铁及其化合物[考纲要求] 1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。

2.以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。

3.能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。

考点一 用物质分类思想认识铁及其重要化合物1．铁的存在2．铁的性质 (1)物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。

(2)化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物。

用化学方程式或离子方程式表示下列变化 Fe ＋⎪⎪⎪⎪—O2――→① ①3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4—Cl2――→② ②2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3—S ――→③③Fe＋S=====△FeSFe ＋H2O(g)――→④④3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2 Fe —⎪⎪⎪⎪――→⑤Fe2＋ ⑤Fe＋2H ＋===Fe2＋＋H2↑、 Fe ＋Cu2＋===Cu ＋Fe2＋――→⑥Fe3＋⑥Fe＋4H ＋＋NO －3===Fe3＋＋NO↑＋2H2O3．铁的氧化物和氢氧化物 (1)铁的氧化物(2)铁的氢氧化物深度思考1．铁有很强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？ 答案 主要因为铁不纯，往往含有碳等杂质，当这些铁制品在潮湿的空气中或接触到电解质溶液(如食盐水)时会发生电化学腐蚀。

2．铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？答案 常温下铁、铝遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。

3．铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物中主要表现为＋2价和＋3价，请归纳总结： (1)Fe 单质通常与哪些氧化剂反应生成＋2价？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。

答案 Fe→Fe2＋：铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S 、I2)，非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应，都可实现这种转化。

如：Fe ＋S=====△FeS,2H ＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu 。

(2)Fe 单质通常与哪些氧化剂反应生成＋3价？写出有关反应的化学方程式。

答案 Fe→Fe3＋：铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。

例如：2Fe ＋3Cl2=====点燃2FeCl3，Fe ＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O,2Fe ＋6H2SO4(浓)=====△Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O 。

4．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？ 答案 都可以。

2Fe ＋3Cl2=====点燃2FeCl3 2FeCl3＋Fe===3FeCl24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3题组一铁及其化合物的性质1．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是( )A．Fe(OH)3 Fe2O3 B．Fe(OH)2 Fe2O3C．Fe(OH)2 Fe(OH)3 D．Fe(OH)2 Fe3O4答案 B解析铁与稀硫酸生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。

2(1)方法一中，装置A的作用______________________________________________。

方法二中，装湿棉花的作用______________________________________________。

(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KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：________________________________________。

答案(1)提供水蒸气提供水蒸气(2)在溶液中Fe3＋被未反应的铁粉完全还原为Fe2＋题组二铁及其化合物的定量计算3．由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21∶8，则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是( ) A．1∶2∶1 B．2∶1∶1C．1∶3∶1 D．1∶1∶3答案 D解析可用平均组成法来求解：在混合物中铁原子和氧原子物质的量之比为(21/56)∶(8/16)＝3∶4，则混合物的平均组成为Fe3O4，在三种组合中Fe3O4则不必多考虑，应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4，所以在混合物中它们的物质的量之比必须是1∶1。

4．含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1 mol Ag，下列结论错误的是( )A．溶液质量减轻B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋C．溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量比为1∶1D．1 mol Fe可还原2 mol Fe3＋答案 C解析由溶液析出0.1 mol Ag，溶解0.1 mol铁粉可知溶液质量减轻；依信息可知只有Ag 析出，Cu2＋没有参加反应，Ag＋全部被铁还原，2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋，消耗Fe为0.05 mol，生成0.05 mol Fe2＋；溶液中不含Fe3＋，余下的0.05 mol Fe恰好完全反应，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，生成0.15 mol Fe2＋；溶液中的Cu2＋与Fe2＋的物质的量比为1∶2。

的量(纵坐标)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。

①Fe3＋②Fe2＋③Fe、Fe2＋④Fe2＋、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。

答案(1)①(2)④(3)③解析向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部转化为Fe2＋。

分析铁与稀HNO3反应的关键一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式： HNO3过量：Fe ＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ， Fe 过量时：Fe ＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3) 2，两者相加得总方程式：3Fe ＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ，可以用数轴表示：解题时需注意量的范围。

即：①≤14，产物仅有Fe(NO3)3，HNO3可能有剩余；②≥38，产物仅有Fe(NO3)2，Fe 可能有剩余；③14<<38，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，Fe 和HNO3都反应完全。

考点二 ＋2、＋3价铁的化学性质1．Fe2＋的氧化性和还原性Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性。

在中学阶段接触Fe2＋的氧化还原反应中其主要表现还原性，如：Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO －3(H ＋)等均表现还原性。

2．Fe3＋的氧化性Fe3＋处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如：它能氧化Fe 、Cu 、HI 、H2S 等。

3．Fe2＋与Fe3＋的相互转化用离子方程式实现下列转化：Fe2＋①Cl2、②NO－3＋③Fe 、④Cu Fe3＋ ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl －； ②3F e2＋＋4H ＋＋NO －3===3Fe3＋＋2H2O ＋NO↑； ③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；④Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。

题组一 根据试剂判断Fe2＋、Fe3＋的转化1．下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是 ( ) ①氯气 ②NaCl 溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸 ⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液 A ．①②③ B ．①③④ C ．②④⑤ D ．②⑤⑥ 答案 D解析 要实现Fe2＋转化为Fe3＋，必须加强氧化性物质，②NaCl、⑤HCl 均没有强氧化性，⑥NO－3在酸性条件下才表现强氧化性。

2．将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是 ( ) ①硫酸 ②氯水 ③硝酸锌 ④氯化铜A ．①③B ．②④C ．③④D ．②③ 答案 D3．在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH＋4的稀溶液中加入足量Na2O2固体，充分作用后，再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是( ) A．Fe3＋、Al3＋B．Al3＋4D．Fe3＋C．Fe2＋、NH＋答案 B解析2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Fe2＋转变为Fe3＋，Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀析出，Al3＋转变为AlO－2，NH＋4转变为NH3气体，NH＋4减少。

没有过滤，再加入过量稀盐酸，Fe(OH)32再转变为沉淀转变为Fe3＋，所以Fe2＋减少，Fe3＋增多，AlO－Al3＋，几乎不变。

题组二实现转化时试剂的选择4．硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列物质中的( )A．锌粉B．镁粉C．铁粉D．铝粉答案 C5．如何除去括号中的杂质(1)Fe2＋(Fe3＋)：加过量铁粉过滤；(2)FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2；(3)FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤；(4)Fe(Al)：加过量强碱溶液过滤；(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤。

题组三Fe3＋、Fe2＋的检验6．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( )A．④ B．③C．③④ D．①②③④⑤答案 C解析③不反应，实验方案及现象均错；④检验的是Cl－，与Fe3＋的性质无关。

7．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行如下实验操作时，最佳顺序为( ) ①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③ B．③② C．③①D．①②③答案 C解析在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变血红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为血红色。

KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用KMnO4溶液。

8．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Fe2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．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Mg2＋答案 C解析A项中只能说明含有Fe3＋，不合理；B项原溶液中可能只有Fe3＋而没有Fe2＋；D 项中氧化后生成红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2。