资源简介

(共92张PPT)
高中化学
铁及其化合物
PART 01
铁的单质
铁的单质
1.铁的存在和使用历史：
（1）铁的存在：铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主要是以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。
铁的单质
1.铁的存在和使用历史：
（2）铁的使用历史：人类
最早使用的铁是来自太空
的陨铁。我国目前发现最
早的人工冶炼铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产
中发挥了巨大的作用。
铁的单质
地球上的绝大多数金属元素以化合物
的形式存在于自然界中，只有极少数
的金属元素在自然界中以单质的形式
存在，如铂、金等极不活泼的金属。
这是因为多数金属的化学性质比较活泼，易与其他物质发生化学反应。
铁的单质
2.铁单质的性质：
（1）物理性质：铁的熔点为1535℃，沸点为2750℃，密度为7.86g·cm3。
铁有延展性和导热性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被磁体吸引。
铁的单质
2.铁单质的性质：
（2）化学性质：铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应。铁在化学反应中作为还原剂，因为铁元素有+2价和+3价，所以铁与强氧化剂和弱氧化剂反应的产物有区别。
铁的单质
①铁与氧化性较弱的氧化剂反应：
铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等）反应，铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物，如Fe+2H+=Fe2++H2↑，
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+。
铁的单质
②铁与氧化性较强的氧化剂反应：
铁与氧化性较强的氧化剂（如氯气等）反应，铁原子失去3个电子生成+3价铁的化合物，如2Fe+3Cl2 △ 2FeCl3。
铁的单质
①铁与硫单质反应时生成FeS。
②铁与Br2发生反应时生成FeBr3，但与I2
反应时生成 Fel2，通过这一事实可以说明
Br2的氧化性比I2强，可以利用不同物质与铁单质反应后生成铁的化合物的价态不同来判断物质的氧化性强弱关系。
Fe+S △ FeS 2Fe＋3Br2=2FeBr3 Fe+I2=Fel2
铁的单质
3.铁与水蒸气的反应
实验装置
操作及现象
方法①
方法②
小试管收集一试管气体, 点燃, 听到轻微的"噗"声, 证明生成了氢气
用燃着的火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了氢气
实验结论
在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为3Fe+4H2O(g) 高温 Fe3O4+4H2
铁的单质
①铁与水反应的产物是Fe3O4和H2，
而不是Fe2O3。
②铁与冷水、热水不能反应，只能与
水蒸气在高温下反应。
③铁与水反应的实质同 Na、Mg一样，都是置换出水电离产生的H+，但不能得到铁的氢氧化物，因为高温下铁的氢氧化物分解为铁的氧化物和水。
铁的单质
1. 下列反应既可得到正二价铁又可得到正三价铁的是（ ）
A．铁在纯氧中燃烧
B．铁与稀硫酸反应
C．铁在氯气中燃烧
D．铁粉与硫粉混合加热
A
铁的单质
2. 还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是（ ）
A．反应生成Fe2O3
B．肥皂液的主要作用是检验生成的H2
C．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂
D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来
B
铁的单质
3. 下列化合物中，不能通过单质之间化合直接制取的是（ ）
A．CuCl2 B．Fe3O4
C．Na2O2 D．FeCl2
D
铁的单质
4. 某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是（ ）
A．实验时，应先点燃B处的
酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯
B．B中发生反应的化学方程式
为2Fe+3H2O(g) 高温 Fe2O3+3H2
C．B中生成1mol H2时，E处有1mol CuO被还原
D．碱石灰的作用是吸收水蒸气
D
铁的单质
5. 下列说法不正确的是（ ）
A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是Fe3O4
B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种
C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应
C
6. 在常温下, Fe与水并不起反应, 但在高温下, Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置, 在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物, 加热, 并
通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答该实验中的问题：
(1)写出该反应的化学方程式: ；
并指明该氧化还原反应的还原剂是 ，氧化剂是 。
(2)圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是
；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是 。
(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ，原因是 。
