优化方案(教师用书)2016届高考化学一轮复习第三章第三讲铁及其重要化合物

第三讲 铁及其重要化合物
[考纲展示]
1．了解铁及其重要化合物的主要性质及应用。

2.以Fe 2＋、Fe 3＋
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Fe 2＋、Fe 3＋。

考 点 一 铁的单质、氧化物及氢氧化物[学生用书P 56]
一、铁的存在形式
二、铁的物理性质
铁具有导电、导热和延展性，具有能被磁体吸引的特征。

三、铁的化学性质
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。

1．与非金属单质的反应 (1)与O 2的反应
常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe 2O 3。

点燃：3Fe ＋2O 2=====点燃
Fe 3O 4。

(2)与Cl 2的反应：2Fe ＋3Cl 2=====点燃
2FeCl 3。

(3)与S 的反应：Fe ＋S=====△
FeS 。

2．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：3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2。

3．与酸的反应
(1)与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

(2)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。

4．与某些盐溶液的反应
(1)与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。

(2)与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

(1)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；
(2)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；
(4)Fe3O4的组成可理解为FeO·Fe2O3，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＋。

(2015·高考北京卷)在通风橱中进行下列实验：
下列说法不正确的是( )
A ．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO ＋O 2===2NO 2
B ．Ⅱ中的现象说明Fe 表面形成致密的氧化层，阻止Fe 进一步反应
C ．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO 3的氧化性强于浓HNO 3
D ．针对Ⅲ中现象，在Fe 、Cu 之间连接电流计，可判断Fe 是否被氧化
[解析] A ．铁放入稀HNO 3中发生反应Fe ＋4HNO 3===Fe(NO 3)3＋NO↑＋2H 2O ，NO 逸出，遇到O 2生成NO 2，气体由无色变为红棕色。

B.铁放入浓HNO 3中，在常温下会钝化，即在Fe 表面形成致密的氧化层，阻止Fe 进一步反应。

C.浓HNO 3的氧化性强于稀HNO 3。

D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向(与电流方向相反)，可判断铁是否被氧化。

若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。

[答案]
C
[思维建模]—数轴法分析铁与稀HNO 3反应的产物
一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的相对量分析讨论判断，根据反应方程式： HNO 3过量：Fe ＋4HNO 3===Fe(NO 3)3＋NO↑＋2H 2O ； Fe 过量：Fe ＋2Fe(NO 3)3===3Fe(NO 3)2；
两者相加得总方程式：3Fe ＋8HNO 3===3Fe(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ，可以用数轴表示：
解题时需注意量的范围： 即：①
n （Fe ）n （HNO 3）≤14，产物仅有Fe(NO 3)3，HNO 3可能有剩余；②n
（Fe ）n （HNO 3）≥3
8
，产物仅
有Fe(NO 3)2，Fe 可能有剩余；③14＜n （Fe ）n （HNO 3）＜3
8，产物为Fe(NO 3)3和Fe(NO 3)2，Fe 和HNO 3
都反应完全。

1.(2015·金考卷选粹)把2
2.4 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 NO 2和0.2 mol NO ，下列说法正确的是( )
A ．反应后生成的盐只为Fe(NO 3)3
B ．反应后生成的盐只为Fe(NO 3)2
C ．反应后生成的盐为Fe(NO 3)3和Fe(NO 3)2，其物质的量之比为1∶3
D ．反应后生成的盐为Fe(NO 3)3和Fe(NO 3)2，其物质的量之比为3∶1
解析：由于铁的物质的量为22.4 g
56 g ·mol ＝0.4
mol ，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 mol(此时只产生Fe 2＋
)和1.2 mol(此时只产生Fe 3＋
)之间，又产生0.3 mol NO 2和0.2 mol NO ，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5
－2)＝0.9 mol ，所以对应的产物既有Fe(NO 3)3又有Fe(NO 3)2。

设前者的物质的量为x ，后者的物质的量为y ，则由铁原子守恒可得x ＋y ＝0.4 mol ，由得失电子守恒得3x ＋2y ＝0.9 mol ，
解得x ＝0.1 mol ，y ＝0.3 mol 。

题组一 铁及其化合物的性质
1．(教材改编)判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)Fe 与Cl 2、Br 2、I 2反应均生成＋3价的Fe 。

