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1、最新教学资料高考化学第三节铁及其化合物高考导航了解铁的主要性质及应用。了解铁的重要化合物的主要性质及应用。考点一铁的单质、氧化物及氢氧化物一、铁1物理性质：铁是银白色金属，熔、沸点高，抗腐蚀性强，能被磁铁吸引，具有金属的通性。2化学性质铁单质性质活泼，有较强的还原性，铁元素主要化合价为2 价和 3 价。(1)与非金属单质的反应与 O2的反应：常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。点燃：3Fe2O2=点燃Fe3O4。与 Cl2的反应：2Fe 3Cl2=点燃2FeCl3。与 S 的反应：FeS=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3Fe4H2O(g)=高温
2、Fe3O44H2。(3)与酸的反应(4)与某些盐溶液的反应与 CuSO4溶液反应的离子方程式：FeCu2=Fe2Cu。与 FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3Fe=3Fe2。二、铁的氧化物和氢氧化物1铁的氧化物化学式FeO Fe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价2 3 2，3 稳定性不稳定稳定稳定与盐酸反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe3 4H2O 2.铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2
3、2H=Fe22H2O Fe(OH)33H=Fe33H2O 受热分解2Fe(OH)3=Fe2O33H2O 制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应Fe33OH=Fe(OH)3二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)31纯铁和生铁的抗腐蚀能力哪个更强？为什么？提示：纯铁抗腐蚀能力强。生铁中有碳元素，在潮湿空气里与铁形成原电池会加快腐蚀。2把少量铁粉加入到足量氯水中产物是什么？而把足量铁粉加入到少量氯水中产物是什么？如何解
4、释？提示：前者为 FeCl3，后者为FeCl2，Fe与 Cl2反应生成FeCl3，过量的Fe粉与 FeCl3反应又生成 FeCl2。3FeCl3、FeCl2和 Fe(OH)3是否都可以通过化合反应得到？提示：是。2Fe3Cl2，=点燃2FeCl3，2FeCl3 Fe=3FeCl2。4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3命题角度一铁及其化合物的性质典例 1(2014 巢湖模拟)下列物质跟铁反应后的生成物与KSCN 溶液作用一定会产生红色溶液的是()A盐酸BFe2(SO4)3溶液C氯气DCuSO4溶液解析 Fe2HCl=FeCl2 H2，FeFe2(SO4)3=3FeSO4，FeCuSO4
5、=FeSO4Cu，Fe2不能使 KSCN 呈红色，所以A、B、D 错误；2Fe3Cl2=点燃2FeCl3，FeCl3与 KSCN 溶液反应生成红色物质，C 正确。答案 C 1在 Mg、Al、Cu、Fe四种元素中，每种元素都有某些方面不同于其他三种元素。若从中选出铁元素，则选择的理由正确的是()A在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化B在不同化合物中能显示不同的化合价C能与盐酸反应产生氢气，不能与氢氧化钠溶液反应产生氢气D能被磁铁吸引解析：选 DA 项 Fe、Al 在冷的浓硫酸、浓硝酸中均发生钝化，A 错误；B项 Fe、Cu 均有可变化合价，B 错误；C 项 Fe、Mg 均与盐酸反应产生氢气而不与NaO
6、H 溶液反应，C 错误；只有 D 项“被磁铁吸引”是金属铁的特性，D 正确。2铁片投入下列溶液后，金属片质量减小，但无气体产生的是()A冷的浓硝酸BCu(NO3)2溶液C稀硫酸D Fe(NO3)3溶液解析：选 DFe 遇冷的浓硝酸钝化，铁片增重，A 错误；Fe 与 Cu(NO3)2溶液反应：FeCu(NO3)2=Fe(NO3)2Cu，金属片质量增加，B 错误；Fe 与稀硫酸反应：FeH2SO4=FeSO4 H2，金 属 片 质 量 减 小，但 有 气 体 产 生，C 错 误；Fe 与Fe(NO3)3溶 液 反 应：Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，金属片质量减小，且无气体生成，D 正
7、确。命题角度二铁及其化合物的定量计算典例 2(2014 江西鹰潭高三质检)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。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、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。解析 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。答案(1)(2)(3)数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物一是明确哪种物
