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2010届高三化学一轮考点精讲精析
考点27 铁及其化合物
考点聚焦
1．知道铁及其化合物的物理性质。
2．了解铁及其化合物的化学性质
3．了解Fe3+的氧化性，认识Fe3+ +和Fe2+之间的相互转化
4．学会Fe3+ -的检验方法
5．了解Fe(OH)3的制备方法及其受热分解。
知识梳理
一、 铁元素的原子结构与自然界的存在
铁元素位于周期表＿＿周期＿＿族，其电子排布式为 ，原子结构示意图为 ：在自然界中主要以 形式存在，如磁铁矿（主要成分为 ）、赤铁矿（主要成分为 ）。
二、 铁的性质
1、物理性质：
银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。
思考：纯铁抗蚀能力特别强，而我们常见的铁并非如此，为什么？
2、化学性质
铁是 的金属，通常显+2、+3价
思考：比较Fe3+与Fe2+的电子排布式，谁稳定？
（1）与非金属单质反应
①与O2反应：
②与Cl2反应：
③与S反应：
（2）与水反应
①与水蒸汽反应
②常温下，铁与水不起反应，但潮湿的空气里，铁易被腐蚀，形成铁锈。
反应方程式为： 、
（3）与酸反应
①非氧化性酸（如稀硫酸、盐酸）
现象： 反应离子方程式：
②氧化性酸：
常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会 。
（a） 与过量稀HNO3反应
（b） 过量的Fe与稀 HNO3反应
（c） 与浓HNO3共热
（4）与盐溶液反应
①与CuSO4反应：
②与FeCl3反应：
思考：铁与其他物质反应时，何时生成+2价铁的化合物？何时生成+3价铁的化合物？
三、 铁的化合物
1、铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
名称(俗名)
色、态
溶解性 都难溶于水
金属价态
与HCl反应
与HNO3反应
与HI反应
与还原剂(高温) H2
CO
Al
稳定性
用途
2、铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
名称
物理性质 色、态
水溶性
酸碱性
与酸反应 盐酸
硝酸
稳定性
实验室制备
思考： ①如何避免制取Fe(OH)2时Fe2+被氧化变质？
②如何制备氢氧化铁胶体？
3、Fe2+、Fe3+的性质及检验
（1）Fe2+ 的性质
①水溶液是 色
②与KSCN溶液 ，再滴 则变红
③与反应 现象： —→ —→
反应方程式： 、
④既有 又有 ，但主要体现 。
Fe2+ 可被强氧化剂（如 ）可将Fe2+氧化成Fe3+。
（2）Fe3 +的性质
①水溶液是 色
②与KSCN溶液 ，反应方程式
③与反应 现象： 反应方程式：
④只有 性，Fe3+可被还原剂（如 ）可将Fe3+还原成Fe2+。
⑤Fe3+有较强水解能力。
水解方程式为：
思考：①能用加热蒸发FeCl3溶液得获得FeCl3固体吗？Fe2(SO4)3呢？
②Fe3+与 、、能共存吗？
（3）Fe2+、Fe3+的检验
①检验Fe2+的方法：
（a）KSCN法：先滴加KSCN溶液，若溶液不显血红色，再滴加氯水，若溶液显血红色。说明原溶液中有Fe2+。
（b）碱液法：现象
②检验Fe3+的方法
（a）KSCN法： 现象
（b）碱液法： 现象
（c）苯酚法： 现象
试题枚举
【例1】在铁和铜的混合物中，加入不足量的稀硝酸，反应后剩余金属m1g；再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振荡后 ，剩余金属m2g，则m1和 m2之间的关系是（ ）
A．m1一定大于m2 B.m1 可能等于m2
C.m1一定等于m2 C.m1 可能大于m2
解析： m1g金属中的金属有两种情况（1）只有铜（2）铜、铁都有，加入稀硫酸后，若认为稀硫酸只和铁反应，则会选择B、C。其实加入稀硫酸后，原溶液中的NO3-和稀硫酸中的H+共存，相当于有稀硝酸，则铜、铁都可继续反应。
答案：A
【变式】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
A．硫酸 B．氯水 C．硝酸锌 D．氯化铜
答案：C
