第12讲　铁及其氧化物和氢氧化物-2027年高考化学一轮复习课件

该高中化学高考复习课件聚焦“铁及其氧化物和氢氧化物”专题，依据新课标要求和高考评价体系，系统梳理铁单质、铁的氧化物（FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄）、铁的氢氧化物（Fe(OH)₂、Fe(OH)₃）的性质、制备及应用三大核心考点，分析近三年高考命题中基础性（教材素材）、应用性（脱氧剂、颜料）、实验探究（Fe(OH)₂制备）的高频考查方向，归纳性质判断、方程式书写、实验设计等常考题型。 课件亮点在于“真题集训+实验突破+素养导向”的备考设计，如结合2024江苏卷铁循环制氢真题，剖析Fe₃O₄转化规律培养科学思维，通过Fe(OH)₂制备的覆盖层法、还原性气体保护法实验强化科学探究与实践素养。提供“辨析原理”易错点（如FeO氧化产物）和“关键能力提升”解题模板，助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准定位考点，实现高效复习。

第12讲　铁及其氧化物和氢氧化物 课标 指引 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铁及其氧化物、氢氧化物的主要性质。 2.了解铁及其氧化物、氢氧化物在生产生活中的应用。 三年 高考 命题 分析 1.命题特点 基础性:试题素材多源于教材,强化实验现象描述、反应方程式书写的准确性。 应用性:生活应用——铁粉作食品脱氧剂、Fe2O3作红色颜料。 资源利用——赤铁矿(Fe2O3)炼铁、磁铁矿(Fe3O4)作磁性材料。 2.命题趋势:高考命题突出“基础与综合并重”,实际应用导向(环境保护、磁性材料),实验探究强化(铁与水蒸气反应、氢氧化亚铁制备等)。 考点一　铁及其氧化物 必备知识•梳理 1.铁的单质 (1)铁元素 ①存在:含量在地壳中居第__________位,主要以__________的形式存在。自然界中游离态的铁存在于__________中。  ②周期表中的位置:基态铁原子的价层电子排布式为__________,位于第四周期第__________族。  (2)铁的物理性质 __________色固体,熔点较高,具有良好的导热、导电、延展性,能被__________吸引。  四 化合态 陨铁 3d64s2 Ⅷ 银白 磁体 (3)化学性质 铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。 ①与非金属单质反应 ②与H2O(g)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与酸反应(写出离子方程式) 与H+反应   与稀硝酸反应 稀硝酸过量   稀硝酸少量   与浓硫酸、浓硝酸反应 常温下钝化,加热继续反应,分别生成SO2、NO2 ④与盐(Cu2+、Fe3+)反应 Fe+Cu2+══Fe2++Cu、Fe+2Fe3+══3Fe2+。 Fe+2H+══Fe2++H2↑ Fe+4H++N══Fe3++NO↑+2H2O　 3Fe+8H++2N══3Fe2++2NO↑+4H2O 2.铁的三种氧化物及其化学性质 (1)铁的三种氧化物 物质 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 —     颜色和状态 黑色粉末   黑色晶体 水溶性 均_______溶于水  铁的价态       铁红 磁性氧化铁 红棕色粉末 不 +2价 +3价 +2价、+3价 (2)化学性质 ①FeO、Fe2O3分别与稀盐酸反应的离子方程式: _____________________、__________________________。  ②FeO与稀硝酸反应的化学方程式: _______________________________。 ③FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式:_____________________、Fe2O3+6HI══2FeI2+I2+3H2O。  ④FeO在空气中受热反应的化学方程式: _____________________。  FeO+2H+══Fe2++H2O　 Fe2O3+6H+══2Fe3++3H2O　 3FeO+10HNO3══3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O FeO+2HI══FeI2+H2O 6FeO+O2 2Fe3O4 辨析明理 判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2025·全国卷)铁发生腐蚀生锈的反应:3Fe+2O2+xH2O══Fe3O4·xH2O。 (　　) (2)(2025·全国卷)铁经过发蓝处理形成致密氧化膜:Fe+2HNO3(浓) ══FeO+2NO2↑+H2O。(　　) (3)(2025·北京卷)用盐酸除去铁锈:Fe2O3·xH2O+6H+══2Fe3++(3+x)H2O。 (　　) (4)(2025·广东卷)磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成,Fe3O4具有磁性。 (　　) (5)(2024·浙江6月选考卷)FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4。(　　) × × √ √ √ 关键能力•提升 命题角度1　铁单质的性质及应用 1.(2025·湖南邵阳模考)铁在地壳中含量丰富,是重要的人体微量元素之一。下列有关说法正确的是(　　) A.铁粉具有较强的还原性,常用作食品包装袋内的脱氧剂 B.高温下,铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气 C.常温下,铁与浓硫酸不反应,故常用铁质槽罐车贮运浓硫酸 D.16.8 g铁粉与足量硫单质完全反应时,转移的电子数为0.9NA(设NA为阿伏加德罗常数的值) A 解析:铁粉具有还原性,可吸收空气中的O2、水蒸气,常用作食品包装袋内的脱氧剂,A正确;高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,B错误;常温下,铁在浓硫酸中发生钝化,表面生成一层致密的保护膜,并非不反应,C错误;铁粉与单质硫反应生成FeS,16.8 g铁粉为0.3 mol,完全反应转移电子数为0.6NA,D错误。 命题角度2　铁的氧化物的性质及转化 2.(2025·安徽十校联盟联考)下列关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的叙述正确的是(　　) A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B.都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,常用作红色颜料 D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 C 解析:FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁元素的化合价分别为+2价、+3价、+2价和+3价,A错误;FeO与盐酸反应生成FeCl2和水,Fe3O4与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3和水,B错误;FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4,D错误。 3.(2025·湖南长沙模考)Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能,其转化关系如图所示。 已知:反应K3[Fe(CN)6]+FeCl2══KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)+2KCl可用来检验Fe2+。下列叙述错误的是(　　) A.分析过程Ⅰ和Ⅱ,Fe3O4是该循环过程中的催化剂 B.过程Ⅱ的化学方程式为6FeO+CO2 2Fe3O4+C C.用盐酸、K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe3O4和FeO混合物中的FeO D.该循环过程利用了太阳能,而且降低了环境中CO2的含量 C 解析:题述循环中,促进CO2分解的关键物质是活性FeO,它也是中间产物, Fe3O4在太阳能作用下分解产生FeO,总反应分两步,先发生反应Ⅰ,后发生反应Ⅱ,Fe3O4在反应Ⅰ中参与反应,在反应Ⅱ中生成,故Fe3O4作总反应的催化剂。 由分析知,Fe3O4是该循环过程中的催化剂,A项正确;根据图示和分析,由元素守恒可知方程式正确,B项正确;FeO和Fe3O4溶于盐酸,发生的反应有FeO+2H+══Fe2++H2O、Fe3O4+8H+══Fe2++2Fe3++4H2O,Fe3O4中也含+2价铁,无法检验混合物中的FeO,C项错误;题述循环的总反应为CO2 C+O2,从绿色化学角度分析,该循环过程利用了太阳能,实现了CO2的减排,并生成高附加值的活性炭,D项正确。 考点二　铁的氢氧化物 必备知识•梳理 1.铁的氢氧化物 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 __________色固体  __________色固体  与盐酸反应 (写离子方程式)     受热分解 — 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 制备原理 (写离子方程式) 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化成Fe(OH)3,现象是_________色絮状沉淀迅速变成_________色,最后变成________色,化学方程式为__________________________ 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 灰绿 红褐 4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3 2.