( )
(2)Fe 与Cl 2在点燃条件下反应，Cl 2过量时生成FeCl 3，Fe 过量时生成FeCl 2。

( ) (3)Fe 与稀HNO 3反应，无论生成Fe(NO 3)3，还是Fe(NO 3)2，还是二者混合物，被还原的HNO 3总是占参与反应HNO 3的1
4。

( )
(4)1 mol Cl 2和Fe 反应生成FeCl 3转移电子数为3N A 。

( )
解析：Fe 与I 2反应只能生成FeI 2，(1)错；Fe 与Cl 2反应只能生成FeCl 3，Fe 过量也不能生成FeCl 2，(2)错；由方程式可知被还原的HNO 3总是占反应的HNO 3的1
4，(3)对；1 mol Cl 2
与足量铁反应也只能得2 mol 电子，这是Cl 2的量决定的，故(4)错。

答案：(1)× (2)× (3)√ (4)×
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( ) A ．FeCl 2 B ．Fe 3O 4 C ．Fe(OH)3 D ．Fe 2(SO 4)3
解析：选A 。

Fe 3O 4不能通过复分解反应生成；Fe(OH)3不能通过置换反应生成；Fe 2(SO 4)3
不能通过置换反应和化合反应生成。

题组二 铁及其化合物的定量计算
3．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L －1
盐酸恰好将之完全溶解，所
得溶液还能吸收0.025 mol Cl 2，恰好使其中的Fe 2＋全部转变为Fe 3＋
，则该样品可能的化学式为( )
A ．Fe 2O 3
B ．Fe 3O 4
C ．Fe 4O 5
D ．Fe 5O 7 解析：选D 。

设样品中＋2价的Fe 为x ，则 x ＝0.025 mol×2＝0.05 mol 所以＋3价的Fe 为：
0.14 L ×5.0 mol ·L －1
－0.05 mol×2
3
＝0.2 mol
即n （Fe 3＋）n （Fe 2＋）＝0.20.05＝41
，D 项正确。

4．(2015·河南高三第二次调研)向21.6 g 铁粉和铜粉的混合物中加入1 L 1 mol/L HNO 3，
充分反应，放出NO 气体且金属没有剩余。

则反应后溶液中c (NO －
3)为(忽略溶液体积的变化)( )
A ．0.45 mol/L
B ．0.6 mol/L
C ．0.75 mol/L
D ．0.9 mol/L
解析：选C 。

本题用极端假设法：①假设金属全部为铁，且反应后生成Fe 2＋
，则溶液中
含有NO －3的物质的量浓度为：c (NO －
3)＝1 L ×1 mol/L －21.656 g/mol ×
2
31 L ＝0.743 mol/L ；②假设
金属全部为铜，反应后生成Cu 2＋
，则溶液中含有NO －
3的物质的量浓度为c (NO －
3)＝1 L ×1 mol/L －21.6 g 64 g/mol ×
2
31 L ＝0.775 mol/L 。

故实际c (NO －
3)应在0.743 mol/L 和0.775 mol/L
之间。

题组三 Fe(OH)2的制备实验探究
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。

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：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应：4Fe(OH)2
＋O 2＋2H 2O===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。

①、②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；③的原理为铁作阳极产生Fe 2＋
，与电解
NaCl 溶液产生的OH －
结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④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。

答案：①②③⑤
成功制备Fe(OH)2的关键
(1)溶液中不含Fe 3＋
和O 2等氧化性物质，如在配置溶液时，可把蒸馏水加热煮沸，除去溶解在水中的氧气。

(2)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，如可在溶液表面加植物油或苯以隔绝氧气，滴加液体时，可将胶头滴管伸入到液面以下防止氧气进入，也可用铁粉和硫酸反应产生的氢气排净装置中的空气。

考 点 二 铁盐、亚铁盐的化学性质[学生用书P 58]
一、Fe 2＋
的氧化性和还原性 Fe 2＋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Fe 2＋
的氧化还原反
应中其主要表现还原性，如Fe 2＋遇Br 2、Cl 2、H 2O 2、NO －3(H ＋
)等均表现还原性。

二、Fe 3＋
的氧化性 Fe 3＋
处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如它能氧化Fe 、Cu 、HI 、H 2S 等。

