2019届高考化学一轮提分练：考点20-铁及其化合物的实验探究 Word版含答案

铁及其化合物考点深度剖析【解题思路分析】铁的氧化物组成的判断方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝m56∶n16＝a∶b，若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4，或FeO与Fe2O3按物质的量比1∶1的混合物，或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。

【考点深度剖析】第一部分：铁的单质、氧化物和氢氧化物1．铁的存在2．铁的性质(1)物理性质(2)①与非金属反应②与H 2O(g)反应3Fe ＋4H 2O(g) =====△Fe 3O 4＋4H 2。

③与酸反应④与盐(Cu 2＋、Fe 3＋)反应Fe ＋Cu 2＋===Fe 2＋＋Cu 、Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋[注意] ①铁与一般氧化剂(如S 、HCl 、FeCl 3、CuSO 4、I 2等)反应时被氧化为Fe 2＋，铁与强氧化剂(如Cl 2、Br 2、HNO 3、浓H 2SO 4等)反应时被氧化为Fe 3＋。

②在电化学中单质铁发生电极反应时生成Fe 2＋，电极反应式为Fe －2e －===Fe 2＋。

3.生铁的冶炼(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。

(2)设备：高炉。

(3)主要反应①还原剂的生成：C ＋O 2=====高温CO 2，CO 2＋C=====高温2CO ； ②铁的还原：Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2；③造渣反应：CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑，CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3。

4．铁的氧化物5．铁的氢氧化物6．Fe(OH)2的制备 方法一：有机覆盖层法将吸有NaOH 溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl 4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。

19版高考化学一轮复习第2章元素与物质世界跟踪检测(十)铁及其化合物鲁科版D设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是()A．④B．③C．③④ D．①②③④⑤解析：选C ③不反应，实验方案及现象均错误；④检验的是Cl－，与Fe3＋的性质无关。

3．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。

对下列实验事实的解释正确的是( )选项操作、现象解释A 向KI­淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3＋能与淀粉发生显色反应B 把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3解析：选D A项中Fe3＋将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3·x H2O；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。

4．(2018·洛阳期末)中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。

FeCl3·6H2O――→环丙胺①FeOOH――→CO②纳米四氧化三铁下列有关叙述不合理的是( )A．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病B．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等C．在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2解析：选B 纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A项正确；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，不同于溶液中溶质微粒的直径，B项错误；反应①中环丙胺不参加反应，但加入环丙胺后FeCl3发生水解生成FeOOH，即环丙胺会促进氯化铁的水解，C项正确；由制备过程可知，反应②的反应物为FeOOH和CO，由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知反应为6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2，D项正确。

回夺市安然阳光实验学校课时跟踪检测（十二）铁及其化合物1．铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。

下列有关说法正确的是( ) A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物C．热稳定性：Fe2O3＞Fe3O4D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应解析：选D FeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红色固体，故A错误；Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误；在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧生成Fe3O4，说明Fe3O4稳定，故C错误；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。

2．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是( )A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变为灰绿色，最后呈红褐色D．只需滴加KSCN溶液解析：选B Fe2＋和Fe3＋检验设计是常考的热点。

设计的步骤：先加KSCN 溶液，无现象，可证明溶液中不含Fe3＋，然后再滴加氯水，若溶液呈红色，说明溶液中含有Fe2＋。

3．下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )A．FeS2――→煅烧SO3――→H2O H2SO4B．NaCl(aq)――→电解Na――→O2/燃烧Na2O2C．Fe――→稀H2SO4FeSO4(aq)――→NaOH Fe(OH)2――→空气中灼烧Fe2O3D．Fe2O3――→盐酸FeCl3(aq)――→Cu Fe解析：选C FeS2煅烧可得SO2，无法得到SO3，故A错误；电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2、H2，无法得到Na，故B错误；Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，得不到Fe，故D错误。

