高考化学精品【一轮复习】PPT第四章 第一十三讲　铁及其化合物

这是一份高考化学精品【一轮复习】PPT第四章 第一十三讲　铁及其化合物，共60页。PPT课件主要包含了考点一铁及其氧化物，考点二铁的氢氧化物，第一部分，第二部分，必备知识整合，对点题组突破，课时作业，第五部分，高考真题演练，第四部分等内容，欢迎下载使用。
1．能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物理和化学性质。2.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。
1．铁单质(1)物理性质____色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被____吸引。(2)化学性质铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成____价或____价铁的化合物。重要的化学反应如下：
Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑
Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu
2Fe3+＋Fe===3Fe2+
2．铁的氧化物(1)物理性质
(2)化学性质①FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成_________。②FeO、Fe2O3都属于金属氧化物，能溶于非氧化性强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：_______________________，______________________________。③铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：______________________________________________________________。④写出FeO溶于过量稀硝酸的化学方程式：___________________________________________________。⑤写出Fe2O3溶于过量氢碘酸(HI)的离子方程式：________________________________________。
FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3+
3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3
Fe2O3＋2I－＋6H＋===
2Fe2+＋I2＋3H2O
正确的打“√”，错误的打“×”。(1)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。(　　)(2)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4。(　　)(3)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。(　　)(4)Fe与稀硝酸、稀硫酸反应产生的气体成分相同。(　　)(5)Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示，故Fe3O4为混合物。(　　)
1．下列关于铁的说法正确的是(　　)A．铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射B．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁C．已知Fe和CuSO4溶液能反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应D．铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3+＋3H2↑
题组一　铁及其氧化物的性质及应用
解析：铁在空气中不能燃烧，A错误；铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化亚铁，B错误；在金属活动性顺序中，Ag排在Cu的后面，可推测Fe与AgNO3溶液也能反应置换出银，C正确；铁与盐酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，反应产物与盐酸的量的多少无关，D错误。
2．（2024·江苏徐州模拟）下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　)A．Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料B．FeCl3具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质C．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂D．FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2+
解析：Fe2O3为红棕色粉末，可用于制作红色颜料，与其能与盐酸反应无关，A不符合题意；FeCl3可用于除去水中悬浮杂质是利用Fe3+能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，与其氧化性无关，B不符合题意；铁粉用于食品袋中的抗氧化剂，是因铁粉是活泼金属，具有还原性，C符合题意；FeS可与Cu2+反应生成更难溶的CuS，因此可除去废水中的Cu2+，与FeS的溶解性无关，D不符合题意。
题组二　铁的氧化物组成的确定
3．铁的常见化合价有＋2和＋3。据研究，铁在浓硝酸中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以表示为FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物为(　　)A．FeO·3Fe2O3 B．FeO·2Fe2O3C．2FeO·3Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3
解析：FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为7∶10，不符合8∶11，故A不符合题意；FeO·2Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为5∶7，不符合8∶11，故B不符合题意；2FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为8∶11，故C符合题意；2FeO·Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为4∶5，不符合8∶11，故D不符合题意。
确定铁的氧化物组成的基本方法
1．氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较
Fe(OH)2＋2H＋===
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O
Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓
Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓
白色絮状沉淀迅速变成灰绿色
2.氢氧化亚铁的制备(1)制备原理：Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓。(2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。
正确的打“√”，错误的打“×”。(1)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应。(　　)(2)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取。(　　)(3)将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制备Fe(OH)3胶体。(　　)(4)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2Fe(OH)3
