新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)：第2章第5節(jié) 鐵及其化合物教學(xué)案（魯科版）

第5節(jié)鐵及其化合物

:考e場,]鐵的單質(zhì)、氧化物及氫氧化物

【必備知識?落實(shí)】

1.鐵的位置、存在和物理性質(zhì)

一FeO

毓化物

在第4周期班族—Fe2O3

—Fe3O4

化合態(tài)

Fe(OH)

簟游離態(tài)(+2價(jià)、+3價(jià))氫氧化物2

質(zhì)

Fe(OH)3

「銀白色金屬亞鐵鹽(如FeSO,

鐵鹽(如FeQ)

易被磁鐵吸引

L地殼中含量排名第四位

2.化學(xué)性質(zhì)

鐵單質(zhì)性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性。

(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)

L常溫腐蝕生成鐵銹.其主要成分為

FeH

Fe+O2-203-^20

J點(diǎn)燃：3Fe+2C>2點(diǎn)燃

FC3O4

一反應(yīng)：2Fe+3022FeQ3

Fe+Cl2――現(xiàn)象：劇烈燃燒,生成大量紅棕色的煙

一注意:無論Cl2的量有多少，產(chǎn)物都是FeCl3

Fe與S反應(yīng):Fe+SFeSo

(2)與水的反應(yīng)

常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng):

3Fe+4H20(g)Fe30」+4H2。

(3)與酸的反應(yīng)

①與非氧化性酸反應(yīng)的離子方程式：

Fe+2H+=Fe2++&t。

②與氧化性酸反應(yīng)：遇冷的濃硫酸或濃硝酸鈍化，與稀硝酸或在加熱條件下與濃硫酸、

濃硝酸反應(yīng)無上產(chǎn)生。

(4)與某些鹽溶液的反應(yīng)

①與CuSO,溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe+Cu"—^11+Fe"。

②與FeCh溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe+2Fe："=3Fe"

3.鐵的三種典型氧化物

(1)物理性質(zhì)

化學(xué)式FeOFezCbFe30i

俗稱—鐵紅磁性氧化鐵

色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體

溶解性難溶于水難溶于水難溶于水

鐵的價(jià)態(tài)+2價(jià)+3價(jià)+2價(jià)、+3價(jià)

(2)化學(xué)性質(zhì)

①FeO、Fez。?、FeG分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為

+3+2+

Fe0+2H+=Fe>+H20,Fe2()3+6H+=2Fe"+3H20,FeaO，.+8H=2Fe+Fe+4H20o

②FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱生成FeQ,,其化學(xué)方程式為

6Fc0+0：：2Fe30*。

4.鐵的氫氧化物的性質(zhì)與制備

Fe(OH)2Fe(OH)3

顏色

白色固體紅褐色固體

狀態(tài)

與H+

+2+

Fe(OH)2+2H=Fe+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe"+3H20

反應(yīng)

受熱

—

2Fe(0H)3Fe20:t+3H20

分解

可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe2++2O1可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe3++3OH-

制法

=Fe(OH)21^Fe(OH)3I

二者在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3,現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成

的關(guān)灰綠色,最后變成紅褐色，反應(yīng)方程式為4Fe(0H)2+02+2H20=4Fe(0H)3

系

［補(bǔ)短板］

(1)鐵分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得的產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài)不同，F(xiàn)e與CL反應(yīng)無論用量

多少都生成FeCL,而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCk。

(2)鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe。，而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是

Fe：i0.fO

(3)Fe與S蒸氣、L蒸氣反應(yīng)時(shí)只生成+2價(jià)Fe的化合物。

19

(4)FeQ,的組成可用氧化物的形式表示為FeO?Fe曲，即有鼻的鐵顯+2價(jià)，鼻的鐵顯+3

OO

價(jià)；

(5)F63()I與一般酸反應(yīng)生成兩種鹽，F(xiàn)e3()i與稀硝酸反應(yīng)只生成一種鹽［Fe(NO3)3］。

(6)Fe2()3、FesOi、Fe(0H)3與足量HI反應(yīng)時(shí)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e"被「還原生成F,

