1、【 精品教 育资源文库 】 第 10讲 铁及其重要的化合物 考纲要求 1.掌握铁的主要性质及应用。 2.掌握铁的重要化合物的主要性质及应用。 3.能鉴别溶液中的 Fe2 、 Fe3 。 考点一 铁的性质 1位置、物理性质 铁位于元素周期表的第四周期 族 ，主要化合价为 2、 3，在地壳中的含量仅次于氧、硅和 铝 。铁具有金属的通性，具有被 磁铁 吸引的特性。 2化学性质 (写出化学方程式或离子方程式 ) 【多维思考】 1铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？ 提示： 化学变化。 2 FeCl2、 FeCl3是否都可以通 过化合反应制取？ 【 精品教 育资源文库 】 提
2、示： 都可以。 铁与氧化剂反应后的价态判断方法 (1)铁与弱氧化剂 (如 S、 I2、 H 、 Fe3 、 Cu2 )等反应所得产物为 Fe2 ，铁元素的价态为 2价。 (2)铁与强氧化剂 (如 Cl2、 Br2、浓 H2SO4、硝酸等 )反应所得产物为 Fe3 ，铁元素的价态为 3价。 (3)铁在纯氧中燃烧以及在高温下与 H2O(g)反应得到的产物为 Fe3O4，铁元素的价态为2、 3价。 考向一 铁的存在和性质 1下表中，对陈述 、 的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 ( ) 陈述 陈述 判断 A 铁是地壳中含量最高的金属元素 铁是人类最早使用的金属材料 对； 对；有 B 常温下铁与
3、稀硫酸反应生成氢气 高温下氢气能还原氧化铁得到铁 对； 对；无 C 铁元素属于过渡元素 铁和铁的某些化合物可用作催化剂 错； 对；无 D 在空气中铁表面形成致密氧化膜 铁不能与氧气反应 对； 对；有 解析： A 项，地壳中含量最高的金属元素是 Al， 错，最早使用的金属是铜， 错； C项，陈述 、 都正确，且有因果关系； D项，铁在空气中易形成铁锈，而不是致密的氧化膜，且铁与氧气反应， 、 均错。 答案 ： B 2下列关于铁的说法正确的是 ( ) A纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B铁在硫蒸气中燃烧生成 Fe2S3 C纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D铁的化学性质比较活泼
4、，它能和水蒸气反应生成 H2和 Fe(OH)3 解析： 纯铁为银白色， A错；铁在硫蒸气中燃烧生成 FeS， B错； 3Fe 4H2O(g)=高温Fe3O4【 精品教 育资源文库 】 4H2， D错。 答案： C 考向二 铁反应后元素价态的判断 3下列物质反应后一定有 3价铁生成的是 ( ) 过量的 Fe与 Cl2加热时发生反应 Fe 与过量稀 H2SO4反应后，再向其中加 KNO3 Fe与过量的 S 加热时发生反应 Fe(NO 3)2溶液中加少量盐酸 Fe 和 Fe2O3的混合物溶于盐酸中 A B. C D 解析： Fe 与 Cl2反应只生成 FeCl3； Fe 与 S反应生成 FeS；
5、Fe 过量稀 H2SO4Fe2 H 、 NO3Fe3 ； Fe2 H 、 NO3Fe3 ； Fe2O3溶于盐酸生成 Fe3 ，当混合物中 Fe 不足时，溶液中仍有 Fe3 ，当 Fe足量时，溶液中无 Fe3 。 答案： D 4在一定量的稀 HNO3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。 Fe 3 Fe 2 Fe 、 Fe2 Fe 2 、 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 HNO3中加入铁粉，开始时
6、稀 HNO3过量应生成 Fe3 ，故 AB 段铁元素以 Fe3形式存在。随着铁粉的增加，溶液中的 Fe3 与 Fe 反应生成 Fe2 ，故 BC 段铁元素以 Fe2 、Fe3 形式存在。 Fe3 全部转化成 Fe2 后，铁粉不再溶解，故 CD 段铁元素以 Fe、 Fe2 形式存在。 【 精品教 育资源文库 】 答案： (1) (2) (3) 考点二 铁的氧化物与氢氧化物 1铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 (有 磁性 ) 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的 化合价 2 3 2、 3 稳定性 不稳定 稳
7、定 稳定 与 H反应的离子方程式 FeO 2H =Fe2 H2O Fe2O3 6H =2Fe3 3H2O Fe3O4 8H =Fe2 2Fe3 4H2O 2.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应 Fe(OH)2 2H = Fe2 2H2O Fe(OH)3 3H =Fe3 3H2O 受热分解 分解 产物复杂 2Fe(OH)3=【 精品教 育资源文库 】 Fe2O3 3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应 Fe2 2OH = Fe(OH)2 可溶性铁盐与碱溶液反应 Fe3 3OH =Fe(OH)3 两者的关系 在空气中， Fe(OH)2能
8、够非常迅速地被氧气氧化成 Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成 灰绿 色，最后变成红褐色，反应方程式为 4Fe(OH)2 O22H2O=4Fe(OH)3 【多维思考】 1盐酸、氢碘酸均是强酸， Fe(OH)3分别与它们反应 有何不同？写出有关的反应方程式？ 提示： Fe(OH)3悬浊液遇到盐酸、氢碘酸均能使红褐色沉淀溶解，但 HI具有较强的还原性，能被 Fe3 氧化为 I2，使溶液颜色变深，故 HCl 与 Fe(OH)3反应只是中和反应： Fe(OH)3 3HCl=FeCl3 3H2O，而 HI 与 Fe(OH)3 反应为氧化还原反应，反应方程式为 2Fe(OH)36HI=2FeI2 I
