气体，生成_________色沉淀； (5)向FeCl3溶液中加入几滴Na2S溶液，生成_______色沉淀，当加入的Na2S溶液过量时，又生成__________色沉淀； (6)向FeCl3溶液中加入过量Fe粉，溶液变成_________色； (7)向FeCl3溶液中加入过量Cu粉，溶液变成__________色； (8)将FeCl3溶液滴入淀粉碘化钾溶液中，溶液变成____________色。 (9)向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液，溶液变成__________色； (10)将FeCl3溶液滴入AgNO3溶液中，生成___________沉淀； (11)将FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合，放出气体，生成_________色沉淀； (12)将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，加热生成___________色Fe(OH)3胶体。 练1：某学习小组探究FeCl3与Na2SO3之间的反应，设计了以下实验。下列说法错误的是 A．Ⅱ中溶液颜色比Ⅰ中更深，是由于Fe3+水解程度增大 B．Ⅲ中有深蓝色沉淀生成，无法证明FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应 C．从Ⅱ到Ⅳ滴加的溶液可改为0.05mol/L稀硫酸 D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成，证明FeCl3能氧化Na2SO3 练2：室温下,探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是(　　) 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察溶液颜色变化 B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色变化 C Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液,观察溶液颜色变化 D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液,观察气泡产生情况 练3：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．H2O2溶液与FeSO4溶液反应生成Fe3＋的证据：“溶液迅速变黄”和“溶液变红” C．溶液颜色变浅，可能是过量的H2O2氧化了KSCN D．溶液先变红后明显变浅，是由反应速率不同导致的 五、高铁酸盐的制备 1、制备模型： Fe(III)+________剂+________性条件 例：向Fe(OH)3悬浊液中加入碱性的NaClO溶液，可以制备紫色的Na₂FeO₄：_____________________________________ 2、使用铁和惰性电极电解KOH 溶液可以制备K₂FeO₄,Fe作____________极，该极的电 极反应式为：________________________________________ 3、高铁酸钠的作用—— “多功能净水剂” 原理为_______________________________ 和 __________________________________ 练1：新型净水剂高铁酸钾(K₂FeO₄)为暗紫色有光泽粉末，微溶于KOH溶液，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定，具有高效的消毒作用，是一种新型非氯高效消毒剂。实验小组用下列两种方法制备高铁酸钾。 I.湿式氧化法制备K₂FeO₄ (1)A中反应的离子方程式为_______________________________________________ (2)实验过程中发现浓盐酸不能持续滴下，装置的改进方案是________________________ (3)B中得到紫色固体和溶液，B中反应的化学方程式为_______________________________ (4)试剂M是________________,其作用为______________________________________ Ⅱ.实验室模拟工业电解法制取K₂FeO₄,用镍(Ni)、铁作电极电解浓KOH溶液制备K₂FeO₄的装置如图甲所示。 (5)Fe电极作______极(填“阴”或“阳”)。 (6)Fe电极的电极反应式为______________________________________ (7)高铁电池是正在研制中的可充电干电池，图乙为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_____________________________________________ 练2：氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂，下图为制备粗高铁酸钾工业流程。 (1)氯化铁做净水剂的原因是(结合化学用语表达)____________________________________ (2)碱性条件下反应①的离子方程式为________________________________________ (3)过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为 2KOH+Na₂FeO₄===K₂FeO₄+2NaOH,请根据反应原理分析反应能发生的原因______________ (4)K₂FeO₄在水溶液中易发生反应：4FeO42- +10H₂O===4Fe(OH)₃+8OH⁻+3O₂↑。在提纯K₂FeO₄时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用( ) A.H₂O B.稀KOH溶液 C.NH₄Cl溶液 D.Fe(NO₃)₃溶液 当堂检测 1、聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂)，可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是(　　) A．KClO3作氧化剂，每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n消耗6/n mol KClO3 B．生成聚合硫酸铁后，水溶液的pH减小 C．聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水 D．在相同条件下，Fe3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更强 2、中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。下列有关叙述不合理的是(　　) FeCl3·6H2OFeOOH纳米四氧化三铁 A．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病 B．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等 C．在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解 D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2 3.现有下列实验探究摩尔盐[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O]的化学性质。 装置 实验 试剂a 现象 ① 紫色石蕊溶液 溶液变红色 ② 过量NaOH溶液 产生白色沉淀 ③ 酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液褪色 ④ K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀 下列解释相应实验现象的离子方程式错误的是 A.①中溶液变红：NH₄++H₂ONH₃·H₂O+H+ Fe²++2H₂OFe(OH)₂+2H+ B.②中产生白色沉淀：NH⁴++Fe²++3OH-===NH₃•H₂O+Fe(OH)₂↓ C.③中溶液褪色：5Fe²++MnO₄-+8H+===5Fe³++Mn²++4H₂O D.④中产生蓝色沉淀：K++Fe²++[Fe(CN)₆]3-=== KFe[Fe(CN)₆]↓ 4．用废铁屑制备磁性胶体粒子的过程如下。下列说法不正确的是(　　) A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污 B．通入N2是防止空气中的O2氧化Fe2＋ C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2＋氧化为Fe3＋ D．溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为2∶1 5.Fe³+可与H₂O、SCN-、F-等配体形成使溶液呈浅紫色的[Fe(H₂O)₆]³+、红色的[Fe(SCN)₆]3-无色的[FeF₆]³-配离子。某同学按如下步骤完成实验： 已知：向Co²+的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[Co(SCN)₄]²-配离子；Co²+不能与F-形成配离子。下列说法不正确的是( ) A.溶液I中溶液呈黄色可能是由Fe³+水解产物的颜色造成 B.溶液Ⅱ、Ⅲ的颜色分别为红色和无色，说明其中不存在[Fe(H₂O)₆]³+ C.可用NaF和KSCN溶液检验FeCl₃溶液中是否含有Co²+ D.可用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质 1 学科网（北京）股份有限公司 $