+

O

［知識應(yīng)用］

(1)鐵有+2、+3價(jià)兩種價(jià)態(tài)，單質(zhì)鐵與(填下列編號，下同)反應(yīng)時(shí)只生成+

3價(jià)鐵；與反應(yīng)時(shí)只生成+2價(jià)鐵；與反應(yīng)時(shí)既生成+2價(jià)鐵也生成+3

價(jià)鐵。

所選試劑：①Ck②O2③HQ(g)@S⑤鹽酸

⑥稀硝酸(足量)⑦稀硫酸⑧CuSOi溶液⑨FeCk溶液⑩FeCl,溶液

［答案］①⑥④⑤⑦⑧⑩②③

(2)寫出利用化合反應(yīng)制備FeCk、Fe(0H)3.FeCl3的化學(xué)方程式分別為

［答案］Fe+2FeCL=3FeC124Fe(OH)2+02+2H20=4Fe(OH)32Fe+3Ch2FeCh或

2FeCl2+Cl2=2FeCl3

【關(guān)鍵能力?培養(yǎng)】

命題點(diǎn)1鐵及其氧化物的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)探究

1.鐵片投入下列溶液后，金屬片質(zhì)量減少，但無氣體產(chǎn)生的是()

A.冷的濃硝酸B.Cu(NO3)2溶液

C.稀硫酸D.Fe(NO3)3溶液

［答案］D

2.(2019?望都模擬)“秦磚漢瓦”是我國傳統(tǒng)建筑文化的一個(gè)縮影。同是由黏土燒制

的磚瓦，有的是黑色的，有的卻是紅色的，你猜測其中的原因可能是()

A.土壤中含有鐵粉、二氧化鎬等

B.黑磚瓦是煨燒過程中附著了炭黑，紅磚瓦則是添加了紅色耐高溫染料

C.土壤中含有的銅元素經(jīng)過不同工藝煨燒，分別生成了黑色CuO和紅色Cu

D.土壤中含有的鐵元素經(jīng)過不同工藝煨燒，分別生成了黑色FeQ或FeO和紅色Fe。,

D［A項(xiàng)，土壤中不含鐵粉；B項(xiàng)，黑磚瓦中含有C、FeQ,、FeO等，紅磚瓦含有FezOa；

C項(xiàng)，煨燒生成Cua紅色物質(zhì)，不是Cu。］

3.鐵與水蒸氣反應(yīng)，通常有以下兩種裝置，請回答下列問題:

(1)裝置一中，裝置A的作用:

裝置二中，裝濕棉花的作用:

(2)實(shí)驗(yàn)完畢后，取出裝置一的少量固體，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液，溶液顏

色無明顯變化，試解釋原因：_____________________________

［答案］(1)提供水蒸氣提供水蒸氣(2)固體中含有Fe,在足量酸中，固體溶解時(shí)

發(fā)生2Fe"-+Fe^3Fe",Fe，"被Fe還原為

Fe2+

命題點(diǎn)2Fe與HN03反應(yīng)的定量關(guān)系

4.把22.4g鐵粉完全溶解于某濃度的硝酸中，若反應(yīng)只收集到0.3molNO,和0.2mol

NO,下列說法正確的是()

A.反應(yīng)后生成的鹽只為Fe(NC)3)3

B.反應(yīng)后生成的鹽只為Fe(NO，

C.反應(yīng)后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(N03)2,其物質(zhì)的量之比為1：3

D.反應(yīng)后生成的鹽為Fe(NO3和Fe(NO：,)2,其物質(zhì)的量之比為3：1

C［由于鐵的物質(zhì)的量為g=0.4mol,所以在反應(yīng)的過程中它失去的電子數(shù)

56g?mol

應(yīng)介于0.8mol(此時(shí)只產(chǎn)生Fe?+)和1.2mol(此時(shí)只產(chǎn)生Fe^)之間，又產(chǎn)生0.3molN02

和0.2molNO,即反應(yīng)過程中硝酸得到的電子物質(zhì)的量為0.3molX(5-4)+0.2molX(5

-2)=0.9mol,所以對應(yīng)的產(chǎn)物既有Fe(NO3又有Fe(NO3)2,設(shè)前者的物質(zhì)的量為x,后者

的物質(zhì)的量為y,則由鐵原子守恒可得x+y=0.4mol,由得失電子守恒得3x+2y=0.9mol,

解得x=0.1mol,y—0.3mol(,］

5.向含agHNO3的稀溶液中，加入bg鐵粉充分反應(yīng)后全部溶解。已知有:gHNO3被

還原，則d：6不可能是()

A.2：1B.3：1

C.4：1D,9：2

…a1baia1ba9

A［只生成Fe：-X—X3=—X2,彳=3；只生成Fe：7X—X3=—X3,7=-=

46356b4635602

4.5。故a：6的范圍為3：1?9：2。］

思維模型?