9、2 6H2O。 2用 FeSO4溶液和 NaOH溶液制备 Fe(OH)2沉淀，应注意哪些问题？ 提示： (1)配制 FeSO4溶液和 NaOH溶液的蒸馏水要加热煮沸以除 去蒸馏水中的 O2； (2)用长滴管吸取 NaOH溶液插入 FeSO4溶液液面以下挤出。 1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 mn ，则氧化物中 n(Fe)n(O) m56 n16a： b， 若 ab 11 ，则铁的氧化物为 FeO； 若 ab 23 ，则铁的氧化物为 Fe2O3； 若 ab 34 ，则铁的氧化物是 Fe3O4，或 FeO 与 Fe2O3按物质的量比 11 的混合物，或 FeO、
10、 Fe2O3、 Fe3O4的混合物其中 FeO、 Fe2O3物质的量 之比为 11 ， Fe3O4为任意值。 2制备 Fe(OH)2常用的三种方法 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CCl4)，以防止空气与 Fe(OH)2接触发生反应，如图 1所示。 【 精品教 育资源文库 】 方法二：还原性气体保护法 用 H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与 NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀。如图 2所示。 方法三：电解法 用铁作阳极，电解 NaCl(或 NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图 3所示。 图 3 考向
11、一 铁的氧化物、氢氧化物的组 成与性质 1把少量废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤，除去杂质，在滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为 ( ) A Fe(OH)3； Fe2O3 B Fe(OH)2； FeO C Fe(OH)2、 Fe(OH)3； Fe3O4 D Fe2O3； Fe(OH)3 解析： 红褐色沉淀应为 Fe(OH)3，因为加入 HNO3， Fe(OH)2不存在； Fe(OH)3受热分解生成 Fe2O3。 答案： A 2由 FeO、 Fe2O3和 Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质
12、量比为 218 ，【 精品教 育资源文库 】 则这种混合物中 FeO、 Fe2O3和 Fe3O4的物质的量之比是 ( ) A 121 B 211 C 131 D.113 解析： 混合物中， n(Fe)n(O) 21 g56 gmol 1 8 g16 gmol 1 34 ，故 FeO 与 Fe2O3按物质的量 11 混合， D项符合要求。 答案： D 考向二 Fe(OH)2的制备 3用下列方法可制得白色的 Fe(OH)2沉淀：用不含 Fe3 的 FeSO4溶液与用不含 O2的蒸馏水配制的 NaOH溶液反应制备。 (1) 用 硫 酸 亚 铁 晶 体 配 制 上 述 FeSO4 溶 液 时 还 需
13、 加 入_ _。 (2)除去蒸馏水中溶解的 O2常采用 _的方法。 (3)生成白色 Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2的 NaOH 溶液，插入 FeSO4溶液液面下， 再 挤 出 NaOH 溶 液 。 这 样 操 作 的 理 由 是_。 解析： (1)Fe2 易水解，要加入稀硫酸防止其水解； Fe2 易被空气中的 O2氧化，要加 Fe粉防止 Fe2 被氧化。 (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 O2较少。 答案： (1)稀硫酸、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触 O2 4下列各图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是 _(填
14、序号 )。 【 精品教 育资源文库 】 解析： 因为 Fe(OH)2 在空气中很容易被氧化为红褐色的 Fe(OH)3，即 4Fe(OH)2 O22H2O=4Fe(OH)3，因此要较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。 、 原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的 Fe(OH)2处在氢气的保护中； 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)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入； 中液面加苯阻止了空气进入； 由于带入空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。 答案： 考点三 Fe2 、 Fe3 的性质及检验 1 “ 铁三角 ” 的转化关系 【 精品教 育资源文库 】 写出上述转化关系中标号反应的离子方程式： 2Fe 3 Fe=3Fe2 ； 2Fe 3 H2S=2Fe2 S 2H ； 2Fe 2 H2O2 2H =2Fe3 2H2O； 3Fe 2 NO3 4H =3Fe3 NO 2H2O。 2 Fe2 和 Fe3 的检验 (1)Fe2 的检验：先加 KSCN溶液，无明显现象，再加氯