(4)干燥管中盛装的物质是 ，作用是 。
(5)试管中收集的气体是 ，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行 。
3Fe+4H2O(g) 高温 Fe3O4+4H2
铁的单质
Fe
H2O
提供水蒸气
防止液体暴沸
先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯
用水蒸气排出O2，防止Fe与O2反应
碱石灰
除去H2中的水蒸气
H2
验纯
PART 02
铁的氧化
铁的氧化
常见的铁的氧化物有三种：氧化亚铁FeO、氧化铁Fe2O3和四氧化三铁Fe3O4。铁的氧化物的性质比较如下表∶
氧化亚铁FeO
氧化铁Fe2O3
四氧化三铁Fe3O4
俗称
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
都不溶于水×
与H+反应的离子方程式
FeO + 2H+ =Fe2+ + H2O
Fe2O3 + 2H+ =2Fe3+ + 3H2O
Fe3O4 + 8H+= Fe2+ + 2Fe3+ + 3H2O
与CO, C, H2反应
生成单质铁及CO2或H2O
用途
Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料
铁的氧化
①铁锈的主要成分是氧化铁，
而不是四氧化三铁。
②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸(如HCI)
时发生非氧化还原反应，但遇氧化性酸(如HNO3)时发生氧化还原反应，+2价的铁均被氧化成+3价。
铁的氧化
③Fe3O4中铁元素的化合价可看作既
有+2价，又有+3价，且显+2价与
+3价的铁的物质的量之比为1∶2。
因此Fe3O4与盐酸、稀硫酸反应时，生成的Fe2+、Fe3+的物质的量之比为1∶2。
铁的氧化
④Fe3O4的组成可用 FeO·Fe2O3表示，
但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成
的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。
⑤由于Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故Fe3O4不属于碱性氧化物，而 FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。
PART 03
铁的氢氧化物
铁的氢氧化物
铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。
实验操作
实验现象
化学方程式
Fe(OH)3
Fe(OH)2
生成红褐色沉淀
首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
FeCl3 + 3NaOH =
Fe(OH)3↓ + 3NaCl
①FeSO4 + 2NaOH= Fe(OH)2↓ + Na2SO4
②4Fe(OH)2 + O2 +
2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得, 且 Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3
实验结论
铁的氢氧化物
使用胶头滴管时应在试管口垂直悬滴，
让液体直接滴入试管，注意不能插入
试管内。但是制备Fe(OH)2时为防止
其被氧化，需要把长胶头滴管插入到FeSO4溶液中再挤压胶头使NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，这
是胶头滴管使用的特例。
铁的氢氧化物
白色絮状沉淀变成灰绿色的过程很快，
大概只有几秒，但由灰绿色变成红褐
色的过程较慢，有时甚至需要一天的时间。
铁的氢氧化物
因为Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化,
在制备Fe(OH)2时，应注意来取适当的措施
止其接触氧气。如FeSO4溶液要现用现配,
且配制 FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除氧气。为了防止 NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液的液面下，再挤出 NaOH溶液;还可以在FeSO4液表面加一层植物油等液封或向亚铁盐溶液充入保护气（如H2）等。
铁的氢氧化物
2.铁的氢氧化物的性质比较
氢氧化亚铁 Fe(OH)2
颜色 状态
溶解性
氢氧化铁 Fe(OH)3
白色固体
红棕色固体
都不溶于水×
稳定性
不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3
不稳定，受热易分解
Fe(OH)3 △ Fe2O3 +3H2O
与盐酸反应
Fe(OH)2+2H+ = Fe2++H2O
Fe(OH)3+3H+ = Fe3++3H2O
制备原理
Fe2++2OH- = Fe(OH)2↓
Fe3++3OH-= Fe(OH)3↓
转化
反应
现象
4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3
白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
铁的氢氧化物
①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异∶
前者是红棕色，后者是红褐色。
②弱碱受热均不稳定，易分解生成金属氧化物与水。
③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应： 中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。
