1、届高考化学总复习第3章金属及其化合物第3讲铁及其重要化合物配套练习新人教版0504460第3讲铁及其重要化合物【2019备考】最新考纲：1.掌握铁及其重要化合物的主要性质。2.掌握铁及其重要化合物的应用。3.了解常见金属及其重要化合物的制备方法。考点一铁的单质、氧化物及氢氧化物(频数：难度：)1铁元素的存在形式2铁的性质(1)物理性质颜色、状态导电、导热性、延展性特性地壳含量银白色固体良好被磁铁吸引占第四位(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。与非金属单质反应：Fe与S反应：FeSFeS。与水的反应：常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe4H2O(
2、g) Fe3O44H2。与酸的反应：a与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe2H=Fe2H2。b与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。与某些盐溶液的反应：a与CuSO4溶液反应的离子方程式：FeCu2=Fe2Cu。b与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe2Fe3=3Fe2。铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。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。3铁的常见化合物(1)铁的氧化物化学式FeOFe2O
3、3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价232、3与H反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O(2)铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱反应：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱反应：Fe33OH=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(O
4、H)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)2O22H2O=4Fe(OH)3FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2被HNO3氧化生成Fe3。Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3被I还原生成Fe2。1教材基础知识判断(1)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()(2)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸()(3)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料()(4)Fe2O3与NaOH溶液反应可制取Fe(OH)3()(5)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3()答案(1)(2)(3)
5、(4)(5)2(RJ必修1实验39)教材实验探究与拓展(1)教材实验分析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_。(2)教材实验在考题中的拓展应用.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是_(填序号)。注：(全国卷经典考题，15年北京卷考题).如若符合要求，简述其制备过程及原理。(如若不
6、符合，此问不做答)_解析(1)稀硫酸抑制Fe2水解，铁屑防止Fe2被氧化。Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。答案(1)稀硫酸、铁屑加热煮沸避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化(2).铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气赶尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4被压入在氢气保护下的NaOH溶液中。题组一铁及其重要化合物性质、用途1(2018成都模拟)坦克、导弹的制造材料主要是各种金属的合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中，正确的是()A铁元素属于过渡元素，其原子序数为26B单质铁与浓硫酸在常温下不反应C铁单质只具有还原性，其阳离子只
7、具有氧化性D与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快解析铁是26号元素，属于过渡元素，A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，并不是铁和浓硫酸不反应，B错误；Fe2既有还原性，也有氧化性，C错误；生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，D错误。答案A2某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是()A将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性B将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体C在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO46H2O晶体D将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3的氧化性强于
8、Cu2解析由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，故A方案不可行；将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，无法得到Fe(OH)3胶体，B项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，一方面氧气可将FeSO4氧化，另一方面会得到不含结晶水的化合物，故C项方案不可行；将铜粉加入FeCl3溶液中，发生反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2，该反应说明Fe3的氧化性强于Cu2，故D项方案可行。答案D题组二铁的氧化物组成确定3铁的常见化合价有2价和3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由Fe