Fe與稀硝酸反應(yīng)有關(guān)計(jì)算

(1)硝酸的作用及其量的確定

鐵與硝酸的反應(yīng)中，一是氧化劑作用，二是酸性作用。作為氧化劑的硝酸可以根據(jù)氧化

還原反應(yīng)中得失電子守恒的方法確定，作為酸性作用的可以通過金屬鐵的物質(zhì)的量確定，即

鐵的物質(zhì)的量乘以鐵顯示的化合價(jià)。

(2)鐵與稀硝酸反應(yīng)

隨著兩者量的不同，生成氧化產(chǎn)物亦不同，可用討論的方法確定。

@Fe+4HN03(W)=Fe(N03)3+N0t+2H20

②Fe+2Fe(N03)3=3Fe(N03)2

①X2+②可得

③3Fe+8HN03(稀)=3Fe(N03+2N0t+4H20

FeffO-F幺NO)_n(Fe)

.、(HNCJ

HNO3剩余4Fe(NO3)28Fe剩余

Fe(NOJsFe(NO3)3Fe(NO,)2

命題點(diǎn)3Fe(OH)2的性質(zhì)及其制備

6.下列各圖示中能較長時(shí)間看到Fe(OH)z白色沉淀的是(填序號)。

若用②裝置制備，簡述制備原理與操作為

［解析］因?yàn)镕e(0H)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(0H)3,即4Fe(0H)2+02+

2H20=4Fe(0H)3,因此要較長時(shí)間看到Fe(0H)?白色沉淀，就要排出裝置中的氧氣或空氣。

①、②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)

中；③的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe?+,與電解水產(chǎn)生的結(jié)合生成Fe(OH)2,且液面用汽油

保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；⑤中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；④由于空氣中的氧氣，能迅速將

Fe(OH)z氧化，因而不能較長時(shí)間看到白色沉淀。

［答案］①②③⑤鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，讓氫氣趕盡裝置內(nèi)空氣，當(dāng)B中導(dǎo)管處

氫氣純凈，關(guān)閉止水夾a,FeSO,溶液被壓入在氫氣保護(hù)下的NaOH溶液中

思維模型?

Fe(OH)2制備的三種思維方法

方法一：有機(jī)覆蓋層法

將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用

CC1,,),以防止空氣與Fe(OH)z接觸發(fā)生反應(yīng)，如題中的③⑤。

方法二：還原性氣體保護(hù)法

用比將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長時(shí)間觀察到白色

沉淀，如題中的①②。

方法三：電解法

用鐵作陽極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯(或煤油)，如題中的③。

總之：Fe(Oil)z制備的關(guān)鍵

①溶液中不含F(xiàn)e-和。2等氧化性物質(zhì)；

②制備過程中，保證生成的Fe(OH)z在密閉隔絕空氣的體系中。

濯點(diǎn)2鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用

【必備知識?落實(shí)】

1.亞鐵鹽(Fe2+)和鐵鹽(Fe3+)的氧化性或還原性

(1)亞鐵鹽的氧化性和還原性

含有Fe?+的溶液呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。

①氧化性：Fe"與Zn反應(yīng)的離子方程式：Fe-+Zn=Fe+ZtT。

②還原性：

a.向FeCk溶液中滴入幾滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Ck),若溶液變紅色，證

明Fe”具有還原性。反應(yīng)原理用離子方程式表示為2Fe2++CL=2Fe"++2C「。

b.向FeCk溶液中滴入雙氧水，溶液變黃,反應(yīng)的離子方程式為2Fe"+H2()2+2H+=2Fe3

++2HQ。

c.向少量酸性KMnO,溶液中加入FeCk溶液，若溶液紫紅色退去，證明Fe，+具有還原性。

反應(yīng)原理用離子方程式表示為Mny+5Fe2++8H+=5Fe3++Mi?++4H2O。

(2)鐵鹽的氧化性

含F(xiàn)5+的溶液呈黃色，F(xiàn)5+具有較強(qiáng)的氧化性。

①向FeCh溶液中滴入幾滴KSCN溶液，再加入過量活潑金屬(如Fe),若溶液紅色退去，

證明Fe?+具有氧化性。反應(yīng)原理用離子方程式表示為2F/'+Fe=3Fe2,。

②向FeCh溶液中加入淀粉KI溶液，若溶液變成藍(lán)色，證明

F,+具有氧化性。反應(yīng)原理用離子方程式表示為2Fe3++2「=h+2Fe"

③向FeCh溶液中通入LS氣體，若出現(xiàn)黃色渾濁，證明Fe?+具有氧化性。反應(yīng)原理為

3+2++

2Fe+H2S=2Fe+SI+2H?

