高三化學(xué) 第三章 金屬及其化合物 第三節(jié) 鐵及其重要化合物

最新考試說明要求 命題熱點(diǎn)預(yù)測 1.了解金屬鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用 2.掌握鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用 1.鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 2.Fe3+、Fe2+的氧化性與還原性 3.Fe(OH)3膠體、Fe(OH)2制備實(shí)驗(yàn) 基礎(chǔ)自主梳理典例解析方法考點(diǎn)能力突破基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)自主梳理典例解析方法考點(diǎn)能力突破基礎(chǔ)知識(shí)梳理 ?；A(chǔ)自主梳理典例解析方法考點(diǎn)能力突破基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)自主梳理典例解析方法考點(diǎn)能力突破基礎(chǔ)知識(shí)梳理二、鐵的重要化合物二、鐵的重要化合物1.鐵的氧化物鐵的氧化物基礎(chǔ)自主梳理典例解析方法考點(diǎn)能力突破基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)自主梳理典例解析方法考點(diǎn)能力突破基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)自主梳理典例解析方法考點(diǎn)能力突破基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法抑制基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法例例1(2012海南卷海南卷)在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過程簡述如下：.向廢液中投入過量鐵屑，充分反應(yīng)后分離出固體和濾液；.向?yàn)V液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時(shí)鼓入足量的空氣。已知：KspFe(OH)3=4.010-38回答下列問題：(1)FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為 。(2)過程加入鐵屑的主要作用是 ， 分離得到固體的主要成分是 ，從固體中分離出銅需采用的方法是 。(3)過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(4)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH為5，金屬離子濃度為 (列式計(jì)算)。解析：解析：(2)這是先置換出銅，鐵過量固體為鐵與銅的混合物，再分離銅應(yīng)加入過量鹽酸；(3)過程是亞鐵離子生成Fe(OH)2，鼓入空氣為轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3；(4)Ksp=c(Fe3+)c(OH-)3，c(OH-)=Kw/c(H+)，可求出 c(Fe3+)。答案：答案：(1)2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+(2)回收銅Cu和Fe加過量鹽酸反應(yīng)后過濾(3)FeCl2+Ca(OH)=2Fe(OH)2+CaCl24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(4)1.判斷下列描述的正誤。正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”。(1)(2014全國新課標(biāo)全國新課標(biāo)卷卷)FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作，是因?yàn)镕eCl3能從含Cu2的溶液中置換出銅。( )(2)(2014大綱卷大綱卷)室溫下，不能將濃H2SO4盛放在鐵桶中。( )(3)(2014四川卷四川卷)檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì)，可將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅。( )(4)(2014四川卷四川卷)高溫下，0.2 mol Fe與足量水蒸氣反應(yīng)，生成H2分子數(shù)目為0.3NA。( ) (5)(2013廣東卷廣東卷)將水蒸氣通過灼熱的鐵粉，鐵與水在高溫下反應(yīng)，粉末變紅。( )(6)(2013江蘇卷江蘇卷)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2。( )(7)(2013廣東卷廣東卷)因?yàn)镕e3具有氧化性，所以用KSCN溶液可以鑒別Fe3。( )(8)(2012天津卷天津卷)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3。( )答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2.(2016豫北名校聯(lián)考豫北名校聯(lián)考)在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到的Fe2的物質(zhì)的量(縱坐標(biāo))與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標(biāo))的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在相應(yīng)的橫線上。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3(1)AB段鐵元素以_形式存在。(2)BC段鐵元素以_形式存在。(3)CD段鐵元素以_形式存在。解析：向稀硝酸中加入鐵粉，開始時(shí)稀硝酸過量應(yīng)生成Fe3，故AB段鐵元素以Fe3形式存在。隨著鐵粉的增加，溶液中的Fe3與Fe反應(yīng)生成Fe2。Fe3全部轉(zhuǎn)化成Fe2后，鐵粉不再溶解，故CD段鐵元素以Fe、Fe2形式存在。答案：(1)(2)(3)考點(diǎn)二考點(diǎn)二Fe2+和和Fe3+的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)1.Fe2的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)方法一：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，滴加鐵氰化鉀 K3Fe(CN)6溶液，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，即可證明溶液中一定含有Fe2。方法二：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再滴加氯水，若變成紅色溶液，說明有Fe2存在(鑒別時(shí)不能先滴加氯水)。2Fe2Cl2=2Fe32Cl-，F(xiàn)e33SCN-=Fe(SCN)3(紅色)。方法三：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色絮狀沉淀，白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2存在。Fe22OH-=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。特別提醒特別提醒 方法一不受任何離子干擾；方法二和方法三前提是溶液中不含有Fe3等離子干擾。2.Fe3的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)方法一：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，滴加KSCN溶液，溶液變紅色，證明有Fe3存在。