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铁及其化合物知识点总结铁，是一种常见的金属元素，可以在自然界中以多种不同形式存在。
它具有很强的磁性，在工业和生产中广泛应用，而且在生物体中也有很重要的作用。
本文主要介绍铁及其化合物的基本性质、应用、生物学功能以及相关的一些研究进展。
1. 铁及其化合物的基本性质铁是第26号元素，在化学周期表中的原子序数为26，原子量为55.85。
它是一种具有光泽的银白色金属，在常温下比较坚硬。
铁在自然界中主要以氧化物、碳酸盐等形式存在。
其常见的氧化物有FeO, Fe2O3, Fe3O4等，其中Fe3O4是一种磁性氧化物，也是自然界中铁最常见的氧化物。
铁的磁性是它最为显著的特征之一。
在室温下，纯铁具有铁磁性，能够吸引磁铁。
纯铁具有面心立方结构，其电子排列方式能够使它具有磁性。
虽然纯铁的磁性比较强，但它在空气中很容易被氧化形成铁锈。
为了防止铁的氧化，通常需要将其表面涂上一层镀层或者进行其他的保护处理。
铁的化合物种类繁多，常见的有氧化铁、碳酸铁、硫酸铁、氯化铁等。
其中，氧化铁可以通过热分解Fe（NO3）3或通过生物学过程氧化铁的离子形成。
碳酸铁则可通过在碳酸盐矿物中加热，使其分解的方法得到。
氯化铁的制备方法则是将铁在氢氧化钠中水解生成氢氧化铁，再加入氯化钠，使其离子还原得到氯化铁。
2. 铁及其化合物的应用铁及其化合物在工业和生活中有广泛的应用。
铁是制造钢铁的主要原料之一，钢铁在建筑、交通、机械、电器等方面都有很广泛的应用。
除了用于钢铁制造之外，铁还常常用于电磁设备、金属材料的加工、制造铸造件等方面，其在冶金、航空、军事等行业也有很大的应用。
铁的化合物也有着很广泛的应用。
例如硫酸铁可以用于照相制版、染料、颜料等方面。
氯化铁则可以用于制造医用药物、照相材料等。
Fe3O4这种磁性氧化物也有着广泛的用途，可以用于制造磁铁、磁记录材料等。
3. 铁在生物体内的作用铁在生物体内也有着非常重要的作用。
人类需要摄取足够的铁，以维持正常的生理功能，例如血红蛋白和肌红蛋白中的铁，是人体维持健康的必要元素。
第三章金属及其化合物第三节铁及其化合物考纲要求：1.了解铁的主要性质及应用。
2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用考点一应用广泛的金属单质——铁1．铁的原子结构铁位于元素周期表中第四周期族，原子结构示意图为最外层有2个电子，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价。
铁在地壳中的含量占第4位。
自然界中铁元素主要以化合态形式存在。
2．铁的性质(1)物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
(2)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：a．与O2的反应：常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。
点燃时：3Fe ＋2O 2=====点燃Fe 3O 4。
b ．与Cl 2的反应：2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3。
c ．与S 的反应：Fe ＋S=====△FeS 。
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：a ．与非氧化性酸反应的离子方程式为Fe ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2↑。
b ．与氧化性酸：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H 2产生。
④与某些盐溶液的反应：a ．与CuSO 4溶液反应的离子方程式为Fe ＋Cu 2＋===Fe 2＋＋Cu 。
b ．与FeCl 3溶液反应的离子方程式为2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋。
3．铁的应用(1)用途：用途最广泛的是铁合金——钢，用于制造不锈钢、特种钢、钢板、钢管等。
(2)制备：工业上冶炼铁的反应方程式为：3CO ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋3CO 2。
命题点 铁反应后元素价态的判断(1)铁与弱氧化剂(如S 、I 2、H ＋、Fe 3＋、Cu 2＋)等反应所得产物为Fe 2＋，铁元素的价态为＋2价，如：Fe ＋I 2=====△FeI 2。