2,亞鐵鹽與鐵鹽的水解

’水解離子方程式：Fe"+2Ha=^

Fe(0H)+2H+

(1)而鐵軌《2

保存：亞鐵鹽溶液保存時(shí)應(yīng)加入鐵粉防止

、Fe"被氧化，加入相應(yīng)酸防止水解

［水解離子方程式：Fe3++3IW)-

(2)鐵鹽卜e(0H"+3H+

〔保存：鐵鹽溶液保存時(shí)，加相應(yīng)酸防止水解

①配制FeCL溶液時(shí)，應(yīng)將FeCh溶于稀鹽酸中,然后稀釋。

②將FeCL飽和溶液滴入沸水中制備膠體的化學(xué)方程式為FeCh+3H20Fe(0H)3(膠體)+

3HClo

③除去CuCk溶液中的Fe'+,可向溶液中加入足量CuO或Cu(OH)z或CMOH)。)”調(diào)節(jié)

pH,使Fe"水解生成Fe(OH)3沉淀。

④因Fe，+易水解，故制備無水的FeCL應(yīng)在HC1氣流中使結(jié)晶FeCL失去也0。

3.Fe2\Fe計(jì)的檢驗(yàn)方法

(1)用KSCN溶液和氯水

f無明顯現(xiàn)象溶液變紅色fFc2+

溶液加KSC\溶液

f溶液變紅色fFe3+

⑵用NaOH溶液

溶液加NaOH溶液「自色沉淀f灰綠色f紅褐色f氏2+

L■紅褐色沉淀fF?3+

(3)混合溶液中Fe"、Fe"的檢驗(yàn)

①Fe'+的檢驗(yàn)

a.|混合溶液|溶液變紐,說明含有Fe"

b.|混合溶液|試紙變藍(lán),說明含有Fe，+

②Fe”的檢驗(yàn)

_________滴加酸性

a.混合溶液宗酸性KMnOi溶液退色,說明含有

---------KM1nOim溶液----

Fe>(Cl-可干擾)

b.|混合溶液|生成藍(lán)色沉淀,說明含有

Fe2+,其離子方程式為3Fe"+2[Fe(CN)6]~=Fe3[Fe(CN)6]2J。

[補(bǔ)短板]

(DFe2+、Fe計(jì)的相互轉(zhuǎn)化

n42十，強(qiáng)氧化劑(4。2,為，HNO3等)、i-x33+十

卜U:一一、一.、.一一'卜

.還原劑(Cu、Fe、S"、「、SO?等)。

(2)檢驗(yàn)Fe?+時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入足量

的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN-)。

(3)Fe3\Fe2\6一同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnO,溶液檢驗(yàn)

Fe2+(C廣能還原酸性KMnOi,有干擾)。

(4)常考的重要的含鐵鹽

①綠磯(FeSO,?7HQ)：一種重要的還原劑，可用作補(bǔ)血?jiǎng)┘爸参锏难a(bǔ)鐵劑。

②高鐵酸鉀(KzFeO,)：深紫色晶體，具有強(qiáng)氧化性，可用作水處理劑和高能電池。

③鐵鉉磯［NH,Fe(S0,)2?12HQ］：無色晶體，易溶于水，常用作化學(xué)分析試劑、藥物和織

物媒染劑。

④赤血鹽［KsFeGN”］：紅色晶體，易溶于水，常用于檢驗(yàn)Fe?+,生成藍(lán)色沉淀。

［知識應(yīng)用］

1.欲探究濃硫酸與Fe共熱反應(yīng)后鐵元素的價(jià)態(tài)，設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)，請?zhí)羁眨?/p>