方法二：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，加入NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3存在。方法三：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，滴加苯酚溶液，溶液變紫色，證明有Fe3存在。3.含F(xiàn)e2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的檢驗(yàn)(1)Fe3的檢驗(yàn)：基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法1.(2012山東卷節(jié)選山東卷節(jié)選)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在_(填離子符號(hào))，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2的方法是_(注明試劑、現(xiàn)象)。解析：滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中有Fe3，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2時(shí)，可以利用Fe2的還原性，加入酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去。答案：Fe3取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法2.(2015江淮十校八月聯(lián)考江淮十校八月聯(lián)考)鐵砂的主要成分是微粒狀的磁性氧化鐵、石英、石灰石等混合物。某化學(xué)興趣小組從鐵砂中分離出磁性氧化鐵，并進(jìn)行鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。(1)取磁性氧化鐵按圖中甲裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，現(xiàn)象很壯觀。取少許反應(yīng)生成的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色。出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，除了可能混有沒反應(yīng)的磁性氧化鐵外，還有一個(gè)原因是 。(2)為了克服圖中甲的缺陷，改用圖中乙裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，主要步驟如下：在一個(gè)廣口容器中放進(jìn)一定量的干燥細(xì)沙；將一定量的鐵砂和鋁粉混合物裝在紙漏斗中并埋入細(xì)沙里；將一定量的鎂粉和氯酸鉀混合物放在鋁熱劑上；再放上引火劑；引火反應(yīng)，冷卻；取出反應(yīng)后的鐵塊(如圖丙)請(qǐng)寫出鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。取少許反應(yīng)生成的鐵塊溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液沒有出現(xiàn)血紅色。實(shí)驗(yàn)中干燥細(xì)沙的主要作用是 。解析：解析：鋁熱反應(yīng)放出大量熱，高溫時(shí)鐵易被空氣中氧氣氧化；所以實(shí)驗(yàn)的成敗關(guān)鍵在于要給隔絕空氣。答案：答案：(1)生成的紅熱的鐵在掉落到蒸發(fā)皿過程中，表面被空氣氧化為Fe3O4 (2)8 Al +3Fe3O4 4Al2O3 +9 Fe 防止生成的鐵被氧化基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法 實(shí)驗(yàn)時(shí)，先打開活塞K，再將分液漏斗的旋塞打開，稀硫酸與鐵粉作用，用產(chǎn)生的H2排出裝置中的空氣；然后關(guān)閉K，使生成的H2將試管中的FeSO4溶液壓入NaOH溶液中，則可較長時(shí)間觀察到生成的白色的Fe(OH)2沉淀。若拔去廣口瓶上的橡皮塞，振蕩則白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色?；A(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法(1)B中盛有一定量的NaOH，A中應(yīng)預(yù)先加入的藥品是 。A中反應(yīng)的離子方程式是 。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將活塞a (填“打開”或“關(guān)閉”)。(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程 。(4)實(shí)驗(yàn)完畢，打開b處活塞，放入一部分空氣，此時(shí)B瓶中發(fā)生的反應(yīng)為 。(5)下列各圖示中 能較長時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀?；A(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法1.(2015湘中名校湘中名校)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加入_。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用_方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_。(4)還可采用下圖方法制備其中圖1和圖3中的苯可以換成四氯化碳嗎？_圖2實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作過程為：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先將a_(填打開或關(guān)閉)，待裝置中的空氣全部被氫氣排出后，再將a_(填打開或關(guān)閉)。解析：(1)Fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2易被空氣中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2被氧化。(2)氣體的溶解度隨溫度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2較少。(3)滴加NaOH溶液時(shí)，如果按正常的操作進(jìn)行，容易將空氣帶到溶液中，使Fe(OH)2沉淀氧化；(4)四氯化碳密度比水大。答案：(1)稀硫酸、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2(4)不能打開關(guān)閉基礎(chǔ)知識(shí)梳理考點(diǎn)研析突破考點(diǎn)能力突破典例解析方法2.(2012新課標(biāo)全國卷，節(jié)選新課標(biāo)全國卷，節(jié)選)鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價(jià)鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學(xué)式，可用離子交換和滴定的方法。實(shí)驗(yàn)中稱取0.54 g的FeClx樣品，溶解后先進(jìn)行陽離子交換預(yù)處理，再通過含有飽和OH-的陰離子交換柱，使Cl-和OH-發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH-用0.40 mol/L的鹽酸滴定，滴至終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸25.0 mL。