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(共51張PPT)
第12講　鐵及其化合物
1.掌握鐵及其化合物的主要性質及其應用。
2．了解鐵及鐵氫氧化物的制備方法。
3．能鑒別溶液中的Fe2＋、Fe3＋。
考點一
考點二
考點三
考點一
考點一　鐵的單質、氧化物
1.變價金屬——鐵
(1)物理性質
銀白色固體，熔點較高，具有良好的導熱、導電、延展性，能被磁體吸引。
(2)化學性質
①與非金屬的反應
Fe與Cl2：2Fe＋3Cl2 2FeCl3；
Fe與S：________________________；
Fe與I2：________________________。
②Fe與水蒸氣的反應：____________________________。
③與酸反應
Fe與H＋：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
常溫下，Fe遇濃HNO3、濃H2SO4發生鈍化反應，加熱時可將鐵氧化為＋3價鐵鹽。
④與某些鹽溶液的反應
與CuSO4溶液反應的離子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
與FeCl3溶液反應的離子方程式：________________________。
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(3)生鐵的冶煉(蘇教版教材)
①原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。
②設備：高爐。
③主要反應
a．還原劑的生成：C＋O2 CO2，CO2＋C 2CO；
b．鐵的還原：____________________________；
c．造渣反應：CaCO3 CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2 CaSiO3。
【師說·助學】　鐵在空氣中形成鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O，在純氧中燃燒的產物是Fe3O4。
2．鐵的氧化物
(1)物理性質
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗稱 鐵紅 磁性氧化鐵
顏色狀態 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體
水溶性 難溶 難溶 難溶
鐵的化合價 ＋2 ＋3 __________
＋2，＋3
(2)化學性質
①與鹽酸反應的離子方程式分別為：
FeO：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O；
Fe2O3：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；
Fe3O4：____________________________。
②FexOy與CO反應：FexOy＋yCO xFe＋yCO2。
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．鐵與過量的硫粉共熱產物是Fe2S3：__________________________________________________________。
2．用鐵制容器可以運輸濃硝酸和濃硫酸：__________________________________________________________。
3．Fe在O2中燃燒或高溫下與水蒸氣反應均能得到Fe3O4：__________________________________________________________。
4．Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2：__________________________________________________________。
錯誤。鐵與硫粉共熱產物是FeS，與硫粉的用量無關。
正確。
正確。
錯誤。Fe與Cl2反應只生成FeCl3，與Cl2的用量無關。
【教考銜接】
典例 鐵與水蒸氣反應實驗改進前后的裝置如圖所示：
下列說法錯誤的是(　　)
A．將濕棉花改為浸水的尿不濕，酒精燈由單頭改為雙頭，可提供足量的水蒸氣
B．用具支試管可將試管口附近冷凝的水導出，避免冷凝水與灼熱鐵粉接觸
C．肥皂液改為吹泡泡水，收集H2效果更好，點燃效果更明顯
D．懸掛的磁鐵僅能吸引鐵粉，不能吸引反應產物
答案：D
解析：鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，鐵、四氧化三鐵均可被磁鐵吸引，故D錯誤。
【師說·延伸】　鐵與水蒸氣反應實驗裝置對比——回歸教材
人教版 魯科版
【對點演練】
考向一　鐵及其氧化物的性質
1．寫出下列反應的離子方程式。
(1)FeO溶于足量稀硝酸中：__________________________________。
(2)Fe2O3溶于足量HI溶液中：________________________________。
3FeO＋＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O
Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O
2．鐵與水蒸氣反應，通常有以下兩種裝置，請回答下列問題：
裝置一 裝置二
實驗 裝置
(1)裝置一中，裝置A的作用：____________。
裝置二中，裝濕棉花的作用：____________。
(2)實驗完畢后，取出裝置一的少量固體，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，試解釋原因：___________________________________。
提供水蒸氣
提供水蒸氣
在溶液中Fe3＋被未反應的鐵粉完全還原為Fe2＋
考向二　計算鐵氧化物的組成
3．有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變為Fe3＋，計算確定該氧化物的化學式。
解析：根據2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n（Fe2＋）＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根據電荷守恒得2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝n（Cl－），則n（Fe3＋）＝0.2 mol，故n（Fe2＋）∶n（Fe3＋）＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
答案：Fe5O7
4．準確稱取某種鐵的氧化物2.88 g，用足量的CO進行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，則該氧化物的化學式為______。