將反應(yīng)后試管中的溶液稀釋。取少量溶液，滴入3?5滴溶液，若溶液呈紅色，則

證明含有Fe",否則不含F(xiàn)e計(jì)；取少量溶液，滴入3?5滴溶液，若溶液退色，則

證明含有Fe",否則不含F(xiàn)e2+?若實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)后的溶液中只含有Fe3+,則反應(yīng)的化學(xué)方

程式是o

［答案］KSCN酸性KMnO,

2Fe+6H2SO.((^)Fe2(SO,)3+3S02t+6HQ

2.設(shè)計(jì)方案：除去MgSO,溶液中Fe?+。(寫出流程圖)

［答案］適量“媯初

①加人足最MgO或Mg(OH>2廣沉淀［含F(xiàn)e(()H)31

IfMgS()|溶液(純)

【關(guān)置能力,培布

命題點(diǎn)1Fe2\Fe"的性質(zhì)及檢驗(yàn)

1.(2019?長沙模擬)在Fe2(S0」)3溶液中，加入ag銅，完全溶解后，再加bg鐵，充

分反應(yīng)后得到cg殘余固體，且a>c,則下列說法正確的是()

A.殘余固體是銅和鐵

B.最后得到的溶液中一定含有Cu2+

C.將殘余固體加入稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生

D.最后得到的溶液中可能含有Fe計(jì)

B［因?yàn)閍>c,說明6g鐵完全反應(yīng)，溶液中含Cu“、Fe”,不含F(xiàn)e"。］

2.要證明某溶液中不含F(xiàn)e計(jì)而可能含有Fe?+進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，最佳順序?yàn)?)

①加入足量氯水②加入足量KMnO.溶液③加入少量NlItSCN溶液

A.①@B.③②

C.③①D.①②③

［答案］C

3.下列除雜的操作不正確的是()

A.MgCh溶液中混有少量FeCL：加入足量鎂充分反應(yīng)后過濾

B.FeCb溶液中混有少量FeCb：加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾

C.CuClz溶液中混有少量FeCh：加入足量鋅粉充分反應(yīng)后過濾

D.CaCL溶液中混有少量FeCL：先加入II。將F，+氧化成

Fe31,再加入CaCOs充分反應(yīng)后過濾

C[FeCb溶液中存在水解平衡：FeCl3+3Il2O^^Fe(OH)3+3HCl,加入Mg與1廣反應(yīng)，

平衡右移，使Fe，+轉(zhuǎn)化成Fe(0H)3而除去，A正確；加入過量鐵粉，F(xiàn)eCk與Fe反應(yīng)生成FeClz

而達(dá)到除雜的目的，B正確；C項(xiàng)中加入足量鋅粉，

Cu2\Fe，+均與Zn反應(yīng)，不符合除雜要求，錯(cuò)誤；先用HQ將Fe?+氧化成Fe3+,再利用FeCL

的水解,加入CaCO：，與H*反應(yīng)將Fe"轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，D正確。]

命題點(diǎn)2Fe2\Fe計(jì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究

4.(2017?北京高考，丁物節(jié)選)某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+=FeZ++2Ag”的實(shí)驗(yàn)中

檢測到Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。

向硝酸酸化的0.05mol?1「硝酸銀溶液(pH^2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯

底部有黑色固體，溶液呈黃色。

(1)檢驗(yàn)產(chǎn)物

①取出少量黑色固體，洗滌后，

(填操作和現(xiàn)象)，證明黑色固體中含有Ag。

②取上層清液，滴加K3[Fe(CN”]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明溶液中含有o

(2)針對“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有Fe3+,乙認(rèn)為鐵粉過量時(shí)不可能有Fe3+,乙

依據(jù)的原理是________________________________________________

(用離子方程式表示)。針對兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：

①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了甲的猜測。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)

生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān)，對比實(shí)驗(yàn)記錄如下：

序號取樣時(shí)間/min現(xiàn)象

i3產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色

產(chǎn)生白色沉淀，較3min時(shí)量少；溶液紅色較3min時(shí)

ii30

加深

產(chǎn)生白色沉淀，較30min時(shí)量少；溶液紅色較30min

iii120

時(shí)變淺

(資料：Ag+與SOT生成白色沉淀AgSCN)

