(统考版)2023版高考化学一轮复习第三章金属及其化合物第3讲铁及其化合物学生用书.docx
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1、第3讲铁及其化合物【考纲要求】1.掌握铁的主要性质及应用。2.掌握铁的重要化合物的主要性质及应用。3.了解铁及其重要化合物的制备方法。考点一铁及其氧化物和氢氧化物基础梳理自我排查1.铁的单质(1)原子结构与物理性质(2)化学性质铁单质性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为2价和3价。按要求书写下列反应的方程式:Fe与Cl2、S反应的化学方程式:_;_。Fe与水蒸气的反应:_。与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)。Fe与过量稀HNO3的反应:_;Fe与少量稀HNO3的反应:_。Fe与FeCl3溶液的反应(写离子方程式):_。思考铁有2、3价两种价态,单质铁与_(填下列编号,下同)反应时
2、只生成3价铁;与_反应时只生成2价铁;与_反应时既生成2价铁也生成3价铁。所选试剂:Cl2O2H2O(g)S盐酸稀硝酸(足量)稀硫酸CuSO4溶液FeCl3溶液2铁的氧化物(1)物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称_色态黑色粉末_粉末黑色晶体铁的价态_价_价2价,3价(2)化学性质FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为_,_,_。3铁的氢氧化物(1)物理性质化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色、态_固体_固体溶解性_溶于水_溶于水(2)化学性质稳定性Fe(OH)2:不稳定,分解产物复杂;在空气中易被氧化成FeOH3,反应的化学方程式为_,现象为白色固体变成_,最终变
3、为_。Fe(OH)3:不稳定,受热易分解,化学方程式为_。碱性Fe(OH)2属于二元弱碱,Fe(OH)3属于三元弱碱,与非氧化性强酸反应的离子方程式分别为_。4Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备分别由可溶性的亚铁盐和铁盐与碱反应制得,离子方程式分别为_。判断(正确的打“”,错误的打“”)(1)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性()(2)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()(3)根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱()(4)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸()(5)氧化铁能与酸反应,所以可用于制作红色染料()(6)Fe2O3
4、不可与水反应得到Fe(OH)3,所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3()微点拨1铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。2制取Fe(OH)2时,所用溶液要煮沸除氧气,要将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,或在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与FeOH2接触发生反应。考点专练层级突破练点一铁及其氧化物性质1本草纲目中记载“慈石治肾家诸病,而通耳明目。慈石,色轻紫,石上皲涩,可吸连针铁,俗谓之熁铁石”。“慈石”的主要成分是()A铁 B氧化铜C氧化铁 D四氧化三铁2下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是
5、()AK BNa CFe DAl3关于铁及其化合物,下列说法正确的是()A灼热的Fe与Cl2反应生成FeCl2B氢氧化亚铁溶于稀硝酸中:Fe(OH)22H=Fe22H2OCFe(OH)2暴露在空气中会变为红褐色D向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液可得到纯净的FeOH2沉淀练点二铁及其氧化物的计算4将10.7 g Mg、Al和Fe组成的合金溶于足量的氢氧化钠溶液中,产生标准状况下3.36 L气体。另取等质量的合金溶于过量盐酸中,生成标准状况下7.84 L气体,向反应后的溶液中加入过量NaOH溶液,得到沉淀的物质的量为()A0.1 mol B0.2 molC0.25 mol D0.3 mol5有一
6、块铁的“氧化物”样品,用140 mL 5.0 molL1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2,恰好使其中的Fe2全部转变为Fe3,则该样品可能的化学式为()AFe2O3 BFe3O4CFe4O5 DFe5O7练点三探究性实验6某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列实验。从分类角度分析下列说法正确的是()A实验反应制得的物质均为纯净物B实验均未发生氧化还原反应C实验均为放热过程D实验所涉及的物质均为电解质或非电解质7铁与水蒸气反应,通常有以下两种装置,请回答下列问题:装置一装置二(1)装置二中湿棉花的作用为_。(2)实验完毕后,取出装置一的少量固体,溶于足量稀盐酸,再滴加
7、KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,试解释原因:_(用离子方程式表示)。8(1)下列各图示中,能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是_。(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀:用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_。方法总结Fe(OH)2的制备防氧化方法方法一:有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖
8、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,如图1所示。方法二: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,这样可长时间观察到白色沉淀,如图2所示。方法三:电解法用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯或煤油,如图3所示。考点二Fe2、Fe3的性质、转化及检验基础梳理自我排查1.亚铁盐和铁盐(1)亚铁盐(Fe2)含有Fe2的溶液呈_色,Fe2既有_性,又有_性,Fe2与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为_,_。(2)铁盐(Fe3)氧化性:含有Fe3的溶液呈_色,Fe3具有氧化性,Fe3与Cu反应的离子方程式为_。特性