9、O和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为()AFeO3Fe2O3 B2FeO3Fe2O3CFeO2Fe2O3 D2FeOFe2O3解析化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeOmFe2O3，则解得n2，m3，该化合物可以表示为2FeO3Fe2O3。答案B4一定质量的某铁的氧化物FexOy，与足量的4 molL1硝酸溶液充分反应，消耗硝酸溶液700 mL，生成2.24 L NO(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为()AFeO BFe2O3 CFe3O4 DFe4O5解析铁的氧化物FexOy与足量的4 molL1硝酸溶液充分反应，生成Fe(NO3
10、)3，硝酸被还原生成NO，n(NO)0.1 mol，根据氮原子守恒可得，3nFe(NO3)3n(NO)n(HNO3)，3nFe(NO3)30.1 mol0.7 L4 molL1，nFe(NO3)30.9 mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合价为a，根据得失电子守恒可得，0.9 mol(3a)0.1 mol(52)，解得a，由化合物中正负化合价代数和为0可得x2y，xy34，故该氧化物的化学式为Fe3O4。答案C考点二铁盐和亚铁盐(频数：难度：)1亚铁盐和铁盐(1)亚铁盐含有Fe2的溶液，呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。氧化性：Fe2与Zn反应的离子方程式：ZnFe2=FeZn2。还
11、原性：Fe2与Cl2反应的离子方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(2)铁盐氧化性：含Fe3的溶液，呈黄色，Fe3具有较强的氧化性，Fe3与Cu、I反应的离子方程式为：2Fe3Cu=Cu22Fe2，2Fe32I=2Fe2I2。特性：含有Fe3的盐溶液遇到KSCN时变成血红色。FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为 FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl。(3)Fe2、Fe3的相互转化上述转化中标号反应的离子方程式为：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O；2Fe3Fe=3Fe22Fe2、Fe3的检验(1)Fe2的检验无现象溶液变红色，证明含有Fe2产生白色
12、絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2生成蓝色沉淀，证明有Fe2(2)Fe3的检验溶液变红色，证明含有Fe3产生红褐色沉淀，证明有Fe3存在含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的检验Fe3的检验方法1：混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3方法2：混合溶液试纸变蓝色，说明含有Fe3Fe2的检验方法1：混合溶液酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2方法2：混合溶液溴水褪色，说明含有Fe2方法3：混合溶液生成蓝色沉淀，说明含有Fe21(RJ必修1P637改编)要证明某溶液中不含Fe3而可能含Fe2，进行如下实验操作时，最佳顺序是()加足量氯水加足量KMnO4溶液加少量KSC
13、N溶液A B C D答案C2(溯源题)(2016课标全国，28)某班同学用如下实验探究Fe2、Fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取2 mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_。答案(1) 防止Fe2被氧化
14、(2) 2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3) 隔绝空气(排除氧气对实验的影响)探源：本高考题组源于RJ必修1 P61“实验310”与“科学探究”及其拓展，考查了Fe3、Fe2的有关性质。题组一Fe2、Fe3的性质1如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是()AFe4HNO=Fe3NO2H2OBFe3O48H=Fe22Fe34H2OCFe(OH)33H=Fe33H2OD3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2O解析Fe3O4与稀硝酸反应时，Fe2会被氧化为Fe3，正确的离子方程式为3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O，其余选项
15、均正确。答案B2(2018南阳模拟)SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕色变为浅绿色，但立即又变成棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化，下列说法不正确的是()A上述过程中，最终被还原的是NOB从上述反应可以得出结论，氧化性：HNO3Fe3稀硫酸C上述过程中，会产生一种无色难溶于水的气体D假设通入的SO2完全反应，则同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为11解析溶液由黄色变为浅绿色，但立即又变为黄色，Fe3被还原变为Fe2，后又被氧化为Fe3，所以最终被还原的是NO，A正确；溶液由棕色变为浅绿色，说明Fe3的氧化性强于稀硫酸，但在硝酸存在的前提下立即
16、又变成棕黄色，说明Fe2迅速被氧化成Fe3，故硝酸的氧化性强于Fe3，综上所述氧化性：HNO3Fe3稀H2SO4，B正确；硝酸根离子和二氧化硫被氧化后产生的氢离子构成强氧化性体系，氧化Fe2时生成无色的NO气体，该气体是一种无色难溶于水的物质，C正确；上述过程中，最终被还原的是NO，故相当于二氧化硫与NO之间的氧化还原，根据电子守恒可知3SO22NO，反应消耗的SO2与逸出的NO的物质的量之比是32，由于气体的体积之比等于它们的物质的量之比，D错误。答案D题组二Fe2、Fe3的检验及除杂3下列有关物质检验方法不合理的是()A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
17、一定含有Fe2B用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2C检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红D向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3解析B项中的Cl也能使酸性KMnO4溶液褪色。答案B4下列除杂的操作不正确的是()AMgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤BFeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤CCuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤DCuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2氧化成Fe3，再加入CuO充分