三、Fe 2＋与Fe 3＋
的相互转化 用离子方程式实现下列转化：
Fe 2＋
①Cl 2、②NO －
3（H ＋
）、③H 2O 2（H ＋
）④Fe、⑤Cu
Fe 3＋
①2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －
；
②3Fe 2＋＋4H ＋＋NO －3===3Fe 3＋
＋2H 2O ＋NO↑；
③2Fe 2＋＋H 2O 2＋2H ＋===2Fe 3＋
＋2H 2O ；
④2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋
；
⑤Cu ＋2Fe 3＋===Cu 2＋＋2Fe 2＋。

四、检验Fe 2＋、Fe 3＋
的常用方法 1．溶液颜色
含有Fe 2＋的溶液显浅绿色；含有Fe 3＋
的溶液显黄色。

2．用KSCN 溶液和氯水
涉及的反应： Fe 3＋＋3SCN －Fe(SCN)3(红色) 2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl － 3．用NaOH 溶液
涉及的反应： Fe 3＋＋3OH －
===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) Fe 2＋＋2OH －
===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3
(1)Fe 3＋
具有较强的还原性，Fe 3＋
水解能力强，实际上pH>3.7时，Fe 3＋
几乎完全水解生
成Fe(OH)3沉淀。

欲除去某溶液中含有的Fe 2＋
杂质时，一般先向溶液中加入氧化剂(如H 2O 2)，
使Fe 2＋被氧化为Fe 3＋，然后加碱或盐调节pH ，使Fe 3＋
转化为Fe(OH)3沉淀除去。

如除去MgCl 2中的少量FeCl 3的方法是向溶液中加入Mg[或MgO 、Mg(OH)2、MgCO 3]再过滤。

(2)Fe3＋既具有较强的氧化性又易水解，当遇到还原性离子(如I－、S2－、SO2－3)时，优先考虑氧化还原反应。

(3)Fe2＋主要表现为还原性，Fe2＋与NO－3在碱性条件下可共存，在酸性条件下不共存。

(4)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。

(5)配制Fe2(SO4)3溶液，应将Fe2(SO4)3固体溶于H2SO4，再加水稀释到指定浓度。

(2015·四川成都高三模拟)某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是( )
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
[解析] 加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性，若有Fe3＋，则产生的氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不可能存在，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。

[答案] D
[思维建模]—Fe3＋、Fe2＋的离子共存问题
(1)Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO－3、AlO－2、CO2－3等因水解相互促进，在溶液中不能大量共存。

(2)Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO2－3，Fe2＋与NO－3(H＋)、ClO－、MnO－4(H＋)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。

(3)Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存。

2.在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：
Ⅰ.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；
Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。

已知：K sp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38
回答下列问题：
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为________________________________________________________________________ __________________________；
(2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是________________，分离得到固体的主要成分是________________，从固体中分离出铜需采用的方法是________________；
(3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；
(4)过程Ⅱ中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为
________________________________。

(列式计算)
解析：(2)加入铁屑可置换出铜，铁过量，固体为铁与铜的混合物，要分离出铜应加入盐酸后过滤；(3)过程Ⅱ 中亚铁离子生成Fe(OH)2，鼓入空气使Fe(OH)2转化成Fe(OH)3；
(4)由K sp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，知c(OH－)＝K w/c(H＋)，可求得c(Fe3＋)。

答案：(1)2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋
(2)回收铜 Cu 和Fe 加盐酸反应后过滤
(3)FeCl 2＋Ca(OH)2===Fe(OH)2↓＋CaCl 2、4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3 (4)c (Fe 3＋
)＝4.0×10－38
（10－9）
3 mol ·L －1＝4.0×10
－11 mol ·L －1
题组一 Fe 2＋
与Fe 3＋
的转化与共存
1．下列试剂中，不能使Fe 2＋转化为Fe 3＋
的是( )
①氯气 ②NaCl 溶液 ③KMnO 4溶液 ④稀硝酸 ⑤盐酸 ⑥NaNO 3溶液
A ．①②③
B ．①③④
C ．②④⑤
D ．②⑤⑥
解析：选D 。

要实现Fe 2＋转化为Fe 3＋
，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．常温下，往H 2O 2溶液中滴加少量FeSO 4溶液，可发生如下两个反应：2Fe 2＋
＋H 2O 2＋2H ＋===2Fe 3＋＋2H 2O ；2Fe 3＋＋H 2O 2===2Fe 2＋＋O 2↑＋2H ＋
，下列说法不正确的是( )
A ．H 2O 2的氧化性比Fe 3＋强，其还原性比Fe 2＋
强 B ．在H 2O 2分解过程中，溶液的pH 逐渐下降
C ．在H 2O 2分解过程中，Fe 2＋和Fe 3＋
的总量保持不变
D ．H 2O 2生产过程要严格避免混入Fe 2＋
解析：选B 。

