文档内容
知识清单 06 铁及其重要化合物
知识点01 单质铁的结构和性质 知识点02 亚铁盐的性质及应用
知识点03 铁盐的性质及应用 知识点04 铁的氧化物的性质
知识点05 铁的氢氧化物的性质 知识点06 铁离子和亚铁离子的检验知识点 01 单质铁的结构和性质
1.铁的原子结构
(1)周期表中位置:第4 周期第Ⅷ族
(2)微粒结构示意图
(3)电子排布式: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2
(4)价层电子排布式: 3d 6 4s 2
(5)电子运动状态:26
(6)空间运动状态:12
①最高能级电子数6
②最高能层电子数2
③未成对电子数4
④稳定性:Fe2+<Fe3+
2.铁元素的存在
游离态 存在于陨铁中
黄铁矿 FeS
2
赤铁矿 Fe O
2 3
自然界 磁铁矿 Fe O
3 4
褐铁矿 _2Fe O·3H O_
2 3 2
化合态 菱铁矿 _FeCO
3
铁单质 铁锅的主要成分
亚铁盐 补铁保健品
社会生活
三氧化二铁 粉剔红墙的涂料
四氧化三铁 激光打印机的墨粉
3.铁的物理性质
(1)颜色:纯铁呈银白色,常见的铁呈灰黑色
(2)熔、沸点高,抗腐蚀性强,具有金属的通性。
(3)特性:能够被磁铁吸引,可用于分离提纯
4.铁的化学性质
(1)与弱氧化剂反应:Fe---------------------→Fe2+①Fe+S FeS
②Fe+I FeI
2 2
③Fe+H+ = Fe 2+ +H ↑
2
④Fe+Cu2+= Fe 2+ + Cu
(2)与强氧化剂反应:Fe-----------------------------------------→Fe3+
①Fe---------→FeCl ,生成棕红色烟
3
②Fe----------→钝化;Fe----------→ Fe 3+ 或 Fe 2+
③Fe----------→钝化;Fe----------→ Fe 3+ 或 Fe 2+
④Fe-----------→ Fe 2+ ;Fe-----------→ Fe 3+
(3)生成Fe O 的反应
3 4
①O :3Fe+2O Fe O
2 2 3 4
②水蒸气:3Fe+4H O ( g ) Fe O +4H
2 3 4 2
5.铁单质的制备方法
①工业上利用铁矿石在高炉中炼铁,以赤铁矿为例写出该反应的化学方程式_Fe O + 3CO ===== 2Fe +
2 3
3CO__。
2
②利用铝热反应焊接无缝钢轨,写出以氧化铁和铝粉为铝热剂反应的化学方程式_ 2Al + Fe O ==== = 2F e +
2 3
Al O__。
2 3
铁的易错知识点
(1)Fe与O (点燃)、H O(g)(高温)反应的固体产物都是Fe O 而不是Fe O 。
2 2 3 4 2 3
(2)常温下,Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化,但加热后能继续反应。
(3)Fe与Cl 反应时生成FeCl ,与S反应时生成FeS,说明Cl 的氧化性强于S。
2 3 2
(4)Fe与在少量Cl 中燃烧不能生成FeCl ,因为FeCl 和Fe必须在溶液中才能反应。所以无论Cl 是过量
2 2 3 2
还是少量,Fe与Cl 反应只生成FeCl 。
2 3
(5)Fe与盐酸反应生成FeCl 而不是FeCl ;Fe与I 反应生成FeI 而不是FeI。
2 3 2 2 3
(6)铁与水蒸气的反应需用高温,加热仪器为酒精喷灯。
1.下列有关铁的说法正确的是( )
A.Fe在稀硝酸中发生钝化
B.将废铁屑加入FeCl 溶液中,可用于除去工业废气中的Cl
2 2
C.向FeCl 溶液中滴加NH SCN溶液,溶液显红色
2 4
D.镀锌铁不如镀锡铁耐腐蚀
【答案】B【解析】 常温下,Fe在浓硝酸中发生钝化反应,A项错误;铁和亚铁离子能将氯气还原为氯离子,从
而除去工业废气中的氯气,B项正确;FeCl 溶液中含Fe2+,NH SCN可用于检验Fe3+,向FeCl 溶液中滴
2 4 2