計(jì)算該樣品中氯的物質(zhì)的量，并求出FeClx中x的值： (列出計(jì)算過程)。(2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，采用上述方法測得n(Fe) n(Cl)=1 2.1，則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 。在實(shí)驗(yàn)室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和 反應(yīng)制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和 反應(yīng)制備。答案：(1)n(Cl)0.025 0 L0.40 mol/L0.010 mol054 g0.010 mol35.5 g/mol0.185 gn(Fe)0.185 g/56 g/mol0.003 3 moln(Fe)n(Cl)0.003 30.01013，x3(2)0.10鹽酸氯氣1.下列關(guān)于鐵及其化合物的說法正確的是( )A.(2014四川卷四川卷)將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅，可以檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì)B.(2014重慶卷重慶卷)濃氨水中滴加FeCl3飽和溶液可制得Fe(OH)3膠體C.(2014大綱卷大綱卷)1 mol FeI2與足量氯氣反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NAD.(2014廣東卷廣東卷)水溶液中Fe2、H、SO2-3、ClO-不能大量共存基礎(chǔ)知識(shí)梳理典例解析方法速效提升訓(xùn)練考點(diǎn)能力突破2.(2014上海卷上海卷)用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得的溶液中加入鐵粉。對(duì)加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是( )A.若無固體剩余，則溶液中一定有Fe3+B.若有固體存在，則溶液中一定有Fe2+C.若溶液中有Cu2+，則一定沒有固體析出D.若溶液中有Fe2+，則一定有Cu析出解析：解析：用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得溶液中含有Fe3+ 和Cu2+，F(xiàn)e3+可將銅和鐵氧化，而Cu2+可將鐵氧化，所以加入的鐵粉先與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+，再與Cu2+反應(yīng)生成Fe2+和Cu。所以A選項(xiàng)：若無固體剩余時(shí)，可能Fe3+ 反應(yīng)完而Cu2+未反應(yīng)完或Cu2+恰好反應(yīng)完，所以A錯(cuò)；C選項(xiàng)：當(dāng)溶液中有Cu2+，有可能是Cu2+只反應(yīng)了一部分，將有銅析出，所以C錯(cuò)；因?yàn)殍F先與Fe3+反應(yīng)，所以若溶液中有Fe2+，有可能只發(fā)生鐵與Fe3+的反應(yīng)而無銅析出，故D錯(cuò)。答案：答案：B基礎(chǔ)知識(shí)梳理典例解析方法速效提升訓(xùn)練考點(diǎn)能力突破3.(2014泉州二檢泉州二檢)有關(guān)Fe及其化合物的部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是( )A.中硫酸的濃度可以為98%B.中試劑可以是氨水或NaOH溶液C.中操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶D.X一定含有SO2解析：解析：濃硫酸常溫下不與鐵反應(yīng)，而且加熱時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物不是硫酸亞鐵，而是硫酸鐵，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：答案：A4.(2015哈爾濱質(zhì)檢哈爾濱質(zhì)檢)某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖所示的方法，鑒定鹽A的組成成分，由此分析，下列結(jié)論中正確的是( )A.A中一定有Fe3B.C中一定有Fe3C.B為AgI沉淀D.A一定為FeBr2溶液解析：A選項(xiàng)：HNO3具有強(qiáng)氧化性，可氧化Fe2，A中不一定有Fe3；C選項(xiàng)：AgI為黃色沉淀；D選項(xiàng)：A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物。答案：B基礎(chǔ)知識(shí)梳理典例解析方法速效提升訓(xùn)練考點(diǎn)能力突破5.(2013江蘇卷，節(jié)選江蘇卷，節(jié)選)檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易吸收的高效鐵制劑，可由綠礬(FeSO47H2O)通過下列反應(yīng)制備：FeSO4+Na2CO3=FeCO3+Na2SO4FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+CO2+H2O下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 molL-1計(jì)算)。(1)制備FeCO3時(shí)，選用的加料方式是 (填字母)，原因是 。a.將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時(shí)加入到反應(yīng)容器中b.將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應(yīng)容器中c.將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應(yīng)容器中(2)生成的FeCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是 ?；A(chǔ)知識(shí)梳理典例解析方法速效提升訓(xùn)練考點(diǎn)能力突破(3)將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中，再加入少量鐵粉，80 下攪拌反應(yīng)。鐵粉的作用是 。反應(yīng)結(jié)束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是 。(4)最后溶液經(jīng)濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥，獲得檸檬酸亞鐵晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是 。解析：解析：(1)碳酸鈉溶液水解顯堿性，F(xiàn)e2+在堿性環(huán)境中會(huì)生成氫氧化亞鐵沉淀，故應(yīng)在硫酸亞鐵中加入碳酸鈉溶液。(2)檢驗(yàn)FeCO3沉淀是否洗滌干凈，即檢驗(yàn)洗滌液中是否含有 ，可以用酸化的氯化鋇溶液檢驗(yàn)，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈。(3)Fe2+具有還原性，易被空氣中的氧氣氧化，加入鐵粉可以防止其被氧化。鐵可與酸(檸檬酸)反應(yīng)，故可用檸檬酸直接處理多余的鐵粉，使之生成檸檬酸亞鐵。(4)加入乙醇可以抑制檸檬酸亞鐵在水中的溶解，提高檸檬酸亞鐵的產(chǎn)率。答案：答案：(1)c避免生成Fe(OH)2沉淀(2)取最后一次的洗滌濾液12 mL于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈(3)防止+2價(jià)的鐵元素被氧化加入適量檸檬酸讓鐵粉反應(yīng)完全(4)降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量，有利于晶體析出-24SO