FeO
解析：4.00 g CaCO3沉淀的物質的量為0.04 mol，則消耗CO、生成CO2的物質的量均為0.04 mol，增加的氧元素為0.04 mol，質量為0.04 mol×16 g·mol－1＝0.64 g，鐵的氧化物中氧元素的質量為0.64 g，鐵元素的質量為2.88 g－0.64 g＝2.24 g，鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質的量之比為∶0.04 mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學式為FeO。
考點二
考點二　鐵的氫氧化物
1.性質比較
化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色態 白色固體 紅褐色固體
與鹽酸 反應 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受熱 分解 _____________________________
二者 關系 在空氣中，Fe(OH)2能夠迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現象是_______________________________________，化學方程式為____________________________
白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
【師說·助學】　
Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與足量氫碘酸(HI)反應時，Fe3＋被I－還原成Fe2＋。
2．制備方法
(1)Fe(OH)2：可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應。
(2)Fe(OH)3：可溶性鐵鹽與堿溶液反應。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．FeCl3溶液滴入熱的濃NaOH溶液中可得到膠體：__________________________________________________________。
2．在空氣中，白色的Fe(OH)2迅速轉變成灰綠色，最終變成紅褐色：__________________________________________________________。
3．Fe(OH)2與足量稀HNO3發生反應的離子方程式為Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O：
_________________________________________________________。
4．Fe(OH)3與足量氫碘酸反應生成FeI3：
_________________________________________________________。
錯誤。應得到Fe（OH）3沉淀。
正確。
錯誤。離子方程式應為3Fe（OH）2＋＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O。
錯誤。應生成FeI2，反應的離子方程式為2Fe（OH）3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋6H2O。
【教考銜接】
典例 用FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備Fe(OH)2。
(1)除去蒸餾水中溶解的O2常采用______的方法。
(2)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需要加入________________。
(3)生成Fe(OH)2白色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__________________________________。
煮沸
稀H2SO4、鐵屑
避免生成的Fe（OH）2沉淀接觸O2而被氧化
解析：（1）氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2變少。
（2）Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加鐵粉，將被氧化生成的Fe3＋還原成Fe2＋。
【師說·延伸】　
Fe(OH)2制備成功的關鍵：①溶液中不含O2；②制備過程中，保證生成的在密閉、隔絕空氣的體系中。
【對點演練】
探究制備氫氧化亞鐵的可行性方案
1．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號)。
①②③⑤
解析：因為Fe（OH）2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe（OH）3，即4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3，因此要較長時間看到Fe（OH）2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe（OH）2處在氫氣的保護中；③的原理為鐵作陽極產生Fe2＋，與電解水產生的OH－結合生成Fe（OH）2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；⑤中液面加苯阻止了空氣進入；④由于帶入空氣中的氧氣能迅速將Fe（OH）2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。
2．用如圖所示裝置(夾持儀器省略)制備氫氧化亞鐵。
實驗步驟如下：
Ⅰ.檢查裝置氣密性后，關閉K2、K5、K6，打開K1、K3、K4，使裝置A中產生的氣體進入裝置B中，排盡裝置B中空氣。
Ⅱ.待裝置B中空氣排盡后，關閉K3，打開K2，將裝置A中溶液壓入裝置B中并觀察現象。
Ⅲ.關閉K1、K2，打開K5、K6，使裝置C中氣體通入裝置B中并觀察現象。
回答下列問題：
(1)儀器a的名稱是_____________，B中長玻璃管的作用是______________________________。
(2)步驟Ⅲ裝置B中的現象是________________________________，其發生反應的化學方程式為________________________________。
恒壓滴液漏斗
平衡氣壓，輔助排出裝置B中的空氣
白色沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
解析：氫氧化亞鐵容易被氧氣氧化，因此打開K1、K3、K4，關閉K2、K5、K6，裝置A中產生H2，排出裝置B中的空氣，因此長導管作用之一是輔助排出裝置B中的空氣，作用之二是平衡壓強，防止裝置中壓強過大，發生危險。
歸納總結
防止Fe(OH)2被氧化的方法
(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅除溶液中的氧氣。