加NH SCN溶液,溶液不会显红色,C项错误;镀锌铁因Zn比Fe活泼,镀层破损时Zn被腐蚀,镀锡铁因
4
Fe比Sn活泼,因而镀层破损时是铁被腐蚀,所以镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀,D项错误。
2.在一定量的稀HNO 中慢慢加入铁粉,得到的Fe2+的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐
3
标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。
①Fe3+ ②Fe2+ ③Fe、Fe2+ ④Fe2+、Fe3+
(1)AB段铁元素以____________形式存在。
(2)BC段铁元素以____________形式存在。
(3)CD段铁元素以____________形式存在。
【解析】向稀HNO 中加入铁粉,开始时稀HNO 过量应生成Fe3+,随加入铁粉量的增加,HNO 反应
3 3 3
完全后,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+,最后全部转化为Fe2+。
【答案】(1)① (2)④ (3)③
知识点 02 亚铁盐的性质及应用
1.亚铁盐
含有Fe2+的溶液,呈浅绿色,既有氧化性,又有还原性。
2.弱氧化性
(1)Mg、Al、Zn与亚铁盐溶液发生置换反应
① Fe 2+ +Zn Fe+Zn 2+
② Fe 2+ +Mg Fe+Mg 2+
③3Fe2++3Al 3Fe+2Al3+
(2)K、Ca、Na与亚铁盐溶液反应
①先与水反应:2Na+2H O 2NaOH+H ↑
2 2
②碱与亚铁盐反应:Fe2++2OH- Fe(OH) ↓
2
3.强还原性
(1)能够被Cl 、Br 氧化
2 2
①除FeCl 溶液中的FeCl 溶液: 2Fe 2+ +Cl 2Fe 3+ +2Cl -
3 2 2②Br : 2Fe 2+ +Br 2Fe 3+ +2Br -
2 2
(2)能够被O 氧化:12Fe2++O +6H O 8Fe3++4Fe(OH) ↓
2 2 2 3
(3)能够被酸性的H O 氧化
2 2
①反应: 2Fe 2+ +2H + +H O 2Fe 3+ +2H O
2 2 2
②应用:除去Fe3+中Fe2+的最佳方法
(4)与酸性条件下的MnO -、NO -、ClO-等离子不能大量共存
4 3
①酸性MnO -:5Fe2++MnO -+8H+ 5Fe 3+ +Mn 2+ +4H O
4 4 2
②酸性NO -:3Fe2++NO -+4H+ 3Fe 3+ +NO ↑ +2H O
3 3 2
③酸性ClO-:2Fe2++2H++ClO- 2Fe 3+ +H O+C l -
2
(5)还原性:I->Fe2+>Br-
①向FeBr 溶液通入Cl ,先氧化 Fe 2+ ,后氧化 Br -
2 2
②向FeI 溶液通入Cl ,先氧化 I - ,后氧化 Fe 2+
2 2
4.水解性: Fe 2+ +2H O Fe ( OH ) +2H +
2 2
5.Fe2+溶液的配制与保存
①加少量铁粉,防止Fe2+被氧化
②加少量相应的酸,防止Fe2+水解
亚铁盐的易错知识点
(1)除去ZnCl
2
溶液中的FeCl
2
,应先通入Cl
2
或加入H
2
O
2
,再加入ZnO、Zn(OH)
2
、ZnCO
3
等调 PH,使
Fe3+水解生成沉淀后过滤除去。
(2)亚铁盐能够被空气中的O 氧化,所以必须密封保存,防止O 将Fe2+氧化;加少量铁将Fe3+还原成
2 2
Fe2+;一般现用现配,不能长期保存。
(3)加热蒸干灼烧亚铁盐溶液
①FeSO Fe ( SO )
4 2 4 3
②FeCl 或Fe(NO ) Fe ( OH ) Fe(OH) Fe O
2 3 2 2 3 2 3
(4)防亚铁盐水解:加相应的稀酸,如FeSO :加稀硫酸;FeCl :加稀盐酸。但是Fe(NO ) ,不能加
4 2 3 2
任何酸,防止HNO 将Fe2+氧化。
3
(5)可以通过化合反应合成FeCl :2FeCl + Fe 3 FeC l 。
2 3 2
