第30天 铁及其化合物的转化与应用-【重难点手册·预备新高一】2026-2027学年初升高化学衔接

第 30 天 铁及其化合物的转化与应用 任务一 探学新知 知识点1 铁三角概述 ④2Fe2++H2O2+2H+—2Fe3++ Fe、Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)之间的相互转化可用 2H2O; “铁三角”（如图所示）表示： ⑤3Fe2++4Ht+NO3-3Fe3++NO个+ Fe (3)CL2、HN 2H2O。 (1)Cu2*、H、S、I,等 (6)Fe3+→Fe+(Fe3+的氧化性)，主要反 (2)Zn、A1等还原剂 (较弱氧化剂) (4)A1、CO等还原剂 (强氧化剂〉 HSO,(浓)等 应有： ①2Fe3++Fe-3Fe2+; (5)Zn、Fe、Cu、H,S、KI等（还原剂） ②2Fe3++Cu-2Fe2++Cu+(FeCL3溶 Fe(Ⅱ) Fe(Ⅲ) (6)O2、Cl2、Br2、H,O2、HNO3H,SO,(浓)、 液腐蚀电路板)； KMnO,(H)等（强氧化剂） ③2Fe3++2I 2Fe2+十I2; (1)Fe→Fe+:铁与氧化性比较弱的非金 ④2Fe3++S0,+2H0—2Fe2++S0}+ 属单质（如S、I2)、非氧化性酸(H+)、不活泼金 4H 属的盐溶液（如CuSO4溶液）反应，都可实现这 种转化。 62Fe++H2S-2Fe2++S+2H+ (2)Fe+→Fe(Fe+的氧化性)：比较活泼 (用FeCl3溶液吸收H2S)。 的金属（如A1、Zn)能从亚铁盐溶液中置换 知识点2 铁及其化合物的“价-类”二维图 出铁。 +6 K,FeO (3)Fe→Fe3+:铁与强氧化剂（如C2、硝 +5 酸、浓硫酸)在一定条件下反应都可实现这种 +4 转化。 +3 /Fe,O,→FeCl,Fe(OH) x0 Fe,O (4)Fe3+→Fe:铁盐溶液与活泼的金属(K、 Fe0- FeCl.±Fe(OH) Na、Ca除外)反应时，Fe3+可被还原 (5)Fe+→Fe3+(Fe+的还原性)，主要反 应有： 单质氧化物盐 碱物质类别 ①2Fe2++Cl2-2Fe3++2CI-、2Fe2++ 如图所示，相同价态含铁化合物之间的转 Br2-2Fe3++2Br; 化可通过非氧化还原反应实现。 ②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O； 不同价态含铁化合物之间的转化，需通过 35Fe2++8H+MnO:-5Fe3++ 氧化还原反应实现。如“铁三角”中的转化全 Mn2++4H2O: 部是氧化还原反应。 127 重难点手册预备新高一 化学 知识点3铁及其化合物转化关系的应用 续表 (1)判断离子能否共存 主要物质 杂质 除杂方法 ①Fe+不共在NO5(H+),C1O、MnO FeCl2溶液 CuCl2 加过量铁粉后过滤 (H+)、H2O2、C2、Br2、Cr2O号等。 工业上常采用沉淀法除去废水中的F®2+， ②Fe3+ 不共存S-、I厂、SO、HS、 常加入氧化剂（如氯气等）将废水中的Fe+氧 化为Fe3+,再调节溶液的pH,使Fe3+转化为 HSO3、H2SO3、H2S等。 Fe(OHD3沉淀，离子方程式为2Fe+十C2— (2)确定含Fe2+或Fe3+物质的除杂方法 2Fe3++2C1-、Fe3++3OH-Fe(OH)3V。 主要物质 杂质 除杂方法 (3)配制亚铁盐溶液 FeCl2溶液 FeCls 加过量铁粉后过滤 配制亚铁盐溶液时，常加人少量铁粉，防 FeCL溶液 FeCl2 加适量氯水或通入适量C2 止溶液中的Fe+被氧化为Fe3+。 任务二 精研典例 题型1 铁及其化合物的转化与应用 ⑤ 例]已知A为常见的金属单质，根据如图 (3)A~F六种物质中，可以由化 合反应生成的有 种。 所示的关系，回答下列问题。 解析以“红褐色固体F”为突破口，就 ① ⑥ E 可迅速得出F为Fe(OH)3、E为Fe(OH)2、C为 A B HCI ⑤ FeCl2、D为FeCls、A为Fe、“黑色晶体B”为FeO4。 黑色晶体园 ⑦ FeO4、FeCl2、FeCl3、Fe(OH)3四种化合物能由 D ② 红褐色固体 “Fe(FeO)+O2”“FeCL,+Fe”“Fe(FeC2)+C,” (1)写出下列反应的化学方程式： “Fe(OH)2十O2十H2O”等化合反应生成。 答案(1)③FeO4+8HCI-2FeCl+FeC,+ ③ 4H20;⑧4Fe(OH)2+O2+2H20-4Fe(OH)3。 ⑧ (2)④2Fe2++C2—2Fe3++2C1;⑤Fe+ (2)写出下列反应的离子方程式： 2Fe3+-3Fe2+ ④ (3)四。 任务三 自主测评 A基础练 D.Fe(OH)2→Fe(OH)3 2.下列叙述中不正确的是( )。 1.以下转化过程不可以通过化合反应一步实 现的是( A.向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉， )。 A.Fe→FeCls 黄色逐渐消失，充分振荡后加入1滴KSCN B.Fe→FeCl2 溶液，溶液颜色不变 C.Fe2O3→Fe(OH)3 B.实验操作“向盛有2mL黄色氯化铁溶液 128 第30天铁及其化合物的转化与应用 的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜 回答下列问题。 色变化”能达到“探究维生素C的还原性” (1)物质C和E的名称分别为 的实验目的 C.室温下，向FeCL3溶液中滴加少量KI溶 (2)可选用不同的A进行反应①，若能在常 液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，可 温下进行，其化学方程式为 说明Fe3+的氧化性比I2的强 ;若只能在加热情况下 D.将铜粉加人1.0mol·L1Fe2(SO4)3溶 进行，则反应物A应为 液中，现象是溶液变蓝、有黑色固体出现， (3)反应②的化学方程式为 这能说明铁比铜活泼 3.将铁屑溶于过量的稀盐酸后加入过量的 (4)新配制的F溶液应加入 以防 NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气 止其转化为G。检验G溶液中阳离子的 中加热至沉淀质量不再发生变化为止，得到 常用试剂是 ,实验现象为 红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是 。 检验F和G的 ()。 混合溶液中有F溶液的阳离子的常用试 A.Fe(OH)3;Fe2O 剂是 ,实验现象为 B.Fe(OH)2;FezO3 C.Fe(OH)2;Fe(OH)3Fe3O 6.某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅 D.Fe2Os;Fe(OH) 含四种元素)的组成和性质，设计并完成了 4.“价-类”二维图在元素化合物学习和研究中 如下图所示实验： 具有广泛的应用价值，下图是铁元素的“价 溶液2 类”二维图，下列说法中不正确的是( )。 H,O气体甲 无机矿 △ 气体甲 气体 H,O 溶液1 白色沉淀1 盐X 隔绝 空气 固体1 固体2 cac心溶液 无氧条 +3 OH无氧条件 +2 红祸色沉淀色生白色沉淀2 0 单质 氧化物 碱 盐物质类别 另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分 A.a的某种存在状态与b的颜色相同 解，得到6.40g固体1。请回答下列问题： B.c在空气中能转化为f,转化过程中能看见 (1)X的化学式是 ,在惰性气流中加 灰绿色 热X至完全分解的化学反应方程式为 C.b和e都属于碱性氧化物 D.若溶液中同时含有d和g,只加入KSCN (2)白色沉淀2在空气中变成红褐色的原因 溶液不能检验出g的存在 是 5.A~G各物质间的关系如图所示，其中B、D (用化学反应方程式表示)。 为气态单质。 (3)在一定条件下，气体甲与固体1中的某 ☒B点国二PG的腿合靠液 种成分可能发生氧化还原反应，写出一 个可能的化学反应方程式： 129 重难点手册预备新高一 化学 实验Ⅱ： B能力练 盐酸 7.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液 溶液酸化 足量Na 固体H,O G BaC无沉淀 中，Fe3+、Cu+、Fe2+的物质的量之 在惰性气 2.49g体中加热 固体纯净物 H 比为3：2：1，现加人适量铁粉，使 0.56g 溶液中三种离子的物质的量之比变为1： 回答下列问题。 2：4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的 (1)组成X的元素有 物质的量之比为()。 X的化学式为 A.2:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4 (2)溶液C中溶质的成分是 8.