2021届高三高考化学一轮复习知识点第11讲 铁及其重要化合物【含答案】

第11讲铁及其重要化合物

【考情分析】

1.了解铁的主要性质及其应用。了解铁的重要化合物及其应用。

2．掌握铁及其重要化合物的制备方法。

【核心素养分析】

1.宏观辨识与微观探析：认识铁及其化合物的性质及应用，能以“铁三角”转化关系理解变价元素的转化条件。

2.科学态度与社会责任：利用铁及其化合物的性质，科学认识铁及其化合物的提纯和制备工艺流程，形成严谨求实的科学态度和崇尚真理的意识。

3.科学探究与创新意识：能提出有价值的氢氧化亚铁及其他铁的化合物的制备方案，并进行实验探究。

【重点知识梳理】

知识点一铁及其重要化合物的性质

1．铁

铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。

(1)结构

(2)铁的物理性质

银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。

(3)铁的化学性质

铁元素性质活泼，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

与O 2反应

常温

铁锈(成分为Fe 2O 3·x H 2O) 点燃 3Fe ＋2O 2=====点燃

Fe 3O 4 与Cl 2反应 点燃

2Fe ＋3Cl 2=====点燃

2FeCl 3

与S 、I 2反应 Fe ＋S=====△FeS 、Fe ＋I 2=====△

FeI 2

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

与H ＋反应

Fe ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2↑

与稀HNO 3反应

过量

Fe ＋4H ＋＋NO －3===Fe 3＋

＋NO↑＋2H 2O

少

量 3Fe ＋8H ＋＋2NO －3===3Fe 2＋＋2NO↑＋

4H 2O

与浓H 2SO 4、浓HNO 3反应 常温下钝化，加热分别生成SO 2、NO

2

④与某些盐溶液反应

Fe ＋Cu 2＋===Fe 2＋＋Cu 、Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋ 【归纳总结】

①Fe 与Cl 2反应无论用量多少都生成FeCl 3，而Fe 与盐酸反应生成FeCl 2。

②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe 2O 3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe 3O 4。 ③铁与一般氧化剂(如S 、HCl 、FeCl 3、CuSO 4、I 2等)反应时被氧化为Fe 2＋，铁与强氧化剂(如Cl 2、Br 2、HNO 3、浓H 2SO 4等)反应时被氧化为Fe 3＋。

④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe －2e －===Fe 2＋。

(3)铁的冶炼

冶炼原理：Fe 2O 3＋3CO=====高温

2Fe ＋3CO 2 2．铁的氧化物

化学式 FeO Fe 2O 3 Fe 3O 4 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H ＋反应的离子方程式 FeO ＋2H ＋=== Fe 2＋＋H 2O

Fe 2O 3＋6H ＋=== 2Fe 3＋＋3H 2O

Fe 3O 4＋8H ＋

===Fe 2＋＋2Fe 3＋＋4H 2O

3.铁的氢氧化物

(1)Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，方程式为4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3。

(2)Fe(OH)3是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe 2O 3·x H 2O)，受热易分解，方程式为2Fe(OH)3=====△

Fe 2O 3＋3H 2O ；制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：Fe 3＋＋3OH －===Fe(OH)3↓。

4．亚铁盐

(1)Fe 2＋的氧化性和还原性

含有Fe 2＋的溶液呈浅绿色，Fe 2＋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：遇Br 2、Cl 2、H 2O 2、NO －3(H ＋

)等均表现为还原性。

Fe 2＋的酸性溶液与H 2O 2反应的离子方程式：2Fe 2＋＋H 2O 2＋2H ＋===2Fe 3＋＋2H 2O 。 (2)可水解

Fe(OH)2是弱碱，含Fe 2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe 2＋的水解，加少量铁屑防止Fe 2＋被氧化。

5．铁盐的性质及应用

(1)氧化性：含有Fe 3＋的溶液呈棕黄色，Fe 3＋处于铁的高价态，遇Fe 、Cu 、HI 、H 2S 等均表现为氧化性。

①Fe 3＋与S 2－、I －、HS －、SO 2－

3等具有较强还原性的离子不能大量共存。

②Fe 3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe 3＋＋Cu===Cu 2＋＋2Fe 2＋。 (2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe 3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。

①利用Fe 3＋易水解的性质，实验室可用FeCl 3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl 3＋3H 2O=====△

Fe(OH)3(胶体)＋3HCl 。

②利用Fe 3＋易水解的性质，工业上常用调节pH 方法除去溶液中的铁离子。

③利用Fe 3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。

④Fe 3＋与HCO －3、[Al(OH)4]－、CO 2－3、ClO －等水解呈碱性的离子不能大量共存。

知识点二 Fe 2＋和Fe 3＋

的检验 1．亚铁盐

(1)Fe 2＋的氧化性和还原性

含有Fe 2＋的溶液呈浅绿色，Fe 2＋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，如遇Br 2、Cl 2、H 2O 2、NO －3(H ＋)、MnO －4(H ＋

)等均表现为还原性。

Fe 2＋

的酸性溶液与H 2O 2反应的离子方程式：2Fe 2＋

＋2H ＋

＋H 2O 2===2Fe 3＋

＋2H 2O

向FeCl 2溶液中滴加酸性KMnO 4溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：MnO －4＋5Fe 2＋

＋

8H ＋===5Fe 3＋＋Mn 2＋＋4H 2O 。

(2)可水解

Fe 2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液因水解呈酸性。 2．铁盐

(1)氧化性：含有Fe 3＋的溶液呈黄色，Fe 3＋处于铁的高价态，遇Fe 、Cu 、HI 、H 2S 等均表现为氧化性。

如用FeCl 3溶液腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式2Fe 3＋＋Cu===2Fe 3＋＋Cu 2＋。 (2)易水解：Fe 3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 3．Fe 2＋、Fe 3＋的检验方法 (1)Fe 2＋的检验 方法1

样品溶液―――――――→滴加KSCN 溶液无现象―――――――→滴加氯水或双氧水溶液变红色，证明含有Fe 2＋