高考化学总复习讲义：3.3铁及其化合物

第三节铁及其化合物
[考纲定位] 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。

3.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。

知识点一铁的存在和主要性质
1．铁的存在
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
【巩固练习】
1．下列说法是否正确(正确的打“√”错误的打“×”)。

(1)铁元素性质活泼，自然界中的铁几乎都是以化合态形式存在，只有在陨石中有游离
态的铁元素()
(2)过量的铁与氯气反应，不会生成FeCl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行()
(3)Fe能与盐酸反应放出H2，则Fe也能与硝酸反应放出H2()
(4)Al遇冷浓硫酸会钝化，则Fe遇冷浓硫酸也能钝化()
(5)铁能被磁铁吸引，则任何金属都能被磁铁吸引()
(6)过量的铁粉与稀硝酸溶液反应的离子方程式为
Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2O()
(7)Fe在第四周期Ⅷ族，属于过渡金属()
【答案】(1)√(2)√
(3)×HNO3是氧化性酸，与Fe反应不能生成H2
(4)√(5)×
(6)×过量铁与HNO3反应生成Fe2＋
(7)√
2．向稀HNO3中逐渐加入铁粉至过量，开始铁被氧化为________，最后铁的存在形式为________，由Fe3＋生成Fe2＋的离子方程式为
__________________________________________________。

【答案】Fe(NO3)3或Fe3＋Fe(NO3)2或Fe2＋2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
知识点二铁的重要化合物
1．铁的氧化物
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 俗名铁红磁性氧化铁
说明：
①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式：
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。

②FeO与硝酸反应的化学方程式：
3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。

2．铁的氢氧化物
3．亚铁盐与铁盐
(1)亚铁盐
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2反应的离子方程式分别为：Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

(2)铁盐
①氧化性
含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

②特性
含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。

【小提醒】
制备Fe(OH)2的简易方法
1．将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气。

2．在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。

3．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。

【巩固练习】
3．下列说法是否正确(用“√”或“×”填写)。

(1)氧化亚铁与酸反应的产物均是亚铁盐()
(2)将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，可以看到稳定的白色沉淀()
(3)Fe3O4、CuO、FeO、CuS均为黑色固体()
(4)FeCl2溶液保存时加Fe粉的目的是防止Fe2＋被还原()
(5)FeCl2溶液中加入KSCN溶液不变红，加入氯水后溶液变红色()
(6)FeCl3溶液中加入KSCN溶液变红，再加入足量Fe，红色消失()
(7)Fe3O4中＋2和＋3价的Fe的物质的量之比为1∶2()
【答案】(1)×FeO与HNO3反应时生成Fe3＋
(2)×白色沉淀迅速转化为灰绿色，最终变为红褐色
(3)√(4)×(5)√(6)√(7)√
4．将Fe3O4投入过量的盐酸中，所得溶液中含的金属阳离子有________，向该溶液中投入足量的Fe粉，发生反应的离子方程式为__________________________________________________。

【答案】Fe2＋、Fe3＋Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
考点一[019]“铁三角”转化及其应用
考题引领
下列说法是否正确？(用“√”或“×”)
1.(2013·广东高考节选)将水蒸气通过灼热的铁粉的现象是粉末变红色()
2.(2012·重庆高考节选)Fe与S混合加热生成FeS2()
3.(2012·江苏高考节选)在给定条件下能实现下述转化Fe2O3――→
HCl(aq)
FeCl3(aq)――→
△
无水FeCl3()
4.(2010·江苏高考)相同条件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次减弱()
5.(2010·天津高考节选)用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋()
6.(2012·天津高考节选)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3()
【答案】 1.×铁粉与水蒸气反应生成黑色的Fe3O4
2.×Fe与S混合加热生成FeS
3.×FeCl3溶液加热生成Fe(OH)3
4.√
5.√
6.×Fe与Cl2反应只能生成FeCl3
一、“铁三角”中的转化关系
二、“铁三角”的应用
1．判断离子共存
(1)Fe2＋、Fe3＋均水解，与HCO－3、AlO－2、CO2－3等相互促进水解而不能大量共存。

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

2．除杂方法
(1)Fe2＋(Fe3＋)：加过量铁粉过滤
(2)FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2
(3)FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤
(4)Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤
3．盐溶液的配制与保存
关键提醒
(1)Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋水解能力强，实际上pH>4时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。