④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中"灰绿色"是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。
能力提升
Fe(OH)2的制备：
1.制备原理：
用亚铁盐溶液与强碱溶液反应∶
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓
2.注意事项：
Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化，制备前应尽可能地使所用溶液中不含氧气，制备过程中应尽可能地避免引入氧气或使生成Fe(OH)2的环境与空气隔绝。
能力提升
Fe(OH)2的制备：
3.操作要点：
（1）两种溶液均要现配现用，且所用蒸馏水应先煮沸，以排出溶解在水中的氧气。
（2）利用油膜将水溶液与空气隔离开，或利用还原性气体将水溶液与空气隔开。
（3）利用长胶头滴管将碱溶液直接送入盐溶液中（不是从容器口上方滴下）。
能力提升
要点2: Fe(OH)3的制备：
4.两种经典的制备装置：
(1)有机溶剂覆盖法：装置如图甲所示，
实验中将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下, 并在液面上覆盖一层密度小于水且不溶于水的液体, 如苯或煤油(不能用密度大于水的CCl4), 以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触发生反应。
能力提升
要点2: Fe(OH)3的制备：
4.两种经典的制备装置：
(2)还原性气体保护法：装置如图乙所示，实验
中先打开止水夹a，利用A中生成的H2将装置内
的空气排尽，一段时间后，关闭止水夹a，利用生成的H2将A中的亚铁盐溶液压入B中与NaOH溶液反应。利用上述装置制备Fe(OH)2, 可得到在较长时间内稳定存在的Fe(OH)2白色沉淀。
利用上述装置制备Fe(OH)2，可得到在较长时间内稳定存在的Fe(OH)2白色沉淀。
Fe(OH)3的制备
7.下列有关铁及其化合物的说法正确的是（ ）
A．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
B．在给定条件下，Fe FeCl2 Fe(OH)2所表示的物质间转化能实现
C．氢氧化铁与HI溶液仅能发生中和反应
D．Fe3+极易水解，少量FeCl3与足量Na2S溶液混合会因水解剧烈生成Fe(OH)3沉淀
A
Cl2
点燃
NaOH(aq)
Fe(OH)3的制备
8. 铁及其化合物的“价—类”二维图如图。若b、e为氯化物，下列推断合理的是（ ）
A．d在空气中受热分解可制备红色颜料
B．a中加入NaOH溶液可制备c
C．1 mol c与足量的O2和H2O完全反应转移2NA个电子
D．向沸腾的蒸馏水中滴加入饱和e溶液持续煮沸可得到d胶体
A
Fe(OH)3的制备
9. 已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系：
下列说法正确的是（ ）
A．A为Fe，B为FeO
B．C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色
C．④的离子方程式：Fe+Fe3+=2Fe2+
D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
B
Fe(OH)3的制备
10. 某铁的氧化物(FexO)溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mL Cl2恰好将Fe2+完全氧化。x值为（ ）
A．0.70 B．0.75 C．0.80 D．0.85
A
Fe(OH)3的制备
11. Fe和Fe2O3的混合物共13.6g，加入150mL稀H2SO4，在标准状况下收集到1.12L H2，Fe和Fe2O3均无剩余。为中和过量的H2SO4，并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀，消耗了200mL 4.5mol·L-1的NaOH溶液，则该H2SO4的物质的量浓度为（ ）
A．2.25mol·L-1 B．2.00mol·L-1
C．3.00mol·L-1 D．0.60mol·L-1
C
Fe(OH)3的制备
12. 向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸，充分反应，下列图像正确的有（ ）
A B C D
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
A
Fe(OH)3的制备
13. “价类二维图”是学习元素及其化合
物的重要模型和工具。如图为铁元素
的“价类二维图”，其中箭头表示部分
物质间的转化关系。下列说法正确的是（ ）
A．铁粉与水蒸气在高温条件反应可以实现转化①
B．在水中溶解可实现转化⑥
C．Fe与少量氯气反应可实现转化⑦
D．由转化⑤可预测高铁酸盐()具有强氧化性
D
Fe(OH)3的制备
14. 物质类别和核心元素的化合价是研究物
质性质的两个基本视角。若以物质类别为
横坐标、核心元素化合价为纵坐标绘制的图像叫价类图。下面是有关铁元素的价类图，下列分析正确的是（ ）
A．X的物质类别是单质，在氧气中燃烧的产物为Z
B．M、N均为碱，且在水溶液中均可溶
C．若P、Q所含阳离子，质子数相同而电子数不同
D．若Q为，则X、Y、Z、N均能与盐酸反应得到Q
C
Fe(OH)3的制备
15. A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情
况下A为固体, B为黄绿色气体, C为无色气体；D、E、F、
G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体, 其水溶
液是一种无氧强酸溶液, E为黑色固体, H在常温下为液体，
它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应产物已略去)：
(1)写出下列物质的化学式：D ；X ；
(2)在反应①~⑦中，不属于氧化还原反应的是 (填序号)。
