铁及其重要化合物

1、 第三节第三节 铁及其重要化合物铁及其重要化合物 河南省淮阳一高河南省淮阳一高 谢海谢海1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.以以Fe2、Fe3的相互转化为例，理解变价金属元素的氧的相互转化为例，理解变价金属元素的氧 化还原反应。化还原反应。3.能鉴别溶液中的能鉴别溶液中的Fe2、Fe3。重难点：重难点：铁及其重要化合物的主要性质铁及其重要化合物的主要性质。【考纲要求考纲要求】一一. 铁铁1位置：位置：铁位于周期表中第铁位于周期表中第 周期，第周期，第 族族四四 2铁的存在铁的存在3铁的性质铁的性质(1)物理性质物理性质纯铁具有金属的共性，如具

2、有纯铁具有金属的共性，如具有 色金属光泽和良好的延展性，是电色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被和热的良导体，具有能被 吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。(2)(2)化学性质：化学性质： 铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成2、3两种价态的化合物。两种价态的化合物。银白磁铁 知识梳理。2化学性质化学性质(1)与与O2的反应的反应常温下，铁在潮湿的空气中易被氧化生成铁锈，主要成分为常温下，铁在潮湿的空气中易被氧化生成铁锈，主要成分为 。点燃条件下，铁在纯氧中反应生成点燃条件下，铁在纯氧中反应生成 ，化学

3、方程式为：，化学方程式为： 。(2)与与S、I2反应生成反应生成 价铁的化合物，化学方程式分别为：价铁的化合物，化学方程式分别为： ， 。(3)和水的反应和水的反应铁在高温下与水蒸气发生反应，化学方程式为：铁在高温下与水蒸气发生反应，化学方程式为： 。Fe2O3xH2O Fe3O4 2 (4)和酸的反应和酸的反应与非氧化性酸与非氧化性酸(如稀如稀H2SO4)的反应，离子方程式为：的反应，离子方程式为： 。与氧化性酸与氧化性酸(如稀如稀HNO3)的反应，离子方程式为：的反应，离子方程式为： 。常温下，常温下， 、 能使铁钝化。能使铁钝化。(5)和盐溶液和盐溶液如和如和CuSO4溶液的反应，离子方

4、程式为：溶液的反应，离子方程式为： 。 浓浓H2SO4 浓浓HNO3 FeCu2=Fe2Cu 二二铁的氧化物铁的氧化物 氧化物氧化物氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁化学式化学式FeOFe2O3Fe3O4颜色状态颜色状态 色粉末色粉末 色粉末色粉末 色晶体色晶体(有磁性有磁性)溶解性溶解性难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价铁的化合价稳定性稳定性不稳定不稳定稳定稳定稳定稳定与与HFeO2H= Fe2H2OFe2O36H= 2Fe33H2O黑黑 红棕红棕 黑黑 2 3 2、3 Fe3O48H=Fe22Fe34H2O 某种只含铁和氧两元素组成的样品某种只含铁和氧

5、两元素组成的样品A在高温时与足在高温时与足量的量的CO充分反应，生成的气体被足量澄清石灰水吸充分反应，生成的气体被足量澄清石灰水吸收过滤，得沉淀的质量是原样品收过滤，得沉淀的质量是原样品A质量的质量的50/29倍，则下列说法正确的是倍，则下列说法正确的是 ()AA一定是一定是Fe3O4BA可能是可能是Fe2O3CA一定是纯净物一定是纯净物D可能是可能是Fe2O 3, FeO与与Fe3O4形成的混合物形成的混合物典型例题典型例题D易错点易错点1缺乏对适量、过量和少量等条件的理解与分析，出缺乏对适量、过量和少量等条件的理解与分析，出现漏解与错解现漏解与错解向由向由Fe、FeO、和、和Fe2O3组成

6、的混合物中加入组成的混合物中加入100 mL 2 mol/L盐盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448 mL气体气体(标准状况标准状况)，此时，此时溶液中无溶液中无Fe3，则下列判断正确的是，则下列判断正确的是()A混合物中三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为混合物中三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为113B固体混合物的质量为固体混合物的质量为6.88 gC反应最终生成反应最终生成0.1 mol FeCl2，但无法确定混合物里氧元素，但无法确定混合物里氧元素的含量的含量D混合物中混合物中Fe2O3的物质的量无法确定，但的物质的量无法确定，但Fe比比Fe2O