在第一个方程式中，H 2O 2是氧化剂，Fe 3＋
是氧化产物；在第二个方程式中，H 2O 2是还原剂，Fe 2＋
是还原产物，故A 项说法正确。

将两方程式相加得2H 2O 2=====Fe
2＋
2H 2O ＋O 2↑，
Fe 2＋
是H 2O 2分解的催化剂，故C 、D 说法正确。

由于H 2O 2分解时产生水，FeSO 4的浓度下降，故pH 增大，B 项说法错误。

题组二 Fe 2＋、Fe 3＋
的检验
3．要证明某溶液中不含Fe 3＋而可能含有Fe 2＋
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KMnO 4溶液 ③加入少量NH 4SCN 溶液 A ．①③ B ．③② C ．③① D ．①②③
解析：选C 。

在该溶液中先加入少量NH 4SCN 溶液，溶液不变红色，无Fe 3＋
存在，再加入
氯水，将Fe 2＋氧化成Fe 3＋
，溶液变为红色。

KMnO 4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用KMnO 4溶液。

4．下列离子的检验方法合理的是 ( )
A ．向某溶液中滴入KSCN 溶液呈红色，说明不含Fe 2＋
B ．向某溶液中通入Cl 2，然后再加入KSCN 溶液变红色，说明原溶液中含有Fe 2＋
C ．向某溶液中加入NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe 3＋
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Fe 2＋，不含有Mg 2＋
解析：选C 。

A 项中只能说明含有Fe 3＋，不合理；B 项原溶液中可能只有Fe 3＋而没有Fe 2
＋
；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。

(1)检验Fe 2＋
时不能先加氯水后加KSCN 溶液；当溶液浓度较稀时，利用观察法或加NaOH
溶液的方法都不宜检验Fe 2＋和Fe 3＋
的存在。

(2)检验Fe 2＋和Fe 3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe 2＋和Fe 3＋，检验Fe 2＋
时要选择酸
性高锰酸钾溶液，检验Fe 3＋
时最好选择KSCN 溶液。

具体方法如下：
①Fe 3＋
的检验
混合溶液
――→滴加KSCN 溶液溶液变红色，说明含有Fe 3＋
②Fe 2＋
的检验
混合溶液――→滴加酸性KMnO 4溶液
KMnO 4溶液紫红色褪去，说明含有Fe 2＋
考 点 三 铁及其重要化合物的综合运用[学生用书P 59]
一、“铁三角”的转化关系
书写下列反应的离子方程式或化学方程式： (1)Fe 和CuSO 4溶液：
Fe ＋Cu 2＋===Cu ＋Fe 2＋。

(2)Zn 和FeSO 4溶液反应：
Zn ＋Fe 2＋===Fe ＋Zn 2＋。

(3)CO 和Fe 2O 3高温下反应： 3CO ＋Fe 2O 3=====高温
2Fe ＋3CO 2。

(4)Al 和Fe 2O 3高温下反应： 2Al ＋Fe 2O 3=====高温
Al 2O 3＋2Fe 。

(5)FeCl 2溶液和Cl 2反应： 2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －。

(6)FeCl 2溶液和H 2O 2反应： 2Fe 2＋＋H 2O 2＋2H ＋===2Fe 3＋
＋2H 2O 。

(7)FeCl 2溶液和O 2反应： 4Fe 2＋＋O 2＋4H ＋===4Fe 3＋
＋2H 2O 。

(8)FeCl 3溶液和Cu 反应： 2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋。

(9)FeCl 3溶液和H 2S 反应： 2Fe 3＋＋H 2S===S ↓＋2Fe 2＋＋2H ＋。

(10)FeCl 3溶液和KI 反应： 2Fe 3＋＋2I －===2Fe 2＋
＋I 2。

(11)FeCl 2和稀HNO 3反应： 3Fe 2＋＋4H ＋＋NO －3===3Fe 3＋
＋NO↑＋2H 2O 。

二、“铁三角”的重要应用 1．判断离子共存 Fe 2＋
不共存
NO －3(H ＋)、ClO －、MnO －4(H ＋
)； Fe
3＋
不共存
S 2－、I －、SO 2－
3；
Fe 2＋、Fe 3＋不共存
HCO －3、CO 2－3等水解相互促进的离子。