8、质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式：HNO3过量：Fe 4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O；Fe过量：Fe 2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2；两者相加得总方程式：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O，可以用数轴表示：解题时需注意量的范围。即：n Fen HNO314，产物仅有Fe(NO3)3，HNO3可能有剩余；n Fen HNO338，产物仅有Fe(NO3)2，Fe 可能有剩余；14n Fen HNO338，产物为Fe(NO3)3和 Fe(NO3)2，Fe 和 HNO3都反应完全。3(2014 湖北宜昌模拟)有一块铁的“氧化物”样品，用140
9、mL 5.0 mol/L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()AFe2O3BFe3O4CFe4O5DFe5O7解析：选 D根据 2Fe2Cl2=2Fe3 2Cl，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中 n(Fe2)0.025 mol 20.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，则 n(Fe3)0.2 mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.2 14，故该氧化物可表示为FeO 2Fe2O3，即Fe5O7。4向质量为30 g 的 Fe、Fe2O3的混合物中加入250
10、mL 4 mol/L的稀 HNO3恰使混合物完全溶解，放出NO(标准状况)2.24 L，向所得溶液中再滴加KSCN 溶液，无血红色出现。若用与上述混合物中铁元素质量相等的铁屑和足量的稀硫酸充分反应，所得到的气体在标准状况下的体积为()A15.12 L B10.08 L C2.24 L D3.36 L 解析：选 B根据题意知，固体完全溶解，铁全部转化为Fe(NO3)2，而生成物中含氮物质有 Fe(NO3)2和 NO，据 N 原子守恒可求出Fe(NO3)2的物质的量为(0.25 L 4 mol/L 0.1 mol)/2 0.45 mol。若用0.45 mol Fe 与足量稀硫酸反应，生成的氢气为0
11、.45 mol，标准状况下体积为10.08 L。命题角度三Fe(OH)2的制备5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)
12、2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。答案：6用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的 FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH 溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 _ 的方法。(3)生成白色 Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的 NaOH 溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH 溶液。这样操作的理由是什么？_。方法二：在如图装置中，用NaOH 溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2)在试管里加入的试剂是_。(3)为了制得Fe(OH)2
13、白色沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是什么？_。(4)这 样 生 成 的Fe(OH)2沉 淀 能 较 长 时 间 保 持 白 色，其 理 由 是 什 么？_ _。解析：方法一：(1)加入还原性铁粉是为了防止Fe2被氧化；加入稀H2SO4的目的是抑制Fe2的水解。(2)加热煮沸是利用了气体的溶解度随着温度的升高而降低的规律。方法二：主要用制取的H2将试管中的空气排净，然后让Fe2与OH接触，没有O2，Fe(OH)2当然能保存一段时间。答案：方法一：(1)少量的铁粉和稀H2SO4(2)加热煮沸(3)防止 NaOH 吸收空气中的O2，避免 Fe(OH)2沉淀接触O2方法二：
14、(1)铁屑、稀H2SO4(2)NaOH 溶液(3)检验试管出口处排出的H2的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管中反应生成的H2充满了试管和试管且外界空气不容易进入总结提升 成功制备Fe(OH)2的关键(1)溶液中不含Fe3和 O2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。1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)(2013新课标全国卷)浓盐酸与铁
