不可忽視的鐵及其化合物復(fù)習(xí)點(diǎn)津

湖南 黃銀飛

不可忽視的鐵及其化合物復(fù)習(xí)點(diǎn)津

湖南 黃銀飛

縱觀高考試題的命制與形式，元素化合物知識(shí)是化學(xué)中的基礎(chǔ)，特別是金屬元素的化合物的性質(zhì)，在歷年的高考試題中常以必考形式出現(xiàn)。高中所學(xué)的金屬元素種類不多，所以設(shè)題的焦點(diǎn)幾乎總集中在鐵元素上，這部分內(nèi)容也是高中生學(xué)習(xí)金屬的難點(diǎn)，在這里再度提出并歸納學(xué)習(xí)，希望引起大家的高度注意。

一、鐵的存在和主要性質(zhì)

1．鐵的存在和位置

2．鐵的化學(xué)性質(zhì)

鐵元素性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價(jià)為＋2價(jià)和＋3價(jià)。

二、鐵的重要化合物

1．鐵的氧化物

氧化亞鐵（FeO）氧化鐵（Fe2O3）四氧化三鐵（Fe3O4）俗名 鐵紅 磁性氧化鐵色態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體鐵元素價(jià)態(tài) ＋2 ＋3 ＋2、＋3

說(shuō)明：①Fe3O4與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：

②FeO與硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

2．鐵的氫氧化物

Fe（OH）2 Fe（OH）3色態(tài) 白色固體 紅褐色固體與H＋反應(yīng) Fe（OH）2＋2H＋Fe2＋＋2H2O Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋3H2O二者關(guān)系在空氣中，F(xiàn)e（OH）2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe（OH）3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應(yīng)方程式為4Fe（OH）2＋O2＋2H2O 4Fe（OH）3

說(shuō)明：Fe（OH）2、Fe（OH）3的制備可利用相應(yīng)亞鐵鹽、鐵鹽與堿液反應(yīng)。

3．亞鐵鹽與鐵鹽

（1）亞鐵鹽：含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e2＋既有氧化性，又有還原性，F(xiàn)e2＋與Zn、Cl2反應(yīng)的離子方程式分別為。

（2）鐵鹽：①氧化性，含有Fe3＋的溶液呈棕黃色，F(xiàn)e3＋具有氧化性，F(xiàn)e3＋與Fe、Cu反應(yīng)的離子方程式分別為2Fe3＋＋。

②特性：含有Fe3＋的鹽溶液遇到KSCN溶液時(shí)變成紅色。

【秘籍歸納】

②鐵的3種氧化物，2種氫氧化物，2種離子的顏色：FeO與Fe3O4均為黑色，F(xiàn)e2O3為紅棕色；Fe（OH）2為白色，F(xiàn)e（OH）3為紅褐色；Fe2＋為淺綠色，F(xiàn)e3＋為棕黃色。

③鐵的3種價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化

④2個(gè)特殊現(xiàn)象：Fe（OH）2→Fe（OH）3是白色→灰綠色→紅褐色；Fe3＋遇SCN－，溶液變紅色。

【靈活運(yùn)用】

（1）除雜上的運(yùn)用

主要物質(zhì) 雜質(zhì) 除雜方法Fe2＋ Fe3＋加過(guò)量鐵屑后過(guò)濾FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2Fe2＋ Cu2＋加過(guò)量鐵屑后過(guò)濾Fe Al 加過(guò)量強(qiáng)堿溶液后過(guò)濾Fe2O3 Al2O3、SiO2加過(guò)量強(qiáng)堿溶液后過(guò)濾