2．除杂
3.盐溶液的配制与保存
4．物质制备
由于Fe 3＋易水解，实际上在pH ＞3.7时就几乎完全水解为Fe(OH)3了，因此无论Fe 3＋
溶液的配制还是从FeCl 3溶液中制得无水FeCl 3，都需要考虑抑制水解的措施，在此类问题的
考查中，一般以实验题为主，主要是配制Fe 3＋溶液的操作措施，或是从FeCl 3溶液获得无水
FeCl 3的操作之类的文字表述题。

在涉及N A 的说法辨析中，有时也会出现Fe 3＋水解的情况，
此外，Fe(OH)3胶体的制备方法也是利用了FeCl 3的水解性质，要熟练掌握。

(2015·金考卷选粹)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)。

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①～⑦中，不属于氧化还原反应的是________(填编号)。

(3)反应④的离子方程式是________________________________________________________________________；
(4)反应⑦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 。

(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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

[解析] 由“B 为黄绿色气体单质”知，B 为Cl 2；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FeCl 3，G 为FeCl 2；由“D＋F ―→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Fe 3O 4，X 为HCl ，H 为H 2O ；由“C 为无色气体单质及A ＋C ―→E”知，C 为O 2。

(3)反应④的离子方程式为2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋。

(4)反应⑦的化学方程式为3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2，由化合价的变化值知，当3 mol
的Fe 反应时可转移电子8 mol 。

(5)D 溶液与小苏打溶液反应的离子方程式为Fe 3＋＋3HCO －3===Fe(OH)3↓＋3CO 2↑。

(6)除去FeCl 3溶液中混有的少量FeCl 2的方法：向混合液中通入足量的氯气(或加入足量的H 2O 2)。

(7)在FeCl 3溶液中制备无水FeCl 3固体的方法：在HCl 气流中加热蒸干FeCl 3溶液。

[答案] (1)Fe FeCl 3 Fe 3O 4 HCl (2)③⑥
(3)2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋
(4)3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2 0.8
(5)Fe 3＋＋3HCO －
3===Fe(OH)3↓＋3CO 2↑
(6)向混合液中通入足量的氯气(或加入足量的H 2O 2)
(7)在HCl 气流中加热蒸干FeCl 3溶液 [思维建模]—Fe 2＋、Fe 3＋相互转化中的两个关系
(1)Fe 2＋与强氧化剂(O 2、Cl 2、Br 2、H 2O 2、Na 2O 2、KMnO 4、浓硫酸、HNO 3、NO 2、K 2Cr 2O 7等)
反应时，被氧化为Fe 3＋。

如2Fe 2＋＋H 2O 2＋2H ＋===2Fe 3＋＋2H 2O 、6Fe 2＋＋Cr 2O 2－7＋14H ＋===2Cr
3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O 。

(2)Fe 3＋与Fe 、Cu 、S 2－(H 2S)、I －(HI)等还原剂反应时生成Fe 2＋。

如2Fe 3＋＋H 2S===2Fe
2＋＋S↓＋2H ＋、2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋、2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋(三价铁盐腐蚀印刷电路板)。

注意：氧化性：Ag ＋>Fe 3＋>Cu 2＋>Fe 2＋，还原性：S 2－＞I －＞Fe 2＋＞Br －＞Cl －。

3.几种常见物质的转化关系如下：将D 饱和溶液滴入沸水中可得到以F 为
分散质的红褐色胶体G 。

(1)下列说法正确的是________。

①G 中分散质粒子的直径范围为1～100 nm
②用光束照射可鉴别G 液体和D 溶液
③向G 液体中加入BaCl 2溶液无沉淀产生
④将G 液体通电时阴极附近颜色加深
⑤向G 液体中加NaHCO 3会有气泡产生
(2)C 的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)将SO 2通入D 溶液中，溶液颜色呈浅绿色，其离子方程式为________________________________________________________________________。

(4)写出鉴定E 中阳离子的实验方法和现象：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(5)在C 溶液中加入与C 等物质的量的Na 2O 2，恰好使C 转化为F ，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

解析：由题意“将D 饱和溶液滴入沸水中可得到以F 为分散质的红褐色胶体G”可知D 为铁盐，F 为氢氧化铁，G 为氢氧化铁胶体；则A 为铁，B 为硫化亚铁，C 为硫酸亚铁，D 为
硫酸铁，E 为硫酸铵。