(3)往G溶液中加入NaOH溶液观察到的现象是 ；
(4)反应⑦的化学方程式为 ，该反应中每消耗0.3mol的A，可转移电子 mol。
(5)反应③的离子方程式 。
FeCl3
HCl
③ ⑥
立即生成白色沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
3Fe+4H2O 高温 Fe3O4+4H2
0.8
Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
Fe(OH)3的制备
16. 实验小组探究胶体
的制备方法及其性质。
(1)①实验1，生成Fe(OH)3胶体和 (填化学式，后同)。
②实验2与实验1对比, 优点是 (写出1条即可)。
③综合上述实验：制备Fe(OH)3胶体时，提供OH-的物质可以是H2O或 ，控制反应条件即可制得。
HCl
实验 实验操作 丁达尔效应
1 向40mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液(浓度约为30%) 迅速出现
2 向40mL蒸馏水中滴入5滴10% FeCl3溶液，然后滴入1滴10%NaOH溶液，边滴边搅拌 迅速出现
3 加热40mL饱和溶液 一段时间后出现
不需加热, FeCl3溶液浓度小
NaOH
Fe(OH)3的制备
16.胶体的性质 资料：I．pH＞10时，Fe(OH)3胶体溶解。
II．固体FeCl3易升华(物质从固态不经过液态直接变成气态的过程)。
实验4.取5mL实验3得到的液体于蒸发血中，继续加热，待蒸发血中液体变为粘稠状，罩上漏斗，可观察到漏斗内出现棕褐色的烟，且有棕褐色固体附着在漏斗的内壁上。继续加热，蒸发血中最终得到红棕色固体。
(2)①根据资料，推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有 (填化学式)。
②研究表明：Fe(OH)3胶体可净化水中的砷酸(H3AsO4)，砷酸浓度较低
时以吸附为主，砷酸浓度较高时以反应为主。不同pH时，测得溶液中
Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率如图。pH为3~9时，Fe(OH)3胶体对砷酸
的吸附效率高，pH较高时，吸附效率降低的原因是 。
③去除水中高浓度砷酸的原理是Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀，化学方程式是 。
FeCl3
pH>10时，Fe(OH)3胶体溶解
Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4=FeAsO4↓+3H2O
Fe(OH)3的制备
17. 实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体
混合物中Fe2O3的质量，装置D中硬质双通
玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。
(1)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须 。
(2)装置F的作用是 。
(3)检验装置A气密性的方法是 。
(4)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2g，反应完全后U形管的质量增加7.2g，则混合物中Fe2O3的质量为 g。
(5)若装置中无干燥管F，则测得的Fe2O3质量将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)，若反应后得到的残留固体中还有少量FeO，则测得的Fe2O3质量将 。
在b处收集氢气并验纯
防止空气中的水蒸气进入装置E，干扰实验
关闭a，往长颈漏斗中加水，长颈漏斗下端有一段水柱高于试管中液面，一段时间后液面不变，则装置气密性良好
16
偏大
偏小
Fe(OH)3的制备
18. 铁及其化合物在生产生活中有重要用途。
某化学兴趣小组同学设计以下实验探究铁及其化合物性质。
I. “铁与水反应”的实验，并检验产物的性质：
(1)A装置的作用是 。 (2)B中反应的化学方程式为 。
(3)点燃E处酒精灯之前应进行的操作是 。
产生水蒸气
3Fe+4H2O(g) 高温 Fe3O4+4H2
收集H2，并检验其纯度
Ⅱ. 制备氢氧化亚铁: 设计如下实验能较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀, 选用稀硫酸、
铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图。(4)植物油的作用是 。
(5)实验时, 先 (填“打开”或“关闭”)止水夹K, 然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞, 使稀硫酸与铁粉反应, 一段时间后, (填“打开”或“关闭”)止水夹K, 制得白色Fe(OH)2沉淀, 沉淀能持续一段时间不变色。
隔绝空气, 防止二价铁被氧化
打开
关闭
Ⅲ．制备FeCl3：已知无水FeCl3在空气中遇水易潮解，加热易升华，实验装置如图。
(6)饱和食盐水的作用是是 。
(7)装置D发生反应的化学方程式为是 。
(8)硬质玻璃管直接接入收集器的优点是是 。
(9)F装置的两个作用是 、 。
除去Cl2中混有的HCl
2Fe+3Cl2 △ 2FeCl3
防止FeCl3在导气管中凝华成固体堵塞装置
除去过量的Cl2尾气, 防止污染空气
防止空气中的水蒸气进入收集器导致FeCl3潮解变质
Fe(OH)3的制备
19. 某班同学分成A、B两组, 并分别设计如下实验探究能较长时间
观察到白色沉淀的制取方法。回答下列问题：
A组实验：用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应(如下图)。
(1)该方法能观察到白色的沉淀，但沉淀颜色快速发生变化，其颜色变化为
.(可用化学方程式表示)。
B组实验：选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，