1.向FeI 溶液中滴加适量氯水,将反应后溶液分成3份,甲试管中滴加淀粉溶液,乙试管滴加KSCN
2
溶液,丙试管中滴加酸性高锰酸钾溶液,下列说法正确的是( )
A.若甲试管溶液呈蓝色,则乙试管溶液一定呈血红色
B.若甲试管溶液呈蓝色,则乙试管溶液可能无明显现象C.乙试管溶液呈血红色,则甲试管溶液不可能呈蓝色
D.甲试管溶液呈蓝色,丙试管中紫红色退去,说明滴加氯水后的溶液中一定存在Fe3+和Fe2+
【解析】选B 还原性:I->Fe2+,所以向FeI 溶液中滴加适量氯水,I-先被Cl 氧化为I,如果Cl 有
2 2 2 2
剩余,然后Fe2+被Cl 氧化为Fe3+,淀粉能使I 溶液变蓝色,KSCN能与Fe3+反应生成络合物而使溶液呈
2 2
血红色,高锰酸钾溶液能与I-、Fe2+反应生成I 和Fe3+。氯水先氧化I-后氧化Fe2+,所以若甲试管溶液呈
2
蓝色,说明氯水和I-反应生成I ,如果氯水少量时,没有Fe2+被氧化生成Fe3+,则乙试管溶液不呈血红色,
2
A项错误,B项正确;C项,如果乙试管溶液呈血红色,说明有Fe3+生成,则I-一定完全被氧化为I ,则
2
甲试管溶液一定呈蓝色,错误;D项,甲试管溶液呈蓝色,丙试管中紫红色退去,说明FeI 和氯水反应生
2
成I,且溶液中还有Fe2+,不一定有Fe3+,错误。
2
2.硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH) 胶体,可用作净水剂
3
B.为防止NH HCO 分解,生产FeCO 需在较低温度下进行
4 3 3
C.可用KSCN溶液检验(NH )Fe(SO ) 是否被氧化
4 2 4 2
D.常温下,(NH )Fe(SO ) 在水中的溶解度比FeSO 的大
4 2 4 2 4
【解析】选D 碱式硫酸铁电离产生Fe3+,Fe3+能发生水解生成Fe(OH) 胶体,Fe(OH) 胶体具有吸附
3 3
性,可用作净水剂,故A正确;NH HCO 不稳定,受热易分解,所以为防止NH HCO 分解,生产FeCO
4 3 4 3 3
需在较低温度下进行,故B正确;KSCN溶液遇Fe2+溶液无现象,(NH )Fe(SO ) 若被氧化则生成Fe3+,
4 2 4 2
KSCN溶液遇Fe3+溶液变红,故C正确;(NH )Fe(SO ) 在水中的溶解度比FeSO 的小,所以FeSO 才能与
4 2 4 2 4 4
(NH )SO 反应生成(NH )Fe(SO ),故D错误。
4 2 4 4 2 4 2
知识点 03 铁盐的性质及应用
1.铁盐
含Fe3+的溶液,呈 棕 黄 色,Fe3+具有较强的氧化性。
2.强氧化性
(1)与Fe反应
①反应: 2Fe 3+ +Fe 3Fe 2+
②应用:除去Fe2+中的Fe3+
(2)与Cu反应
①反应: 2Fe 3+ +Cu 2Fe 2+ +Cu 2+②应用:电子工业上腐蚀铜印刷电路板
(3)Mg、Al、Zn等活泼金属
①少量锌: 2Fe 3+ +Zn 2Fe 2+ +Zn 2+
②过量锌: 2Fe 3+ +3Zn 2Fe+3Zn 2+
(4)与KI溶液反应
①反应: 2Fe 3+ +2I - 2Fe 2+ +I
2
②应用:溶液颜色变化不明显,产生紫黑色沉淀
(5)与SO 及SO 2-应
2 3
①反应: 2Fe 3+ +SO +2H O 2Fe 2+ + SO 2 - +4H + 、 2Fe 3+ +SO 2 - +H O 2Fe 2+ +SO 2 - + 2 H +
2 2 4 3 2 4
②应用:溶液由棕黄色变成浅绿色
(6)与H S反应
2
①反应: 2Fe 3+ +H S 2Fe 2+ +S ↓ +2H +
2
②应用:溶液由棕黄色变成浅绿色,产生黄色沉淀
(7)Na S溶液
2
①少量Na S: 2Fe 3+ +S 2 - S ↓ +2Fe 2+
2
②过量Na S : 2F e 3 + +3 S 2 - 2FeS ↓ +S ↓
2
3.水解性
(1)离子反应: Fe 3+ +3H O Fe ( OH ) +3H +
2 3
①FeCl Fe(OH) Fe O
3 3 2 3