解析：Fe2O3的颜色是红色，可用作红色颜料，A正确；FeO有还原性，其中铁元素的化合价为＋2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4，B正确；氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁，C错误；盛NiO(OH)的试管中产生黄绿色气体，说明NiO(OH)将氯离子氧化为氯气，而氢氧化铁不行，故氧化性：NiO(OH)>Fe(OH)3，D正确。
3．（2022·浙江6月选考）关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是(　　)A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2OB．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2OC．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3
解析：化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3，C为－2价，故其与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O，反应原理为FeO(OCH3)＋3HCl===FeCl3＋H2O＋CH3OH，A推测合理；若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O，则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FeO、CO2、H2O，B推测不合理；溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I－氧化为I2，反应原理为2FeO(OCH3)＋6HI===2FeI2＋I2＋2H2O＋2CH3OH，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色，C推测合理；化合物FeO(OCH3)在空气中高温分解为Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3具有碱性氧化物的性质，SiO2为酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3，D推测合理。
4．（经典高考题）某同学设计如图装置（气密性已检查）制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答：(1)仪器1的名称：________。装置5的作用：________________________。解析：该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。
液封，防止空气进入装置4
(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中：____________________________。解析：如此操作，不成功的原因在于仪器3产生的H2从左侧导管逸出，没有足够的压强将FeSO4溶液压出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：______________________。解析：灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。
在装置2、3之间添加控制开关
装置4内的空气没有排尽
一、选择题（每小题3分，共30分。每小题只有1个选项符合题意）1．下列对铁元素的认识正确的是(　　)A．铁有两种不溶于水的氢氧化物B．铁在自然界中不存在单质形态C．铁元素是地壳中含量最多的金属元素D．自然界存在的铁元素均显＋3价
解析：铁的氢氧化物有Fe(OH)3和Fe(OH)2，二者均为不溶于水的沉淀，A正确；陨铁中的铁以单质形态存在，B错误；铝元素是地壳中含量最多的金属元素，C错误；自然界存在的铁元素不一定都显＋3价，如磁铁矿石（主要成分为Fe3O4）中含有＋3价和＋2价的铁，D错误。
2．下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(　　)A．室温下，过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO4B．铁钉置于稀硫酸中，表面产生大量气泡，溶液由无色变蓝色C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝解析：室温下，Fe遇浓硫酸发生钝化，故A错误；高温下，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故C正确；高温下，Fe与氧化铝不反应，故D错误。
3．赭石为一种中国传统药物，可“平肝潜阳，重镇降逆，凉血止血”，李时珍在《本草纲目》中对其有“赭，赤色也”“苦、寒、无毒”的描述，根据上述性质，其主要成分可能为(　　)A．Fe2O3 B．CuOC．FeSO4 D．CuSO4解析：根据材料可知，赭石颜色为红色，主要成分可能为Fe2O3。
4．下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种铁的氧化物的说法不正确的是(　　)A．四氧化三铁与另两种氧化物中的铁元素化合价不完全相同B．氧元素的化合价完全相同C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体解析：氧化铁中铁元素为＋3价，氧化亚铁中铁元素为＋2价，四氧化三铁中铁元素为＋2价和＋3价，A正确；铁的三种氧化物中，氧元素的化合价都为－2，B正确；氧化铁俗称铁红，是一种红棕色的固体，C错误；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体，D正确。
5．根据Fe(OH)3的物质类别和元素化合价推测，在下列物质中不发生反应的是（不考虑溶解氧）(　　)A．潮湿的空气 B．盐酸C．新制氯水 D．烧碱溶液解析：Fe(OH)3在潮湿的空气中会失去部分水生成Fe2O3·xH2O，故A不符合题意；Fe(OH)3会和盐酸反应，故B不符合题意；新制氯水中含有HCl，二者会发生反应，故C不符合题意；烧碱溶液中的NaOH和Fe(OH)3都是碱，二者不反应，故D符合题意。
6．某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是(　　)A．仪器1中应该盛放稀硫酸B．本实验通过控制A、B、C三个止水夹，将仪器中的空气排尽后，先关闭止水夹B，再打开止水夹A就可观察到氢氧化亚铁的颜色C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态
解析：此实验的目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在仪器2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在仪器1中，A正确；打开止水夹B、C，关闭止水夹A，利用仪器2中产生的氢气，把仪器3中的空气排尽，使装置处于还原气体氛围中，然后关闭止水夹B，打开止水夹A，产生气体压强增大，把仪器2产生的FeSO4压入仪器3中，产生Fe(OH)2，B正确；反应一段时间后，仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在仪器3中观察到白色沉淀，C错误；本实验利用反应生成的氢气排净装置中的空气，使装置处于还原气体氛围中，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确。
7．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是(　　)
解析：Fe3O4中的＋2价的铁与HNO3反应生成Fe3+，不存在Fe2+，B项不正确。
8．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是(　　)A．Fe(OH)3　Fe2O3B．Fe(OH)2　Fe2O3C．Fe(OH)2　Fe(OH)3D．Fe(OH)2　Fe3O4解析：铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。