高考化学：铁及其化合物知识点汇总01铁及其化合物一、铁的结构1. 铁是26号元素，位于第四周期第Ⅷ族，属于过渡元素。
原子结构示意图：主要化合价：+2，+32. 铁在金属的分类中属于黑色金属，重金属，常见金属。
纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.86g/㎝3，熔沸点高，有较好的导电、传热性，能被磁铁吸引，也能被磁化。
还原铁粉为黑色粉末。
二、化学性质1. 与非金属反应：2. 与水反应：3. 与酸反应1）与非氧化性酸反应：2）与氧化性酸反应①常温下，铁在冷浓硫酸，浓硝酸中发生钝化②与浓硫酸反应：4. 与盐反应：，，三、铁的化合物1. 铁的氧化物2. 铁的氢氧化物（1）的制备易被氧化，在制备时应注意：①晶体中不能有；②配制后的溶液中要加入少量铁粉；③配制溶液的蒸馏水以及所用NaOH溶液均须煮沸以除去其中溶解的氧气。
实验：溶液中加NaOHa. 现象：生成白色沉淀，后又迅速转变为灰绿色，最后生成红褐色b. 为了防止滴加NaOH时带入空气，可将吸收NaOH的长滴管伸入溶液液面下，再挤出NaOH溶液。
c. 为了防止被氧化，还可以向盛有溶液的试管中加入少量煤油或其它密度比水小但不溶于水的有机物以隔绝空气。
化学方程式：（2）胶体的制备向加热沸腾的蒸馏水中加入溶液，待出现红褐色时，停止加热，便可得到胶体。
制备时要注意：①不可长时间加热，因为加热会使胶体凝聚；②不能用自来水，因为自来水中的电解质也可使胶体凝聚。
3. 铁的两种氢氧化物的比较四、铁盐和亚铁盐1. 、的检验：（1）的检验：①盐溶液中滴加KSCN溶液。
现象是溶液变红色，反应方程式：②向盐溶液中滴加NaOH溶液，现象是产生红褐色沉淀，反应方程式：（2）的检验：A. 向盐溶液中滴加KSCN溶液，再滴加氯水（硝酸、等）。
现象是先无现象，加氯水后溶液呈红色，反应方程式：B. 向盐溶液中滴加NaOH溶液，现象是产生白色沉淀迅速转变为灰绿色，最后变成红褐色沉淀，反应方程式：2. 的氧化性、的还原性（1）的氧化性：向溶液中加入铁粉，现象是溶液由棕黄色变为浅绿色对应离子方程式：还可以与HI、发生（2）的还原性：在较强的氧化剂的作用下会被氧化为向溶液中通入氯气，现象是溶液由浅绿色变为棕黄色对应离子方程式：除杂：滴加氯水，加入铁粉3. 亚铁盐、铁盐溶液的保存（1）、等亚铁盐溶液保存时，要加入少量铁屑（防止被氧化）和滴入少量相应的酸溶液 ( 抑制水解) 。
第8讲铁及其化合物基础题组1.(2018山东泰安模拟)能正确表示下列反应的离子方程式的是()A.将铜屑加入FeCl3溶液中:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+3Fe3++4H2OC.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe2++4H++N-Fe3++2H2O+NO↑D.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑2.(2018湖南长沙模拟)把铁片分别放入下列物质的溶液中,充分反应后,溶液质量比反应前小的是()A.CuSO4B.Fe2(SO4)3C.HClD.FeSO43.(2017辽宁大连双基检测)下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能除去混有的杂质的是()A.氧化镁中混有氧化铝B.氯化铝溶液中混有氯化铁C.氯化亚铁溶液中混有氯化铜D.氧化铁中混有二氧化硅4.为了除去硫酸铜溶液中混有的FeSO4杂质,先加入合适的氧化剂使Fe2+转化为Fe3+,下列物质中合适的是()A.KMnO4溶液B.H2O2溶液C.氯水D.HNO3溶液5.某同学欲探究铁及其化合物的性质,下列实验方案可行的是()A.将铁粉加入热的浓硫酸中:探究铁的活动性顺序B.将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中:制备Fe(OH)3胶体C.在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液:制备FeSO4·6H2O晶体D.将铜粉加入FeCl3溶液中:验证Fe3+的氧化性强于Cu2+6.某学生设计了如图所示的方法,鉴定盐溶液A的组成成分,由此分析,下列结论中正确的是()A.A中一定有Fe3+B.C中一定有Fe3+C.B为AgI沉淀D.A一定为FeBr2溶液7.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol·L-1的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出1.344 L NO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无明显变化。