②Fe (SO ) Fe ( SO )
2 4 3 2 4 3
(2)溶液配制:先加入冷的稀酸,再加水稀释到相应浓度
(3)双水解
①Na SiO : 2 Fe 3+ +3SiO 2 - + 6H O 2 Fe ( OH ) ↓ + 3H SiO ↓
2 3 3 2 3 2 3
②NaClO: Fe 3+ +3ClO - + 3H O Fe ( OH ) ↓ + 3 H ClO
2 3
4.特性:与KSCN溶液反应
(1)反应: Fe 3+ +3 SCN - Fe ( SCN )
3
(2)现象:产生 血红 色 溶液
(3)应用:检验 Fe 3+ 的最佳方法
5.制备无水FeCl ,在HCl 气流中加热蒸干FeCl 溶液。
3 3
1:铁盐的易错知识点
(1)向平衡体系FeCl +3KSCN Fe(SCN) +3KCl中加入少量KCl 晶体,平衡不移动。因为该反应的
3 3
本质是:Fe3++3SCN- Fe(SCN) , KC l 不参与 反应。
3(2)不存在FeI 的原因: 2Fe 3+ +2I - 2Fe 2+ +I 。
3 2
(3)Fe(SCN) 是一种可溶性盐,但是属于弱电解质,在写离子方程式时不能拆。
3
(4)Fe3+与S2-发生氧化还原反应2Fe3++S2-=2Fe2++S↓,若S2-过量,发生反应 2Fe 3+ +3S 2 - = 2FeS ↓ (黑
色沉淀) + S ↓ ,而非相互促进的水解反应。
2:Fe3+水解及其应用
(1)存在:Fe(OH) 是很弱的碱,且溶度积很小,因而Fe3+极易水解,只能存在于酸性较强的溶液中。
3
(2)工业上常用调节pH 的方法除去溶液中的铁离子。
①除去含Mg2+的溶液中混有的Fe3+。向混合溶液中加入 Mg 、 MgO 、 MgCO 、 Mg(OH ) 中的任意一种,
3 2
与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化成Fe(OH) 沉淀而除去,过滤后向溶液中再
3
加入适量相应的酸。
②除去含Cu2+的溶液中混有的Fe3+。向混合溶液中加入 CuO 、 CuCO 、 Cu(OH ) 、 C u (OH) CO 中的任意
3 2 2 2 3
一种,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化为Fe(OH) 沉淀而除去,过滤后向溶
3
液中再加入适量相应的酸。
(3)FeCl ·6H O加热脱水变成无水盐需要在HCl气体中或与SOCl 混合加热,以抑制水解。
3 2 2
(4)实验室配制氯化铁溶液:通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中,然后再稀释至所需浓度。
(5)将FeCl 、Fe (SO ) 的水溶液蒸干所得固体不同:将FeCl 溶液加热蒸干得 Fe ( OH ) ,灼烧Fe
3 2 4 3 3 3
(OH) 可得Fe O ;将Fe (SO ) 溶液蒸干得Fe ( SO ) 。
3 2 3 2 4 3 2 4 3
(6) Fe 3+ 与HCO -、AlO -、CO 2-、ClO-、SiO 2-等水解呈碱性的离子不能大量共存。
3 2 3 3
(7)制取氢氧化铁胶体
①方法:将 饱和 FeC l 溶液滴入沸水中,至液体呈透明的红褐色,停止加热
3
②反应 : FeC l +3H O Fe ( OH ) (胶体) +3HC l
3 2 3
1.FeCl 溶液发生反应时的变色总结
3
(1)向FeCl 溶液中加几滴KSCN溶液后,溶液呈红色;
3
(2)FeCl 溶液能使紫色石蕊试液呈红色;
3
(3)FeCl 与NaOH溶液反应,生成红褐色沉淀;
3
(4)向FeCl 溶液中通入HS气体,生成淡黄色沉淀;
3 2
(5)向FeCl 溶液中加入几滴NaS溶液,生成淡黄色沉淀,当加入的NaS溶液过量时,又生成黑色沉淀;
3 2 2
(6)向FeCl 溶液中加入过量Fe粉,溶液变成浅绿色;
3
(7)向FeCl 溶液中加入过量Cu粉,溶液变成蓝绿色;
3
(8)将FeCl 溶液滴入淀粉碘化钾溶液中,溶液变成蓝色。