氢氧化亚铁的制备 (1)制备原理:利用可溶性亚铁盐与强碱(如NaOH等)溶液发生复分解反应制备Fe(OH)2,离子方程式为__________________________________。  Fe2++2OH-══Fe(OH)2↓ (2)制备方法 覆盖 层法 将吸有经煮沸的NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应   还原性 气体保 护法 用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐与NaOH溶液混合,可长时间观察到白色沉淀   电解法 用铁作阳极,电解经煮沸的NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯或煤油   (3)实验关键:制备过程中,要保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中,防止被氧化。 教材链接 (必修第一册·P72·思考与讨论)白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。在实验室里,如何得到Fe(OH)2呢? (1)上述反应的化学方程式为________________________________。  (2)体系环境:要隔绝__________,防止Fe(OH)2被氧化。  (3)反应试剂:用最新配制的FeSO4溶液和NaOH溶液,配制溶液所需蒸馏水必须煮沸、冷却后使用,其目的是_______________________。  4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3 O2 除去蒸馏水中溶解的O2 关键能力•提升 命题角度　实验室制备氢氧化亚铁 1.(2025·湖南长郡中学模考)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示,使用的试剂有Fe、稀硫酸和NaOH溶液。下列说法不正确的是(　　) A.实验室保存FeSO4溶液需加入少量铁粉 B.装置d的作用是液封,防止外界空气进入装置c中 C.反应前需对装置进行气密性检查 D.装置a中装有NaOH溶液,装置c中是稀硫酸 D 解析:氢氧化亚铁易被氧气氧化,应先排出装置中的空气,所以装置d的作用是液封,防止外界空气进入装置c中,实验过程为:打开分液漏斗a的活塞加入稀硫酸,三颈烧瓶b中Fe和加入的稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,先关闭K1、打开K2,氢气排出三颈烧瓶c中空气,一段时间后再关闭K2、打开K1,将反应生成的硫酸亚铁压入装置c中与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀,据此分析解答。 加入少量铁粉防止亚铁离子被氧化,A正确;氢氧化亚铁易被氧气氧化,所以装置d的作用是液封,防止外界空气进入装置c中,B正确;b中产生氢气,故反应前需对装置进行气密性检查,同时防止氧气氧化亚铁离子,C正确;装置c中装有NaOH溶液,装置a中是稀硫酸,D错误。 2.某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答下列问题: (1)仪器1的名称:________。5的作用:_____________________。  (2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进,使溶液能进入4中: _________________________。  (3)装置改进后,将3中反应后溶液压入4中,在4中析出灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因:_________________________。  分液漏斗 液封,防止空气进入4中 在2、3之间添加控制开关 装置4内的空气没有排尽 能力提升 题组1　前沿模拟演练 1.(2026·湖南长沙雅礼中学模拟)为了长时间观察到Fe(OH)2白色固体,设计下列4个实验,下列有关说法正确的是(　　) A.实验A:关闭K之前的操作是在锥形瓶的小导气管出口点燃氢气,检验氢气的纯度 B.实验B:铁粉与稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气,再挤压长胶头滴管 C.实验C:由绿矾(FeSO4·7H2O)配制硫酸亚铁溶液时,应将绿矾溶解在沸水中,但不能搅拌 D.实验D:FeSO4溶液上方的苯层用于隔绝空气,也可以把苯换成四氯化碳 B 解析:要较长时间观察到白色氢氧化亚铁沉淀,需要把装置内的空气或溶液中溶解的O2排尽。检验氢气的纯度应该在出口处收集一试管氢气,再将试管口靠近酒精灯进行检验,A错误;铁与稀硫酸反应生成氢气,首先利用氢气将体系内的空气排尽,再挤压长胶头滴管,可以在较长时间内观察到白色氢氧化亚铁沉淀,B正确;由绿矾(FeSO4·7H2O)配制硫酸亚铁溶液时,应将绿矾溶解在硫酸中,防止亚铁离子水解,同时要加入少量铁粉,防止亚铁离子被氧化,绿矾溶解在沸水中,容易导致其迅速被氧化,C错误;四氯化碳的密度比水大,会处于FeSO4溶液的下方,不能隔绝空气,因此不能把苯换成四氯化碳,D错误。 