若用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为()A.0.24 molB.0.21 molC.0.16 molD.0.14 mol8.PFS是水处理中重要的絮凝剂,下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
酸↓氧化剂↓水+酸↓(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是(填化学式);PFS中铁元素的化合价为;在酸浸槽中,为了提高浸出率,可以采取的措施有(写两条)。
(2)若废铁屑中含有较多铁锈(Fe2O3·xH2O),则酸浸时反应的化学方程式有。
(3)如果反应釜中用H 2O 2作氧化剂,则反应的离子方程式为 ;生产过程中,发现反应釜中产生了大量的气体,且温度明显升高,其原因可能是 。
(4)聚合釜中溶液的pH 必须控制在一定的范围内。
如果溶液酸性过强,造成的后果是 ;如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。
常温下,若溶液中Fe 3+的浓度为1 mol·L -1,当Fe 3+开始沉淀时,溶液的pH 约为 。
[已知常温下Fe(OH)3的K sp =1.0×10-39]。
9.(2017吉林长春第一次质量检测)铁是应用最广泛的金属,铁的氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要的化合物。
(1)工业上冶炼铁的主要方法是 (用化学方程式表示)。
(2)钢铁露置于空气中,主要发生的电化学腐蚀方式是 ,其中正极的电极反应式为 。
(3)高铁酸钾(K 2FeO 4)是水处理过程中的一种新型净水剂,其氧化性强于高锰酸钾。
工业上制备高铁酸钾通常采用以下流程:Fe(NO 3)3→反应器 、 溶液↓离心机除NaCl →分离液 固体↓结晶固体K 2FeO 4①请将反应器中发生反应的离子方程式配平: Fe 3++ ClO -+ OH - Fe -+ Cl -+②根据流程可以判断,相同温度下K 2FeO 4的溶解度 (填“大于”“等于”或“小于”)Na 2FeO 4;整个生产过程中,可直接循环利用的物质是 (写化学式)。
③若某厂污水中含有一定量的N -和悬浮颗粒,下列关于该厂污水处理的说法中正确的是 。
A.加入K 2FeO 4可使氮元素转化为N 2,从而降低污水中N -含量 B.使用高铁酸钾可以减少污水中悬浮颗粒的含量C.使用高铁酸钾处理后的污水,如果直接排放到河流中,会导致水体富营养化10.铁及其化合物与生产、生活关系密切。
(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是(填字母)。
(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:废铁皮含Fe(NO3)2的溶液①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。
硝酸分解的化学方程式为。
②步骤Ⅱ中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为。
③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是(任写一项)。
(3)已知t ℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t ℃时,反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)=。
②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t ℃时反应达到平衡。
此时FeO(s)转化率为50%,则x=。
提升题组11.A、B、C为3种单质(其中A为固体,B、C为气体),将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,B、C反应的产物E易溶于水得到无色溶液。
