高三一轮复习《铁及其化合物 学案巩固练习》 (含答案及解析)

铁及其化合物 复习学案

[最新考纲]

1.了解铁的主要性质及应用。

2.了解铁的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＋。

[知识网络]

考点一

| 应用广泛的金属单质——铁

[知识梳理]

1．铁的原子结构及位置

铁位于元素周期表中第四周期Ⅷ族，原子结构示意图为○＋262 8

14

2

最外层有2个电子，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价。铁在地壳中的含量占第4位。自然界中铁元素主要以化合态形式存在。 2． 铁的性质

(1)物理性质

纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。

(2)化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物。 用化学方程式或离子方程式表示下列变化

①与非金属单质的反应： a ．与O 2的反应：

常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe 2O 3。 点燃时：3Fe ＋2O 2=====点燃 Fe 3O 4。

b ．与Cl 2的反应：2Fe ＋3Cl 2=====点燃 2FeCl 3。

c ．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：

a ．与非氧化性酸反应的离子方程式为Fe ＋2H ＋

===Fe 2＋

＋H 2↑。 b ．与氧化性酸：

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、浓硝酸反应无H 2产生。

④与某些盐溶液的反应：

a ．与CuSO 4溶液反应的离子方程式为Fe ＋Cu 2＋

===Fe 2＋

＋Cu 。

b ．与FeCl 3溶液反应的离子方程式为2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋

。 3．铁的应用

(1)用途：用途最广泛的是铁合金——钢，用于制造不锈钢、特种钢、钢板、钢管等。 (2)制备：工业上冶炼铁的反应方程式为：3CO ＋Fe 2O 3=====高温

2Fe ＋3CO 2。 深度思考

1． 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？

答案 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。

2． 铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？

答案 常温下铁、铝遇冷的浓HNO 3、浓H 2SO 4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。

[知识精讲]

命题点 铁反应后元素价态的判断

(1)铁与弱氧化剂(如S 、I 2、H ＋、Fe 3＋、Cu 2＋)等反应所得产物为Fe 2＋

，铁元素的价态为＋2价，如：Fe ＋I 2=====△

FeI 2。

(2)铁与强氧化剂(如Cl 2、Br 2、浓H 2SO 4、硝酸等)反应所得产物为Fe 3＋

，铁元素的价态为＋3价。如2Fe ＋3Br 2===2FeBr 3。

(3)铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe 3O 4，铁元素的价态为＋2、＋3价。 (4)铁与稀硝酸反应产物的判断： ①当HNO 3过量时：

反应原理：Fe ＋4HNO 3===Fe(NO 3)3＋NO↑＋2H 2O ， 铁元素的存在形式为Fe 3＋

，铁元素的价态为＋3价。 ②当Fe 过量时：

反应原理：3Fe ＋8HNO 3===3Fe(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ， 铁元素的存在形式为Fe 2＋，铁元素的价态为＋2价。 ③当14

8

时：

铁元素的存在形式为Fe 2＋

和Fe 3＋

，铁元素的价态为＋2、＋3价。 [典题示例]

1．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是________。 ①过量的Fe 与Cl 2加热时发生反应

②Fe 与过量稀H 2SO 4反应后，再向其中加KNO 3 ③Fe 与过量的S 加热时发生反应 ④Fe(NO 3)2溶液中加少量盐酸 ⑤Fe 和Fe 2O 3的混合物溶于盐酸中

解析：Fe 与Cl 2反应只生成FeCl 3；Fe 与S 反应只生成FeS ；Fe ――→过量稀H 2SO 4Fe 2＋――→

H ＋

、NO －

3

Fe 3＋

；Fe 2＋

――→H ＋

、NO －

3Fe 3＋；Fe 2O 3溶于盐酸生成Fe 3＋，当混合物中Fe 不足时，溶液中仍有Fe 3＋

，当Fe 足量时，溶液中无Fe 3＋

。

答案：①②④

2.在一定量的稀HNO

3中慢慢加入铁粉，得到的Fe 2＋

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。

①Fe 3＋

②Fe 2＋

③Fe、Fe 2＋

④Fe 2＋

、Fe 3＋

(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。

解析：向稀硝酸中加入铁粉，开始时稀硝酸过量应生成Fe 3＋

，故AB 段铁元素以Fe 3＋

形式存在。随着铁粉的增加，溶液中的Fe 3＋

与Fe 反应生成Fe 2＋

。Fe 3＋

全部转化成Fe 2＋

后，铁粉不再溶解，故CD 段铁元素以Fe 、Fe 2＋形式存在。

答案：(1)① (2)④ (3)③

[当堂达标]

1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)(2014·北京高考)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化( ) (2) (2014·北京高考)将试管①中铁粉与水蒸气加热，试管②中肥皂

水冒泡，说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应( )

(3)(2013·全国卷Ⅱ)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式： 2Fe ＋6H

＋

===2Fe 3＋

＋3H 2↑。( )

(4)Fe 分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。( )

(5)Fe 与稀HNO 3、稀H 2SO 4反应均有气泡产生，说明Fe 与两种酸均发生置换反应。( ) (6)Fe 在足量Cl 2中燃烧生成FeCl 3，在少量Cl 2中燃烧生成FeCl 2。( ) (7)铁与硫混合共热生成FeS 2。( )

答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×

2．将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有Fe 3＋

生成的是( ) A ．硫酸

B ．氯水