2.(2025·湖南长郡中学月考)实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量,D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。 (1)如何检查装置A的气密性? 夹紧弹簧夹a,从球形漏斗口加水,待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差,停止加水,静置片刻,如水柱不下降,证明其气密性良好 (2)为了安全,在点燃D处的酒精灯之前,必须进行的操作是__________________________。  (3)装置B的作用是________________________________。  装置C中装的液体是_________,所起的作用是_______________。  (4)点燃D处的酒精灯,写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式: ______________________________________。  (5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g,反应完全后U形管的质量增加7.2 g,则混合物中Fe2O3的质量为____________。  在b出口处检验氢气的纯度 除去H2中混有的HCl气体 浓硫酸 干燥氢气 16 g 解析:(1)检验装置A的气密性时,夹紧弹簧夹a,从球形漏斗口加水,待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差,停止加水,静置片刻,如水柱不下降,证明其气密性良好。 (2)为了实验安全,在点燃酒精灯前,在F装置出口b处必须检验H2的纯度,以防爆炸事故的发生。 (3)装置B的作用是除去H2中的HCl;装置C中盛装的液体是浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,作用是干燥氢气。 (5)m(Fe2O3)+m(FeO)=23.2 g,反应生成的水:m(H2O)=7.2 g, n(H2O)==0.4 mol,则混合物中的n(O)=0.4 mol,设Fe2O3的物质的量为x mol,则FeO的物质的量为(0.4-3x) mol,72×(0.4-3x)+160x=23.2, x=0.1,m(Fe2O3)=0.1 mol×160 g·mol-1=16 g。 题组2　高考真题集训 3.(2024·江苏卷改编)利用铁及其氧化物循环制氢,原理如图所示。 下列说法不正确的是(　　) A.反应器Ⅰ中Fe2O3被还原生成Fe B.反应器Ⅱ中反应与Fe和H2O(g)高温下的反应相同 C.反应器Ⅲ中Fe3O4与空气中O2反应生成Fe2O3 D.含CO和H2各1 mol的混合气体通过上述方法,理论上可获得3 mol H2 D 解析:反应器Ⅰ中Fe2O3→Fe,铁元素化合价降低,发生还原反应,A正确;由图可知,反应器Ⅱ中Fe和H2O是反应物,Fe3O4和H2是生成物,与Fe和H2O(g)的反应相同,B正确;反应器Ⅲ中Fe3O4→Fe2O3,+2价铁被氧化为+3价,据此可推测Fe3O4与空气中的O2反应生成Fe2O3,C正确;含CO和H2各1 mol的混合气体通过上述方法,共生成 mol Fe, mol Fe在反应器Ⅱ中发生反应3Fe+4H2O(g) ══Fe3O4+4H2,故共生成 mol H2,D错误。 4.(2023·重庆卷节选)Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料,以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。 回答下列问题: (1)Fe3O4中铁元素的化合价是+2价和__________。 O2-的核外电子排布式为__________。  (2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行,其原因是_______________________________________________。  (3)反应釜2中,加入CaO和分散剂的同时通入空气。 ①反应的离子方程式为_______________________________________。  ②为加快反应速率,可采取的措施有_________________________(写出两条即可)。  +3价 1s22s22p6 防止二价铁被空气中的氧气氧化为三价铁 4CaO+6H2O+4Fe2++O2══4Fe(OH)3+4Ca2+ 适当升高温度、搅拌 在空气中与O2反应 常温(潮湿环境) 铁锈(成分为Fe2O3·xH2O) 点燃 3Fe+2O2Fe3O4 与Cl2反应 加热 2Fe+3Cl22FeCl3 与S、I2反应 Fe+SFeS、Fe+I2FeI2 Fe2O3+3H22Fe+3H2O,FeO+H2Fe+H2O $