（2）判斷離子共存

Fe2＋不能共存于（H＋）、ClO－、（H＋）。Fe3＋不能共存于S2－、I－、。Fe2＋、Fe3＋不能共存于、等水解相互促進(jìn)的離子。

（3）鹽溶液的配制與保存

含F(xiàn)e2＋的鹽溶液的配制：加入少量鐵粉，防止Fe2＋被氧化，同時(shí)加入少量的對(duì)應(yīng)的酸，防止Fe2＋發(fā)生水解；含F(xiàn)e3＋的鹽溶液的配制：加入少量對(duì)應(yīng)的酸，防止Fe3＋離子發(fā)生水解。

（4）Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法

鑒別方法 Fe2＋ Fe3＋直接觀色 淺綠色 棕黃色利用顯色反應(yīng) 與KSCN 溶液 無(wú)現(xiàn)象 顯紅色利用Fe3＋的氧化性藍(lán)綠色與KI－與銅片 無(wú)現(xiàn)象 Cu溶解，溶液變?yōu)榈矸廴芤?無(wú)現(xiàn)象 溶液變藍(lán)利用Fe2＋的還原性與溴水 溴水褪色 無(wú)現(xiàn)象與酸性KMnO4溶液紫色褪去 無(wú)現(xiàn)象利用加堿生成沉淀反應(yīng)Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓白色→灰綠色→紅褐色Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3↓紅褐色沉淀

【特別提示】

（1）檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液；當(dāng)溶液的濃度較稀時(shí)，利用觀察法或加NaOH溶液的方法都不宜檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋的存在。

（2）檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋混合溶液時(shí)，要分兩次分別檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋，檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)要選擇酸性高錳酸鉀溶液，檢驗(yàn)Fe3＋時(shí)最好選擇KSCN溶液。

【精要總結(jié)】

（1）Fe2＋具有較強(qiáng)的還原性，F(xiàn)e3＋水解能力強(qiáng)，實(shí)際上pH＞4時(shí)，F(xiàn)e3＋幾乎完全生成Fe（OH）3沉淀。

（2）欲除去某溶液中含有的Fe2＋雜質(zhì)時(shí)，先向溶液中加入氧化劑（如H2O2），使Fe2＋被氧化為Fe3＋，然后加入溶于酸的難溶物調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀除去。

【典例剖析】

【例1】用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的鋁灰制備Al2（SO4）3·18H2O，工藝流程如下（部分操作和條件略）：

Ⅰ．向鋁灰中加入過(guò)量稀H2SO4，過(guò)濾；

Ⅱ．向?yàn)V液中加入過(guò)量KMnO4溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為3；

Ⅲ．加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色；

Ⅳ．加入MnSO4至紫紅色消失，過(guò)濾；

Ⅴ．濃縮、結(jié)晶、分離，得到產(chǎn)品。

（2）已知：生成氫氧化物沉淀的pH數(shù)值如下表。

注：金屬離子的起始濃度為0．1mol·L－1

根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ的目的：_________________。

【答案】（1）5 8H＋5 4H2O （2）pH約為3時(shí)，F(xiàn)e2＋和Al3＋不能形成沉淀，將Fe2＋氧化為Fe3＋，可使鐵完全沉淀

【例2】工業(yè)上由黃銅礦（主要成分CuFeS2）冶煉銅的主要流程如下：

用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說(shuō)明溶液中存在________（填離子符號(hào)），檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2＋的方法是__________（注明試劑、現(xiàn)象）。

【答案】Fe3＋取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色

【解析】溶液中滴加KSCN溶液呈紅色，說(shuō)明含有Fe3＋。可利用Fe2＋的還原性來(lái)檢驗(yàn)溶液中其是否存在，加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，說(shuō)明還存在Fe2＋。

綜上所述，鐵元素及它的化合物在元素化合物知識(shí)中是非常重要，相信大家通過(guò)閱讀體會(huì)到知識(shí)的深度和縱向結(jié)合，只要用心堅(jiān)持學(xué)習(xí)，定能找出規(guī)律，找到最佳的方法。

（作者單位：湖南省湘鄉(xiāng)市湖鐵實(shí)驗(yàn)學(xué)校）