(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。
(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。
(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯、植物油等。
(5)用Fe作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產生的Fe2＋與OH－反應制取。
考點三
考點三　亞鐵鹽與鐵鹽
1.亞鐵鹽
含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性，其中還原性為主。
(1)還原性
Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應的離子方程式為_______________________________。
(2)弱氧化性
Fe2＋與Zn反應的離子方程式為Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
2．鐵鹽
含Fe3＋的溶液呈棕黃色，Fe3＋具有較強的氧化性。
寫出下列轉化的離子方程式：
Fe2＋：_________________________________；
(2)Fe3＋Fe2＋：_____________________。
【師說·助學】　其他常見鐵鹽：①綠礬(FeSO4·7H2O)、②鐵銨礬[NH4Fe(SO4)2·12H2O]、③赤血鹽{K3[Fe(CN)6]}、④高鐵酸鉀(K2FeO4)等。
2Fe3＋＋＋H2O===2Fe2＋＋＋2H＋
2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2
3．Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法
(1)用KSCN溶液和氯水
(2)用NaOH溶液
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗
(4)Fe2＋的特征檢驗方法
溶液產生藍色沉淀，說明溶液中含有Fe2＋，有關反應離子方程式為____________________________________。
3Fe2＋＋2[Fe（CN）6]3－===Fe3[Fe（CN）6]2↓
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、：
_______________________________________________________。
2．FeCl3溶液與KSCN溶液反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓：
________________________________________________________
_______________________________________________________。
3．用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2：
_______________________________________________________。
錯誤。中性溶液中Fe3＋完全水解為Fe（OH）3。
錯誤。離子方程式應為Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3，其中Fe（SCN）3溶于水。
錯誤。酸性KMnO4溶液遇Cl－能褪色，Cl－的存在干擾Fe2＋的檢驗。
【教考銜接】
典例 [全國卷Ⅱ]某班同學用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質?；卮鹣铝袉栴}：
(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是__________________。
(2)甲組同學取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為_____________________。
(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是___________________________________。
防止Fe2＋被氧化
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
隔絕空氣（排除氧氣對實驗的影響）
解析：（1）亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2＋被空氣氧化。
(4)丙組同學取10 mL 0.1 mol·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進行如下實驗：
①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；
②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀；
③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。
實驗②檢驗的離子是________(填離子符號)；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應為__________。
Fe2＋
Fe3＋
可逆反應
解析：（4）根據Fe2＋的檢驗方法，向溶液中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成藍色沉淀，一定含有Fe2＋，則實驗②檢驗的離子是Fe2＋；Fe3＋遇KSCN溶液顯紅色，實驗①和③說明，在I－過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以證明該氧化還原反應為可逆反應。
(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發生反應的離子方程式為________________________________；一段時間后，溶液中有氣泡出現，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是__________________________，生成沉淀的原因是________________________________________(用平衡移動原理解釋)。
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
Fe3＋催化H2O2分解產生O2
H2O2分解反應放熱，促進Fe3＋的水解平衡正向移動
【師說·延伸】　關注與K3[Fe(CN)6]有關的三個問題
①K3[Fe(CN)6]名稱：鐵氰化鉀(俗稱赤血鹽)；
