2019高考化学一轮复习 元素化合物 专题3 铁及其化合物

铁及其化合物【考向分析】铁元素是过渡元素的代表，而铁及铁合金材料又在工农业生产中有着重要应用，因此铁及其化合物的有关知识是高考的热点内容之一，预计命题以生活、生产、实际应用为背景，突出铁及其化合物的性质、应用为主，题型延续选择题、填空题、综合推断题及实验探究题的形式。

【要点讲解】要点1. 铁铁位于第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为：。

铁是地壳中最丰富的元素之一，含量为4.75%，在金属中仅次于铝。

铁分布很广，能稳定地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3·3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）、钛铁矿（主要成分是FeTiO3）等。

土壤中也含铁1%～6%。

铁是具有银白色金属光泽的过度元素，密度大，熔沸点高，延展性、导电性和导热性较好，能被磁铁吸引。

铁是较活泼的金属，铁原子的最外层电子数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳定。

1. 与非金属反应：3Fe + 2O2Fe3O42Fe + 3C122FeCl3Fe + S FeS温馨提示：铁丝在氯气中燃烧时，生成棕黄色的烟，加水振荡后，溶液显黄色；不论铁的量多少，与氯气反应产物都是氯化铁；铁跟氯气、硫反应时，分别生成+2价和+3价的铁，说明氧化性：氯气＞硫。

2.与酸反应（1）与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应： Fe + 2H＋＝ Fe2＋+ H2↑（2）常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。

所以可用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸。

（3）加热时，铁与热浓硫酸、浓硝酸反应：2Fe ＋6H 2SO 4(浓)Fe 2(SO 4)3＋3SO 2↑＋6H 2O（4）铁与稀硝酸反应不产生H 2。

当HNO 3过量时，铁元素的存在形式为Fe 3＋。

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

反应原理：3Fe＋8HNO 3===3Fe(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ，当14<n Fe n HNO 3<38时：铁元素的存在形式为Fe 2＋和Fe 3＋。

3. 与某些盐溶液的反应：（1）与CuSO 4溶液反应：Fe ＋Cu 2＋===Fe 2＋＋Cu （置换反应）（2）与FeCl 3溶液反应：2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋（归中反应）要点2. 铁的氧化物和氢氧化物1.铁的氧化物温馨提示：①FeO 与非氧化性酸相遇时，发生复分解反应，生成亚铁盐；但与强氧化性酸相遇，Fe 2+被氧化成Fe 3+，生成铁盐；②Fe 3O 4在三种氧化物中最为稳定，一般不与酸、碱和氧气反应，所以在铁的表面若能形成Fe 3O 4膜，便能起到保护作用，防止生锈。

Fe 3O 4是一种复杂的氧化物，它不属于碱性氧化物，可以写成FeO ·Fe 2O 3的形式有+2、+3 价；③FeO 、Fe 2O 3是碱性氧化物；④空气中：6FeO + O 2 = 2Fe 3O 4。

2.铁的氢氧化物铁的氢氧化物温馨提示：①Fe(OH)2和Fe(OH)3从溶液中析出的现象不同，前者是白色絮状沉淀，后者是红褐色沉淀。

由于Fe(OH)2极不稳定，易被氧化成Fe(OH)3，反应现象是：白色→灰绿色→红褐色。

②因Fe(OH)2在空气中易氧化，4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3,故Fe(OH)2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟，在实验室制取Fe(OH)2时，一定要用新制的Fe2+盐和先加热驱赶O2后的NaOH溶液，且滴管末端插入试管内的液面下，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，以减少Fe(OH)2与O2接触。

关于Fe（OH）2制备的方法很多，核心问题两点，一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与O2隔绝。

③氢氧化铁胶体的制备：向沸水中滴加几滴FeCl3溶液而得，FeCl3不宜过多，浓度不宜过大，加热时间不宜过长，否则容易产生沉淀。

要点3. 铁盐与亚铁盐1．Fe2＋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，其中以还原性为主，如：Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO－3(H＋)等均表现还原性。

2．Fe3＋的氧化性：Fe3＋处于铁的高价态，只有氧化性，如它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。

3.Fe2+和Fe3+之间相互转化:【指点迷津】（1）从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性，以还原性为主。

（2）铁盐与亚铁盐的配制：因Fe2+、Fe3+易水解，且Fe2+易被空气中的氧气氧化，故配制过程为：先将它们溶解在对应的酸中，然后加水冲稀到指定的浓度。

（注意：配制亚铁盐溶液时，要加入少量的铁粉，以防止Fe2+的氧化）（3）在Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋混合溶液中的除去Fe2＋、Fe3＋一般操作方法是先加入氧化剂，将Fe2＋氧化成Fe3＋，然后加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3等物质(不引入杂质离子)，调节溶液的pH，待Fe3＋水解完全生成沉淀(此时其他离子不水解)，过滤除去。

（4）检验铁元素的价态，可以考虑先观察其水溶液的颜色：含Fe2＋的溶液为浅绿色，含有Fe3＋的溶液为棕黄色。

然后将其与NaOH溶液或KSCN溶液反应观察产物的颜色来鉴别检验：Fe2＋与NaOH生成不稳定的白色沉淀Fe(OH)2，该白色沉淀暴露在空气中会迅速转变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀Fe(OH)3，Fe2＋和KSCN溶液作用没有颜色变化；而Fe3＋与NaOH溶液直接生成红褐色沉淀，或与KSCN溶液作用呈血红色。