15、屑反应：2Fe6H=2Fe33H2。()(2)(2013全国高考)磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe2 4H NO3=3Fe3 NO 3H2O。()(3)(2012天津高考)Fe 在足量 Cl2中燃烧生成FeCl2和 FeCl3。()(4)(2012山东高考)Fe 与稀 HNO3、稀 H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe 与两种酸均发生置换反应。()(5)(2012广东高考)1 mol Fe 与足量稀HNO3反应，转移2NA个电子。()(6)(2012重庆高考)Fe 与 S 混合加热生成FeS2。()(7)(2011安徽高考)过量的 Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN 溶液，溶液呈血红
16、色，说明稀HNO3将 Fe 氧化为 Fe3。()(8)(2011重庆高考)Fe 分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同。()解析：(1)浓盐酸与铁屑反应生成Fe2。(2)磁性氧化铁的化学式不能拆开。(3)无论 Fe 是否过量，与Cl2反应时只生成FeCl3。(4)Fe 与稀 HNO3反应生成NO，当 Fe 不足时，化学方程式为：Fe 4HNO3=Fe(NO3)3 NO 2H2O，当Fe 足 量 时，化 学 方 程 式 为：3Fe 8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O，无论哪种反应，均不是置换反应。(5)Fe 与足量稀HNO3反应，生成Fe3，即 1 mol Fe 应转移 3NA个电子。(
17、6)Fe 与 S 混合加热生成FeS。(7)Fe 粉过量时：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O，所以溶液中没有Fe3，滴入 KSCN 溶液，不呈血红色。(8)Fe 与 Cl2反应生成FeCl3，Fe 与稀盐酸反应生成FeCl2。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2(2011 上海高考)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是()A有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质B有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质C有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌D有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物能消毒杀菌解析：选
18、A高铁酸钾(K2FeO4)中 Fe 的化合价是6 价，具有强氧化性，其还原产物Fe3水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中杂质。考点二铁盐、亚铁盐的化学性质1Fe2的氧化性和还原性Fe2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Fe2的氧化还原反应中其主要表现还原性，如：Fe2遇 Br2、Cl2、H2O2、NO3(H)等均表现还原性。2Fe3的氧化性Fe3处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如：它能氧化Fe、Cu、HI、H2S 等。3Fe2与 Fe3的相互转化用离子方程式实现下列转化：2Fe2Cl2=2Fe32Cl；3Fe24HNO3=3Fe3 2H2ONO；2Fe2H2O22H=2Fe
19、32H2O；2Fe3Fe=3Fe2；Cu2Fe3=Cu22Fe2。4检验 Fe2、Fe3的常用方法(1)溶液颜色含有 Fe2的溶液显浅绿色；含有Fe3的溶液显黄色。(2)用 KSCN 溶液和氯水溶液加KSCN 溶液无明显现象加氯水溶液变血红色Fe2溶液变血红色Fe3涉及的反应：Fe33SCN=Fe(SCN)3(血红色)；2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)用 NaOH 溶液涉及的反应：Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色沉淀)Fe2 2OH=Fe(OH)2(白色沉淀)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)31检验 Fe2时能不能先加氯水再加KSCN 溶液？提示：不能。氯水能把Fe2氧化为
20、 Fe3，不能避免Fe3的干扰。2如何检验Fe2和 Fe3混合溶液中既有Fe2又有 Fe3？提示：检验 Fe2时通常选择酸性KMnO4溶液，检验Fe3时最好选择KSCN 溶液。3如何检验某铁的氧化物中含有Fe3？提示：应先加稀盐酸溶解(注意不能错选为稀硝酸)，再加 KSCN 溶液进行检验。命题角度一Fe2、Fe3的转化典例 1(2014 广西钦州模拟)现有浓度分别为1 mol/L 的 FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。(1)充分反应后，如果溶液中还有一定量的Cu2，则溶液中一定含有的金属离子还有_，该离子在溶液中的物质的量范围为_，可能含