它们之间的转化关系如图,下列推断正确的是()A.物质B是H2B.物质C是Cl2C.物质D是FeCl2D.物质F是FeCl212.某固体混合物X中可能存在Fe、FeO、CuO、MnO2、K2CO3、KCl中的若干种,为确定固体成分,某同学进行了如下实验(部分实验条件略去):下列说法正确的是()A.溶液1中一定存在KCl,不存在K2CO3B.固体1中一定存在Fe和CuOC.固体1中不能确定是否存在MnO2D.溶液2中一定存在Fe3+13.(2016课标Ⅱ,28,15分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。
在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。
FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。
分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。
产生气泡的原因是;生成沉淀的原因是(用平衡移动原理解释)。
答案精解精析基础题组1.A B项电荷不守恒,C项电荷不守恒,D项生成Fe2+而不是Fe3+。
2.A Fe+CuSO4FeSO4+Cu,溶液质量减小,故A正确;铁与Fe2(SO4)3反应后,生成FeSO4溶液,溶液质量增加,故B错误;铁与盐酸反应后,生成FeCl2溶液,溶液质量增加,故C错误;铁与FeSO4溶液不反应,溶液质量不变,故D错误。
3.C A项,MgO是碱性氧化物,不与NaOH反应,而Al2O3是两性氧化物,可以与NaOH发生反应产生NaAlO2,过滤后洗涤、干燥,就可得到纯净的MgO;B项,向溶液中加入适量的NaOH溶液,氯化铁变为Fe(OH)3沉淀,氯化铝变为NaAlO2,过滤,然后向溶液中加入适量的盐酸,可得到氯化铝溶液;C项,二者都可以与NaOH发生反应生成沉淀,当再向得到的沉淀中加入盐酸时,二者都溶解;D项,二氧化硅是酸性氧化物,可以与NaOH发生反应,而氧化铁不与NaOH发生反应,加入过量的NaOH溶液,然后过滤、洗涤、干燥,就得到纯净的氧化铁。
4.B A、C、D三项中的氧化剂虽均能使Fe2+转化为Fe3+,但同时会引入新的杂质,故此三项不符合题意;H2O2具有氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,还原产物为水,不引入新杂质,B项符合题意。
5.D热的浓硫酸不仅能与铁反应,还能与铜等不活泼金属反应,因此将铁粉加入热的浓硫酸中,不能用于探究铁的活动性顺序,故A项方案不可行;将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中,会得到氢氧化铁沉淀而不是氢氧化铁胶体,故B项方案不可行;在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液,氧气可将FeSO4氧化且得不到含结晶水的化合物,故C项方案不可行;将铜粉加入FeCl3溶液中,发生反应:Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,该反应说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,故D项方案可行。
6.B HNO3具有强氧化性,可氧化Fe2+,A中不一定有Fe3+,A错误;AgI为黄色沉淀,C错误;A可能是FeBr3溶液、FeBr2溶液或二者的混合物,D错误。
7.B n(HNO3)=0.12 L×4 mol·L-1=0.48 mol,n(NO)=1.344 L÷22.4 L·mol-1=0.06 mol,往所得溶液中加入KSCN溶液,无明显变化,说明全部生成Fe2+,溶液中溶质为Fe(NO3)2,则原混合物中铁元素的物质的量为(0.48 mol-0.06 mol)÷2=0.21 mol,故用足量的CO在加热条件下还原相同质量的混合物,最终得到铁的物质的量为0.21 mol。
8.答案(1)H2SO4+3价加热、搅拌、多次浸取等(2)Fe2O3·xH2O+3H2SO4Fe2(SO4)3+(3+x)H2O、Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4、Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(3)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O H2O2与Fe2+的反应为放热反应,加入的H2O2过多,且生成的Fe3+能作H2O2分解的催化剂,H2O2发生分解反应,生成了O2(4)影响Fe3+与OH-的结合(合理答案均可) 1解析(1)PFS中含有S-,制备时不能引入杂质,要用硫酸酸浸;根据[Fe2(OH)x(SO4)-]y中各元素正、负化合价的代数和为0,得铁的化合价为+3价。