②對Fe："產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)：

假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe、+；

假設(shè)b：空氣中存在由于—

(用離子方程式表示)，可產(chǎn)生FT+；

假設(shè)c：酸性溶液中的NO；具有氧化性，可產(chǎn)生Fe計(jì)；

假設(shè)d：根據(jù)____________________________________________________

現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag+,可產(chǎn)生Fe'+。

［解析］(1)①若黑色固體中含有Ag,可先加入硝酸，加熱使之溶解，再加入鹽酸，能

產(chǎn)生白色沉淀AgClo

②KjFe(CN)6］溶液是常見的檢驗(yàn)Fe，+的試劑。取上層清液，滴加KjFe(CN)＜；］溶液，產(chǎn)

生藍(lán)色沉淀，說明含有Fe2+。

(2)Fe，+具有較強(qiáng)的氧化性，可與Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng)：Fe+2Fe"=

2+

3Feo

2++3+

②Fe，+與0?可發(fā)生氧化還原反應(yīng)：4Fe+02+41l=4Fe+2Hz0,生成Fet加入KSCN

溶液后產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中含有Ag+,Ag+可將Fe"氧化為Fe?卡。

［答案］(1)①加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀②Fe?+(2)2Fe3

*+Fe^3Fe2+

②4Fe2++02+4H+=4Fe3++2HQ加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀

命題點(diǎn)3涉及鐵及其化合物的基本化工流程

5.(2019?重慶七校聯(lián)考)以高硫鋁土礦(主要成分為AkOa、FeQ、Si02,含少量FeS。

為原料，生產(chǎn)FesO」的部分工藝流程如下：

空氣NaOH溶液FeS,

2?-T.燒|-??I~.過濾|~T工燒|:磁選|--卜40,

so,濾液so2

下列說法錯(cuò)誤的是()

A.用NaOH溶液吸收焙燒過程產(chǎn)生的S0?有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用

B.從高硫鋁土礦中可制得Al、Fe的化合物

C.向“過濾”得到的濾液中通入過量COz,鋁元素的存在形式由A10T轉(zhuǎn)化為Al'+

D.FeSz與Fez()3混合后在無氧條件下焙燒的目的是生成FeQi和SOa

C［SO?屬于大氣污染氣體，用NaOH溶液吸收有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用，A項(xiàng)正確;

由高硫鋁土礦的組成和流程圖可知，從高硫鋁土礦中可制得Al、Fe的化合物，B項(xiàng)正確；

向“過濾”得到的濾液中通入過量C02,鋁元素的存在形式由A10；轉(zhuǎn)化為沉淀Al(OH)：”C

項(xiàng)錯(cuò)誤；FeS,與Fez()3混合后在無氧條件下焙燒發(fā)生反應(yīng)：FeS2+16Fe203=llFe304+2S()2t,

D項(xiàng)正確。］

6.(雙選)(2019?黑龍江名校聯(lián)考)某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為

Fe20：(,SiOz、A1A.不考慮其他雜質(zhì))制取綠磯(FeSO,?7&0),設(shè)計(jì)了如下流程圖:

目足量:酸廣國朝過殳

回LR71試贏廣|固體2|----------

~~L陛礪］NaOH溶液「I固體3|

~控制PH5液3H綠磯|

下列說法正確的是()

A.溶解燒渣可選用足量稀鹽酸，試劑X選用鐵粉

B.固體1是Si。z,固體3是Al(OH)3

C.從溶液3中得到綠磯的操作方法是調(diào)節(jié)pH、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾

D.若在溶液1中直接加NaOH溶液至過量，得到的沉淀用稀硫酸溶解，其溶液經(jīng)結(jié)晶分

離也可得到綠帆

BC［溶解燒渣選用稀鹽酸會(huì)引入CP,該流程最終要得到綠磯，故應(yīng)選用稀硫酸，試

劑X的作用是將Fe^+還原為Fe?+,且不能引入新雜質(zhì)，故試劑X應(yīng)選用Fe,A項(xiàng)錯(cuò)誤；由

流程圖可知，固體1是SiO”固體3是A1(OH)3,B項(xiàng)正確；從硫酸亞鐵溶液中得到綠磯需

要調(diào)節(jié)pH,防止Fe?+被氧化和水解，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，C項(xiàng)正確；若在溶液