3
(9)向FeCl 溶液中滴入苯酚溶液,溶液变成紫色;
3
(10)将FeCl 溶液滴入AgNO 溶液中,生成白色沉淀;
3 3
(11)将FeCl 溶液与NaHCO 溶液混合,放出气体,生成红褐色沉淀;
3 3
(12)将饱和FeCl 溶液滴入沸水中,加热生成红褐色Fe(OH) 胶体。
3 3
2.下列各组物质反应产生的气体分别通入Fe (SO ) 溶液中,能与Fe (SO ) 发生反应的是( )
2 4 3 2 4 3
①NaO 和CO ②NaS和盐酸 ③MnO 和浓盐酸共热 ④铜片和浓硫酸加热
2 2 2 2 2A.只有①② B.只有①③
C.只有②③ D.只有②④
【答案】D
【解析】 ①NaO 和CO 反应生成氧气,氧气与Fe (SO ) 不反应;②NaS和盐酸反应生成硫化氢气体,
2 2 2 2 4 3 2
硫化氢与Fe (SO ) 发生氧化还原反应,反应的离子方程式为2Fe3++HS===2Fe2++S↓+2H+;③MnO 和
2 4 3 2 2
浓盐酸共热生成氯气,氯气与Fe (SO ) 不反应;④铜片和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫,二氧化
2 4 3
硫与Fe (SO ) 发生氧化还原反应,反应的离子方程式为2Fe3++SO +2HO===2Fe2++SO+4H+;②④符
2 4 3 2 2
合题意,故选D。
知识点 04 铁的氧化物的性质
1.物理性质和用途
名称 氧化亚铁 四氧化三铁 氧化铁
化学式 FeO Fe O Fe O
3 4 2 3
铁的化合价 +2 +2 、 +3 +3
碱性氧化 非碱性氧化 碱性氧化
氧化物类型
物 物 物
红棕色粉
颜色状态 黑色粉末 黑色晶体
末
铁红、铁
俗 名 磁性氧化铁
锈
用 途 磁性材料 油漆颜料
2.能够被某些还原剂还原:FeO---------------------→Fe
x y
(1)H :FeO+H Fe+H O
2 2 2
(2)CO:Fe O +3CO 2Fe+3CO (高炉炼铁的主反应)
2 3 2
(3)C:Fe O +2C 3Fe+2CO ↑
3 4 2
(4)Al:2Al+Fe O 2Fe+Al O (铝热反应)
2 3 2 3
3.与酸反应
(1)与非氧化性酸(如稀盐酸)发生复分解反应
①FeO: FeO+2H + Fe 2+ +H O
2
②Fe O :Fe O +8H + Fe 2+ +2Fe 3+ +4H O
3 4 3 4 2
③Fe O :Fe O +6H + 2Fe 3+ +3H O
2 3 2 3 2
(2)与氧化性酸(如稀硝酸)发生复分解反应或氧化还原反应
①FeO : 3FeO+1 0 H + + NO - 3 Fe 3+ +NO ↑ +5H O
3 2
②Fe O :3Fe O +28 H + + NO - 9 Fe 3+ +NO ↑ +14H O
3 4 3 4 3 2
③Fe O :Fe O +6H + 2Fe 3+ +3H O
2 3 2 3 2(3)与还原性酸(如氢碘酸)发生复分解反应或氧化还原反应
①FeO: FeO+2H + Fe 2+ +H O
2
②Fe O :Fe O +8H + +2I - 3Fe 2+ +I +4H O
3 4 3 4 2 2
③Fe O :Fe O +6H + +2I - 2Fe 2+ +I +3H O
2 3 2 3 2 2
易错点:铁的氧化物的易错知识点
(1)Fe O 是一种混合价态的氧化物,可以写成FeO·Fe O 形式,具有FeO和Fe O 的双重性质,但它不
3 4 2 3 2 3
是一种混合物,而是纯净物。
(2)铁的三种氧化物中只有Fe O 不是碱性氧化物。
3 4
(3)Fe O 和FeO含+2价的铁,是一种还原性氧化物,与氧化性酸发生氧化还原反应生成 Fe 3+ 。
3 4
(4)Fe O 和Fe O 含+3价的铁,是一种氧化性氧化物,与还原性酸发生氧化还原反应生成 Fe 2 + 。
3 4 2 3
1.一定质量的某铁的氧化物FeO,与足量的4 mol·L-1硝酸溶液充分反应,消耗硝酸溶液 700 mL,