21、有的金属或金属离子为_。(2)反应完毕后，铁粉有剩余，溶液中一定含有的金属离子为_，为 _mol，一定没有的金属离子为_。解析 该题涉及的反应有：Fe2FeCl3=3FeCl2Fe CuCl2=Cu FeCl2Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2(1)当 Cu2有剩余时，一定无铁粉，一定有Fe2；若 Fe3剩余，则容器中含有Fe3、Fe2、Cu2；若 Fe3恰好反应，则容器中含有Fe2、Cu2；若 Cu2部分反应，则容器中含有Cu、Fe2、Cu2。当 Fe3未被还原时，Fe2取最小值为0.1 mol，当 Cu2全部被还原时，Fe2取最大值为0.35 mol。(2)若 Fe粉有剩余，则溶液中
22、就不可能有Fe3、Cu2，因为它们能发生上述 反应。反应完毕后，溶液中一定含有Fe2，由反应的化学方程式可知n(Fe2)32n(FeCl3)n(CuCl2)n(FeCl2)320.1 mol 0.1 mol 0.1 mol0.35 mol。答案(1)Fe20.1 mol n(Fe2)0.35 mol Cu 或 Fe3(2)Fe20.35Fe3、Cu21将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN 溶液没有颜色变化，再加入氯水即呈红色的是()AFeSBFe2O3CFeCl3DFe3O4解析：选 A将这四种化合物溶于盐酸后，B、C、D 项中均有Fe3，加入 KSCN 后都呈红色，故排除，只有FeS
23、加入盐酸后生成Fe2，加入氯水时被氧化成Fe3而呈红色。2在浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液颜色变化应是()A颜色变浅B逐渐变深绿C没有改变D变棕黄色解析：选 DFe(NO3)2溶液中加入盐酸时发生反应：3Fe24HNO3=3Fe3NO 2H2O，有棕黄色的Fe3生成。命题角度二Fe3、Fe2的检验典例 2(2014 安徽淮北模拟)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、Mg2B一定有Fe3，一定没有Fe2、Mg2C一定有Fe3，可能有
24、 Fe2，一定没有Mg2D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Fe3，而 Mg(OH)2是白色，有可能存在。答案 D 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Fe2B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Fe2C向某溶液中加入NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH 溶液得白色沉
25、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：选 CA 项，滴入KSCN 溶液呈红色，只能说明含Fe3，但不能排除Fe2；B 项，因为是先通入Cl2，不能确定原溶液是否含Fe3；C 项，Fe3与 NaOH 溶液反应，生成红褐色的Fe(OH)3沉淀；D 项，无法排除是否含Mg2。4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ABCD解析：选 C在该溶液中先加入少量NH4SCN 溶液，溶液不变血红色，说明无Fe3存在，再加入氯水，将Fe2氧化成 Fe3，溶液变为血红色。KMnO4
26、溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用KMnO4溶液。1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)(2013新课标全国卷)向 FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)22Fe3=2Fe(OH)33Mg2。()(2)(2013江苏高考)向某溶液中滴加KSCN 溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe2。()(3)(2013安徽高考)在氢氧化铁胶体中能大量共存：H、K、S2、Br。()(4)(2013广东高考)因为 Fe3具有氧化性，所以用KSCN 溶液可以鉴别Fe3。()(5)(2012新课标全国卷)FeCl3与氢碘酸反应生成棕色物质的离子方程式为：2Fe3 2I
27、=2Fe2 I2。()(6)(2012广东高考)Fe2、Al3、ClO、Cl能够大量共存。()(7)(2012江苏高考)0.1 mol/L FeCl3溶液中，K、NH4、I、SCN能大量共存。()(8)(2012安徽高考)H、Fe2、SO24、Cl2能大量共存。()(9)(2012广东高考)Fe3有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜。()解析：(3)H可以和氢氧化铁胶体反应，且H与 S2可以生成H2S 而不能大量共存。(4)KSCN 溶液鉴别Fe3不是利用Fe3的氧化性。(6)ClO具有强氧化性，能够氧化Fe2，二者不能大量共存。(7)Fe3与 SCN、I不能大量共存。(8)
28、Cl2与 Fe2反应：Cl22Fe2=2Fe32Cl。(9)原理为 2Fe3Cu=2Fe2Cu2。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2(2012 新课标全国卷节选)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
