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,第3讲 铁及其化合物,考点突破题型透析,学科素养技能提升,考点二 铁的两类重要化合物,离子检验的答题模板,考纲要求,第三章 金属及其化合物,考点三 “铁三角”转化及应用,备选素材,考 纲 要 求,1.了解铁及其重要化合物的主要性质及应用。 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 多角度探究铁的性质,知识梳理 思维深化,1铁的存在,知识梳理 思维深化,考点一 多角度探究铁的性质,2铁的性质 (1)物理性质 纯铁具有金属的共性，如具有_色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被_吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。,银白,磁铁,知识梳理 思维深化,考点一 多角度探究铁的性质,(2)化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为2价和3价。,知识梳理 思维深化,考点一 多角度探究铁的性质,用化学方程式或离子方程式表示下列变化。,考点一 多角度探究铁的性质,(1)在地壳中，铁的含量丰富，占第4位，在金属中仅次于铝； (2)铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2； (3)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； (4)铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。,知识梳理 思维深化,考点一 多角度探究铁的性质,知识梳理 思维深化,2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？ 提示：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。,考点一 多角度探究铁的性质,知识梳理 思维深化,1把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是( ) A反应后生成的盐只为Fe(NO3)3 B反应后生成的盐只为Fe(NO3)2 C反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为13 D反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为31,题组设计 思维建模,题组一 铁与硝酸反应的计算与判断,解析,答案,C,2在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到 的Fe2的物质的量(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。 Fe3 Fe2 Fe、Fe2 Fe2、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。,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2Fe3Fe=3Fe2，最后全部转化为Fe2。,解析,图显/隐,题组一 铁与硝酸反应的计算与判断,题组设计 思维建模,题组一 铁与硝酸反应的计算与判断,题组设计 思维建模,题组一 铁与硝酸反应的计算与判断,题组设计 思维建模,3某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验，装置如图甲、乙。 已知：B中放的是铁粉与石棉绒的混合物，C中放的是干燥剂，E为酒精喷灯，G为带有铁丝网罩的酒精灯。,题组二 铁与水蒸气反应的实验探究,题组设计 思维建模,对比两装置，回答下列问题： (1)如何检查乙装置的气密性_。 (2)乙装置中湿沙子的作用是_。 (3)B处发生反应的化学方程式为_。 (4)该同学认为欲在乙装置的尖嘴导管处点燃反应产生的气体，装置H必不可少，H的作用是_。 (5)对比甲、乙两装置的B和I，B的优点是_。,题组二 铁与水蒸气反应的实验探究,题组设计 思维建模,答案,题组设计 思维建模,题组二 铁与水蒸气反应的实验探究,题组二 铁与水蒸气反应的实验探究,高考真题 明确考向,1铁的氧化物,考点二 铁的两类重要化合物,知识梳理 思维深化,铁红,磁性氧化铁,黑色粉末,红棕色粉末,黑色晶体,2,3,2，3,2.铁的氢氧化物,考点二 铁的两类重要化合物,知识梳理 思维深化,白色固体,红褐色固体,考点二 铁的两类重要化合物,知识梳理 思维深化,白色沉淀,灰绿,红褐,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,(1)Fe3O4的组成可理解为FeOFe2O3，与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)反应时生成Fe2和Fe3；与氧化性酸(如HNO3)反应时生成 Fe3；与还原性酸(如HI)反应时生成Fe2。 (2)配制FeSO4溶液时加入稀硫酸防止Fe2的水解，加入铁粉防止Fe2被氧化。 (3)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3均可通过化合反应得到。