18、反应后过滤解析FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl33H2O Fe(OH)33HCl，加入Mg与H反应，平衡右移，使Fe3转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2、Fe3均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，错误；先用H2O2将Fe2氧化成Fe3，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H反应将Fe3转化成Fe(OH)3而除去，D正确。答案C【归纳反思】1Fe2、Fe3检验时两大注意点(1)检验Fe2时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能
19、氧化SCN)。(2)Fe3、Fe2、Cl同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2(Cl能还原酸性KMnO4，有干扰)。2混合液中Fe2、Fe3的除去方法(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2其中之一，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3的水解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(2)除去Mg2中混有的Fe2的方法先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3。5在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是()A若滤出的固体中只有铜，则
20、溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2B若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，可能含有Cu2和Fe3C若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3和Fe2，一定不含Cu2D若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2和Fe3解析氧化性Fe3Cu2Fe2，加入铁粉后有固体剩余，Fe3一定不存在；若剩余固体全部都是Cu，溶液中还可能有Cu2，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2。答案D【练后归纳】“铁三角”的转化关系试题分析(2016全国新课标)聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。下图是以回收
21、的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。回答下列问题：(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分是_。粉碎过筛的目的是_。(2)酸浸时最合适的酸是_，写出铁锈与酸反应的离子方程式_。(3)反应釜中加入氧化剂的作用是_，下列氧化剂中最合适的是_(填标号)。aKMnO4bCl2cH2O2dHNO3(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围。pH偏小时Fe3水解程度弱，pH偏大时则_。(5)相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是_。解题思路：我的答案：命题意图：本题是一道化学工艺流程题，以工业上制备处理水的重要絮凝剂聚合硫酸铁(PFS)为背景，综合考查了铁锈的成分、影响化学反应速率的因素、试
22、剂的选择、离子方程式的书写、氧化还原反应、除杂、影响盐类水解的因素等知识点。要求考生具有思维的广阔性、深刻性、批判性和灵活性，既有接受、吸收和整合化学信息的能力又有分析和解答(解决)化学问题的能力。兼有“定性与定量”、“守恒”、“对立统一”、“物质变化是有条件的”等化学思想方法的考查。本题抽样统计难度为0.30。解题思路：铁锈的主要成分是Fe2O3xH2O，粉碎过筛的目的是选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率；为了避免引入杂质离子应选用硫酸为宜，反应的离子方程式为Fe2O3xH2O6H=2Fe3(x3)H2O；由于溶液中含有亚铁离子，故反应釡中加入氧化剂的作用是氧化亚铁离子，
23、为了不引入新的杂质，氧化剂应选用双氧水；聚合釡中溶液的pH必须控制在一定的范围内，pH偏小Fe3水解程度弱，pH偏大则Fe3转化为氢氧化铁沉淀而损失，造成产率降低；减压蒸发的优点是可防止温度过高，聚合硫酸铁分解。正确答案：(1)Fe2O3xH2O选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率(2)硫酸Fe2O3xH2O6H=2Fe3(x3)H2O(3)氧化Fe2c(4)容易生成Fe(OH)3，产率降低(5)可防止温度过高，聚合硫酸铁分解真题演练1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)c(Fe2)1 molL1的溶液中：K、NH、MnO、SO可大量共存()(2017江苏化学，9C)
24、(2)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA()(2016全国卷)(3)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应()(2016四川高考)(4)将铁屑放入稀HNO3中，证明Fe比H2活泼()(2016海南高考)(5)下列过程没有发生化学反应：用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装()(2015全国卷)(6)FeCl3腐蚀Cu制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强()(2016全国卷)(7)Fe2与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O()(2016四川高考)(8)室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀
25、粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3的氧化性比I2的强()(2016江苏高考)(9)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液会观察到有气体生成，溶液呈血红色，说明稀硝酸将Fe氧化为Fe3()(2015全国卷)(10)3 mol单质Fe完全转化为Fe3O4，失去8NA个电子()(2015广东高考)答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)2(2017课标全国，26)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：_、_。(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。仪器B的名称是_。将下列实验操作步骤正确排序_(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。a点燃酒精灯，加热 b熄灭酒精灯c关闭K1和