②Fe3[Fe(CN)6]2名稱：鐵氰化亞鐵；
③與Fe2＋反應的離子方程式：
===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
【對點演練】
考向一　Fe2＋、Fe3＋的檢驗
1．下列離子的檢驗方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變為紅褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
答案：C
解析：A項中只能說明含有Fe3＋，不能說明不含Fe2＋；B項原溶液中也可能只有Fe3＋而沒有Fe2＋；D項中氧化后生成的紅褐色沉淀Fe（OH）3也可能掩蓋了生成的白色沉淀Mg（OH）2。
2．為探究某綠礬樣品的變質情況，化學興趣小組的同學設計了下列實驗方案。
可供選擇的試劑：硫氰化鉀溶液、酸性高錳酸鉀溶液、氯水、氫氧化鈉溶液、氯化鋇溶液，請參與完成方案設計。
實驗準備：取少量綠礬樣品，用蒸餾水在燒杯中配成溶液。
(1)如何證明綠礬已經被氧化___________________________________________________________。
(2)如何證明綠礬已經被完全氧化________________________________________________________________________。
(3)在使用硫酸亞鐵時，防止Fe3＋的干擾的方法_____________________________，寫出相關離子方程式。
取少量溶液，加入幾滴硫氰化鉀溶液，若溶液變紅色，則證明綠礬樣品已被氧化。
取少量溶液，加入幾滴酸性高錳酸鉀溶液，若溶液不褪色，則證明綠礬樣品已被完全氧化。
加入適量鐵粉，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
歸納總結
檢驗Fe2＋和Fe3＋時的注意事項
(1)檢驗Fe2＋時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。
(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。
(3)檢驗Fe2＋、Fe3＋的其他方法：檢驗Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；檢驗Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
考向二　Fe2＋與Fe3＋的性質
3．[2023·浙江1月，16]探究鐵及其化合物的性質，下列方案設計、現象和結論都正確的是(　　)
實驗方案 現象 結論
A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短時間內無明顯現象 Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱
B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固體 溶液先變成血紅色后無明顯變化 Fe3＋與SCN－的反應不可逆
C 將食品脫氧劑樣品中的還原鐵粉溶于鹽酸，滴加KSCN溶液 溶液呈淺綠色 食品脫氧劑樣品中沒有＋3價鐵
D 向沸水中逐滴加5～6滴飽和FeCl3溶液，持續煮沸 溶液先變成紅褐色再析出沉淀 Fe3＋先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀
答案：D
解析：往FeCl2溶液中加入Zn片，發生反應Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋的強，A項錯誤；往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，發生反應Fe3＋＋3SCN－ Fe（SCN）3，溶液變血紅色，再加入少量K2SO4固體，對平衡無影響，故不能說明Fe3＋與SCN－的反應不可逆，B項錯誤；若食品脫氧劑樣品中有＋3價鐵，鐵粉與＋3價鐵發生反應Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈淺綠色，C項錯誤；向沸水中逐滴加5～6滴飽和FeCl3溶液，繼續煮沸至溶液呈紅褐色，得到Fe（OH）3膠體，持續煮沸，Fe（OH）3膠體發生聚沉，析出紅褐色沉淀，D項正確。
4.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入鐵粉與銅粉的混合物。
(1)若金屬無剩余，則溶液中一定存在的金屬陽離子有__________，可能存在的有________。
(2)若剩余固體中有鐵和銅，則溶液中一定存在的金屬陽離子有________，一定不存在___________。
(3)若剩余固體中只有銅，則溶液中一定存在的金屬陽離子有________，可能存在的有________，一定不存在________。
Fe2＋、Cu2＋
Fe3＋
Fe2＋
Fe3＋、Cu2＋
Fe2＋
Cu2＋
Fe3＋
5．[2024·江蘇響水段考]已知金屬離子沉淀時pH的取值范圍如下表：
(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入________、________、________其中之一，與Fe3＋水解產生的H＋反應，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉化為沉淀除去。
(2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化劑(如________)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。
(3)請設計實驗方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。
化合物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Cu(OH)2
pH 1.14～3.0 5.8～8.3 8.4～10.8 4.2～6.7
MgO
MgCO3
Mg（OH）2
H2O2
先通入適量Cl2（或加入H2O2），再向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3其中之一]，充分反應后過濾。第12講　鐵及其化合物
1.掌握鐵及其化合物的主要性質及其應用。
2．了解鐵及鐵氫氧化物的制備方法。
3．能鑒別溶液中的Fe2＋、Fe3＋。
考點一　鐵的單質、氧化物
1.變價金屬——鐵
(1)物理性質
銀白色固體，熔點較高，具有良好的導熱、導電、延展性，能被磁體吸引。
(2)化學性質
①與非金屬的反應
Fe與Cl2：2Fe＋3Cl22FeCl3；
Fe與S：________________________；
Fe與I2：________________________。
②Fe與水蒸氣的反應：______________________。
③與酸反應