29、 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。解析：解答此题的关键是明确阴离子交换柱交换出的OH的物质的量等于Cl的物质的量，从而求出FeClx中 x 的值。(1)首先明确阳离子交换柱和阴离子交换柱的作用，根据离子等量交换，溶液中OH的物质的量等于FeClx中 Cl的物质的量。通过中和滴定知n(OH)n(H)0.40 mol/L 25.0103L0.010 m
30、ol，故 n(Cl)0.010 mol。FeClx中 Fe 元素的质量为0.54 g35.5 g/mol 0.010 mol 0.185 g FeClx中 Fe 元素与 Cl 元素的物质的量之比为0.185 g56 g/mol0.010 mol 13，故 x3。(2)根据题意可设该混合物的组成为FeCl2.1，利用十字交叉法可得样品中FeCl3的物质的量分数为 0.10。注意，制备FeCl2选用弱氧化剂，制备FeCl3选用强氧化剂。答案：(1)n(Cl)0.025 0 L 0.40 mol/L 0.010 mol 054 g0.010 mol 35.5 g/mol 0.185 g n(Fe)0
31、.185 g/56 g/mol 0.003 3 mol n(Fe)n(Cl)0.003 30.01013，x3(2)0.10盐酸氯气3(2012 海南高考)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：.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；.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：KspFe(OH)34.01038回答下列问题：(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为_。(2)过程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)过程中发生反应的化学方程式为_。(4)过程中调节
32、溶液的pH 为 5，金属离子浓度为_(列式计算)。解析：(2)这是先置换出铜，铁过量固体为铁与铜的混合物，再分离铜应加入过量盐酸；(3)过程 是亚铁离子生成Fe(OH)2，鼓入空气为转化成Fe(OH)3；(4)Kspc(Fe3)c3(OH)，c(OH)Kw/c(H)，可求出c(Fe3)。答案：(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)回收铜Cu 和 Fe加过量盐酸反应后过滤(3)FeCl2Ca(OH)2=Fe(OH)2 CaCl24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)c(Fe3)4.0 1038/(109)3 mol/L 4.01011mol/L 考点三铁及其化合物的综合应用1“铁
33、三角”转化关系2“铁三角”的重要应用(1)判断离子共存：Fe2不共存NO3(H)、ClO、MnO4(H)；Fe3不共存S2、I、SO23；Fe2、Fe3不共存HCO3、CO23等水解相互促进的离子。(2)除杂：溶液杂质除杂方法FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤(3)盐溶液的配制与保存：(4)物质制备：1向 FeSO4溶液中加入Na2O2固体，能观察到什么现象？提示：Na2O2能与 H2O 反应生成NaOH 和 O2，也能把Fe2氧化为 Fe3，从而生成Fe(OH)3，故能观察到的现象为既有气泡产生，又有红褐色沉淀生成。2
34、如何除去CuSO4溶液中的Fe2杂质？提示：可选加 H2O2将 Fe2氧化为 Fe3，再加 CuO或 Cu(OH)2调节溶液的pH，使 Fe3水解彻底经过滤除去。命题角度一含铁化合物的框图推断1根据如图所示关系确定各物质的化学式：A 为_，B 为_，C 为_，D 为_，E 为_，F 为_。写出 AD 的化学方程式：_。解析：F 是红褐色固体，则为Fe(OH)3，B 是黑色晶体，则为Fe3O4，故 C 和 D 分别是 FeSO4和 Fe2(SO4)3，A 是 Fe。答案：FeFe3O4FeSO4Fe2(SO4)3Fe(OH)2Fe(OH)32Fe6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)33SO2 6
35、H2O 2A、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 为液体，C 为气体。D、E、F、G、H、X 均为化合物，其中X 是一种无氧强酸，E 为黑色固体，H 在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。(1)写出化学式：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 的离子方程式为_。(4)反应 的化学方程式为_，该反应中每消耗0.3 mol 的 A，可转移电子_mol。(5)写 出D的溶 液 与 小苏打溶 液、D 的 溶液 中 通入 少 量SO2反 应 的 离 子方 程 式：_ _。解析：