1中直接加入NaOH溶液至過量，得到的沉淀用稀硫酸溶解，其溶液經(jīng)結(jié)晶分離最終得到的

是硫酸鐵晶體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

思維模型■

廢品(含F(xiàn)e203,CuO、FeO、SiO?)制備FezOa和FeSO,?7HQ的一般流程模板

rfS^l

p］Fe、Cu|

廢品(F.Oa、

［Fes。,溶液卜募更難一,冷卻結(jié)晶可

CuO、Fe()、過浦?|FeS(%?7H

(1)

SiOQ過濁、洗滌、干煙

濾制Fe(OHM戌2|Fe?0j

CuO/Cu(OH):

漪plk3~s.過*L|CuSO，溶液F

應(yīng)用創(chuàng)甑提升素養(yǎng)體驗(yàn)應(yīng)用

XUEKESUYANGYINGYONGCHUANGXIN

ta8鐵的不同價(jià)態(tài)化合物的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用

——物質(zhì)變化與模型認(rèn)知

【素養(yǎng)解讀】

鐵的化合價(jià)有+2、+3、+6,其中+2、+3為兩種鐵的離子Fe?+、Fe",+6在FeO>

中呈現(xiàn)，具有強(qiáng)氧化性，近幾年高考試題對鐵的常見化合物的性質(zhì)及應(yīng)用考查非常關(guān)注。特

別是+2、+3價(jià)之間轉(zhuǎn)化更為重要。體現(xiàn)了“物質(zhì)變化與模型認(rèn)知”的學(xué)科素養(yǎng)。

L修曲哭航

［價(jià)態(tài)一一物質(zhì)類別坐標(biāo)］

下圖是鐵的常見價(jià)態(tài)與物質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系圖

［應(yīng)用體驗(yàn)］

根據(jù)上圖示，回答下列問題：

⑴寫出Fe-—Fe3O4的兩個(gè)化學(xué)方程式

⑵除去FeClz溶液中Fe3+,可用試劑,離子方程式為

⑶寫出Fe"Fe計(jì)的離子方程式—

______________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)制備Fe(0H)2要避空的原因是__________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(5)高鐵酸鉀凈水原理是

［答案］(l)3Fe+202Fe：i043Fe+4H20(g)Fe30,+4H2

(2)FeFe+2Fe3+=3Fe2+

2++3+2+

(3)5Fe+MnO7+8H=5Fe+Mn+4H20

(4)Fe(0H)2極易被空氣中。2氧化為Fe(0H)3

(5)K2FeO“具有強(qiáng)氧化性，能氧化殺菌消毒，同時(shí)生成Fe"水解生成膠體，吸附水中懸

浮物而凈水

L索靠翩口

1.A、B、C三種物質(zhì)中均含有同一種元素M,它們之間有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。A為一

種金屬單質(zhì)，其產(chǎn)量直接關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)命脈。反應(yīng)①②③均為化合反應(yīng)，反應(yīng)④為置換反應(yīng)。

下列有關(guān)說法不正確的是()

A.①中所加試劑可能是氯氣

B.③中需要加具有氧化性的試劑

C.A與稀硝酸反應(yīng)一定能實(shí)現(xiàn)元素M在①中發(fā)生的價(jià)態(tài)變化

D.元素M在②中發(fā)生的價(jià)態(tài)變化也能通過加碘化鉀溶液實(shí)現(xiàn)