Fe與H＋：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
常溫下，Fe遇濃HNO3、濃H2SO4發生鈍化反應，加熱時可將鐵氧化為＋3價鐵鹽。
④與某些鹽溶液的反應
與CuSO4溶液反應的離子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
與FeCl3溶液反應的離子方程式：________________________。
(3)生鐵的冶煉(蘇教版教材)
①原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。
②設備：高爐。
③主要反應
a．還原劑的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO；
b．鐵的還原：____________________________；
c．造渣反應：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。
【師說·助學】　鐵在空氣中形成鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O，在純氧中燃燒的產物是Fe3O4。
2．鐵的氧化物
(1)物理性質
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗稱 鐵紅 磁性氧化鐵
顏色狀態 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體
水溶性 難溶 難溶 難溶
鐵的化合價 ＋2 ＋3 __________
(2)化學性質
①與鹽酸反應的離子方程式分別為：
FeO：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O；
Fe2O3：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；
Fe3O4：____________________________。
②FexOy與CO反應：FexOy＋yCOxFe＋yCO2。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．鐵與過量的硫粉共熱產物是Fe2S3：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．用鐵制容器可以運輸濃硝酸和濃硫酸：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．Fe在O2中燃燒或高溫下與水蒸氣反應均能得到Fe3O4：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例 鐵與水蒸氣反應實驗改進前后的裝置如圖所示：
下列說法錯誤的是(　　)
A．將濕棉花改為浸水的尿不濕，酒精燈由單頭改為雙頭，可提供足量的水蒸氣
B．用具支試管可將試管口附近冷凝的水導出，避免冷凝水與灼熱鐵粉接觸
C．肥皂液改為吹泡泡水，收集H2效果更好，點燃效果更明顯
D．懸掛的磁鐵僅能吸引鐵粉，不能吸引反應產物
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【師說·延伸】　鐵與水蒸氣反應實驗裝置對比——回歸教材
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【對點演練】
考向一　鐵及其氧化物的性質
1．寫出下列反應的離子方程式。
(1)FeO溶于足量稀硝酸中：________________________________。
(2)Fe2O3溶于足量HI溶液中：________________________________。
2．鐵與水蒸氣反應，通常有以下兩種裝置，請回答下列問題：
裝置一 裝置二
實驗 裝置
(1)裝置一中，裝置A的作用：________________________________________________________________________。
裝置二中，裝濕棉花的作用：________________________________________________________________________。
(2)實驗完畢后，取出裝置一的少量固體，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，試解釋原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考向二　計算鐵氧化物的組成
3．有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變為Fe3＋，計算確定該氧化物的化學式。
4．準確稱取某種鐵的氧化物2.88 g，用足量的CO進行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，則該氧化物的化學式為________________________。
考點二　鐵的氫氧化物
1.性質比較
化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色態 白色固體 紅褐色固體
與鹽酸 反應 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受熱 分解 __________________________________________
二者 關系 在空氣中，Fe(OH)2能夠迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現象是__________________________________________，化學方程式為____________________________
【師說·助學】　Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與足量氫碘酸(HI)反應時，Fe3＋被I－還原成Fe2＋。
2．制備方法
(1)Fe(OH)2：可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應。
(2)Fe(OH)3：可溶性鐵鹽與堿溶液反應。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．FeCl3溶液滴入熱的濃NaOH溶液中可得到膠體：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．在空氣中，白色的Fe(OH)2迅速轉變成灰綠色，最終變成紅褐色：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．Fe(OH)2與足量稀HNO3發生反應的離子方程式為Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．Fe(OH)3與足量氫碘酸反應生成FeI3：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例 用FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備Fe(OH)2。