(1)G 液体中还含有SO 2－4，故③错误；制备氢氧化铁胶体是利用三价铁
离子的水解，生成了氢离子，H ＋与HCO －3反应生成CO 2气体，故⑤正确。

然后运用所学的胶体、
氧化还原反应、铵盐的鉴别等知识进行解答。

答案：(1)①②④⑤
(2)2Fe 2＋＋H 2O 2＋2H ＋===2Fe 3＋＋2H 2O
(3)2Fe 3＋＋SO 2＋2H 2O===2Fe 2＋＋SO 2－4＋4H ＋
(4)取少量E 于试管中，用胶头滴管滴入NaOH 溶液，加热试管，可观察到试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝(或其他合理答案)
(5)4Fe 2＋＋4Na 2O 2＋6H 2O===4Fe(OH)3↓＋O 2↑＋8Na ＋
1．(教材改编)下列离子方程式中，正确的是( )
A ．铁与稀硫酸反应：2Fe ＋6H ＋===2Fe 3＋＋3H 2↑
B ．氯化铁溶液与铜反应：Fe 3＋＋Cu===Fe 2＋＋Cu 2＋
C ．足量Cl 2与溴化亚铁反应：2FeBr 2＋3Cl 2===2FeCl 3＋2Br 2
D ．氯化铁溶液中滴加氨水：Fe 3＋＋3NH 3·H 2O===Fe(OH)3↓＋3NH ＋4
解析：选D 。

铁与稀硫酸反应只生成Fe 2＋，A 错；FeCl 3与Cu 反应应为2Fe 3＋＋Cu===2Fe
2＋＋Cu 2＋，B 项未配平，错误；C 项反应未写成离子方程式，应为2Fe 2＋＋4Br －＋3Cl 2===2Fe 3＋＋2Br 2＋6Cl －，故错误。

D 正确。

2．实验室利用印刷电路的废腐蚀液(含有大量CuCl 2、FeCl 2和FeCl 3)回收Cu ，主要流
程如下：
(1)操作1的名称是________，需要用到的玻璃仪器有____________________。

(2)加入过量铁粉发生的离子反应有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)获得的铜粉中含有杂质，除杂所需的试剂是________(填化学式)。

(4)实验室利用如图所示装置制取一定量的FeCl3。

各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A→________→________→________→D。

装置C的作用是________________，写出装置D中反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)操作1的名称是过滤，需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。

(2)加入过量铁粉，Fe与Fe3＋、Cu2＋发生反应。

(3)获得的铜粉中含有Fe，可以加入稀盐酸或稀硫酸除去Fe。

(4)制取的氯气中含有HCl、H2O，先通过E除去HCl，再通过C除去H2O，后通过B 与Fe反应，D的作用是除去过量的氯气。

答案：(1)过滤漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
(3)稀HCl或稀H2SO4
(4)E C B 干燥Cl2，防止FeCl3水解
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
1．牢记1个转化关系：铁三角(Fe、Fe2＋、Fe3＋)之间的转化。

2．熟记2个特殊现象：①Fe(OH)2―→Fe(OH)3是白色→灰绿色→红褐色；②Fe3＋遇SCN －，溶液变红色。

3．记住4种颜色：Fe2＋——浅绿色，Fe3＋——棕黄色，Fe2O3——红棕色，Fe(OH)3——红褐色。

4．掌握8个化学反应方程式
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，2Fe2
＋＋Cl
2===2Fe 3＋＋2Cl－，Fe
x O y＋y CO=====
高温
x Fe＋y CO2，3Fe x O y＋2y Al=====
高温
y Al2O3＋3x Fe，3Fe＋
8H＋＋2NO－3===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O，3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。

,[学生用书P61])
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)FeCl 3溶液可用于铜质印刷线路板制作，是因为FeCl 3
能从含Cu 2＋的溶液中置换出铜。

( )
(2)(2013·高考大纲全国卷)磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe 2＋＋4H ＋＋NO －3===3Fe 3＋＋NO↑
＋3H 2O 。