(2)欲除去某溶液中含有的Fe2＋杂质时，一般先向溶液中加入氧化剂(如H2O2)，使Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加碱或盐调节pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。

[备课记录]
——————[1个示范例]——————
(2014·衡水模拟)根据下列转化关系，回答有关问题。

(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为________，试剂1是________。

(2)下列物质不能作为试剂2的是________(填序号)
a．Cl2b．新制氯水c．浓硫酸
d．硫e．硝酸
(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为__________________________________________________
__________________________________________________。

(4)溶液C到溶液F红色加深的原因是__________________________________________________
__________________________________________________。

(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质，发现淡黄色褪去，现对褪色原因进行探究。

提出你的假设：________；为了对你所提出的假设进行验证，你设计的实验方
案是__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________。

【解析】解答本题的关键是熟悉铁的不同价态离子的溶液的颜色及其转化条件，从框图可知，铁和稀盐酸反应生成FeCl2溶液，为浅绿色，即D的主要成分为FeCl2，加入试剂2后变为淡黄色溶液，联想最终变为深红色溶液F(硫氰化铁溶液)，可以推断溶液E的主要成分为Fe3＋，试剂2为强氧化剂，S不符合条件。

铁和水蒸气反应生成固体Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应的方程式为Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液，加入试剂1(KSCN溶液)后，Fe3＋变为硫氰化铁，加入试剂2(强氧化剂)，Fe2＋被氧化为Fe3＋，并进一步转化为硫氰化铁所以溶液颜色加深。

【答案】(1)FeCl2KSCN溶液(或NH4SCN溶液)
(2)d(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O
(4)溶液中的Fe2＋被氧化剂氧化成Fe3＋，使Fe3＋浓度增大，从而生成更多的硫氰化铁使红色加深
(5)加入还原剂将Fe3＋还原用胶头滴管取少量淡黄色褪去后的溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，再加入几滴氯水。

如果溶液开始不出现红色，加氯水后出现红色，则说明假设正确；若溶液不变红色，则假设不正确
——————[2个预测练]——————
考向预测1Fe及其化合物之间的转化关系
1．(2014·青岛质检)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()
【解析】A项，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，除去了主体物质；B项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，CuCl2＋Fe===Cu＋FeCl2，主体物质和杂质均被消耗；C项，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，NaAlO2易溶，过滤即可；D项，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，引入新的杂质NaCl。

【答案】 C
考向预测2 铁的价态与反应物性质关系
2．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
A ．只有①②⑤
B ．只有②④
C ．只有①②④
D ．只有②③④
【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 4 Fe 2＋
――→H ＋、NO －3
Fe 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】 C [备课记录]
考点二 [020] Fe 2＋
、Fe 3＋
的检验
一、直接观察颜色
Fe 3＋
的溶液呈棕黄色，Fe 2＋
的溶液呈浅绿色。

二、利用显色反应
三、利用铁化合物沉淀的颜色
有关反应式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
四、利用Fe3＋的氧化性
有关离子反应式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
有关离子反应式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
五、利用Fe2＋的还原性
有关离子反应式：5Fe2＋＋MnO－4＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
——————[1个示范例]——————
(2012·山东高考节选)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。

a．浓H2SO4B．稀HNO3
C．NaOH溶液D．氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是________(注明试剂、现象)。

【解析】(1)冰铜(m Cu2S·n FeS)加入石英砂并通入空气焙烧生成泡铜(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2气体(A)。

SO2是一种酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。

(2)溶液中滴加KSCN 溶液呈红色，说明含有Fe3＋。

可利用Fe2＋的还原性来检验溶液中其是否存在，加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，说明还存在Fe2＋。

【答案】(1)cd
(2)Fe3＋取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色
【规律方法】,证明溶液中既有Fe2＋又有Fe3＋的方法
①证明Fe3＋用KSCN溶液检验，溶液是否变红。

②证明Fe2＋用酸性KMnO4溶液检验，溶液是否紫色褪去。

——————[2个预测练]——————
考向预测1Fe2＋、Fe3＋检验
3．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Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
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Fe2＋，不含有Mg2＋
【解析】A项，Fe2＋遇到KSCN不变色，Fe2＋是否存在不确定；B项，Fe3＋干扰Fe2＋，若原溶液中含有Fe3＋不含Fe2＋也会产生同样现象；D项，Mg(OH)2为白色沉淀被红褐色沉淀掩盖，不确定。