(1)除去蒸餾水中溶解的O2常采用__________的方法。
(2)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需要加入________________。
(3)生成Fe(OH)2白色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__________________________________。
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【師說·延伸】　Fe(OH)2制備成功的關鍵：①溶液中不含O2；②制備過程中，保證生成的在密閉、隔絕空氣的體系中。
【對點演練】
探究制備氫氧化亞鐵的可行性方案
1．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號)。
2．用如圖所示裝置(夾持儀器省略)制備氫氧化亞鐵。
實驗步驟如下：
Ⅰ.檢查裝置氣密性后，關閉K2、K5、K6，打開K1、K3、K4，使裝置A中產生的氣體進入裝置B中，排盡裝置B中空氣。
Ⅱ.待裝置B中空氣排盡后，關閉K3，打開K2，將裝置A中溶液壓入裝置B中并觀察現象。
Ⅲ.關閉K1、K2，打開K5、K6，使裝置C中氣體通入裝置B中并觀察現象。
回答下列問題：
(1)儀器a的名稱是________________，B中長玻璃管的作用是________________________________________。
(2)步驟Ⅲ裝置B中的現象是__________________________，其發生反應的化學方程式為________________________________。
歸納總結
防止Fe(OH)2被氧化的方法
(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅除溶液中的氧氣。
(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。
(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。
(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯、植物油等。
(5)用Fe作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產生的Fe2＋與OH－反應制取。
考點三　亞鐵鹽與鐵鹽
1.亞鐵鹽
含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性，其中還原性為主。
(1)還原性
Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應的離子方程式為__________________________________________。
(2)弱氧化性
Fe2＋與Zn反應的離子方程式為Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
2．鐵鹽
含Fe3＋的溶液呈棕黃色，Fe3＋具有較強的氧化性。
寫出下列轉化的離子方程式：
Fe2＋：________________________；
(2)Fe3＋Fe2＋：________________________。
【師說·助學】　其他常見鐵鹽：①綠礬(FeSO4·7H2O)、②鐵銨礬[NH4Fe(SO4)2·12H2O]、③赤血鹽{K3[Fe(CN)6]}、④高鐵酸鉀(K2FeO4)等。
3．Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法
(1)用KSCN溶液和氯水
(2)用NaOH溶液
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗
(4)Fe2＋的特征檢驗方法
溶液產生藍色沉淀，說明溶液中含有Fe2＋，有關反應離子方程式為________________________________。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、：________________________________________________________________________。
2．FeCl3溶液與KSCN溶液反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例 [全國卷Ⅱ]某班同學用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質。回答下列問題：
(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________________________________________________________________________。
(2)甲組同學取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為______________________________。
(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)丙組同學取10 mL 0.1 mol·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進行如下實驗：
①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；
②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀；
③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。
實驗②檢驗的離子是________(填離子符號)；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應為________________________________________________________________________。
(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發生反應的離子方程式為________________________________；一段時間后，溶液中有氣泡出現，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是__________________________，生成沉淀的原因是________________________________________(用平衡移動原理解釋)。
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【師說·延伸】　關注與K3[Fe(CN)6]有關的三個問題