装置如下图。
(2)实验时，先 (填“打开”或“关闭”)止水夹K，然后
打开 的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，
(填“打开”或“关闭”)止水夹K, 制得白色沉淀，且沉淀能一段时间不变色。
4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3
打开
分液漏斗
关闭
Fe(OH)3的制备
20. α-Fe2O3在催化、吸附、传感器、磁性材料及生物医学等领域已经展现出广阔的应用前景，国内目前主要用铁鳞(或铁屑)、精选磁铁矿两种原料生产，其工艺流程如图：
根据所学知识回答下列问题：
(1)写出 Fe2O3的俗名： 。
(2)磁铁矿的主要成分是 (填化学式)。请写出上述流程中精选磁铁矿通过“操作Ⅰ”加入①②来制备亚铁盐溶液的总反应的离子方程式： 。
(3)取上述亚铁盐溶液2mL于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液，观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，写出此过程中涉及的氧化还原反应的化学方程式： ，已知在浓碱溶液中，NaClO能将Fe(OH)3氧化为含的紫红色溶液，请写出该过程中发生反应的离子方程式： 。
(4)由“操作Ⅱ”得到的碱式碳酸盐可表示为Fe(CO3)x(OH)2(1-x)，
某同学设计了如图实验装置测定其中C、H原子的物质的量之比，
请回答相关问题:①Fe(CO3)x(OH)2(1-x)中铁元素的化合价为 价。
②装置E的作用是 。
③该测定实验中需要称取上述装置 (填装置序号)的反应前后的质量差。
铁红
Fe3O4
Fe+Fe3O4+8H+=4Fe2++4H2O
4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3
3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
+2
防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D中，干扰实验
C D
PART 04
铁盐和亚铁盐
铁盐和亚铁盐
常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。
1.Fe3+和 Fe2+的性质：
Fe3+有氧化性，可氧化一些有较强还原性的物质，自身被还原为Fe2+; Fe2+处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但其氧化性较弱，主
要表现还原性，Fe2+很容易被氧化为Fe3+。
铁盐和亚铁盐
2.Fe3+和 Fe2+的检验：
实验操作 实验现象 离子方程式 结论
Fe3+
Fe2+
Fe3++3SCN-
=Fe(SCN)3
含Fe3+的盐溶液遇KSCN溶液时变成红色, 可利用此现象检验Fe3+的存在
2Fe2++Cl2=
2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
Fe2+和SCN-不反应, 加入新制氯水后,Fe2+被氧化成Fe3+,可用先加KSCN溶液再加新制氯水的方法检验Fe2+的存在
铁盐和亚铁盐
①向含有 Fe3+的盐溶液中滴加KSCN 溶液，溶液迅速变为红色，但不是产生红色沉淀，仍是透明溶液。溶液呈红色是因为Fe3+和SCN-形成一系列配离子，形成的络合物通常写作Fe(SCN)3。
铁盐和亚铁盐
②含有Fe2+的溶液呈浅绿色，含有Fe3+的溶液呈棕黄色。在判断离子共存问题时，应注意无色溶液中不可能大量存在Fe2+和Fe3+。
铁盐和亚铁盐
Fe2+和Fe3+的检验
Fe3+
溶液呈红色
Fe2+
KSCN
溶液颜色无变化
KSCN
氯水
溶液变成红色
氯水可换为H2O2溶液等。Fe2+还有其特征检验方法∶向溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2+。
针对训练
【方法总结】Fe3+、Fe2+的常见检验方法
铁离子（Fe3+） 亚铁离子（Fe2+）
观察法 水溶液呈棕黄色 水溶液呈浅绿色
显色法 加入KSCN溶液后变红色 加KSCN溶液无变化，再加新制氯水变红色
加碱法 加碱液后得到红褐色沉淀 加碱液后，生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
氧化还原反应法 滴加淀粉-KI溶液，溶液变蓝色 滴入酸性KMnO4溶液或溴水，溶液颜色变浅或褪去
针对训练
【说明】
（1）观察法只能用于作出否定性结论，即如果溶液不显棕黄色，则不可能含大量的Fe3+。
（2）若溶液中含有CI-、Br-、I-等还原性离子，则不能根据KMnO4溶液褪色确定有Fe2+。
针对训练
【易错分析】检验 Fe2+时的易错分析
（1）只含Fe2+的溶液∶注意检验Fe2+时加入试剂的顺序
待测液
KSCN溶液
不变色
氧化剂
如氯水 双氧水
含Fe2+不含Fe3+
①加 KSCN溶液前，要注意不要加入氧化性物质使Fe2+被氧化，如H2O2、NO3-(H+)等。
②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，因为酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对实验现象有干扰，且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，即使溶液含Fe3+也不变红色，不能证明不含Fe3+。
针对训练
【易错警示】检验 Fe2+时的易错分析
（2）同时含有Fe2+和 Fe3+的溶液∶ Fe2+对检验 Fe3+无干扰，可以滴加KSCN溶液检验 Fe3+; Fe3+对检验Fe2+有干扰，不能通过先加入KSCN溶液再加氯水检验 Fe2+，通常向溶液中加入适量K3[Fe(CN)6]
溶液，若产生蓝色沉淀，说明含有Fe2+。
铁盐和亚铁盐
3.Fe2+和 Fe3+的转化：
实验操作 实验现象