1．(2016·河南八市模拟)铁是目前人类使用量最大的金属，它能形成多种化合物。

(1)取5.6 g的生铁与足量的稀硫酸混合反应，无论怎样进行实验，最终收集的气体体积均小于2.24 L(标准状况)，最主要的原因是____________________________；所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色，试用离子方程式解释这一变化的原因：________________________________。

(2)ZnFe2O x是一种新型纳米材料，可将工业废气中的某些元素转化为游离态，制取纳米ZnFe2O x和用于除去废气的转化关系为ZnFe2O4H2/高温CO2、NO2、SO2/常温ZnFe2O x。

若上述转化反应中消耗的n(ZnFe2O4)∶n(H2)＝2∶1，x的值为________。

请写出 ZnFe2O x与NO2反应的化学方程式： ____________________________________________(x用前一问求出的具体值)。

(3)LiFePO4(难溶于水)材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一。

①以 FePO4(难溶于水)、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4，该反应还生成一种可燃性气体，则反应的化学方程式为____________________________________________。

②磷酸铁锂动力电池有几种类型，其中一种(中间是锂离子聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开)工作原理为FePO4＋Li LiFePO4。

则放电时正极上的电极反应式为________________________________________________________________________。

(4)已知25 ℃时K sp＝4.0×10－38，此温度下若在实验室中配制5 mol·L－1 100 mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入______ mL 2 mol·L－1的盐酸(忽略加入盐酸时溶液体积的变化)。

1．向下列物质分别与少量氯水反应所得的溶液中滴入KSCN溶液，不一定显红色的是()A．氧化铁B．铜铁合金C．Fe(OH)3D．FeCl2解析：选B。

A项，Fe2O3与少量氯水反应会有Fe3＋生成。

B项，铜铁合金与少量氯水反应不会有Fe3＋生成。

C项，Fe(OH)3与少量氯水反应有Fe3＋生成。

D项，FeCl2与少量氯水反应有Fe3＋生成。

2．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()A．Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OC．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2OD．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O解析：选B。

B项应为3Fe3O4＋28H＋＋NO－3===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。

3．将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，不会有三价铁生成的是()A．稀硫酸B．氯水C．硝酸锌D．溴水解析：选A。

Fe与非氧化性酸作用生成Fe2＋，Fe2＋遇氧化剂容易转变为Fe3＋，氯水、溴水有氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，酸性条件下NO－3有强氧化性，也能氧化Fe2＋。

4．高铁酸钠(Na2FeO4)可用于城市自来水处理。

下列相关分析正确的是()A．Na2FeO4溶液显强碱性，能消毒杀菌B．Na2FeO4具有强氧化性，能消毒杀菌C．Na2FeO4的氧化产物Fe3＋易水解为Fe(OH)3，可以净水D．Na2FeO4的还原产物Fe2＋易水解为Fe(OH)2，可以净水解析：选B。

Na2FeO4具有强氧化性，可用于杀菌消毒，被还原生成Fe3＋易水解为Fe(OH)3，具有吸附性，可用于杀菌消毒，只有B正确。

5．向Cu、Fe和Fe2O3的混合物中加入稀硫酸发生反应。

下列说法正确的是()A．反应后溶液可能显中性B．反应停止后一定有固体剩余C．反应过程中一定有氧化还原反应发生D．若只有Cu剩余，向溶液中滴入铁氰化钾溶液不会产生蓝色沉淀解析：选C。

铁及其化合物知识归纳铁的主要性质及应用1、铁的物理性质铁具有金属的共性，具有能被磁铁吸引的特性。

2、铁的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。

铁的氢氧化物2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O铁三角转化关系的应用（一）转化关系1、Fe→Fe2+[来源:学&科&网Z&X&X&K]铁与氧化性比较弱的非金属（如S、I2），非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸），不活泼金属的盐溶液（如CuSO4溶液），FeCl3溶液反应，都可实现这种转化。