7、3的物的物质的量多质的量多BD向一定量向一定量Fe和和Fe2O3的混合物中加入的混合物中加入120 mL一定浓一定浓度的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，同时可得到标准度的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，同时可得到标准状况下状况下1.344 L NO气体。向所得到的溶液中再加入气体。向所得到的溶液中再加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原在加热条件下还原相同质量的混合物得到相同质量的混合物得到11.76 g铁单质。原稀硝酸的物铁单质。原稀硝酸的物质的量浓度为质的量浓度为()A2 molL1 B4 molL1C5.75 molL1 D无法计算无法计算【答案

8、】B3.铁的氢氧化物铁的氢氧化物 氢氧化物氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化亚铁氢氧化铁氢氧化铁化学式化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态颜色状态 色固体色固体 色固体色固体溶解性溶解性 溶于水溶于水 溶于水溶于水稳定性稳定性很不稳定，易被氧化很不稳定，易被氧化不稳定，受热分解不稳定，受热分解与盐酸反应与盐酸反应二者的关系二者的关系空气中空气中Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现，现象是象是 迅速变成迅速变成 色，最后变成色，最后变成 色，色，反应方程式为反应方程式为白白 红褐红褐 难难 难难 Fe(OH)22H= Fe22H2O Fe(OH)33H

9、= Fe33H2O 白色沉淀白色沉淀 灰绿灰绿 红褐红褐 4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3 知识梳理题型构建实验探究实验探究Fe(OH)2的制备的制备1用不含用不含Fe3的的FeSO4溶液与不含溶液与不含O2的蒸馏水配制的的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入溶液时还需要加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的除去蒸馏水中溶解的O2常采用常采用_的方法。的方法。(3)生成生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的的NaOH溶液，插入溶液，插入FeSO4溶液

10、液面下，再挤出溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是溶液，这样操作的理由是_。避免生成的避免生成的Fe(OH)2沉淀接触沉淀接触O2而被氧化而被氧化稀稀H2SO4、铁屑、铁屑煮沸煮沸知识梳理题型构建2.下列各图示中能较长时间看到下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是白色沉淀的是_(填序号填序号)。实验探究实验探究Fe(OH)2的制备的制备知识梳理题型构建成功制备Fe(OH)2的关键由于由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备在实验室中制备Fe(OH)2，并使，并使Fe(OH)2长时间保持白色长时间保持白色沉

11、淀状态，成为物质制备实验探究的热点。沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：制备原理：Fe22OH=Fe(OH)2溶液中不含溶液中不含Fe3和和O2等氧化性物质。等氧化性物质。制备过程中，保证生成的制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空在密闭的隔绝空气的体系中。气的体系中。成功关键：成功关键：铁三角的转化关系 铁三角铁三角 (2015江苏省南京市、盐城市高三第一次模拟江苏省南京市、盐城市高三第一次模拟) 如图如图W、X、Y、Z为四种物质，若箭头表示能一步为四种物质，若箭头表示能一步转化的常见反应，其中常温下能实现图示转化关系转化的常见反应，其中常温下能实现图示转化关系的是的

12、是()答案：答案：D典例示范典例示范已知：氧化性已知：氧化性 Fe3+Cu2+Fe2+。分别在浓度相同的四份。分别在浓度相同的四份50 mL FeCl3溶液中加入溶液中加入Fe和和Cu混合物，实验数据如下表混合物，实验数据如下表Ar(Cu)=64：实验编号实验编号ABCDFe、Cu固体混合物质量固体混合物质量/g1.22.43.64.8反应后剩余固体质量反应后剩余固体质量/g00.641.923.12（1)）FeCl3溶液中溶液中Fe3+物质的量浓度为物质的量浓度为_。（2）原固体混合物中）原固体混合物中Fe、Cu物质的量之比为物质的量之比为_。（3）D组实验中剩余固体中组实验中剩余固体中Fe

13、的质量为的质量为_。（4）C组实验中剩余固体是组实验中剩余固体是_，所得溶液是，所得溶液是 _。（5）A组实验后所得溶液阳离子的物质的量分别为组实验后所得溶液阳离子的物质的量分别为_1.2 mol/L 1:1 0.56 g Cu FeCl2溶液溶液0.02molFe3+、0.05 molFe2+和和0.01molCu2+典例示范典例示范知识梳理题型构建检验Fe2、Fe3的常用方法1溶液颜色溶液颜色含有含有Fe2的溶液显浅绿色的溶液显浅绿色含有含有Fe3的溶液显黄色的溶液显黄色2用用KSCN溶液和氯水溶液和氯水(1)流程：流程：(2)有关反应：有关反应： 3用用NaOH溶液溶液(1)流程：流程：