①K3[Fe(CN)6]名稱：鐵氰化鉀(俗稱赤血鹽)；
②Fe3[Fe(CN)6]2名稱：鐵氰化亞鐵；
③與Fe2＋反應的離子方程式：
===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
【對點演練】
考向一　Fe2＋、Fe3＋的檢驗
1．下列離子的檢驗方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變為紅褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
2．為探究某綠礬樣品的變質情況，化學興趣小組的同學設計了下列實驗方案。
可供選擇的試劑：硫氰化鉀溶液、酸性高錳酸鉀溶液、氯水、氫氧化鈉溶液、氯化鋇溶液，請參與完成方案設計。
實驗準備：取少量綠礬樣品，用蒸餾水在燒杯中配成溶液。
(1)如何證明綠礬已經被氧化________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如何證明綠礬已經被完全氧化________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在使用硫酸亞鐵時，防止Fe3＋的干擾的方法____________________________________，寫出相關離子方程式。
歸納總結
檢驗Fe2＋和Fe3＋時的注意事項
(1)檢驗Fe2＋時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。
(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。
(3)檢驗Fe2＋、Fe3＋的其他方法：檢驗Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；檢驗Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
考向二　Fe2＋與Fe3＋的性質
3．[2023·浙江1月，16]探究鐵及其化合物的性質，下列方案設計、現象和結論都正確的是(　　)
實驗方案 現象 結論
A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短時間內無明顯現象 Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱
B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固體 溶液先變成血紅色后無明顯變化 Fe3＋與SCN－的反應不可逆
C 將食品脫氧劑樣品中的還原鐵粉溶于鹽酸，滴加KSCN溶液 溶液呈淺綠色 食品脫氧劑樣品中沒有＋3價鐵
D 向沸水中逐滴加5～6滴飽和FeCl3溶液，持續煮沸 溶液先變成紅褐色再析出沉淀 Fe3＋先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀
4.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入鐵粉與銅粉的混合物。
(1)若金屬無剩余，則溶液中一定存在的金屬陽離子有________，可能存在的有________。
(2)若剩余固體中有鐵和銅，則溶液中一定存在的金屬陽離子有________，一定不存在________________________。
(3)若剩余固體中只有銅，則溶液中一定存在的金屬陽離子有________，可能存在的有________，一定不存在________。
5．[2024·江蘇響水段考]已知金屬離子沉淀時pH的取值范圍如下表：
化合物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Cu(OH)2
pH 1.14～3.0 5.8～8.3 8.4～10.8 4.2～6.7
(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入________、________、________其中之一，與Fe3＋水解產生的H＋反應，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉化為沉淀除去。
(2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化劑(如________)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。
(3)請設計實驗方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。
第12講　鐵及其化合物
考點一
夯實·必備知識
1．（2）①Fe＋SFeS　Fe＋I2FeI2?、?Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2?、蹻e＋2Fe3＋===3Fe2＋?。?）③b.Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
2．（1）＋2，＋3　（2）①Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
易錯診斷
1．錯誤。鐵與硫粉共熱產物是FeS，與硫粉的用量無關。
2．正確。
3．正確。
4．錯誤。Fe與Cl2反應只生成FeCl3，與Cl2的用量無關。
突破·關鍵能力
教考銜接
典例　解析：鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，鐵、四氧化三鐵均可被磁鐵吸引，故D錯誤。
答案：D
對點演練
1．答案：（1）3FeO＋＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O
（2）Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O
2．答案：（1）提供水蒸氣　提供水蒸氣
（2）在溶液中Fe3＋被未反應的鐵粉完全還原為Fe2＋
3．解析：根據2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n（Fe2＋）＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根據電荷守恒得2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝n（Cl－），則n（Fe3＋）＝0.2 mol，故n（Fe2＋）∶n（Fe3＋）＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
答案：Fe5O7