9、:含有Fe3的溶液遇到_时变成血红色。易水解:FeCl3滴入沸水中的化学方程式:_。2Fe2和Fe3的转化完成下列变化的离子方程式,体会Fe2与Fe3转化条件。(1)将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀:_。(2)将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液,溶液变蓝:_。(3)用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔:_。(4)将H2O2滴入到酸性FeCl2溶液中:_。(5)将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中,有无色气体放出:_。3Fe2、Fe3的检验(1)Fe2的检验(2)Fe3的检验(3)含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的检验Fe3的检验:Fe2的检验:思考(1)盐溶液的配制与保
10、存Fe2的盐溶液加少量铁粉,防止Fe2+被_加少量相应的酸,防止Fe2+_Fe3的盐溶液:加少量相应的酸,防止Fe3_(2)物质的制备制备无水的FeCl3:在_气流中加热蒸干FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体:向沸水中加入饱和FeCl3溶液并加热至有_出现为止判断(正确的打“”,错误的打“”)(1)硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的H2O2:Fe22HH2O2=Fe32H2O()(2)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe33SCN=Fe(SCN)3()(3)1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA()(4)中性溶液中可能大量存在Fe3、K、Cl、SO42()(5)用
11、NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2()(6)向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2()微点拨含铁物质的除杂方法主要物质杂质除杂方法Fe2Fe3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2Cu2加过量铁粉后过滤FeAl加过量NaOH溶液后过滤Fe2O3Al2O3、SiO2加过量NaOH溶液后过滤考点专练层级突破练点一Fe3、Fe2的相互转化1下列试剂中,不能使Fe2转化为Fe3的是()氯气NaCl溶液KMnO4溶液稀硝酸盐酸NaNO3溶液ABC D2.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
12、标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3(1)AB段铁元素以_形式存在。(2)BC段铁元素以_形式存在。(3)CD段铁元素以_形式存在。3ZnSO4溶液含有少量FeSO4、Fe2(SO4)3,为除去溶液中的FeSO4、Fe2(SO4)3,设计实验如下:(1)可先向溶液中通入氧气,目的是_;(2)加入_(填最佳试剂)调节溶液的pH至2.8;(3)过滤。已知相关金属离子c0(Mn)0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Fe3Fe2Zn2开始沉淀的pH1.56.36.2沉淀完全的pH2.88.38
13、.2(4)问题讨论:调节溶液pH时是否可以用NaOH溶液?_,理由是_。如果不通入氧气,其后果是_。练后归纳“铁三角”中的转化关系练点二Fe2、Fe3的检验4下列离子的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色,说明不含Fe2B用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2C向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2,不含有Mg25下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()选项操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加K
14、SCN溶液23滴,溶液呈红色红砖中含有氧化铁BCO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀H2SO4,滴加KSCN溶液,溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe2练点三流程分析题中的铁及其化合物6用废铁屑制备磁性胶体粒子,制取过程如下: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是为了防止空气中的O2氧化二价铁元素C加适量的H2O2是为了将部分的Fe2氧化为Fe3,涉及反应:H2O22Fe
15、22H=2Fe32H2OD溶液A中Fe2和Fe3的浓度比为217硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示),下列说法错误的是()AFeSO4与NH4HCO3反应制备FeCO3,适宜在高温条件下进行B碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体,可用作净水剂C可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D常温下,FeSO4比(NH4)2Fe(SO4)2易溶于水8铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛,利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如下:实验室中可用FeSO4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和NH4HCO3在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节。(1)装置A的名称是_,装置
16、B中盛放的药品是_,NH4HCO3盛放在装置_中。(2)实验过程中,欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合,操作方法是_,发生主要反应的离子方程式为_。FeSO4溶液要现用现配制的原因是_,检验久置的FeSO4是否变质的方法是_。(3)干燥过程的主要目的是脱去游离水,该过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为_,取干燥后的FeCO3样品12.49 g,与炭混合后焙烧,最终得到还原铁粉6.16 g,计算样品中杂质FeOOH的质量:_ g。真题演练素养通关1.2021广东卷,10部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()Aa可与e反
17、应生成bBb既可被氧化,也可被还原C可将e加入浓碱液中制得d的胶体D可存在bcdeb的循环转化关系22020浙江7月,25黄色固体X,可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用,得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是()AX中含KI,可能含有CuCl2BX中含有漂白粉和FeSO4CX中含有CuCl2,Y中含有Fe(OH)3D用H2SO4酸化溶液Z,若有黄绿色气体放出,说明X中含有CuCl232019天津卷,3下列有关金属及其化合物的应用不合理的是()A将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2B铝中添加
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