2027届高三化学一轮复习课件 铁及其化合物

CHEMISTRY 2027届高三化学一轮复习 模块二 元素及其化合物 第二部分 铁及其化合物 1 考点一 单质铁 1、存在： （1）存在：主要以化合态（陨石（游离态）除外）的形式存在，在地壳中的含量居第 位，铁矿石有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、黄铁矿（FeS2）等。 四 2、位置与结构： 考点一 单质铁 周期表中的位置 基态电子排布式 基态电子排布图 原子结构示意图 第四周期第Ⅷ族 [Ar]3d64s2 化学性质：还原性，与O2、Cl2、H2O(g)、酸、盐等反应 Fe（Ⅱ） Fe（Ⅲ） 3、铁的物理性质 色金属光泽固体，熔点 ，具有良好的导热、导电、 性，能被磁铁吸引；粉末状铁为 色。 银白 较高 延展 黑 铁丝或铁块：银白色 铁丝或铁块：银白色 考点一 单质铁 4、铁的化学性质 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。 考点一 单质铁 （1）与非金属单质的反应 ①与O2的反应： 常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3.xH2O。 点燃： 。 ②与Cl2的反应： 。 ③与S的反应： 。 ④与I2的反应： 。 3Fe＋2O2 Fe3O4 2Fe＋3Cl2 2FeCl3 Fe＋S FeS Fe＋I2 FeI2 ∆ （与Cl2反应用量无关） 考点一 单质铁 ∆ 不纯的铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生锈 点燃 点燃 2）与水蒸气的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气应： 。 高温 3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2 1.阐述实验原理 2.简述操作流程 3.描述实验现象 4.清楚注意事项 Fe3O4可以改写成： Fe（FeO2）或FeO•Fe2O3 考点一 单质铁 （3）与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4 Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8HNO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、 浓H2SO4 常温下钝化,加热分别生成NO2和SO2 考点一 单质铁 （4）与某些盐溶液反应 ①与CuSO4溶液反应的离子方程式： 。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式： 。 Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ 重要应用：除去Fe2＋盐溶液中Fe3＋，加入足量铁粉，过滤 考点一 单质铁 易错提醒 ①Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。 ②铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与足量强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。 ③在电化学中铁作负极时电极反应式： Fe－2e－=Fe2＋（酸性） Fe－2e－+2OH-=Fe(OH)2（碱性） 考点一 单质铁 5.铁的冶炼 ①Fe2O3＋3CO 2Fe+3CO2 Fe2O3＋Al 2Fe+Al2O3 工业冶炼铁——高炉炼生铁 ① 铝热反应：生成铁水用于焊接铁轨 考点一 单质铁 6.铁的用途 ①纯铁制发电机和电动机的铁芯 ②还原铁粉用于冶金 ③钢铁用于制造机器、工具、建筑、门窗等 ④制磁铁、药物、墨水、颜料、铁盐、电子元器件 ⑤铁水或钢水焊接铁轨 ⑥营养增补剂(酱油、燕麦中添加铁元素）等 考点一 单质铁 拓展——人体中的铁元素 考点一 单质铁 1.如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。 (1)加热湿棉花的目的是________________________________________。 (2)B处酒精灯上加网罩的作用是____________________，实验开始时，应先点燃______(填“A”或“B”)处酒精灯，目的是_________________________。 提供反应所需的水蒸气 集中火焰，产生高温 A 用水蒸气排尽装置中的空气 考点一 单质铁 (3)将产生的气体导入肥皂液中的目的是________________。 (4)该实验说明铁具有较强________性，若1 mol铁粉完全反应，转移的电子数为________NA。 收集气体 还原 　 考点二 铁的氧化物   FeO Fe2O3 Fe3O4(Fe2O3·FeO) 价态 +2 +3 +2、+3 俗称 — 铁红 磁性氧化铁 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 都不溶于水，但溶于酸 与H+ 反应 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+6H+=== 2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O 与CO反应 FexOy+yCO xFe+yCO2 足量稀硝酸、 （铝热反应） 与Al反应 Fe2O3＋Al 2Fe+Al2O3 考点二 铁的氧化物 碱性氧化物：（一定为金属氧化物）与水反应只生成同价态的碱，与酸反应只生成相同价态盐和水的氧化物。 