( )
(3)(2013·高考广东卷)因为Fe 3＋具有氧化性，所以可以用KSCN 溶液鉴别Fe 3＋。

(4)(2013·高考广东卷)将水蒸气通过灼热的铁粉，粉末变红，说明铁在高温下与水发生反应。

( )
(5)(2012·高考广东卷)因为Fe 3＋有氧化性，所以FeCl 3溶液可用于回收废旧电路板中
的铜。

( )
(6)(2012·高考浙江卷)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。

( )
(7)(2012·高考天津卷)Fe 在足量Cl 2中燃烧生成FeCl 2和FeCl 3。

( )
(8)(2012·高考重庆卷)Fe 与S 混合加热生成FeS 2。

( )
(9)(2012·高考江苏卷)Fe 2O 3――→HCl （aq ）FeCl 3(aq)――→△无水FeCl 3。

( )
(10)(高考安徽卷)过量的Fe 粉中加入稀HNO 3，充分反应后，滴入KSCN 溶液，溶液呈红
色，说明稀HNO 3将Fe 氧化为Fe 3＋。

( )
(11)(高考重庆卷)Fe 分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同。

( )
(12)(高考广东卷)试管中溶液颜色变为红色。

( )
解析：(1)FeCl 3溶液用于铜质印刷线路板制作的原理是溶解铜单质：2Fe 3＋＋Cu===2Fe
2＋＋Cu 2＋。

(2)磁性氧化铁为Fe 3O 4，其中铁元素的化合价并不都是＋2价，且氧化物不能拆开：3Fe 3O 4＋28H ＋＋NO －3===9Fe 3＋＋NO↑＋14H 2O 。

(3)用KSCN 溶液鉴别Fe 3＋并不是因为Fe 3＋具有氧化性，而是因为Fe 3＋与SCN －络合显示
特征颜色红色。

(4)水蒸气通过灼热的铁粉，粉末变黑色，本题现象错误。

(5)原理为2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋。

(6)硫酸亚铁铵是通过降温结晶的方法来制备的，其制备过程是先制成高温饱和溶液，然后冷却，而不是用蒸发结晶的方法来获得的。

(7)Fe 在Cl 2中燃烧只生成FeCl 3。

(8)Fe 与S 混合加热生成FeS 。

(10)因为铁粉过量，所以总的反应方程式为3Fe ＋8HNO 3(稀)===3Fe(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ，所以滴入KSCN 溶液不呈红色。

(11)Fe 与Cl 2反应生成FeCl 3，Fe 与稀盐酸反应生成FeCl 2。

答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)× (9)× (10)×
(11)× (12)√
2．(2014·高考北京卷)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( )
A ．K
B ．Na
C ．Fe
D ．Al
解析：选D 。

金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D 正确。

K 、Na 、Fe 表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A 、B 、C 错误。

3．(2012·高考海南卷)下列叙述错误的是( )
A ．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B ．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C ．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D ．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
解析：选C 。

生铁中含有能导电的碳，两者可以作为原电池的两极，加快铁的腐蚀，A 对；铁和锡作为原电池的两极，当其腐蚀时，铁会被腐蚀，B 对；电镀铜时，镀层金属做阳极，镀件做阴极，C 错；锌铁形成原电池，锌被腐蚀，D 对。

4．(2014·高考福建卷节选)用废铁皮制取铁红(Fe 2O 3)的部分流程示意图如下：
(1)步骤Ⅰ若温度过高，将导致硝酸分解。

硝酸分解的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)步骤Ⅱ中发生反应：4Fe(NO 3)2＋O 2＋(2n ＋4)H 2O===2Fe 2O 3·n H 2O ＋8HNO 3，反应产生的HNO 3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO 3)2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(3)上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(任写一项)。

解析：(1)硝酸分解生成NO 2、H 2O 和O 2。

(2)根据图示可知Fe 和HNO 3反应生成Fe(NO 3)2和NH 4NO 3，结合电子守恒可写出化学方程式。

(3)因为HNO 3的还原产物主要是NH 4NO 3，1 mol HNO 3作氧化剂转移8 mol 电子，故产生的氮氧化物较少，节约原料。

答案：(1)4HNO 3=====△4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O (2)4Fe ＋10HNO 3===4Fe(NO 3)2＋NH 4NO 3＋3H 2O
(3)氮氧化物排放少(或其他合理答案)
一、选择题
1．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A ．Fe 3O 4为红棕色晶体
B ．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe 2O 3和H 2
C ．除去FeCl 3溶液中的FeCl 2杂质可以向溶液中通入氯气
D ．Fe 3＋与KSCN 试剂产生红色沉淀
解析：选C。

