第16讲 铁及其化合物
1. 了解铁及其重要化合物的主要用途。
2. 了解铁及其重要化合物的主要物理性质和化学性质。
3. 了解Fe3+的氧化性,认识Fe3+和Fe2+之间的相互转化。
1. 金属铁
(1) 物理性质。
有金属光泽的 色金属,质软,有良好的导电、导热性,具有延展性,能被 吸引。
(2) 化学性质。
①与非金属反应
与氯气在点燃条件下反应的化学方程式为 。
与纯氧在点燃条件下反应的化学方程式为 。
②与水蒸气反应的化学方程式为 。
③与非氧化性酸反应的离子方程式为 。
与强氧化性酸(如浓硫酸、浓硝酸)会发生 。
④与盐反应
与硫酸铜溶液反应的离子方程式为 。
与氯化铁溶液反应的离子方程式为 。
2. 铁的重要化合物
(1) 铁的氧化物Fe2O3的俗名为 ,与HCl反应的离子方程式为
。
(2) 铁的两种氢氧化物。
类别 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态
化学性质
相互转化
(3) Fe2+和Fe3+鉴别。
类别 Fe2+ Fe3+
水溶液颜色
加入NaOH
加入KSCN
加入酸性KMnO4溶液
提醒:检验Fe2+时,先加入KSCN,无现象,再通入氯水时,有 出现,即可说明有Fe2+存在。
3. Fe2+和Fe3+相互转化
(1) FeCl2溶液与Cl2反应的化学方程式和离子方程式分别为
, 。
(2) FeCl3溶液中加入铁粉的化学方程式和离子方程式分别为
, 。
4. 铁及其重要化合物之间的转化关系
有哪些物质能将Fe2+氧化成Fe3+
如何除去FeCl3中混有的FeCl2
如何除去FeCl2中混有的FeCl3
如何检验FeCl2和FeCl3的混合溶液中的Fe2+
含铁化合物的俗名
1. [江苏学测]化学与生活密切相关。下列生活中常见物质的俗名与化学式相对应的是( )
A. 苏打——NaHCO3 B. 胆矾——CuSO4
C. 铁红——Fe2O3 D. 生石灰——Ca(OH)2
Fe3+的检验
2. [2024江苏合格考]某口服补铁剂的主要成分为FeSO4,检验FeSO4是否变质可用的试剂是( )
A. H2SO4溶液 B. NaCl溶液
C. KSCN溶液 D. AgNO3溶液
3. [江苏学测]某溶液中滴入KSCN溶液后变红,说明该溶液中存在 ( )
A. NO B. Fe3+ C. SO D. Mg2+
4. [江苏学测]判断:用KSCN溶液鉴别FeCl3溶液和Fe2(SO4)3溶液。( )
铁及其化合物的性质
5. [2022江苏合格考]铁粉活化用于污水处理。活化方法如下:向一定量表面被部分氧化的铁粉中加入少量稀盐酸和H2O2(少量H2O2有利于铁粉活化),搅拌。一段时间后,铁粉吸附Fe2+形成胶体。活化过程中,溶液中c(Fe2+)、c(Fe3+)随时间的变化如图所示。下列说法不合理的是( )
A. 盐酸能与铁粉表面的Fe2O3反应
B. 0~2.5 min,溶液的pH不断升高
C. 2.5~5 min,c(Fe3+)减小,c(Fe2+)增大,可能发生的反应为2Fe3++Fe===3Fe2+
D. 5 min后,c(Fe2+)减小,可能是H2O2将Fe2+还原为Fe
6. [2021江苏合格考]对印刷电路板制作过程中(2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2)产生的废液X进行回收处理,流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 1 mol FeCl3与Cu完全反应,转移电子数约为 6.02×1023
B. 若废液X中滴加KSCN溶液变红,则X中=
C. 若向溶液A、溶液B中分别加入少量铁粉,铁粉均有减少
D. 实验室中进行操作①②时,需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
1. [2026届淮安合格考模拟]金属铁广泛应用于生产生活中,铁元素的常见化合价有+2和+3。下列物质中铁元素为+3价的是( )
A. Fe B. FeO
C. FeSO4·7H2O D. Fe2O3
2. [2026届扬州合格考模拟二]将铁溶于过量的稀盐酸后,再加入下列物质,会有Fe3+生成的是 ( )
A. 稀硫酸 B. 氯水
C. 硫酸锌溶液 D. 氯化铜溶液
3. [2026届连云港合格考模拟]下列物质的性质与用途对应关系正确的是( )
A. 铁红(Fe2O3) 粉末呈红色,可用于制取铁盐
B. 干冰易升华,可用于制造舞台烟雾效果
C. 浓硫酸具有强氧化性,可用于干燥SO2气体
D. 小苏打(NaHCO3)受热易分解,可用于治疗胃酸过多症
4. [2026届徐州铜山合格考模拟]下列关于铁及其化合物的说法不正确的是( )
A. 常温下铁遇浓硫酸会发生钝化 B. 铁丝可以在氯气中燃烧
C. 铁有良好的导电、导热性 D. 铁丝与盐酸反应生成FeCl3
5. [2026届徐州铜山合格考模拟]下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A. NaHCO3受热易分解,可用于治疗胃酸过多
B. Na2O2具有强氧化性,可用作呼吸面具中的供氧剂
C. HClO显酸性,可用于杀菌消毒
D. 铁粉具有还原性,可用作食品抗氧化剂
6. [2026届泰州兴化合格考模拟]利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程如下:
已知:Zn溶于强碱时生成易溶于水的[Zn(OH)4]2-。
下列有关说法正确的是( )
A. Fe3O4俗称铁红
B. “碱洗”的主要目的是除去镀锌铁皮表面的油污
C. “酸溶”反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑
D. “氧化”后溶液中所存在的离子为H+、Fe3+、SO
第16讲 铁及其化合物
知识扫描
1. (1) 银白 磁铁 (2) ①2Fe+3Cl22FeCl3 3Fe+2O2Fe3O4
②3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 ③Fe+2H+===Fe2++H2↑ 钝化
④Fe+Cu2+===Cu+Fe2+ Fe+2Fe3+===3Fe2+
2. (1) 铁红 Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
(2)
类别 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态 白色固体 红褐色固体
化学性质 Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
相互转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3白色→灰绿色→红褐色
(3)
类别 Fe2+ Fe3+
水溶液颜色 浅绿色 黄色
加入NaOH Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色沉淀) Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)
加入KSCN 无现象 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3溶液变为红色
加入酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液紫色褪去 无变化
红色
3. (1) 2FeCl2+Cl2===2FeCl3 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2) 2FeCl3+Fe===3FeCl2 2Fe3++Fe===3Fe2+
重难突破
问题1:需要加入氧化剂,将Fe2+氧化成Fe3+。如氯水、酸性KMnO4溶液、HNO3等。
问题2:加入氯水或H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,同时也不会引入杂质。
问题3:加入铁将FeCl3还原为FeCl2,同时也不会引入杂质。
问题4:滴入酸性KMnO4溶液,与Fe2+反应,使酸性KMnO4溶液褪色,从而检验Fe2+的存在。
真题荟萃
1. C 苏打为Na2CO3,胆矾为CuSO4·5H2O,生石灰为CaO,故选C。
2. C 若FeSO4变质,Fe2+会被氧化为Fe3+,若含Fe3+可用KSCN检验,溶液显红色,C正确。
3. B Fe3+与SCN-生成红色的Fe(SCN)3溶液,B正确。
4. × 硫氰化钾与氯化铁、硫酸铁反应的现象相同,无法鉴别。
5. D 由图可知,开始时Fe3+和Fe2+同时产生,Fe3+来自Fe2O3与HCl的反应,Fe2+来自Fe与HCl的反应,A正确;0~2.5 min,生成的Fe3+和Fe2+较快,消耗H+较快,所以pH不断升高,B正确;2.5~5 min,可能发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+,C正确;H2O2具有强氧化性,H2O2会氧化Fe2+,D错误。
6. B FeCl3与Cu反应生成FeCl2,Fe3+变为Fe2+,化合价变化1,1 mol Fe3+参加反应,转移电子1 mol,电子数约为6.02×1023,A正确;由反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2知,该反应产物中=,若废液X中不存在FeCl3,则=,若废液X中存在FeCl3,则X中<,B错误;FeCl2溶液与过量Cl2反应生成FeCl3,FeCl3与Fe反应生成FeCl2,溶液B中为FeCl2和HCl,加入Fe,会与HCl反应,C正确;过滤时,要用到烧杯、漏斗和玻璃棒,D正确。
冲关集训
1. D
2. B 铁与稀盐酸反应生成FeCl2溶液和H2,通入氯水可将FeCl2氧化为FeCl3,B正确。
3. B 铁红制铁盐,是因为Fe2O3能与酸反应生成相应的铁盐,并不是因为铁红呈红色,A错误;浓硫酸具有吸水性,可以干燥SO2气体,C错误;NaHCO3与胃酸(HCl)反应,故可用于治疗胃酸过多症,D错误。
4. D 铁与盐酸反应生成FeCl2,D错误。
5. D NaHCO3可与胃酸(HCl)反应,不是因为其受热易分解,A错误;Na2O2可与CO2、H2O反应生成O2,与其强氧化性无关,B错误;HClO具有强氧化性,故可杀菌消毒,与其酸性无关,C错误;铁粉具有还原性,可吸收空气中的O2,所以铁作抗氧化剂,D正确。
6. C 铁红为Fe2O3,Fe3O4为磁性氧化铁,A错误;碱洗还可以溶解Zn,B错误;H2O2只能氧化部分Fe2+,因为Fe2+和Fe3+混合之后要得到Fe3O4,D错误。