Fe2O3的主要作用：冶炼铁、制作红砖、油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料等 Fe3O4的主要作用：多功能磁性材料、颜料、医学成像、催化剂和环境治理等领域   FeO Fe2O3 Fe3O4(Fe2O3·FeO) 空气中的稳定性 不稳定，空气中加热，生成Fe3O4 稳定 稳定 主要化 学性质 还原性，易被氧化为三价铁 与酸反应生成三价铁盐 化合物中+2的铁有还原性 考点三 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 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3 Fe2O3＋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 ∆ （氧化或隔氧分解） 足量稀硝酸、 考点三 铁的氢氧化物 拓展实验：实验室制备Fe(OH)2常见装置 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2 +Na2SO4 制备Fe(OH)2过程中的反应： 考点三 铁的氢氧化物 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法： A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。 B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤 出NaOH溶液。 C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。 D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 【小结】 知能通关 1.乳酸亚铁[CH3CH(OH)COO]2Fe易溶于水(其水溶液易被氧化)，不溶于乙醇，是一种很好的补铁剂，可由FeCO3与乳酸反应制得。 Ⅰ.制备碳酸亚铁: 实验室经常采用如图所示的装置制备FeCO3(电磁搅拌器及夹持装置略): 实验步骤: 第1步:组装仪器:①________，加入试剂；  第2步:控制盛放稀盐酸的分液漏斗的活塞制取二氧化碳，排尽装置内的空气； 第3步:一段时间后，至装置C中溶液pH为7时启动电磁搅拌器并控制盛 放FeSO4溶液的分液漏斗的活塞，滴加一定量0.8 mol·L-1的FeSO4溶液， 产生白色沉淀； 第4步:抽滤、洗涤、干燥，得到FeCO3固体。 (1)装置B中盛放试剂a的作用是_______________________________；  ①中应填入的实验操作是________________。 (2)装置C中最后一步反应得到FeCO3的离子方程式为 _____________________________________________。 除去二氧化碳中混有的氯化氢 检查装置气密性 Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑+H2O 知能通关 知能通关 Ⅱ.制备乳酸亚铁: (3)将制得的FeCO3加到乳酸溶液中，再加入少量铁粉，在75 ℃下搅拌使之充分反应，然后再加入适量乳酸，冷却，加入乙醇，过滤，再洗涤和干燥，得到产品。 ①加入少量铁粉的目的是______________________。 ②加入乙醇的目的是__________________________。 防止亚铁离子被氧化 降低乳酸亚铁的溶解度 (3)能否用酸性KMnO4溶液检验乳酸亚铁溶液中的Fe2+?___________(填“能”或“不能”)，其理由为 ___________________________________。 不能 乳酸根离子也能被酸性高锰酸钾氧化 考点四 铁盐与亚铁盐　Fe3+与Fe2+的检验 1.Fe3+的性质 (1)氧化性 含Fe3+的溶液，呈黄色，Fe3+具有较强的氧化性。Fe3+与Cu、H2S反应的离子方程式分别为_____________________、____________。 (2)Fe3+易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+ 考点四 铁盐与亚铁盐　Fe3+与Fe2+的检验 (1)写出实验室用饱和FeCl3溶液制取Fe(OH)3胶体的化学方程式: _________________________________________________________。 (2)简述实验室用FeCl3固体配制FeCl3溶液的操作方法: _________________________________________________________。 (3)FeCl3溶液加热蒸干并灼烧，所得固体主要成分为________。 (4)饱和FeCl3溶液与饱和NaHCO3溶液混合时现象__________________________________，离子方程式为______________________________________。 将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度 Fe2O3 立即产生大量气泡和红褐色沉淀 Fe3++3HC===Fe(OH)3↓+3CO2↑ Fe3+易水解的应用 考点四 铁盐与亚铁盐　Fe3+与Fe2+的检验 2.Fe2+的性质 含有Fe2+的溶液，呈______色，Fe2+既有氧化性，又有还原性。 (1)氧化性:Fe2+与Zn反应的离子方程式为____________________________。 (2)还原性:Fe2+与Cl2反应的离子方程式为____________________________。 浅绿 Fe2++Zn===Zn2++Fe 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 实验室如何保存新制FeSO4溶液? _______________________________________________________________。 