离子方程式
实验结论 Fe3+ Fe2+
加入稍过量铁粉，溶液显浅绿色，试管中有黑色固体，再滴加KSCN溶液，溶液无明显变化
向上层溶液中滴加新制氯水，溶液变成红色
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
还原剂
氧化剂
铁盐和亚铁盐
铁及其化合物“价-类”二维图
物质类别
单质 氧化物 氢氧化物 盐
化合价
+3
+2
0
Fe
Fe2O3
Fe3O4
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeCl3
FeCl2
铁盐和亚铁盐
亚铁盐溶液在存放过程中易被空气中的氧气氧化而变质（部分 Fe2+转化为Fe3+），因此保存过程中一要注意密封，二可在溶液中放置一个无锈铁钉（Fe＋2Fe3+ = 3Fe2+），防止其变质。
铁盐和亚铁盐
4.铁盐的净水作用：
向混有少量泥沙的浑浊水中加入少量Fe2(SO4)3，Fe3+会与水反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可以吸附水中的不溶性杂质并沉降，从而起到净水作用。
PART 05
重难点
重难点
要点1："铁三角"--Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化：
重难点
①Fe2+→Fe：由于单质Fe的还原性较强，要使Fe2+转化为Fe，则需要强还原剂，如Zn、H2、CO等。
Zn+Fe2+=Zn2++Fe
H2+FeO △ Fe+H2O
重难点
②Fe→Fe2+：Fe2+具有还原性，因此要将 Fe 氧化成Fe2+，不能使用强氧化剂，否则生成的Fe2+会进一步被氧化为Fe3+，能将Fe氧化成Fe2+的弱氧化剂有盐酸（或稀硫酸）等非氧化性酸、Cu2+、Fe3+、S等。
Fe+2H+=Fe2++H2↑
Fe＋Cu2+=Fe2++Cu
Fe+S △ FeS
重难点
③Fe→Fe3+：要使Fe氧化为Fe3+，需要使用强氧化剂。能将Fe氧化成Fe3+的强氧化剂有Cl2、Br2、KMnO4(H+)溶液、氧化性酸等。
2Fe＋3Cl2=2FeCl3
2Fe+6H2SO4(浓) △ Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
重难点
④Fe3+→Fe：Fe的还原性较强，要使Fe3+还原为Fe，需使用还原性强于Fe的还原剂。能将Fe3+还原成Fe的强还原剂有Zn、Al、H2、CO等。
3Zn+2Fe3+=3Zn2++2Fe
2Al+Fe2O3 高温 2Fe+Al2O3
3CO+Fe2O3 高温 2Fe+3CO2
重难点
⑤Fe2+→Fe3+：Fe2+具有一定的氧化性，要使Fe2+转化为Fe3+，需要氧化性较强的氧化剂。能将Fe2+氧化为Fe3+的氧化剂有Cl2、Br2、H2O2、KMnO4(H+)溶液、氧化性酸等。
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
重难点
⑥Fe3+→Fe2+：Fe2+具有一定的氧化性，不能使用还原性很强的还原剂进行还原。能将 Fe3+还原为Fe2+的还原剂有Fe、Cu、SO2、S2-、I-等。
Fe+2Fe3+=3Fe2+
Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+（用于腐蚀印刷电路板）
SO2+2H2O+2Fe3+=2Fe2++SO42-+4H+
重难点
与"铁三角"转化关系有关的常见问题
（1）与Fe2+、Fe3+有关的离子共存问题
①Fe3+与I-、S2-等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2+与MnO4-(H+)、CIO-等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
重难点
与"铁三角"转化关系有关的常见问题
（2）除杂问题（括号内物质为杂质）
①FeCl3溶液(FeCl2)∶ 加足量氯水或双氧水或通入足量Cl2。
②FeCl2溶液(FeCl3)∶加足量铁粉，充分反应后过滤。
③FeSO4溶液(CuSO4)∶加足量铁粉，充分反应后过滤。
高考真题
【归纳总结】铁及其化合物的种类比较多, 相应的性质也比较多, 因此要加强对铁及其化合物性质的记忆和理解, 形成知识网络图, 进行有序记忆, 如可将铁及其化合物的化学性质用下列网络关系图表示∶
Fe
Fe2O3, Fe3O4, FeO
FeCl3, FeBr3, FeS, FeI2
O2
Cl2 Br2
S I2
Fe2+
H+Fe3+
Cu2+
Fe3O4
H2O(g)
FexOy
CO
H2
Cl2
FeCl3
KSCN
显色反应
Cu
Fe
I-
S2-
HNO3
Cl2
Br2
MnO4-(H+)
FeCl2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
H2O+O2
Fe2O3
隔绝空气加热
FeO
O2
Fe(OH)3的制备
21.黄铁矿(主要成分FeS2)是工业制硫酸的主要原料，暴露在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．d步反应生成Fe(OH)3胶体可以作消毒剂
B．氧化过程会产生较多酸性废水破坏矿区生态环境
C．a步反应中0.1 mol FeS2完全被氧化时大约消耗标准状况下的空气39L
D．检验a步反应中是否生成Fe2+，方法是先向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，然后通入氯气，若溶液变红，则说明产物是Fe2+
A
Fe(OH)3的制备
22. 下列实验装置能达到对应实验目、实验结论正确的是（ ）
A．过量铁粉与水蒸气反应后，可用磁铁将剩余铁粉分离出来
B．用图装置操作方法，可检验Fe2+
C．若二氧化锰过量，则盐酸可全部消耗完
D．测新制氯水的pH值
B
Fe(OH)3的制备
23. 在某酸性溶液中，能大量共存的离子组是（ ）
A．Na+、Mg2+、SO42-、HCO3-
B．Na+、Ba2+、Cl-、SO42-