,考点二 铁的两类重要化合物,知识梳理 思维深化,考点二 铁的两类重要化合物,按要求书写离子反应方程式 (1)FeO和稀HNO3反应 _ (2)Fe3O4和稀HNO3反应 _ (3)Fe2O3和HI反应 _ (4)Fe(OH)2和稀HNO3反应 _ (5)Fe(OH)3和HI反应 _,知识梳理 思维深化,考点二 铁的两类重要化合物,知识梳理 思维深化,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( ) AFe(OH)3 Fe2O3 BFe(OH)2 Fe2O3 CFe(OH)2 Fe(OH)3 DFe(OH)2 Fe3O4,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。,题组设计 思维建模,题组一 突破铁的化合物性质判断,解析,答案,B,2下列铁的化合物可以分别通过化合反应、置换反应、复分解反应生成的是( ) AFeCl2 BFe3O4 CFe(OH)3 DFe2(SO4)3,Fe3O4不能通过复分解反应生成；Fe(OH)3不能通过置换反应生成；Fe2(SO4)3不能通过置换反应和化合反应生成。,解析,题组一 突破铁的化合物性质判断,题组设计 思维建模,答案,A,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218，则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是( ) A121 B211 C131 D113,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)34，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11。,解析,题组二 有关铁的氧化物的定量计算,题组设计 思维建模,答案,D,4有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 molL1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2全部转变为Fe3，则该样品可能的化学式为( ) AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7,解析,题组二 有关铁的氧化物的定量计算,题组设计 思维建模,答案,D,5由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。 制备原理：Fe22OH=Fe(OH)2 成功关键：溶液中不含Fe3和O2等氧化性物质。 制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。 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)。,解析,图显/隐,题组三 Fe(OH)2制备实验探究,题组设计 思维建模,答案,因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。、原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；的原理为铁作阳极产生Fe2，与电解水产生的OH结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。,“四措施”防氧化 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气。 (2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部，再慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。 (4)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液，利用新产生的Fe2与OH反应制取。,题组三 Fe(OH)2制备实验探究,题组设计 思维建模,高考真题 明确考向,题组三 Fe(OH)2制备实验探究,高考真题 明确考向,题组三 Fe(OH)2制备实验探究,2(2014高考山东卷)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是( ) AFeO BFe2O3 CFeSO4 DFe3O4,Fe2O3与硝酸反应不产生NO，等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4中2价铁的物质的量最大的是FeO，失电子数最多，产生NO的物质的量最多。,解析,高考真题 明确考向,答案,A,题组三 Fe(OH)2制备实验探究,3(2012高考课标全国卷节选)铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。 (1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH的阴离子交换柱，使Cl和OH发生交换。交换完成后，流出溶液的OH用0.40 mol/L的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x的值：_(列出计算过程)。 (2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)n(Cl)12.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为_。在实验室中，FeCl2可用铁粉和_反应制备，FeCl3可用铁粉和_反应制备。,(1)n(Cl)0.025 0 L0.40 molL10.010 mol 054 g0.010 mol35.5 gmol10.185 g n(Fe)0.185 g/56 gmol10.003 3 mol n(Fe)n(Cl)0.003 30.01013，x3 (2)10% 盐酸 氯气,高考真题 明确考向,答案,题组三 Fe(OH)2制备实验探究,考点三 “铁三角”转化及应用,知识梳理 思维深化,(1)Fe和CuSO4溶液 _ (2)Zn和FeSO4溶液反应 _ (3)CO和Fe2O3高温下反应 _ (4)Al和Fe2O3高温下反应 _,知识梳理 思维深化,考点三 “铁三角”转化及应用,FeCu2=CuFe2,ZnFe2=FeZn2,(5)FeCl2溶液和Cl2反应 _ (6)FeCl2溶液和H2O2反应 _ (7)FeCl2溶液和O2反应 _ (8)FeCl3溶液和Cu反应 _,知识梳理 思维深化,考点三 “铁三角”转化及应用,2Fe2Cl2=2Fe32Cl,2Fe2H2O22H=2Fe32H2O,4Fe2O24H=4Fe32H2O,2Fe3Cu=2Fe2Cu2,(9)FeCl3溶液和H2S反应 _ (10)FeCl3溶液和KI反应 _ (11)FeCl2和稀HNO3反应 _,知识梳理 思维深化,考点三 “铁三角”转化及应用,2Fe3H2S=S2Fe22H,2Fe32I=2Fe2I2,知识梳理 思维深化,考点三 “铁三角”转化及应用,知识梳理 思维深化,考点三 “铁三角”转化及应用,考点三 “铁三角”转化及应用,知识梳理 思维深化,考点三 “铁三角”转化及应用,1怎样制备Fe(OH)3胶体？ 提示：向沸水加入饱和FeCl3溶液并煮沸至变为红褐色为止。 2怎样用FeCl3溶液制备无水FeCl3? 提示：在HCl气流中加热浓缩FeCl3溶液。 3如何除去酸性MgCl2溶液中的Fe2？ 提示：先加H2O2把Fe2氧化为Fe3，然后加入MgO(或Mg(OH)2或MgCO3)调节溶液的pH，使Fe3完全水解生成Fe(OH)3沉淀，然后过滤除去。,知识梳理 思维深化,4向FeSO4溶液中加入Na2O2固体，有什么现象？试写出反应的离子方程式。 提示：有气泡产生，有红褐色沉淀生成。4Fe24Na2O26H2O=4Fe(OH)38NaO2,考点三 “铁三角”转化及应用,知识梳理 思维深化,1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 B C D,题组设计 思维建模,解析,图显/隐,答案,C,题组一 Fe2、Fe3的检验,不反应，实验方案及现象均错；检验的是Cl，与Fe3的性质无关。,2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( ) 加入足量氯水 加入足量KMnO4溶液 加入少量NH4SCN溶液 A B C D,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。,解析,题组设计 思维建模,答案,C,题组一 Fe2、Fe3的检验,题组设计 思维建模,题组一 Fe2、Fe3的检验,题组设计 思维建模,题组一 Fe2、Fe3的检验,题组设计 思维建模,题组一 Fe2、Fe3的检验,题组设计 思维建模,题组一 Fe2、Fe3的检验,题组设计 思维建模,题组一 Fe2、Fe3的检验,3下列试剂中，不能使Fe2转化为Fe3的是( ) 氯气 NaCl溶液 KMnO4溶液 稀硝酸 盐酸 NaNO3溶液 A B C D,解析,题组二 Fe2和Fe3的相互转化,题组设计 思维建模,答案,D,4将铁粉、铜粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(容器不参与反应)，试判断下列情况溶液中存在的金属离子和金属单质。 (1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有_。 (2)若CuCl2有剩余，则容器中一定有_，可能有_。 (3)若FeCl3和CuCl2都有剩余，则容器中不可能有_，一定有_。 (4)若FeCl3有剩余，则容器中不可能有_。,本题涉及的反应有：Fe2FeCl3=3FeCl2，FeCuCl2=CuFeCl2，Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2。(1)中铁粉剩余，因铁粉能够与Fe3、Cu2反应，故容器中就不可能有Fe3、Cu2。(2)中CuCl2有剩余，则容器中一定有Fe2。若有铜粉剩余，则无Fe3；若无铜粉剩余，溶液中可能有Fe3。(3)中FeCl3和CuCl2都有剩余，容器中不可能有铁粉、铜粉，因二者都能与Fe3反应，但一定有Fe2。(4)中FeCl3有剩余，同理分析容器中不可能有铁粉、铜粉。