C［Fe與稀硝酸反應(yīng)，當(dāng)Fe過量時(shí)生成Fe?+,當(dāng)Fe少量時(shí)生成Fe3+。］

2.（2019?南昌模擬）A、B、C為3種單質(zhì)（其中A為固體，B、C為氣體），將D的飽和

溶液滴入沸水中繼續(xù)煮沸，溶液呈紅褐色，B、C反應(yīng)的產(chǎn)物易溶于水得到無色溶液E。它們

之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖，下列推斷正確的是（）

A-i

十加入A

D一心一］

B-加入A,

E------------F

C」

A.物質(zhì)B是上B.物質(zhì)C是C是

C物質(zhì)D是FeCkD.物質(zhì)F是FeCL

D［根據(jù)題意知，A為Fe,B為Ck,C為壓,D為FeCk,E為HC1,F為FeCk。］

3.在一定量的稀硝酸中慢慢加入鐵粉，得到的Fe?+的物質(zhì)的量（縱坐標(biāo)）與所加鐵粉的

物質(zhì)的量（橫坐標(biāo)）的關(guān)系如圖所示。請將正確答案的序號填在相應(yīng)的橫線上。

n(Fe2*)/mol

CD

ABn(Fe)/mol

①Fe"②Fe?+③Fe、Fe2+@Fe2\Fe,+

（1）力8段鐵元素以形式存在。

（2）回段鐵元素以形式存在。

（3）5段鐵元素以________形式存在。

（4）/6段與加段所需Fe的質(zhì)量比為。

［解析］向稀硝酸中加入鐵粉，開始時(shí)稀硝酸過量應(yīng)生成

Fe",隨加入鐵粉量的增加，HNO3反應(yīng)完全后，發(fā)生反應(yīng)：2F/++Fe=

3Fe2+,最后Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe"。

［答案］⑴①⑵④⑶③（4）2：1

4.（2019?貴陽模擬）高鐵酸鈉（NazFeO）具有很強(qiáng)的氧化性，是一種新型的綠色凈水消

毒劑。工業(yè)上以菱鐵礦（主要成分是FeCOs及少量Si02）為原料制備高鐵酸鈉的生產(chǎn)過程如下:

NaOH過量NaCIONaOHNaOH

溶液稀硫酸溶液溶液固體

菱鐵礦幽廂_>|^t|—N\FeO?

①②③@1⑤

NaCIO

溶液

已知：NazFeOi只在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。

（DNazFeOi中鐵元素的化合價(jià)為。

(2)菱鐵礦粉碎的目的是,

“堿浸”過程中$iOz所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為—

____________________________________________________________________O

(3)操作1與操作2的實(shí)驗(yàn)名稱均為________,步驟③的目的是將Fe?+氧化成Fe，+,其

離子方程式為________________________________________________

____________________________________________________________________O

(4)高鐵酸鈉消毒后的還原產(chǎn)物具有凈水作用，解釋凈水原理為

［解析］(2)粉碎后，反應(yīng)物表面積增大，可提高堿浸速率，提高浸出率。堿浸時(shí)，菱

鐵礦中的Si。?雜質(zhì)與NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+2NaOH=Na2SiO3

+H20O(3)操作1和操作2后均為固體，故這兩個(gè)操作均為過濾。步驟③加入氧化劑NaClO,

Fe?+轉(zhuǎn)化為Fe",故該反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+HzO。(4)高鐵

酸鈉可用于消毒主要是因?yàn)槠渚哂袕?qiáng)氧化性，故消毒過程中，+6價(jià)Fe被還原，生成+3

價(jià)Fe,即Fe'+,其水解生成的Fe(OH)a膠體具有吸附性，可起到凈水的作用。

［答案］⑴+6

(2)增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高浸出率2Na0H+Si02=NaSi03+H20

(3)過濾2Fe"+Cl(T+2H+=2Fe"+Cl-+H2O

(4)高鐵酸鹽在殺菌消毒時(shí)，本身被還原成Fe",Fe，+易水解生成Fe(0H)3膠體，可吸附

水中的懸浮雜質(zhì)，從而起到凈水的作用

思維模型?

“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系

Ch、。2、HNO3、H2s0,濃)、KMnO4(H*)等

(強(qiáng)氧化劑)

C層級.課堂反饋?真題瞼收試做真題感悟高考

KETANGFANKUIZHENTIYANSHOU

［一題串知，落實(shí)考法］

(2016?全國卷H,改編)某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe、Fe2\Fe3+的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化。

(1)甲組同學(xué)取2mLFeCk溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅,

說明Ck可將Fe?+氧化。FeCb溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為

。［考查Fe"、Fe計(jì)的性質(zhì)與檢驗(yàn)方法］

(2)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2mLFeCk溶液中先加入0.5mL

煤油，再向液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是

o［考查Fe，+的還原性］

(3)丙組同學(xué)取10mL0.1mol?L-1KI溶液,加入6mL

0.1mol-L_1FeCh溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①第一支試管中加入1mLCCL充分振蕩、靜置，CCL層顯紫色；

②第二支試管中加入1滴KjFe(CN"溶液，生成藍(lán)色沉淀；

③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。

實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是(填離子符號)；實(shí)驗(yàn)①和③說明：在「過量的情況下，

溶液中仍含有________(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為o［考查FT

+的氧化性及性質(zhì)探究］

(4)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCk溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)

生反應(yīng)的離子方程式為

一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，

隨后紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是

_______________________________________________________________________;生成沉淀的

原因是(用平衡移動(dòng)原理解釋)。