【答案】 C
考向预测2Fe2＋、Fe3＋的判断
4．某溶液中可能存在Fe3＋、Fe2＋、I－、HCO－3、Cl－、NO－3六种离子中的几种。

现进行下列实验：
①取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液呈红色；
②另取少量原溶液滴加盐酸，溶液的棕黄色加深。

据此可以推断，该溶液中肯定不存在的离子是()
A．I－、HCO－3B．Fe2＋、HCO－3、NO－3
C．I－、HCO－3、Cl－D．Fe3＋、I－、HCO－3
【解析】由①可知溶液中一定含有Fe3＋，有Fe3＋一定无I－和HCO－3；由②棕黄色加深可知溶液中Fe3＋被氧化为Fe3＋，所以一定含有NO－3，可能含有Cl－。

【答案】 A
[备课记录]
铁及其化合物的转化解题指导
考题传真分步指导014·武汉高三第二次模拟)A、B、C为中学常见单质，
中一种为金属，通常情况下，A为固体，B为黄绿色
体，C为无色气体。

D、E、F、G、H、X均为化合物，中X常温下是无色气体，其水溶液是一种强酸，E为色固体，H在常温下为液体。

它们之间的转化关系如所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)：审
题
信息①：黄绿色气体，红色溶液⇒B为Cl2，A为Fe，D为FeCl3，
为FeCl2，X为HCl
信息②：反应②条件为点燃⇒E为Fe3O4，C为O2
信息③：反应⑦条件为Fe、高温⇒H为H2O
(1)Fe FeCl Fe O HCl(写名称不给分，E写成Fe O不给分)
①铁作为变价金属典型代表，其化合物之间转化往往是解题的突破
口。

如本题中的D G转化。

②铁及其化合物都显一定的颜色，故可通过物质颜色缩小推断范围
③Fe3O4中铁的价态有＋2、＋3价两种情况是一种物质与酸发生复
解反应产生三种产物的代表。

____(填编号)。

(2分)
)反应④的离子方程式是________________
_______________________(2分)。

)反应⑦的化学方程式是_____________
__________________________(2分)；
反应中每消耗0.3 mol 的A，可转移电子
______mol。

(2分)
)写出D的溶液与小苏打溶液反应的离子方程式是：
__________________________
__________________(2分)。

(6)除去D溶液中混有的少量G的方法是：
___________________________(2分)。

1．(必修1P63T7、T9、T10、P70T2、T3整合)下列叙述或方程式正确的是________(填序号)。

(1)检验FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入KSCN溶液
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－反应说明Fe2＋具有氧化性
(3)铁与盐酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
(4)把铁片放入Fe2(SO4)3溶液中，溶液质量增加
(5)新买来的铝壶烧水，遇到水的地方变成灰黑色是因为此地的水中含铁盐
【解析】(2)说明Fe2＋具有还原性。

(3)Fe与盐酸反应应生成Fe2＋。

【答案】(1)(4)(5)
2．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的办法是()
A．加入氢氧化钠溶液B．通入氯气
C．加入铜粉D．加入铁粉
【解析】要实现“Fe3＋→Fe2＋”的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生的化学反应为：2FeCl3＋Fe===3FeCl2。

【答案】 D
3．(必修1P63、T10、T11整合)(1)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，请用离子方程式解释FeCl3溶液腐蚀铜箔的原理：
__________________________________________________。

(2)试简述在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时的反应现象：
__________________________________________________，
有关反应方程式有__________________________________________________
__________________________________________________。

【解析】(1)Fe3＋具有氧化性能氧化Cu。

(2)Fe(OH)2具有还原性易被氧化为Fe(OH)3。

【答案】(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)先生成白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
4．(2014·南通模拟)下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是()
A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
C．工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
【解析】FeCl3净水的原理是水解生成Fe(OH)3胶体，吸附水中悬浮的固体形成絮状沉淀使水变澄清，FeCl3不变价并不表现氧化性。

【答案】 D
5．(2014·广州一模)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】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。

【答案】 B
6．下列说法正确的是()
A．过量的Fe粉中加入HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈红色，说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
B．相同条件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次减弱
C．铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO－3===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
D．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
【解析】A项，过量Fe与HNO3反应不生成Fe3＋；C项，溶液变黄色则应生成Fe3＋，C错；D项，Fe2＋被HNO3氧化为Fe3＋。

【答案】 B。