36、根据反应 及 E为黑色固体，X 为无氧强酸，D 中含有 Fe3，推知 E 为 Fe3O4、X 为HBr、D 为 FeBr3、G 为 FeBr2、H 为 H2O，顺次推出反应 为 3Fe4H2O(g)=高温Fe3O44H2；根据反应 及 A 为固体，C 为气体，推知A 为 Fe、C 为 O2；根据反应，推知 B 为 Br2；根据反应，推知 F 中含有 SCN。答案：(1)FeFeBr3Fe3O4HBr(2)(3)Fe33SCN=Fe(SCN)3(4)3Fe 4H2O(g)=高温Fe3O44H20.8(5)Fe33HCO3=Fe(OH)3 3CO2，2Fe3SO22H2O=2Fe2SO244H命题
37、角度二实验探究题3某同学为了验证Fe3是否能将H2SO3氧化成 SO24，他用 50 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液吸收制取 SO2气体的尾气后，进行以下实验：(1)检验吸收液中的SO24：_，证明 Fe3能够把 H2SO3氧化成 SO24。(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式：2FeCl3SO2 _=_ H2SO4 _，反应中的氧化产物是_(写化学式)。(3)吸收液中除了含有H、Cl、SO24以外，对其他成分(Fe3、Fe2、H2SO3)的可能组合进行探究：提出假设。假设 1：溶液中存在Fe3、Fe2；假设 2：溶液中存在_。设计方案，进行实验，验证假设。请写出实验步骤以及预期
38、现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1 mol/L KMnO4溶液、0.1 mol/L KSCN 溶液、品红稀溶液。实验步骤预期现象和结论步骤 1：用试管取样品溶液23 mL，并滴入_ 若出现血红色，则假设1成立；若未出现血红色，则假设1 不成立(或假设 2 成立)步骤 2：步骤 3：解析：(3)验证“假设 2”不能使用KMnO4溶液，因为它可以同时氧化Fe2和 H2SO3。由于用 FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气，Fe3可以氧化H2SO3，故 Fe3与 H2SO3不能大量共存，溶液中有H2SO3就一定有Fe2。所以用品红验证了H2SO3的存在就不必再验证Fe2。
39、答案：(1)取少量样品溶液于试管中，先滴入足量的稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成(2)2H2O2FeCl22HClH2SO4(3)Fe2、H2SO3如图实验步骤预期现象和结论步骤 1：12 滴 0.1 mol/L KSCN溶液步骤 2：另取 23 mL 样品溶液于试管中，滴入 1 2 mL 品红稀溶液若品红溶液红色褪去，则假设2 成立；若品红溶液不褪色，则假设2 不成立(或假设 1 成立)4.(2014宁波高三模拟)现有某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN 溶液后出现红色，一位同
40、学由此得出该催化剂中铁元素价态为3 价的结论。(1)请指出该结论是否合理并说明理由_。(2)请完成对铁元素价态的探究。限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 mol/L H2SO4、3%H2O2、6 mol/L HNO3、0.01 mol/L KMnO4、NaOH 稀溶液、0.1 mol/L KI、20%KSCN、蒸馏水。提出合理假设：假设 1：催化剂中铁元素的价态为3 价；假设 2：催化剂中铁元素的价态为2 价；假设 3：_。设计实验方案证明你的假设(此题不作答)。实验过程：根据的实验方案，进行实验。按如表所示格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作步骤
41、预期现象与结论步骤 1：步骤 2：步骤 3：解析：根据 HNO3具有强氧化性，能将Fe2氧化为Fe3，对铁的氧化物中铁元素价态提出全为 2 价或全为 3 价或 2 价和 3 价共存三种假设。实验过程：可用稀硫酸溶解铁的氧化物(要除去稀硫酸中溶解的O2)，根据溶液颜色变化，推测铁元素可能的化合价，然后取少量上述溶液，滴加酸性KMnO4溶液，根据KMnO4溶液是否褪色，确定是否存在2 价铁元素；另取少量溶液，滴加KSCN溶液，根据溶液是否变红色，确定是否存在3 价铁元素。答案：(1)该结论不合理。稀硝酸有强氧化性，若该铁元素的价态为2 价，则被氧化为3价，同样可使KSCN 溶液变红色(2)催化剂中
42、铁元素的价态既有3 价，又有 2 价实验操作步骤预期现象与结论步骤 1：用滴管取一定量3 mol/L H2SO4放入试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中的O2步骤 2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入适量除去O2的 3 mol/L H2SO4并加热，充分反应后得A 溶液固体溶解，溶液颜色有变化步骤 3：取少许 A 溶液于试管中，滴加12 滴 20%KSCN溶液，振荡(1)若溶液不呈红色，则假设2成立(2)若溶液呈红色，则假设1 或假设 3 成立步骤 4：另取少许A 溶液于试管中，滴加12 滴 0.01 mol/L KMnO4溶液，振荡结合步骤3 中的(2)：(1)若溶液呈紫红色，则假设1