,解析,题组设计 思维建模,答案,题组二 Fe2和Fe3的相互转化,(1)Fe3、Cu2 (2)Fe2 Fe3(或铜粉) (3)铁粉、铜粉 Fe2 (4)铁粉、铜粉,题组设计 思维建模,题组二 Fe2和Fe3的相互转化,题组设计 思维建模,5A、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，其水溶液是一种强酸，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如下图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。,由“B为黄绿色气体单质”知，B为Cl2；由D与G之间的相互转化关系知，A为变价金属单质，则A为Fe，D为FeCl3，G为FeCl2；由“DF血红色溶液”知，F为KSCN；由“E与X的相互转化关系及E为黑色固体化合物、X的水溶液是一种强酸”知，E为Fe3O4，X为HCl，H为H2O；由“C为无色气体单质及ACE”知，C为O2。,题组三 含铁化合物的框图推断,解析,图显/隐,题组设计 思维建模,请回答下列问题： (1)写出下列物质的化学式：A_、D_、 E_、X_。 (2)在反应中，不属于氧化还原反应的是_(填编号)。 (3)反应的离子方程式是_； (4)反应的化学方程式是_； 该反应中每消耗0.3 mol的A，可转移电子_mol。,解析,题组三 含铁化合物的框图推断,题组设计 思维建模,(5)D的溶液与小苏打溶液反应的离子方程式是 _ _。 (6)除去D溶液中混有的少量G的方法是 _ _。 (7)在D溶液中制备无水D固体的方法是 _ _。,题组三 含铁化合物的框图推断,答案,1正误判断，正确的打“”，错误的打“”。 (1)(2014安徽高考，8A)在Fe2(SO4)3溶液中，K、Fe2、C6H5OH、Br可以大量共存( ) (2)(2014安徽高考，8D)1 L 0.1 molL1的Fe2(SO4)3溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g Fe( ) (3)(2014四川高考，4B)检验Fe(NO3)2晶体是否已被氧化，可以将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红( ) (4)(2012浙江高考，8C)在“硫酸亚铁铵的制备”实验中，为了得到硫酸亚铁铵晶体，应小火加热蒸发皿，直到有大量晶体析出时停止加热( ),高考真题 明确考向,题组三 含铁化合物的框图推断,高考真题 明确考向,题组三 含铁化合物的框图推断,2(2014高考浙江卷，26)某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成了如下实验： 另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40 g固体1。 请回答如下问题：,高考真题 明确考向,题组三 含铁化合物的框图推断,(1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图_，写出气体甲的电子式_。 (2)X的化学式是_，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为_。 (3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是_(用化学反应方程式表示)。 (4)一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式_，并设计实验方案验证该反应的产物_。,(1)分析框图，“逆推法”得，白色沉淀2为Fe(OH)2，溶液3为FeCl2，固体2为FeO；由无机矿物盐X与盐酸反应以及X受热分解均可得气体甲，再结合溶液1到白色沉淀1又到溶液2的转化关系可知：甲为CO2，故白色沉淀1为CaCO3，所以固体1是FeO和CaO的混合物，X应是CaCO3和FeCO3组成的矿物盐。 综合分析，矿物盐中元素应为Ca、Fe、C、O四种。,题组三 含铁化合物的框图推断,高考真题 明确考向,解析,题组三 含铁化合物的框图推断,高考真题 明确考向,答案,【典例】 FeCl3溶液吸收一定量的SO2后溶液颜色发生变化。 (1)写出发生反应的离子方程式：_。 (2)对还不能确定的存在情况提出合理的假设。 假设1：只存在Fe3； 假设2：只存在_； 假设3：。,离子检验的答题模板,(3)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。 限选实验试剂：3 molL1 H2SO4、1 molL1NaOH溶液、0.01 molL1 KMnO4溶液、3%H2O2溶液、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液、品红溶液。,离子检验的答题模板,Fe3能与SO2发生氧化还原反应，因此亚硫酸与Fe3不能共存，所以很容易提出假设，要么只有一种粒子，要么两种粒子全无。,解析,离子检验的答题模板,(1)2Fe3SO22H2O=2Fe24HSO (2)H2SO3 既不存在Fe3，也不存在H2SO3 (3),答案,离子检验的答题模板,取少许滤(溶)液，滴入少量溶液(试剂)，若(现象)，说明含有。 说明：解答此类题目要注意4个得分点：取样选择试剂描述现象得出结论。 (1)取样：要取“少许”试样。 (2)选择试剂：选择合理的试剂，确保有明显的现象发生。如本题中的“稀盐酸”等。 (3)描述现象：规范准确描述实验现象。 (4)得出结论：根据现象得出结论。,答题模板,
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