C．Cu2+、Ca2+、Cl-、NO3-
D．Fe2+、K+、NO3-、Cl-
C
Fe(OH)3的制备
24. 在下列各溶液中，离子一定能大量共存的是（ ）
A．在无色溶液中：NH4+、Fe2+、SO42-、Cl-
B．在含大量Ba2+的溶液中：Mg2+、Na+、Cl-、OH-
C．使酚酞变红溶液中：Na+、K+、Cl-、CO32-
D．含有Fe2+的溶液中：MnO4-、K+、NO3-、Cl-
C
Fe(OH)3的制备
25. 向500mL含等物质的量的FeCl3和FeCl2混合溶液中加入一定量锌粉, 反应过程过程中各离子的物质的量与加入锌粉的物质的量关系如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．线段AB表示溶液中n(Fe3+)的变化趋势
B．起始时，FeCl3溶液和FeCl2溶液的物质的量浓度均为1mol/L
C．D点的横坐标x=1.5mol
D．反应至B点时，溶液总质量增加50.5g
D
Fe(OH)3的制备
26. 下列粒子组能否大量共存的判断及分析正确的是（ ）
A
选项 离子组 判断及原因
A K+、Ca2+、HCO3-、NO3- 能大量共存
B K+、Fe3+、NO3-、NH3·H2O 不能大量共存，因发生Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
C Na+、K+、OH-、HCO3- 不能大量共存，OH-与HCO3- 发生反应：OH-+HCO3-=CO2↑+H2O
D Na+、Fe3+、H+、I-、ClO- 能大量共存，离子间不反应
Fe(OH)3的制备
27. 某实验小组测定铁的氧化物的化学式，已知该氧化物中铁元素只有+2和+3两种价态，实验步骤如图，下列说法正确的是（ ）
A．计算可得该氧化物的化学式为：Fe4O5
B．溶液a中阳离子只有Fe2+和H+
C．溶液b中n(Fe3+)：n(Cl-)=2:1
D．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应
A
Fe(OH)3的制备
28. 将0.1mol·L-1 CuSO4溶液和0.1mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合(忽略体积变化)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长时间后，铁粉仍有剩余，则此时Fe2+的物质的量浓度为( )mol·L-1
A．0.1 B．0.2 C．0.3 D．0.4
B
Fe(OH)3的制备
29. 为探究某食品包装袋内的一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于于盐酸中，进行下列实验，其中结论正确的是（ ）
A. 向溶液中滴加KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+，样品完全变质
B. 向溶液中通入氯气，然后再加入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中含有Fe3+样品变质
C. 若滴加KSCN溶液未变红色, 再滴加氯水变红色, 则说明铁样品粉未变质
D. 向溶液中滴加足量的NaOH溶液，观察到红褐色沉淀，则说明样品完全变质
C
Fe(OH)3的制备
30. 下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是（ ）
C
A B C D
X FeCl2溶液 CO2 NaCl溶液 FeSO4溶液
Y FeCl3 HCl MgCl2 Fe2(SO4)3
Z Cl2 饱和Na2CO3溶液 NaOH溶液，稀HCl Cu
Fe(OH)3的制备
31. （多选）验证Fe3+与Fe2+能够相互转化：
下列分析不合理的是（ ）
A.实验①发生的离子反应为2Fe3++Fe=3Fe2+
B. 实验②与③可以调换顺序
C.实验④说明有Fe2+生成
D.若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明有I2生成
B C
实验一 实验二 按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象
①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色
②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？
Fe(OH)3的制备
32. （多选）向等物质量浓度的FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定质量的Zn粉，充分反应后过滤，得到固体X和溶液Y。下列说法正确的是（ ）
A. 向溶液Y中滴几滴KSCN溶液，溶液可能变为红色
B. 将固体X投入稀盐酸中, 有气泡产生, 则溶液Y中一定不含有Fe3+
C. 若溶液Y呈蓝色，则固体X中一定不含铁元素
D. 若溶液Y无色透明，则固体X中一定含有Zn粉
B C
Fe(OH)3的制备
33. （多选）纳米级四氧化三铁是应用广泛的软磁性材料之一。共沉淀法是目前制备纳米级四氧化三铁的重要方法，其流程如图所示：
下列说法错误的是（ ）
A．保存溶液A时，应加入少量铁粉
B．FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好应为2∶1
C．取滤液进行焰色试验，火焰为黄色
D．其制备反应类型属于氧化还原反应
B D
Fe(OH)3的制备
34. 在稀盐酸中，NaNO2会与Fe2+反应生成一种无色气体M，气体M对该反应有催化作用，其催化反应过程如图所示：
(1)反应过程Ⅱ中，铁元素的化合价未发生变化，则M的化学式为 ，过程Ⅱ的离子方程式为 ，是否是氧化还原反应 。
(2)根据图示信息，写出反应过程I的离子方程式： 。
(3)写出在酸性条件下，氧化的离子方程式： 。
NO
Fe2++NO=Fe(NO)2+
不是
4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