化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按 如下图所示流程进行实验： (填化学式)。 实验I: (3)根据C→D→E的现象，写出相应的4种 红褐色沉淀 粒子（分子或离子）结合阳离子的能力由 E NaOH 黄色溶液KSCN 血红色溶液 弱到强的顺序： H,Q溶液BaC C D 过量 盐酸 (4)X与足量Na反应生成固体F的化学方 2.49g 白色沉淀 B 沉淀不溶 4.66g 程式是 130Fe(OHD,胶体的化学方程式为FeCL十3H,O△ Fe(OH)3(胶体)+3HCl。④自来水含有的C1能使 Fe(OH)3胶体发生聚沉，乙同学的方案不正确。 ⑤氯化铁溶液可以通过半透膜，而胶体不能透过半透 膜，故可用渗析的方法除去氢氧化铁胶体中的氯化铁 溶液。 (2)①FeCl与Cu反应的离子方程式为Cu十2Fe+ 一Cu++2Fe2+。②将Fe+转化为Fe3+需要加入氧 化剂，如氯气，故选A。 7.C【解析】Fe十O2、FeBr2十Cl2、Fe(OH)2十O2、Fe+ 十H2O2十H+,Fe十H2O等反应均有+3价铁生成，Fe 十Cu+只生成+2价铁，除③外其他均符合题意。 8.(1)Fe2+、Fe3+、H。(2)FeS2+14Fe3++8H20 15Fe2++2S0+16H。(3)蒸发浓缩、冷却结晶、 过滤、洗涤、干燥。(4)4Fe++O2+8NH·H2O 4FeO(OH)+8NH +2H2O;Fe(OH)3. 第30天铁及其化合物的转化与应用 1.C 2.D【解析】A项，加入过量铁粉，发生反应：2Fe3+十Fe 一3Fe+,溶液黄色消失，再加KSCN溶液，颜色不 变；B项，若溶液由黄色变为浅绿色，则可说明维生素C 有还原性；C项，溶液变蓝色说明Fe3+与I厂反应生成 了L2,Fe3+的氧化性比L2强；D项，发生的反应是Cu十 2Fe3+一Cu2++2Fe2+,该反应能发生是因为Fe3+的 氧化性强于C+,与铁比铜活泼没有关系，且不会有 黑色固体出现。 3.B【解析JFe盐酸FCl,NaOH溶液Fe(OHD,- 02,△ Fe2Os. 4.D 5.(1)浓盐酸；四氧化三铁。 (22H0,M022H,0+0,↑，KC10. (3)4HCI(浓)+MnO,△MnC2+CL2++2H,0. (4)铁粉；KSCN(NH4SCN)溶液；溶液变为血红色；酸 性KMnO,溶液；KMnO,溶液的紫红色褪去。 【解析】MnO2作反应物或作催化剂的反应，产生的气 体单质应是C2或O2。若B是O2,则E是FCO4, FeO4溶于盐酸得到FeCl2和FcCl3的混合溶液，而D 是C2,Cl2与Fe反应生成FeCl3,合理；若B是C2,D 是O2,则E是FeCl,G是FeO,推断不合理。 6.(1CaFe(C0,)2:CaFe(C0,)2ACa0+Fe0+200,↑. (2)4Fe(OH)2+2H2O+O2-4Fe(OH)3。 (3)2Fe0+C0,△Fe,0,+C0(或3Fe0+C0,△ FeOa+CO)。 【解析抓特征、巧突破。 特征1一无氧条件下向溶液3中加入OH产生白色 沉淀2，白色沉淀2在空气中被氧化为红褐色沉淀[即 Fe(OH)3],则溶液3中含Fe2+,固体2可能为FeO。 特征2—一溶液1中通人气体甲，先生成白色沉淀，继 续通气体甲，白色沉淀又溶解，溶液1可能为 Ca(OH)2溶液（澄清石灰水），气体甲可能为CO2,则 固体1可能为FeO和CaO的混合物。 盐X含4种元素一Fe、Ca、C、O元素，则盐X可表示 为CaCO3·yFeC03的形式。l0.80gX分解产生的 Ca0和Fe0共6.40g,放出的CO2为4.40g,若x:y =1,则0.05 mol Ca0、0.05 mol Fe0、0.10molC02 的质量之和正好为10.80g,可确定X的化学式为 CaFe(CO3)2. (I)在惰性气流中加热的目的是防止Fe2+被氧化。 (2)Fe(OHD2在空气中易被O2氧化为Fe(OH)3 (3)气体甲是C02,固体1是CaO与Fe0的混合物， CO2与CaO的反应不是氧化还原反应，则只能是CO, 将FeO氧化为FezO3或FeO4。 方法总结 析转化，作推断 (1)识别转化框图中明显的突破口—物质的特 征颜色、特征性质（特征转化或转化的特征条件）、特征 用途等。 (2)依据突破口确定部分转化，再运用物质的转化 规律，定性与定量（确定物质的量）相结合推断物质。 (3)用规范的化学用语和必要的文字解释回答题 设问题。 7.C【解析】根据三种离子的物质的量的变化可知，Cu+ 的物质的量并没有发生变化，说明没有参加反应，则反 29 应的离子方程式为2Fe++Fe一3Fe2+,设溶液中 Fe3+,Cu+、Fe2+的物质的量分别为3mol、2mol、 1mol,根据离子方程式可知Fe3+的物质的量减少 2mol,则需消耗1mol铁粉，故参加反应的铁粉与原溶 液中Fe3+的物质的量之比为1：3，C正确。 8.(1)Fe、S、O、H;FeH(SO4)2。(2)FeC、HCl、BaC2。 (3)CI、H20、SCN、OH。(4)2FeH(SO4)2+ 40Na 惰性气体2Fe+H,◆+4Na,S+16Na0。 【解析】(1)对实验I分析如下图： H,O 溶液 2.49g Fe Fe(SCN). Fe(OH) 黄色溶液KSCN血红色溶液NaOH红褐色沉淀 BaCl, C D E 过量 白色沉淀盐酸 沉淀不溶 B 4.66g 说明B为BaSO 0.02 mol BaSO, 则X中含有0.02 mol SO,Fe和另一种元素的质量 是2.49g-0.02×96g=0.57g;实验Ⅱ中利用Na的 强还原性可将X中的Fe置换出来，即不溶于水的固体 纯净物H为Fe单质，为0.56g,故2.49gX中Fe元 素的物质的量为0.01mol,则另一种元素的质量为 0.01g,由化合物X呈电中性可知，另一种元素在化合 物X中为+1价，且其物质的量为0.01mol,则为H, 由各元素物质的量之比可确定X的化学式是 FeH(SO4)2。(2)由反应FeH(SO4)2+2BaCl2 2BaSO4￥十FeCl,十HCI可知，溶液C中的溶质是 FeCL、HCl和过量的BaC2。(3)FeCl,溶液中存在 Fe3+、CI、H2O,溶液的棕黄色是水合铁离子 [Fe(H2O)6]3+所体现出来的，表明H2O结合Fe3+的 能力比C强，加入KSCN溶液后生成Fe(SCN)3,表 明SCN厂结合Fe3+的能力比H2O强，加人NaOH溶 液后生成红褐色沉淀Fe(OH),表明OH结合Fe3+ 的能力比SCN强。由弱到强的顺序为C、H2O、 SCN、OH。(4)根据实验Ⅱ可知，在惰性气体中， FeH(SO4)2中的Fe3+被强还原剂Na还原为Fe单质， 结合溶液G经盐酸酸化后，加人BaCl2无沉淀产生， 30 X中的SO被Na还原，还原产物应为Na2S,另外， FeH(SO4)2中的H也会被Na还原为H2,由此可写 出X与足量Na反应的化学方程式。 第31天铁合金、铝合金、新型合金 1.D 2.C【解析】不锈钢是铁与铬、镍等金属形成的合金， A项正确；生铁中含有碳，是合金，其抗腐蚀能力比纯 铁弱，B项正确；铁管上镶嵌锌块，不是熔合而成，没有 形成合金，C项错误；生铁、普通钢和不锈钢中的含碳 量依次降低，D项正确。 3.B【解析】铝合金质轻（密度小）、强度高、热变形小、抗 腐蚀能力强，广泛应用于航空业（制造飞机机身）、汽车 工业（制造车轮骨架）等，A、C、D三项正确。铝制器皿 表面覆盖氧化膜，但若用铝制器皿长期盛放酸梅汤和 碱水，会因A12O3、A1都能与酸、碱发生反应而被腐蚀， B项错误。 4.C【解析】钢是含碳量为0.03%2%的铁碳合金， A正确；钢中碳的含量越高，其硬度和脆性均越大， B正确；生铁的含碳量高于熟铁，由“将生铁和熟铁混 合加热，生铁熔化灌入熟铁”可判断生铁的熔点比熟铁 低，C错误。 5.D【解析】铝合金表面覆盖着致密的氧化铝薄膜，将未 经砂纸打磨的该零件加入NaOH溶液中，开始无明显 现象，一段时间后才产生气泡，A错误；Mg、Fe均可与 盐酸反应生成H2,该零件加入盐酸中有气泡产生，说 明可能含有Mg或Fe,B错误；由B项分析可知，该零 件加入足量盐酸充分反应后，一定含有A13+,含有 Fe2+和Mg+中的一种，三者与足量氨水反应均生成白 色的氢氧化物沉淀，但Fe(OH)2在空气中不稳定，易 被氧化为F(OH)3红褐色沉淀，由“一段时间后沉淀 不变色”可知，一定不含Fe,则一定含有Mg,但沉淀不 会减少，C错误；Fe与盐酸反应生成Fe+,通人C2, Fe2+被氧化为Fe3+,由滴加少量KSCN溶液，溶液不 变红可知，该零件中一定不含Fe,D正确。 6.2Mg-Cu+3H2350 C-MgCu2+-3MgH2. 【解析】由Mg2C→MgCu2,依据原子守恒可判断生成 的氢化物是镁的氢化物。Mg的质量分数为0.923，则