Fe3O4是黑色晶体，A错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，B错误；除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入氯气，发生的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，C正确；Fe3＋与KSCN作用溶液呈红色，但不是沉淀，D错误。

2．(原创题)下列关于铁的叙述正确的是( )
①铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀②在人体内的血红蛋白中含有铁元素③铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3 A．①③B．②④
C．②⑤D．④⑥
解析：选B。

当铁中含有杂质时，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，而纯铁的抗腐蚀能力较强；铁位于元素周期表的第Ⅷ族，而不是第ⅧB族；铁与强氧化剂反应，能被氧化为Fe3＋，但若铁过量，则Fe3＋被Fe还原为Fe2＋，所以，Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分别通过化合反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3制得。

故选项B正确。

3．在FeCl3和CuCl2的混合液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子是( )
A．Fe2＋B．Fe3＋和Fe2＋
C．Cu2＋和Fe2＋D．Cu2＋
解析：选A。

因为铁粉过量，所以溶液中无Fe3＋和Cu2＋，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。

4．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．④B．③
C．③④D．①②③④⑤
解析：选C。

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。

5．(2015·广东佛山高三模拟)下列说法正确的是( )
A．Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3
B．Fe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液显红色
C．FeCl2溶液蒸干灼烧后得到FeCl2固体
D．将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体
解析：选B。

高温下铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故A错误。

Fe3O4溶于盐酸生成Fe3＋和Fe2＋，Fe3＋与KSCN反应得到红色溶液，故B正确。

蒸干FeCl2溶液时发生水解，生成Fe(OH)2和易挥发的HCl，由于 Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3，所以灼烧后会得到Fe2O3，故C错误。

将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中，得到Fe(OH)3沉淀而不是胶体，故D错误。

6．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( )
A ．Fe ＋4H ＋＋NO －3===Fe 3＋
＋NO↑＋2H 2O
B ．Fe 3O 4＋8H ＋===Fe 2＋＋2Fe 3＋＋4H 2O
C ．Fe(OH)3＋3H ＋===Fe 3＋＋3H 2O
D ．3Fe(OH)2＋10H ＋＋NO －3===3Fe 3＋＋NO↑＋8H 2O
解析：选B 。

Fe 3O 4与足量稀HNO 3反应时，Fe 2＋会被氧化为Fe 3＋，正确的离子方程式为
3Fe 3O 4＋28H ＋＋NO －3===9Fe 3＋＋NO↑＋14H 2O 。

7．(2015·江南十校联考)研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时，使用类似数轴的方法可以收到直观形象的效果，下列表达不正确的是( )
A ．NaOH 溶液与SO 2反应时溶液中溶质的情况
B ．NaAlO 2溶液与盐酸反应后铝的存在形式
C ．Fe 在Cl 2中燃烧产物
D ．Fe 和稀HNO 3反应后，铁的存在形式
解析：选C 。

A 正确，因为发生的反应为SO 2＋2NaOH===Na 2SO 3＋H 2O 和SO 2＋NaOH===NaHSO 3。

B 正确，因为发生的反应为AlO －2＋H ＋＋H 2O===Al(OH)3↓和AlO －2＋4H ＋===Al 3＋＋2H 2O 。

C 不正
确，因为不论反应物比例是多少，发生的反应总是2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3。

D 正确，因为如
果铁过量，过量的铁与生成的Fe 3＋继续反应，生成Fe 2＋。

8．在FeCl 2和AlCl 3的混合溶液中加入过量的Na 2O 2，直至溶液中沉淀的量不再改变为止。

过滤、洗涤，然后将所得沉淀干燥、灼烧，最终剩余固体的成分是 ( )
A ．Fe 2O 3、Al 2O 3
B ．Fe 2O 3
C ．Fe(OH)2、Al(OH)3
D ．Fe(OH)3、Al(OH)3
解析：选B 。

过量的Na 2O 2与水反应产生的NaOH 和O 2与FeCl 2和AlCl 3反应时，产生的沉淀为Fe(OH)3，Fe(OH)3灼烧分解为Fe 2O 3和H 2O ，最终产物为Fe 2O 3。

9．(2015·陕西西安高三模拟)在FeCl 3和CuCl 2的混合溶液中加入过量的铁粉，若充分
反应后溶液的质量没有变化，则原混合溶液中Fe 3＋和Cu 2＋的物质的量浓度之比为( )
A ．2∶7
B ．1∶7。