9．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 ml·L-1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 ml 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(　　)A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7解析：根据2Fe2+＋Cl2===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 ml×2＝0.05 ml，根据电荷守恒得2n(Fe2+)＋3n(Fe3+)＝n(Cl－)，则n(Fe3+)＝0.2 ml，故n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝0.05 ml∶0.2 ml＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
10．由硫铁矿烧渣（主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO和SiO2）制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图，已知：FeS2难溶于水。下列说法错误的是(　　)A.步骤①酸溶烧渣最好选用硫酸B．步骤②涉及的离子反应为FeS2＋14Fe3+＋8H2O===15Fe2+＋2SO ＋16H＋C．步骤③必须控制条件防止氧化D．一定条件下，将溶液b加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干得到纯净绿矾
二、非选择题（共30分）11．（14分）为探究铁及其化合物的一些化学性质，某实验小组学生设计了以下实验。回答下列问题：(1)高温下，让铁粉与水蒸气反应，如图所示。试管中发生反应的化学方程式是__________________________________，该反应中氧化剂是____。
解析：H2O中氢元素化合价由＋1降低为0，氧化剂是H2O。
(2)如图：①往A溶液中滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色________。②写出上述A→B过程中的化学方程式：_________________________。③描述将C放置于空气中的现象：___________________________________________，写出该反应的化学方程式：_____________________________。
2FeCl3＋Fe===3FeCl2
白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变少
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
④写出向B中加入氯水发生反应的离子方程式：_____________________。⑤将A的饱和溶液滴入沸水中并加热，可制得____________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为__________。解析：①氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，A溶液中含有Fe3+，滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色变为红色。④B为氯化亚铁溶液，加入氯水生成氯化铁溶液，离子方程式为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－。
2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－
12．（16分）某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。（一）制备硫酸亚铁溶液(1)步骤①，加入稀硫酸的目的是______________。
解析：（一）制备硫酸亚铁溶液，向硫酸铁晶体中加入去氧蒸馏水和稀硫酸，再加入过量的还原铁粉，将Fe3+还原成Fe2+，得到硫酸亚铁溶液。(1)步骤①，加入稀硫酸的目的是抑制Fe3+的水解。
(2)步骤②，加入还原铁粉后观察到的现象是___________________________________________________________。解析：步骤②，加入还原铁粉后，铁粉和酸、Fe3+反应，观察到的现象是铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色。
铁粉逐渐溶解，有无色气体生
成，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色
（二）制备氢氧化亚铁(3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为____________（按气流方向，用装置字母表示）。反应结束后继续通一段时间的N2，目的是___________________________________________________________________。
置中残留的氨气全部吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气
解析：（二）制备氢氧化亚铁原理是将氨气通入硫酸亚铁溶液中，此过程的关键是隔绝空气。(3)制备氢氧化亚铁的装置中，A装置的作用是将浓氨水滴到生石灰上，使生石灰和水反应放出热量，放出氨气，氮气的作用是将装置中的空气全部排出，B装置的作用是使氨气和硫酸亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁，C装置的作用是作安全瓶，防止倒吸，D装置的作用是吸收尾气，故装置连接顺序为A→C→B→D。反应结束后继续通一段时间的N2，目的是将装置中残留的氨气全部吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气。
(4)装置B中发生反应的离子方程式是______________________________________。装置C的作用是_________________________________________。
Fe2+＋2NH3＋2H2O===Fe(OH)2↓＋
（三）探究思考反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。(5)Fe3(OH)8中n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝_______，用氧化物的形式表示可写成__________________________。解析：（三）(5)Fe3(OH)8中，3个Fe带8个正电荷，故n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝1∶2，用氧化物的形式表示可写成FeO ·Fe2O3 ·4H2O。
FeO ·Fe2O3 ·4H2O
(6)设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：要设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8，即要证明此物质中既有Fe2+又有Fe3+，Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液检验，Fe3+用KSCN溶液检验，实验操作为取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸（或稀硫酸）溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为红色；另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物质中含Fe3(OH)8。
取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸（或稀硫酸）溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为红色；另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物质中含Fe3(OH)8