43、成立(2)若溶液紫红色褪去，则假设3 成立1(2013 江苏高考)甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：甲丁乙丁甲丙。下列有关物质的推断不正确的是()A若甲为焦炭，则丁可能是O2B若甲为SO2，则丁可能是氨水C若甲为Fe，则丁可能是盐酸D若甲为NaOH 溶液，则丁可能是CO2解析：选 C若甲为焦炭，丁为氧气，乙为一氧化碳，丙为二氧化碳，A 正确；若甲为二氧化硫，丁为氨水，乙为亚硫酸氢铵，丙为亚硫酸铵，B 正确；若甲为铁，丁为盐酸，则乙为氯化亚铁，氯化亚铁和盐酸不反应，C 错误；若甲为氢氧化钠溶液，丁为二氧化碳，乙为碳酸钠，丙为碳酸氢钠，D 正确。2
44、(2013 天津高考节选)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：检验装置的气密性；通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽 Cl2，将收集器密封。请回答下列问题：(1)装置 A 中反应的化学方程式为_。(2)第步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A 右端。
45、要使沉积的 FeCl3进入收集器，第步操作是_。(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)_。(4)装置 B 中冷水浴的作用为_；装置 C 的名称为 _；装置 D 中 FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：_。(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E 并注明试剂。.该组同学用装置D 中的副产品FeCl3溶液吸收 H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。(6)FeCl3与 H2S 反应的离子方程式为_。(7)综合分析实验的两个反应，可知该实验有两个显著优点：H2S 的原子利用率为100%；_。解析：本题考
46、查FeCl3的制备和性质，意在考查考生实验方案的设计和评价能力。(2)FeCl3受热易升华，因此在沉积的FeCl3固体下方加热即可。(3)防止FeCl3潮解主要是防止其与水接触，步骤 中通入的是干燥的Cl2，并把空气赶出装置；步骤中用的是干燥的N2，并把收集器密封。(4)装置B 中的冷水浴显然是为了使升华的氯化铁冷却为固体，便于收集；检验FeCl2是否失效，就是检验溶液中是否含有Fe2，可使用K3Fe(CN)6溶液，若生成蓝色沉淀则说明含有 Fe2，即未失效。(5)一般用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，并将导管插入液面下。(6)FeCl3具有氧化性，H2S 具有还原性，二者发生氧化还原反应。(7)
47、实验 中，FeCl3吸收H2S 变为FeCl2，再经过电解重新得到FeCl3，FeCl3可以循环使用。答案：(1)2Fe3Cl2=2FeCl3(2)在沉积的FeCl3固体下方加热(3)(4)冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品干燥管K3Fe(CN)6溶液(5)(6)2Fe3H2S=2Fe2S 2H(7)FeCl3得以循环利用3(2011 全国高考)如图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F 是 B、C、D、E分别和A 形成的二元化合物。已知：反应 CG=高温BH 能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；I 是一种常见的温室气体，它和E 可以发生反应：2EI=点燃2FD，F 中 E 元素
48、的质量分数为 60%。回答问题：(1)中反应的化学方程式为_。(2)化合物 I 的电子式为 _，它的空间构型是_。(3)1.6 g G 溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)。_。(4)C 与过量 NaOH 溶液反应的离子方程式为_，反应后溶液与过量化合物 I 反应的离子方程式为_。(5)E 在 I 中燃烧观察到的现象是_。解析：本题主要考查元素化合物知识，意在考查考生的思维能力。根据题干信息确定 C为金属铝、A 为氧气、B 为铁、G 为三氧化二铁；由信息 确定 I 为二氧化碳、D 为碳、E 为金属镁、F 为氧化镁。(1)铝与三氧化二铁高温条件下
49、发生铝热反应放出大量的热用于焊接铁轨。(2)二氧化碳是直线形分子，电子式为。(3)三氧化二铁与盐酸反应生成氯化铁，铜能与三价铁离子反应得到亚铁离子和铜离子。(4)金属铝与氢氧化钠溶液反应得到偏铝酸钠溶液和氢气，过量二氧化碳通入到偏铝酸钠溶液中，得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液。答案：(1)2Al Fe2O3=高温2FeAl2O3(2)直线形(3)Fe2O36H=2Fe33H2O 2Fe3Cu=2Fe2Cu2n(Cu)n(Fe2O3)1.6 g160 g/mol0.010 mol 铜粉的质量m(Cu)64 g/mol 0.010 mol 0.64 g(4)2Al 2OH2H2O=2AlO23H2AlO2CO22H2O=Al(OH)3 HCO3(注：不要求写OH CO2=HCO3)(5)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色固体