x y
生成2.24 L NO(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为( )
A.FeO B.Fe O
2 3
C.Fe O D.Fe O
3 4 4 5
【答案】C
【解析】选C 铁的氧化物FeO 与足量的4 mol·L-1硝酸溶液充分反应,生成Fe(NO ) ,硝酸被还原生成
x y 3 3
NO,NO的物质的量为=0.1 mol,根据氮原子守恒,3n[Fe(NO )]+n(NO)=n(HNO),故3n[Fe(NO )]+
3 3 3 3 3
0.1 mol=0.7 L×4 mol·L-1,解得n[Fe(NO )]=0.9 mol,令氧化物FeO 中Fe元素的平均化合价为a,根据
3 3 x y
得失电子守恒,则0.9 mol×(3-a)=0.1 mol×(5-2),解得a=,由化合物中正负化合价代数和为0可得x
=2y,则x∶y=3∶4,故该氧化物的化学式为Fe O。
3 4
2.下列有关铁的氧化物的说法不正确的是___(填序号)。
①向稀硝酸中加入FeO:FeO+2H+===Fe2++HO
2
②用CO还原Fe O 制备生铁:3CO+Fe O=====2Fe+3CO
2 3 2 3 2
③3 mol单质Fe完全转变为Fe O,失去8N 个电子
3 4 A
④氧化铁可用于制作红色涂料
⑤Fe O(s)――→Fe(s)――→FeCl (aq)在给定条件下,物质间的转化能实现
2 3 3
【答案】①⑤
【解析】 FeO溶于稀硝酸中发生氧化还原反应:3FeO+NO+10H+===3Fe3++5HO+NO↑,故①错
2
误,符合题意。高炉中用赤铁矿炼铁的主要化学方程式为3CO+Fe O=====2Fe+3CO ,故②正确,不符
2 3 2
合题意。Fe O 中3个铁原子化合价之和为+8价,所以3 mol单质Fe完全转变为Fe O 失去8N 个电子,
3 4 3 4 A
故③正确,不符合题意。氧化铁又称铁红,为红棕色粉末状固体,可用作红色涂料,故④正确,不符合题
意。Fe O 与Al在高温条件下会发生铝热反应:Fe O +2Al=====Al O +2Fe,Fe与HCl反应只能生成
2 3 2 3 2 3
FeCl ,即Fe+2HCl===FeCl +H↑,故⑤错误,符合题意。
2 2 2知识点 05 铁的氢氧化物的性质
1.铁的氢氧化物的制备
(1)制备氢氧化铁
①烧碱: Fe 3+ +3OH - F e ( OH ) ↓
3
②氨水: Fe 3+ +3NH · H O Fe ( OH ) ↓ +3NH +
3 2 3 4
(2)氢氧化亚铁
①烧碱: Fe 2+ +2OH - F e ( OH ) ↓
2
②氨水: Fe 2+ +2NH · H O Fe ( OH ) ↓ +2NH +
3 2 2 4
(3)制备纯净的Fe(OH) 常用的三种方法
2
有机保护层法 还原气保护法 阳极铁电解法
将吸有 NaOH 溶液的胶头滴管
用H 将装置内的空气排 用铁作阳极,电解 NaCl
2
插到液面以下,并在液面上覆盖
尽后,再将亚铁盐与 NaOH (或 NaOH、NaNO 、NaSO )
3 2 4
一层 苯或煤油 或植物油 ,以防止
溶液混合,这样可长时间观 溶液,并在液面上覆盖苯(或
空气与 Fe(OH) 接触发生反
2
察到白色沉淀。 煤油)。
应。
2.Fe(OH) 转化为Fe(OH)
2 3
(1)反应: 4 Fe ( OH ) +O +2H O 4 Fe ( OH ) ↓
2 2 2 3
(2)现象:白色沉淀→灰绿色→红褐色
3.化学性质
(1)热不稳定性
①Fe(OH) Fe O +H O
3 2 3 2
②Fe(OH) -------------→FeO+H O
2 2
③Fe(OH) ----------→Fe O +H O
2 2 3 2
(2)与非氧化性酸(如稀盐酸)反应
①Fe(OH) : Fe ( OH ) +3H + Fe 3+ +3H O
3 3 2
②Fe(OH) : Fe ( OH ) +2H + Fe 2+ +2H O