Fe(OH)3的制备
35.某同学为了检验家中的两种补铁药(成分均为FeSO4)是否变质, 查阅了有关资料, 得知SCN-、Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色, 并结合已学的知识设计了如下实验：
①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。
②取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支试管中加入KSCN溶液。
请回答下列问题：
(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是 。
(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是 。
(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是 。
(4) (填“能”或“不能”)将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证，原因是 。
补铁药没有变质
补铁药完全变质
补铁药部分变质
不能
酸性KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3+的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2+的检验
Fe(OH)3的制备
36. 化学实验小组从印刷电路板废液(含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜并重新获得FeCl3·6H2O晶体的流程如图：
回答下列问题：
(1)检验腐蚀废液中含有Fe3+常用试剂是 。
(2)有同学建议，使用H2O2和盐酸代替Cl2以减少污染，则反应离子方程式 。
(3)甲同学用酸性KMnO4溶液检测溶液b中是否含有Fe2+。乙同学认为甲的方案不正确，理由是 (用离子方程式表示)。
(4)操作Ⅱ有五步: 、 、 、洗涤、干燥。加盐酸的目的是防止加热时溶液b与沸水的反应，写出要防止发生的反应的方程式 。
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
硫氰化钾溶液
2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
蒸发浓缩
冷却结晶
过滤
FeCl3 + 3H2O △ Fe(OH)3 + 3HCl
37. 铁是人体必需的微量元素，严重缺铁时需要服用补铁剂。实验小组为研究某补铁剂中铁元素的价态及其含量，设计并进行了如下实验：
【查阅资料】1.该补铁剂不溶于水，但能溶于人体中的胃液(含盐酸)。2. KSCN中的硫元素为-2价。
实验Ⅰ.检验该补铁剂中铁元素的价态。
(1)将补铁剂碾碎的目的是 。 (2)试剂1是 。
(3)加入试剂2后溶液变为浅红色，说明溶液①中含有 。
(4)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是 。
(5)写出上述条件下Fe2+与H2O2发生反应的离子方程式 。
(6)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因，可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。
a. 甲同学猜测的依据是 。
b. 乙同学通过实验证实了甲同学的猜测，其实验方案及现象是 。
实验Ⅱ. 测定该补铁剂中铁元素的含量。
(7)计算每片该补铁剂含铁元素的质量为 g。
(8)人体只能吸收Fe2+，医生建议在服用该补铁剂时，同时服用有较强还原性的维生素C，理由是 。
增大接触面积,使其能够充分反应
盐酸
Fe3+
加入H2O2溶液后，溶液②由浅红色变成深红色，说明溶液中有更多的Fe3+生成，是Fe2+被H2O2氧化产生的
2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O
甲同学猜测的依据是SCN-中硫元素为-2价,具有还原性
取少量无色溶液④于试管中, 滴入
KSCN溶液,溶液变红；或取少量无色溶液④于试管中,滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀
7a/10m
人体只能吸收Fe2+，医生建议在服用该补铁剂时，同时服用有较强还原性的维生素C，这是由于维生素C具有较强还原性，能够与Fe3+反应产生Fe2+，从而可防止Fe2+被氧化而导致失效变质
Fe(OH)3的制备
38. FeCl3在工农业生产中有广泛的应用，某实验
小组用如下装置模拟干法制备FeCl3。已知:FeCl3
加热易升华，在空气中易潮解。回答下列问题：
(1)装置A中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置C的作用是 ；硬质玻璃管直接接入收集器而不用导管连接D和E的原因是 。
(3)上述装置存在一处缺陷，会导致产品FeCl3不纯，改进的方法是 。
(4)装置F中发生反应的离子方程式为 。
(5)称取收集器中粗产品mg配制成100mL溶液，进行FeCl3纯度的测定(粗产品中的杂质不参与反应，(已知：I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI)。取10mL溶液置于锥形瓶中，加入过量的KI溶液充分反应生成I2，生成的I2恰好与VmL cmol/L Na2S2O3溶液反应。则FeCl3的纯度为 。
2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
干燥氯气
防止氯化铁凝华堵住导管
在装置E、F之间连接一个盛有碱石灰的干燥管
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
1.625cV/m x100%

展开更多......

收起↑