例如：Fe+CuSO4===Cu+FeSO4；Fe＋2FeCl3===3FeCl2；Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2、Fe2+→ Fe比较活泼的金属（如Al、Zn）、CO、H2、C等能从亚铁化合物中置换出来。

例如：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe；FeO＋H 2Fe＋H2O3、Fe→Fe3+铁与强氧化剂，如Cl2、H2O2、KMnO4(H＋)、HNO3、浓H2SO4在一定条件下反应都会实现转化。

例如：2Fe ＋3Cl 22FeCl34、Fe3+→Fe可通过较强还原剂，如Al、Zn、CO、H 2等。

例如：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3；2FeCl3＋3Zn===2Fe＋3ZnCl25、Fe→Fe3O4Fe与O 2，H2O(g)反应时生成Fe3O4。

如：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H26、Fe3O4→FeFe3O4在高温条件下用还原剂（CO、H2、C、Al）还原出Fe。

7、Fe2+→Fe3+亚铁盐与强氧化剂反应，如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸、KMnO4(H＋)、H2O2等。

例如：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。

8、Fe3+→Fe2+铁盐溶液与比较强的还原剂反应，如Fe、Cu、碘化物、硫化物等。

例如：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S;2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋;2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋;2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2（二）、重要应用1、除杂主要离子杂质离子除杂方法Fe2+Fe3+加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤2、判断离子共存Fe2+ 不共存→NO3－(H＋)、ClO－、MnO4－(H＋)Fe3+ 不共存→S2－、I－、SO32－Fe2+ 、Fe3+ 不共存→CO32－、HCO3-等相互促进水解的离子3、盐溶液的配制与保存4、Fe(OH)2的制备实验探究Fe(OH)2具有很强的还原性，极易被O2氧化，实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态的关键是怎样降低反应体系中O2的存在量和操作过程中O2的引入。

（满分60分时间25分钟）姓名：班级：得分：1．【2018新课标1卷】磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。

采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠【答案】D【解析】考点定位：考查金属元素的回收、环境保护等【试题点评】本题以废旧电池的回收为载体考查金属元素的回收，明确流程中元素的转化关系以及常见元素及其化合物的性质是解答的关键，题目难度不大。

2．【2016上海卷】下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是A．氧化镁中混有氧化铝 B．氯化铝溶液中混有氯化铁C．氧化铁中混有二氧化硅 D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜【答案】D【解析】A ．MgO 是碱性氧化物与NaOH 不能反应，而Al 2O 3是两性氧化物，可以与NaOH发生反应产生点睛：把物质中混有的杂质除去而获得纯净物的过程叫提纯；将相互混在一起的不同物质彼此分开而得到相应组分的各纯净物的过程叫分离。

物质的分离就是利用混合物中各物质的物理性质或化学性质的差异，将它们分离开来，所以这类题目的实质还是对物质性质的考查，只有熟练掌握了各物质的性质，特别是“与众不同的个性”，才能快速准确的判断和解答。

本题中涉及到镁、铝、铁、铜、硅等元素的化合物，重点考查了氧化铝、氢氧化铝的两性。

对于答案A ，虽然氧化镁和氧化铝都是金属氧化物，但根据氧化铝是两性氧化物的特点，可先用氢氧化钠溶液溶解将二者分开，过滤得氧化镁固体和偏铝酸钠溶液，往偏铝酸钠溶液中加入适量的盐酸可得氢氧化铝沉淀，过滤，将氢氧化铝加热可得氧化铝；对于答案B ，先加入足量氢氧化钠溶液，过滤，得氢氧化铁和偏铝酸钠溶液，往偏铝酸钠溶液中加入适量的盐酸可得氢氧化铝，过滤，然后用盐酸分别溶解氢氧化铁和氢氧化铝，可得到氯化铝溶液和氯化铁溶液；对于答案C ，一个碱性氧化物，一个是酸性氧化物，所以可先用氢氧化钠溶液溶解，过滤，得氧化铁固体和硅酸钠溶液，往硅酸钠溶液中加入盐酸，过滤，将所得沉淀加热即可得到二氧化硅。