2 2 2
(3)与氧化性酸(如稀硝酸)反应
①Fe(OH) : Fe ( OH ) +3H + Fe 3+ +3H O
3 3 2
②Fe(OH) : 3Fe ( OH ) +10 H + + NO - 3 Fe 3+ +NO ↑ +8H O
2 2 3 2
(4)与还原性酸(如氢碘酸)反应①Fe(OH) : 2Fe ( OH ) +6H + +2 I - 2Fe 2+ +I ↓ +6H O
3 3 2 2
②Fe(OH) : Fe ( OH ) +2H + Fe 2+ +2H O
2 2 2
易错点:铁的氢氧化物易错知识点
(1)制备纯净的Fe(OH) 沉淀排除氧气的干扰的基本方法是:水煮沸、管入液、加油膜。
2
(2)Fe(OH) 是还原性氢氧化物,在空气中加热会被氧化成Fe(OH) ,进一步分解成Fe O 。
2 3 2 3
(3)酸碱不一定发生中和反应(复分解反应),如氧化性酸(如硝酸)和还原性碱(如Fe(OH) ),还
2
原性酸(如氢碘酸)和氧化性碱(如Fe(OH) )则发生氧化还原反应。
3
1.某学生以铁丝和Cl 为原料进行下列三个实验。下列从分类角度分析正确的是( )
2
A.实验①、③反应制得的物质均为纯净物
B.实验②、③均未发生氧化还原反应
C.实验①、③均为放热反应
D.实验①、②所涉及的物质均为电解质
【答案】B
2.(1)下列各图示中,能较长时间观察到Fe(OH) 白色沉淀的是________。
2
(2)用下列方法可制得白色的 Fe(OH) 沉淀:用不含Fe3+的FeSO 溶液与用不含O 的蒸馏水配制的
2 4 2
NaOH溶液反应制备。
①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO 溶液时还需加入________。
4
②除去蒸馏水中溶解的O 常采用________的方法。
2
③生成白色Fe(OH) 沉淀的操作是用长滴管吸取不含O 的NaOH溶液,插入FeSO 溶液液面下,再挤
2 2 4出NaOH溶液。这样操作的理由是_________________________________。
【解析】(1)因为Fe(OH) 在空气中容易被氧化为红褐色的Fe(OH) ,因此要较长时间看到Fe(OH) 白色
2 3 2
沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理相同,都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的
Fe(OH) 处在氢气的保护中;③的原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解水产生的OH-结合生成Fe(OH) ,且液
2 2
面用汽油保护,能防止空气进入;⑤中液面加苯阻止了空气进入;④由于带入空气中的氧气,能迅速将
Fe(OH) 氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。
2
(2)①Fe2+易水解,要加入稀硫酸防止其水解;Fe2+易被空气中的O 氧化,要加Fe粉防止Fe2+被氧化。
2
②气体的溶解度随温度升高而降低,所以煮沸后的水中溶解的O 较少。
2
【答案】(1)①②③⑤ (2)①稀硫酸、铁屑 ②煮沸 ③避免生成的Fe(OH) 沉淀接触O
2 2
知识点 06 铁离子和亚铁离子的检验
1.Fe3+的检验
(1)试液 血红色溶液(最佳方法)
(2)试液 产生红褐色沉淀
(3)苯酚法
①反应:6C H OH+Fe3+ [Fe(OC H ) ]3-+6H+
6 5 6 5 6
②现象:溶液变成紫色
2.Fe2+的检验
(1)试液 无现象 血红色溶液
(2)溶液 先产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(3)铁氰化钾K [Fe(CN) ]法
3 6
①反应:3Fe2++2[Fe(CN) ]3-=Fe [Fe(CN) ] ↓
6 3 6 2
②现象:产生蓝色沉淀
3.Fe3+和Fe2+混合液