4．解析：4.00 g CaCO3沉淀的物質的量為0.04 mol，則消耗CO、生成CO2的物質的量均為0.04 mol，增加的氧元素為0.04 mol，質量為0.04 mol×16 g·mol－1＝0.64 g，鐵的氧化物中氧元素的質量為0.64 g，鐵元素的質量為2.88 g－0.64 g＝2.24 g，鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質的量之比為∶0.04 mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學式為FeO。
答案：FeO
考點二
夯實·必備知識
1．2Fe（OH）3Fe2O3＋3H2O　白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色　4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
易錯診斷
1．錯誤。應得到Fe（OH）3沉淀。
2．正確。
3．錯誤。離子方程式應為3Fe（OH）2＋＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O。
4．錯誤。應生成FeI2，反應的離子方程式為2Fe（OH）3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋6H2O。
突破·關鍵能力
教考銜接
典例　解析：（1）氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2變少。
（2）Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加鐵粉，將被氧化生成的Fe3＋還原成Fe2＋。
答案：（1）煮沸?。?）稀H2SO4、鐵屑　（3）避免生成的Fe（OH）2沉淀接觸O2而被氧化
對點演練
1．解析：因為Fe（OH）2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe（OH）3，即4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3，因此要較長時間看到Fe（OH）2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe（OH）2處在氫氣的保護中；③的原理為鐵作陽極產生Fe2＋，與電解水產生的OH－結合生成Fe（OH）2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；⑤中液面加苯阻止了空氣進入；④由于帶入空氣中的氧氣能迅速將Fe（OH）2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。
答案：①②③⑤
2．解析：氫氧化亞鐵容易被氧氣氧化，因此打開K1、K3、K4，關閉K2、K5、K6，裝置A中產生H2，排出裝置B中的空氣，因此長導管作用之一是輔助排出裝置B中的空氣，作用之二是平衡壓強，防止裝置中壓強過大，發生危險。
答案：（1）恒壓滴液漏斗　平衡氣壓，輔助排出裝置B中的空氣
（2）白色沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色　4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
考點三
夯實·必備知識
1．（1）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
2．（1）2Fe3＋＋＋H2O===2Fe2＋＋＋2H＋　
（2）2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2
3．（4）3Fe2＋＋2[Fe（CN）6]3－===Fe3[Fe（CN）6]2↓
易錯診斷
1．錯誤。中性溶液中Fe3＋完全水解為Fe（OH）3。
2．錯誤。離子方程式應為Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3，其中Fe（SCN）3溶于水。
3．錯誤。酸性KMnO4溶液遇Cl－能褪色，Cl－的存在干擾Fe2＋的檢驗。
突破·關鍵能力
教考銜接
典例　解析：（1）亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2＋被空氣氧化。（4）根據Fe2＋的檢驗方法，向溶液中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成藍色沉淀，一定含有Fe2＋，則實驗②檢驗的離子是Fe2＋；Fe3＋遇KSCN溶液顯紅色，實驗①和③說明，在I－過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以證明該氧化還原反應為可逆反應。
答案：（1）防止Fe2＋被氧化　
（2）2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
（3）隔絕空氣（排除氧氣對實驗的影響）
（4）Fe2＋　Fe3＋　可逆反應
（5）H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　Fe3＋催化H2O2分解產生O2　H2O2分解反應放熱，促進Fe3＋的水解平衡正向移動
對點演練
1．解析：A項中只能說明含有Fe3＋，不能說明不含Fe2＋；B項原溶液中也可能只有Fe3＋而沒有Fe2＋；D項中氧化后生成的紅褐色沉淀Fe（OH）3也可能掩蓋了生成的白色沉淀Mg（OH）2。
答案：C
2．答案：（1）取少量溶液，加入幾滴硫氰化鉀溶液，若溶液變紅色，則證明綠礬樣品已被氧化。
（2）取少量溶液，加入幾滴酸性高錳酸鉀溶液，若溶液不褪色，則證明綠礬樣品已被完全氧化。
（3）加入適量鐵粉，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
3．解析：往FeCl2溶液中加入Zn片，發生反應Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋的強，A項錯誤；往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，發生反應Fe3＋＋3SCN－ Fe（SCN）3，溶液變血紅色，再加入少量K2SO4固體，對平衡無影響，故不能說明Fe3＋與SCN－的反應不可逆，B項錯誤；若食品脫氧劑樣品中有＋3價鐵，鐵粉與＋3價鐵發生反應Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈淺綠色，C項錯誤；向沸水中逐滴加5～6滴飽和FeCl3溶液，繼續煮沸至溶液呈紅褐色，得到Fe（OH）3膠體，持續煮沸，Fe（OH）3膠體發生聚沉，析出紅褐色沉淀，D項正確。
答案：D
4．答案：（1）Fe2＋、Cu2＋　Fe3＋　（2）Fe2＋　Fe3＋、Cu2＋　
（3）Fe2＋　Cu2＋　Fe3＋
5．答案：（1）MgO　MgCO3　Mg（OH）2
（2）H2O2
（3）先通入適量Cl2（或加入H2O2），再向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3其中之一]，充分反應后過濾。

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