第3章第3讲铁及其重要化合物李仕才考纲要求 1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。

2.能鉴别溶液中的Fe 2＋、Fe 3＋。

考点一 铁及其重要化合物的性质1．铁铁位于周期表中第四周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。

(1)结构(2)铁的物理性质银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。

(3)铁的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。

按要求书写下列反应的方程式： ①Fe 与Cl 2、S 反应的化学方程式： 2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3； Fe ＋S=====△FeS 。

②Fe 与水蒸气的反应： 3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2。

③与氧化性酸(如HNO 3)的反应(写离子方程式)。

Fe 与过量稀HNO 3的反应：Fe ＋NO －3＋4H ＋===Fe 3＋＋NO ↑＋2H 2O 。

Fe 与少量稀HNO 3的反应：3Fe ＋2NO －3＋8H ＋===3Fe 2＋＋2NO ↑＋4H 2O 。

④Fe 与FeCl 3溶液的反应(写离子方程式)： Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋。

2．铁的氧化物3.铁的氢氧化物(1)Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，方程式为4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3。

(2)Fe(OH)3是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe 2O 3·x H 2O)，受热易分解，方程式为2Fe(OH)3=====△Fe 2O 3＋3H 2O ；制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：Fe 3＋＋3OH －===Fe(OH)3↓。

4．亚铁盐(1)Fe 2＋的氧化性和还原性含有Fe 2＋的溶液呈浅绿色，Fe 2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br 2、Cl 2、H 2O 2、NO －3(H ＋)等均表现为还原性。

铁及其化合物【考向分析】铁元素是过渡元素的代表，而铁及铁合金材料又在工农业生产中有着重要应用，因此铁及其化合物的有关知识是高考的热点内容之一，预计命题以生活、生产、实际应用为背景，突出铁及其化合物的性质、应用为主，题型延续选择题、填空题、综合推断题及实验探究题的形式。

【要点讲解】要点 1.铁铁位于第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为：。

铁是地壳中最丰富的元素之一，含量为 4.75%，在金属中仅次于铝。

铁分布很广，能稳定地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是 Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是 Fe3O4）、褐铁矿（主要成分是 Fe2O3·3H2O）、菱铁矿（主要成分是 FeCO3）、黄铁矿（主要成分是 FeS2）、钛铁矿（主要成分是 FeTiO3）等。

土壤中也含铁 1%～ 6%。

铁是具有银白色金属光泽的过度元素，密度大，熔沸点高，延展性、导电性和导热性较好，能被磁铁吸引。

铁是较活泼的金属，铁原子的最外层电子数为 2 个，可失去 2 个或 3 个电子而显 +2 价或 +3 价，但 +3 价的化合物较稳定。

1.与非金属反应：3Fe + 2O 2Fe3O42Fe + 3C1 22FeCl 3Fe + S FeS温馨提示：铁丝在氯气中燃烧时，生成棕黄色的烟，加水振荡后，溶液显黄色；不论铁的量多少，与氯气反应产物都是氯化铁；铁跟氯气、硫反应时，分别生成+2 价和 +3 价的铁，说明氧化性：氯气＞硫。

2.与酸反应（1）与非氧化性酸( 如稀盐酸、稀H2SO4等 ) 的反应：Fe + 2H ＋＝ Fe 2＋ + H2↑（2）常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。

所以可用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸。

（3）加热时，铁与热浓硫酸、浓硝酸反应：2Fe ＋ 6H 2SO 4( 浓)Fe 2(SO 4) 3＋ 3SO 2↑＋ 6H 2O（4）铁与稀硝酸反应不产生H 。

当 HNO 过量时，铁元素的存在形式为3＋Fe 。