(1)检验Fe2+
①试液 高锰酸钾溶液紫红色褪去(用稀硫酸酸化)
②试液 溴水褪色
③试液 蓝色沉淀
(2)检验Fe3+
①试液 血红色溶液
②试液 试纸变蓝
铁离子和亚铁离子检验的易错知识点(1)向含Fe2+的溶液中加入硝酸、氯水等具有氧化性的物质时,溶液会出现浅绿色→棕黄色的颜色变化,
该现象可用于Fe2+的检验。
(2)在用强氧化剂(H O 或氯水)和KSCN溶液联合检验Fe2+的存在时,要特别注意加入试剂的先后顺
2 2
序,先加KSCN 溶液无明显变化,说明溶液中无 Fe 3+ ;再加强氧化剂(H O 或氯水)后溶液变红色,说明原
2 2
溶液中含有Fe2+。
(3)检验Fe (SO ) 溶液中是否含FeSO 溶液,可以用酸性高锰酸钾溶液,因为Fe2+能使其褪色。
2 4 3 4
(4)检验FeCl 溶液中是否含FeCl 溶液,不能用酸性高锰酸钾溶液,因为 C l - 也能使其褪色,应该用铁
3 2
氰化 钾 K [ Fe ( CN ) ]溶液。
3 6
1.下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
2
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2
+,不含有Mg2+
【答案】C
【解析】选C A中现象仅能确定溶液中含有Fe3+,不能用来判断是否含有Fe2+;B中如原溶液中含
有Fe3+也会有同样的现象;D中如溶液中含有Mg2+也有此现象。
2.下列有关铁离子及亚铁离子检验的说法正确的是( )
A.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含Fe3+
B.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
C.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿色,
最后呈红褐色
D.向某溶液中滴加K[Fe(CN) ]溶液,产生蓝色沉淀,说明原溶液中有Fe2+,无Fe3+
3 6
【答案】C
【解析】向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,说明溶液中一定含有 Fe2
+,故A项错误;在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中一定有Fe3+,但不能确定是否含有Fe2
+,故B项错误;若溶液中只含有Fe2+,Fe2+与OH-反应生成具有还原性的Fe(OH) 白色沉淀,被空气中
2
的氧气氧化迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,故 C项正确;向某溶液中滴加K[Fe(CN) ]溶液,产生蓝色
3 6
沉淀,说明原溶液中含有Fe2+,但不能说明无Fe3+,故D项错误。
3.下列除杂的操作不正确的是( )
A.MgCl 溶液中混有少量FeCl :加入足量镁充分反应后过滤
2 3
B.FeCl 溶液中混有少量FeCl :加入过量铁粉充分反应后过滤
2 3
C.CuCl 溶液中混有少量FeCl :加入NaOH溶液充分反应后过滤
2 3
D.CuCl 溶液中混有少量FeCl :先加入HO 将Fe2+氧化成Fe3+,再加入CuO充分反应后过滤
2 2 2 2
【答案】C【解析】选C FeCl 溶液中存在水解平衡:FeCl +3HOFe(OH) +3HCl,加入镁与H+反应,使上
3 3 2 3
述平衡右移,使Fe3+转化成Fe(OH) 而除去,A正确;加入过量铁粉,FeCl 与Fe反应生成FeCl 而达到除
3 3 2
杂的目的,B正确;先用HO 将Fe2+氧化成Fe3+,再利用FeCl 的水解,加入的CuO与H+反应,使水解
2 2 3
平衡向生成Fe(OH) 方向移动而除去Fe3+,D正确;C项中加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成氢氧化
3
物沉淀,不符合除杂要求。