（5）FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe3＋水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH)3，如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。

但Fe2(SO4)3溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性酸，将不能得到Fe(OH)3固体。

（6）过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，要注意产生的Fe3＋还可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

（7）Na2FeO4(高铁酸钠)作新型净水剂的原理是高价铁具有强氧化性，能杀菌消毒；同时生成Fe(OH)3胶体，能吸附水中的杂质悬浮物，因此它是一种新型的净水剂。

【考点过关】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）铁在过量氧气中燃烧生成Fe2O3( )×不论氧气是否过量均生成Fe3O4。

（2）过量的铁与稀硝酸反应生成Fe3＋( )×过量的铁会与Fe3＋反应最终生成Fe2＋。

（3）过量的Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同( )×不论Fe是否过量与氯气反应均生成FeCl3，Fe只有在溶液中才与Fe3＋反应。

（4）铁在常温下与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈( )×铁在浓硝酸中发生钝化。

（5）Fe2O3是碱性氧化物，所以Fe2O3可用作红色油漆和涂料( )×因为Fe2O3是红棕色，所以Fe2O3可用作红色油漆和涂料。

（6）CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后，再加入KSCN溶液，溶液不显红色，不能确定黑色固体中有无Fe3O4( )√CO还原Fe2O3可以得到Fe单质，Fe单质会与Fe2O3和盐酸反应生成的Fe3＋反应，所以无法判断是否含有Fe3O4。

（7）铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe 在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3( )×Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4。

（8）配制FeSO4溶液时，加入稀硫酸抑制Fe2＋水解，加入铁粉防止Fe2＋被氧化( )√（9）氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应( )×Fe3＋与I－发生氧化还原反应。

（10）FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取( )√FeCl3可由Fe与Cl2反应制取；FeCl2可由FeCl3与Fe反应制取；Fe(OH)3可由Fe(OH)2、O2、H2O化合制取。

（11）加热蒸干氯化铁溶液最终得到FeCl3晶体( )×FeCl3水解生成Fe(OH)3和HCl，HCl易挥发，最终得到Fe(OH)3，受热分解生成Fe2O3。

（12）Fe比Cu活泼，所以FeCl3溶液可以腐蚀线路板上的Cu( )×说明三价铁离子氧化性比铜离子强，与Fe比Cu活泼无关。

（13）向某溶液中先滴加少量氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，溶液中一定含有Fe2＋( )×如果原溶液中存在Fe3＋，也是此现象，故无法确定原溶液中一定含有Fe2＋。

（14）取久置的绿矾(FeSO4·7H2O)溶于水，加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明绿矾部分或全部被氧化( )√溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3＋。

【高考回顾】(1)(2016·全国卷Ⅰ)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2N A( ×)(2)(2016·四川)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应( ×)(3)(2016·海南)将铁屑放入稀HNO 3中，证明Fe 比H 2活泼( × )(4)(2016·上海)用NaOH 溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅( √ )(5)(2016·上海)Fe 与Cl 2反应生成FeCl 3，推测Fe 与I 2反应生成FeI 3( × )(6)(2015·全国卷Ⅱ)下列过程没有发生化学反应：用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装( × )(7)(2015·江苏)如下所示的物质间转化能一步实现：Fe 2O 3――→盐酸FeCl 3(aq)――→蒸发无水FeCl 3( × )(8)(2015·广东)3 mol 单质Fe 完全转化为Fe 3O 4，失去8N A 个电子( √ )(9)(2014·北京)铁表面自然形成的氧化层能保护内层不被空气氧化( × )(10)(2015·重庆)使用如图所示装置观察Fe(OH)2的生成( √ )(11)(2017·全国卷Ⅱ)向2 mL 0.1 mol·L －1的FeCl 3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN 溶液，现象为黄色逐渐消失，加KSCN 溶液颜色不变，则还原性：Fe>Fe 2＋( √ )(12)(2016·全国卷Ⅲ)FeCl 3腐蚀Cu 制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强( × )(13)(2016·四川)Fe2＋与H 2O 2在酸性溶液中的反应：2Fe 2＋＋H 2O 2＋2H ＋===2Fe 3＋＋2H 2O( √ )(14)(2016·江苏)向Fe 2(SO 4)3溶液中加入过量铁粉：Fe 3＋＋Fe===2Fe 2＋( × )(15)(2016·江苏)室温下，向FeCl 3溶液中滴加少量KI 溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe 3＋的氧化性比I 2的强( √ )(16)(2016·上海)用NaOH 溶液和盐酸能除去FeCl 2溶液中混有的CuCl 2( × )(17)(2015·全国卷Ⅰ)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN 溶液会观察到有气体生成，溶液呈血红色，说明稀硝酸将Fe 氧化为Fe 3＋( × )(18)(2015·广东)向FeSO 4溶液中先滴入KSCN 溶液再滴加H 2O 2溶液，加入H 2O 2后溶液变成血红色，说明Fe 2＋既有氧化性又有还原性( × )【基础过关】1．(2018·广东深圳月考)《新修本草》是我国古代中药学著作之一，记载药物844种，其中有关于“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”据此推测，“青矾”的主要成分为( )A ．CuSO 4·5H 2OB ．FeSO 4·7H 2OC ．KAl(SO 4)2·12H 2OD ．Fe 2(SO 4)3·9H 2O 解析：由题意知，青矾是绿色，经煅烧后，生成红色固体。