【例2】 一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250 ml 2 mol/L硝酸溶液中，反应完全后，生成1.12 L NO（标况），再向反应后的溶液中加入1mol/LNaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入的NaOH溶液体积最少是（ ）
A、450 ml B、500 ml C、400 ml D、不能确定
解析： 本题涉及到的反应较多，况且铁最终是以Fe (OH)3还是 Fe (OH)2形式沉淀，难以确定；硝酸是否过量也不能确定，看来计算很困难。但若从NaOH考虑，加入的NaOH恰好使铁元素沉淀，溶液为硝酸钠溶液。不难得出：
n(NaoH)=n(NO3-)=n(HNO3)-n(NO)= 0.25LΧ2 mol/L—0.5 mol=0.45mol
V(NaoH)=0.45L=450 ml
答案： A
【变式】 在由Fe、FeO、和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448mL气体（标准状况），此时溶液中无Fe3+离子，则下列判断正确的是（ ）
A．混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量浓度之比为1:1:3
B．反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl-离子的物质的量浓度之比为1:2
C．混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多
D．混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多
【例3】下列离子方程式书写正确的是（ ）
A．向溴化亚铁溶液中通入过量氯气：Fe2++2Br-+2Cl2==Fe3+ + Br2+ 4Cl－
B．三氯化铁溶液跟过量氨水反应 Fe3++3NH3 H2O == Fe(OH)3↓+3NH4+
C．硫化亚铁与盐酸反应 +2H+==H2S↑
D．过量铁粉与稀HNO3反应：Fe+4H＋+NO3－= Fe3＋+NO↑+2H2O
解析： Cl2与FeBr2溶液反应，由于还原性Fe2＋>Br－，Cl2应先氧化Fe2＋，待Fe2＋被氧化完全后再氧化Br－。当Cl2少量时，离子方程式为：Cl2 +2Fe2＋ ==2Fe3＋ +2 Cl－，当过量时：离子方程式为：3 Cl2 +2Fe2＋+4Br－== 2Fe3＋ +6Cl－+2Br2， 所以A错。铁与稀HNO3反应，当Fe少量时，离子方程式为： Fe+4H＋+NO3－== Fe3＋+NO↑+2H2O；当Fe过量时，离子方程式为： 3Fe+8H＋+2NO3－== 3Fe2＋+2NO↑+4H2O，所以D错。C项FeS为难溶物，不能拆开写成离子形式。。
答案： B
【变式】下列各组离子一定能大量共存的是
A．在含大量Fe3+的溶液中 NH4+、Na+、、SCN－
B．在强碱性溶液中 Na+、K+、、
C．在c(H+)=10－13mol·L－1的溶液中 NH4+、Al3+、 、
D．在pH=1的溶液中 K+、Fe2+、、
答案：B
【例4】在铁和氧化铁的混合物15g中加入150mL稀H2SO4放出氢气1.68L(标准状况)。当反应停止后，铁和氧化铁均无剩余，且溶液中无Fe3+存在。为了中和过量H2SO4，并 使Fe2+完全转化为Fe(OH)2沉淀，共耗用3 mol/L NaOH，溶液200mL。求：
①混合物中铁和氧化铁各多少克
②稀H2SO4的物质的量浓度为多少
解析：(1)解：设铁和氧化铁的物质的量分别为x和y，则
x×56g/mol+y×160 g/mol＝15g……………①
由得失电子守恒得，x×2＝y×2+1.68L/22.4L/mol×2……………②
解得：x＝0.25mol, y＝0.05mol.即m(Fe)＝0.25mol×56g/mol＝7g, m(Fe2O3)＝0.05mo l×160g/mol＝8g
(2)在铁和氧化铁的混合物中加入稀H2SO4反应停止后，溶液中的溶质主要是H2SO4 和FeSO4。
由电荷守恒知：硫酸中的硫酸根离子最后完全和钠离子结合在一起。
n(H2SO4)＝1/2×3 mol/L×0.2L＝0.3mol
c(H2SO4)＝0.3 mol/0.15L＝2 mol/L
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