14、(2)有关反应：有关反应： Fe2和和Fe3的检验及铁与的检验及铁与HNO3的反应的反应 状元笔记状元笔记4FeCl3变色情况变色情况 FeCl3溶液在与许多试剂反应时会出现特溶液在与许多试剂反应时会出现特殊现象，可作为检验殊现象，可作为检验Fe3的依据。的依据。(1)向向FeCl3溶液中加几滴溶液中加几滴KSCN溶液呈红色；溶液呈红色；(2)FeCl3与与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀；溶液反应，生成红褐色沉淀；(3)向向FeCl3溶液中加入过量溶液中加入过量Fe粉，溶液变浅绿色；粉，溶液变浅绿色；(4)向向FeCl3溶液中加入过量溶液中加入过量Cu粉，溶液变蓝绿色；粉，溶液变蓝绿色；(5

15、)将将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变蓝色；溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变蓝色；(6)将饱和将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3胶体胶体。4Fe与与HNO3的反应的反应(1)铁与浓硝酸在常温下钝化，在加热时剧烈反应。铁与浓硝酸在常温下钝化，在加热时剧烈反应。(2)铁与稀硝酸反应铁与稀硝酸反应 HNO3过量时：过量时： Fe4HNO3(稀稀) = Fe(NO3)3NO 2H2O Fe过量时：过量时： 3Fe8HNO3(稀稀) = 3Fe(NO3)22NO4H2O铁与稀硝酸反应有关量的问题，可用数轴表示为：铁与稀硝酸反应有关量的问题，可

16、用数轴表示为：易错点易错点2对对Fe与稀与稀HNO3反应原理不清楚造成错误反应原理不清楚造成错误将将0.4 mol铁粉逐渐加入含铁粉逐渐加入含HNO3 0.8 mol的稀硝酸溶液的稀硝酸溶液中，反应生成气体的物质的量随加入铁粉的物质的量的变中，反应生成气体的物质的量随加入铁粉的物质的量的变化关系正确的是化关系正确的是()答案为答案为D。【答案】A典例示范典例示范典型例题典型例题2 2：某稀溶液中含有某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2浓度和加入铁粉的物质的浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶

17、液中量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为物质的量浓度之比为() A1 1 1 B1 3 1C3 3 8 D1 1 4D 1正误判断，正确的打正误判断，正确的打“”，错误的打，错误的打“”。(1)(2014安徽高考，安徽高考，8A)在在Fe2(SO4)3溶液中，溶液中，K、Fe2、C6H5OH、Br可以大量共存可以大量共存()(2)(2014安徽高考，安徽高考，8D)1 L 0.1 molL1的的Fe2(SO4)3溶液和足量溶液和足量的的Zn充分反应，生成充分反应，生成11.2 g Fe()(3)(2014四川高考，四川高考，4B)检验

18、检验Fe(NO3)2晶体是否已被氧化，可以晶体是否已被氧化，可以将将Fe(NO3)2样品溶于稀样品溶于稀H2SO4后，滴加后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否溶液，观察溶液是否变红变红()(4)(2012浙江高考，浙江高考，8C)在在“硫酸亚铁铵的制备硫酸亚铁铵的制备”实验中，为了实验中，为了得到硫酸亚铁铵晶体，应小火加热蒸发皿，直到有大量晶体析出得到硫酸亚铁铵晶体，应小火加热蒸发皿，直到有大量晶体析出时停止加热时停止加热() 真题集训把脉高考 真题集训把脉高考真题集训把脉高考真题集训把脉高考真题集训把脉高考真题集训把脉高考 2(2014高考浙江卷，高考浙江卷，26)某研究小组为了探究一种无机矿物盐某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成了如下实验：的组成和性质，设计并完成了如下实验：另取另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解，得到在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40 g固体固体1。请回答如下问题：请回答如下问题： 真题集训把脉高考(1)画出白色沉淀画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图中金属元素的原子结构示意图_，写，写出气体甲的电子式出气体甲的电子式_。(2)X的化学式是的化学式是_，在惰性气流中加热，在惰性气流中