保存FeSO4溶液时，应加入一定量的硫酸，同时放入少量铁屑(钉)来防止氧化 考点四 铁盐与亚铁盐　Fe3+与Fe2+的检验 3.重要含铁的盐 绿矾(FeSO4·7H2O) 重要的生物补铁试剂 高铁酸钾(K2FeO4) 用作水处理剂（氧化、水解）或制作高能电池 莫尔盐(或摩尔盐) 化学式为[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]，常用于冶金、电镀及织物媒染剂 赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2+ 为什么补铁剂和维生素C一起服用可促进补铁剂的吸收？ 考点四 铁盐与亚铁盐　Fe3+与Fe2+的检验 4.Fe2+和Fe3+的检验 (1) 溶液变红 灰绿色 红褐色 方法4 溶液紫红色褪去，说明含有 （新制氯水可能氧化<m></m>） (适用于不含Cl-) 考点四 铁盐与亚铁盐　Fe3+与Fe2+的检验 (2) 溶液变红 红褐色沉淀 溶液显紫色 方法4 样品溶液 生成蓝色沉淀，证明含有 方法5 样品溶液 </m>试纸变蓝色，说明含有<m> 4.Fe2+和Fe3+的检验 考点四 铁盐与亚铁盐　Fe3+与Fe2+的检验 4.含<m></m>、<m></m>的混合溶液中<m></m>、<m></m>的检验 （1）<m></m>的检验 <m></m>.混合溶液<m></m>溶液变红色，说明含有<m></m>。 <m></m>.混合溶液<m></m>试纸变蓝色，说明含有<m></m>。 c.混合溶液 生成蓝色沉淀，证明含有 考点四 铁盐与亚铁盐　Fe3+与Fe2+的检验 （2） 的检验 .混合溶液溶液紫红色褪去，说明含有 。 .混合溶液溴水褪色，说明含有 。 c.混合溶液 生成蓝色沉淀，证明含有 . 4.含<m></m>、<m></m>的混合溶液中<m></m>、<m></m>的检验 (适用于不含Cl-) 知能通关 (2025·广东东莞模拟)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是(　　) D 选项 实验方案 现象 结论 A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3+与SCN-的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁 D 向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀 考点五 铁及其化合物的转化关系 1、铁及其化合物的“价—类”二维转化 考点五 铁及其化合物的转化关系 2、“铁三角”的转化 Fe2+ Fe3+ Fe （还原剂） Fe、Zn、Cu、H2S、KI等 Cl2、O2、HNO3、H2SO4(浓)、KMnO4等 （强氧化剂） Zn、Al等 CO、Al等 （较弱氧化剂） Cu2+、H+、S、I2等 （强氧化剂） Cl2、HNO3、H2SO4(浓)、等 既有氧化性 又有还原性 一般只有 氧化性 只有还原性 考点六 铁合金 一般：合金的硬度比成分金属大，熔点比成分金属低（不是绝对） 考点六 铁合金 了解超级钢的发展何和主要用途 1.建筑和桥梁：超级钢的高强度和耐腐蚀性使其成为建造大型建筑和桥梁的理想材料。能够承受巨大的压力和负荷，并且能够在恶劣的环境中长期使用。 2.汽车制造：超级钢用于制造车身和底盘部件，以减轻车辆重量，提高燃油效率，同时保持足够的强度和安全性。 3.船舶和海洋工程：超级钢的耐腐蚀性适用于海洋环境，用于制造船舶、海上平台和其他海洋结构，能够抵抗海水的侵蚀，以及极端天气条件的影响。 4.航空航天：超级钢用于制造飞机和航天器的结构部件。具有极高的强度和韧性，以承受飞行过程中的各种应力和温度变化。 5.军事装备：超级钢被用于制造军事装备，如军舰、坦克和导弹等。具有优异的防护性能和耐用性，以确保在战斗条件下的可靠性和生存能力。 6.石油与天然气业：超级钢拥有很高的抗拉强度和优秀的耐腐蚀性，在制造需要承受高压和高温设备的部件，如阀门、管道等上显得非常合适。 7.化学工业：超级钢拥有很高的抗腐蚀性，在制造化学反应器、热交换器以及管道系统等设备时，超级钢成为了理想的材料选择。 考点六 铁合金 铁合金——用量最大、用途广的合金 生铁：炼钢生铁、铸造生铁、球墨铸铁 了解超级钢的发展何和主要用途 1.建筑和桥梁：超级钢的高强度和耐腐蚀性使其成为建造大型建筑和桥梁的理想材料。能够承受巨大的压力和负荷，并且能够在恶劣的环境中长期使用。 2.汽车制造：超级钢用于制造车身和底盘部件，以减轻车辆重量，提高燃油效率，同时保持足够的强度和安全性。 3.船舶和海洋工程：超级钢的耐腐蚀性适用于海洋环境，用于制造船舶、海上平台和其他海洋结构，能够抵抗海水的侵蚀，以及极端天气条件的影响。 4.航空航天：超级钢用于制造飞机和航天器的结构部件。具有极高的强度和韧性，以承受飞行过程中的各种应力和温度变化。 5.军事装备：超级钢被用于制造军事装备，如军舰、坦克和导弹等。具有优异的防护性能和耐用性，以确保在战斗条件下的可靠性和生存能力。 6.石油与天然气业：超级钢拥有很高的抗拉强度和优秀的耐腐蚀性，在制造需要承受高压和高温设备的部件，如阀门、管道等上显得非常合适。 7.化学工业：超级钢拥有很高的抗腐蚀性，在制造化学反应器、热交换器以及管道系统等设备时，超级钢成为了理想的材料选择。 知能通关 1.除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。 (1)FeCl2(FeCl3)，除杂方法:________________，  离子方程式:______________________________。 (2)FeCl3(FeCl2)，除杂方法:_____________________，  离子方程式:_________________________________。 (3)Fe2(SO4)3(FeSO4)，除杂方法:________________，  离子方程式:_________________________________。 加入过量铁粉 2Fe3++Fe===3Fe2+ 加入氯水(或通入Cl2) 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 滴加H2O2 2Fe2++H2O2+2H+===2H2O+2Fe3+ 考点五 铁及其化合物的转化关系 (4)FeCl2(Cu2+)，除杂方法:_____________________，  离子方程式:_________________________________。 (5)CuCl2溶液(FeCl2)，除杂方法:____________________________________。 加入过量铁粉，过滤 Fe+Cu2+===Cu+Fe2+ 先向溶液中加入氧化剂(如H2O2、氯水)，然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2，调pH，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，静置过滤 体验真题 感知高考 1.(2023·江苏卷)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(　　) B 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 体验真题 感知高考 2.（2024·广东卷）部分含Mg 或 Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是( ) A.若a在沸水中可生成e，则a→f的反应一定是化合反应 B.在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化 C.加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系 D.若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区 B 体验真题 感知高考 3.(2025·浙江6月选考)下列含铁化合物的制备方案正确的是选项(　　) C 选项 目标产物 制备方案 A FeCl3·6H2O FeCl2溶液通足量Cl2后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 B Fe2O3 红热的铁粉与水蒸气反应 C FeCl2 FeCl2·4H2O在干燥的HCl气流中脱水 D Fe(OH)2 FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液，在空气中过滤 体验真题 感知高考 4.(2025·山东卷)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素，流程如下。 已知:Fe2(C2O4)3能溶于水；Ksp(CaC2O4)＝2.3×10-9，Ksp(FeC2O4)＝3.2×10-7。下列说法错误的是(　　) A.试剂X可选用Fe粉 B.试剂Y可选用盐酸 C.“分离”后Fe元素主要存在于滤 液Ⅱ中 D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 A 体验真题 感知高考 5.（2025·河南卷）X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 下列说法错误的是( ) A.Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B.溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化 C.R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D.Q可以通过单质间化合反应制备 C 体验真题 感知高考 6.（2026·河南）某同学设计以下实验，探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。 ( ) B 体验真题 感知高考 7.(2022·天津卷)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题: 体验真题 感知高考 (1)仪器A的名称为____________，其作用为______________________。 NaOH溶液的作用是___________________________________________。 (2)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是 ____________________________________________。 (3)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是________(填序号)。 a.ZnCl2·H2O b.CuSO4·5H2O c.Na2S2O3·5H2O 球形冷凝管 冷凝回流SOCl2 吸收SO2、HCl等尾气，防止污染空气 碱石灰与SO2、HCl气体反应，失去干燥作用 a FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl 由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3 将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑，装置如下图所示(夹持和加热装置略)。 $