高中化学第一轮复习铁

铁、铜及其化合物

1.掌握铁的单质、氧化物和氢氧化物等的性质。2.理解“铁三角”，掌握变价金属元素的氧化还原性。掌握铁离子和亚铁离子的检验方法。3.了解铜及其重要化合物的性质。学习目标:铁

原子结构示意图

在周期表中位置

第四周期第VIII族，属过渡元素

存在

游离态：少量存在于陨石中化合态：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等单质

物理性质

化学性质

银白色，ρ=7.86g·cm-3，熔点1535℃

纯铁抗蚀能力较强，能被磁铁吸引和磁化

与非金属：

Cl2O2、S、I2与酸：非氧化性酸、强氧化性酸（钝化）

与盐：与水：

1.铁的原子结构、存在、性质3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2高温主要化合价：1S22S22P63S23P63d64S2+2、+3电子排布式：轨道表示式：3.铁的化学性质Fe–2e=Fe2+

Fe–3e=Fe3+Fe表现还原性Fe3+比Fe2+稳定(1)铁与强氧化剂反应2Fe+3Cl2==2FeCl3点燃Fe+4HNO3(稀）==Fe(NO3)3+NO↑+2H2Oa.铁与氯气、硝酸、浓硫酸等强氧化剂反应可显+3价b.常温下，铁遇浓硫酸和浓硝酸钝化。+3+3(2)铁与弱氧化剂反应Fe+2H+=Fe2++H2↑（稀HCl或稀H2SO4)+2Fe+Cu2+=Cu＋Fe2+

（与盐的反应）+2Fe+2Fe3+=3Fe2++2(Fe3+的氧化性)a.铁与H+、Cu2+、Fe3+等弱氧化剂反应可显+2价Fe+4HNO3(稀）==Fe(NO3)3+NO↑+2H2Ob.Fe与过量HNO3→Fe3+Fe与少量HNO3→Fe2+与水的反应3Fe+4H2O(气)Fe3O4+4H2↑高温对比2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H2↑分析

Fe反应后形成的产物呈何价态，一般由下列因素来决定思考：Fe为什么可表现为＋2或＋3价？由哪些因素决定其价态？(1)氧化剂的氧化性强弱.强氧化剂

Fe3＋Fe2＋FeS、I2、H＋、Cu2＋、Fe3＋等弱氧化剂

H2O(g)、O2Fe2＋Fe3＋Cl2、Br2、热浓H2SO4、HNO3等注意:钢铁发生电化腐蚀时，Fe参与电极反应的产物为Fe2＋，后与OH－反应生成Fe(OH)2；因其不稳定，又转变成Fe(OH)3失去部分水变成Fe2O3·nH2O.(2)反应条件或反应物之间的量

Fe＋HNO3(浓)钝化

Fe＋4HNO3(过量)＝Fe(NO3)3＋2H2O＋NO↑3Fe(过量)＋8HNO3＝3Fe(NO3)2＋4H2O＋2NO↑

常温要注意Fe2+是Fe3+和过量的Fe反应的产物。[例1]下列关于铁的叙述错误的是 （）A、纯净的铁是光亮的银白色的金属B、铁能被磁体吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性C、铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D、纯铁的抗蚀能力相当强，铁在干燥的空气中不易被氧化CA的单质化合物乙化合物丙化合物甲B的单质B的单质②化合物甲①C的单质④C的单质③【例2】A、B、C是中学化学中常见的三种元素。A和B的单质在常温、常压下为气态，C单质为固态。甲乙丙为三种常见的化合物，它们各由两种元素组成。这些化合物和单质间存在如下图所示的关系式（其中反应①③④是在溶液中进行的）。（1）①②③④的反应中属于化合反应的是________。（2）写出下列单质和化合物的化学式：

B______;甲________;乙_______。①②③

H2

FeCl2

FeCl3Cl2H2HClFeFeCl2H2FeCl2FeCl3铜

原子结构示意图

在周期表中位置

第四周期第IB族，属过渡元素

存在

游离态：化合态：黄铜矿、孔雀石等单质

物理性质

化学性质

紫红色，ρ=8.92g·cm-3，熔点1083℃

不能被磁铁吸引和磁化

与非金属：

Cl2O2(铜绿)、S与酸：非氧化性酸（通氧气）、强氧化性酸

与盐：主要化合价：1S22S22P63S23P63d104S1+1、+2电子排布式：轨道表示式：FeCl3(制印刷电路板）2.铜的原子结构、存在、性质3.铁的化合物化学式FeOFe3O4Fe2O3化学名氧化亚铁四氧化三铁三氧化二铁俗名

色态溶解性化合价与H+反应铝热反应通式：2yAl+3FexOy高温yAl2O3+3xFe（1）铁的氧化物

磁性氧化铁铁红黑色粉末黑色晶体红棕色粉末难溶于水难溶于水难溶于水+2+2、+3+3FeO+2H+=Fe2++H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O（2）铁的氢氧化物化学名氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质化学性质Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O制法Fe2++2OH—=Fe(OH)2↓Fe3++3OH—=Fe(OH)3↓加热白色固体，不溶于水红褐色固体，不溶于水[例3]下图表示某种盐的制备步骤：已知：水合盐B含有45.3%的水；无水盐C焙烧分解，放出两种无色刺激性气体E和F，并生成红棕色固体D。请写出物质的化学式或名称：A

，B

，C

，D

，E

，F

。FeFeSO4·7H2OFeSO4Fe2O3SO2SO3或（E.SO3F.SO2）[例4]某元素的一种同位素R具有微弱的放射性，其原子核内中子数比质子数多40，其单质晶体在一定条件下密度为6.78ｇ·ｃｍ－３，Ｘ射线研究该晶体发现在边长为1．00×10－７ｃｍ的立方体中含有20个R原子。R在化学反应中常表现为＋2价和＋4价，溶液中Ｒ２＋稳定。氧化物R3O4与Fe3O4有相似之处。请回答：（1）R原子的摩尔质量为___________。

（2）此元素位于周期表第_________周期_______族。

（3）已知Fe3O4可写成氧化物的形式和盐的形式：FeO·Fe2O3和Fe(FeO2)2。则R3O4用氧化物的形成可表示为

，用盐的形式可表示为

。

（4）R3O4可与浓盐酸反应且有气体放出。写出R3O4与浓盐酸反应的化学方程式：

。六204

g·mol－１ⅣＡ2PbO·PbO2Pb2PbO4Pb3O4＋8HCl（浓）＝3PbCl2＋Cl2↑＋4H2O

[例5]下图中，当容器A中的反应开始后，若分别进行下列操作，请回答有关问题：

（1）若弹簧夹C打开，B容器中有什么现象？（2）若弹簧夹C一直关闭，容器A中的反应还在进行时，B容器中有什么现象发生？

写出B容器中有关化学方程式：

（3）若先打开弹簧夹C一段时间，容器A中的反应还在进行时，再关闭弹簧夹C一会儿，B容器中有什么现象发生？

容器B中的导管口有气泡冒出开始时容器B中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器A中溶液进入容器B，有白色沉淀生成。

容器A中溶液进入容器B有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。2NaOH+FeSO4==Fe(OH)2↓+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3反应①饱和食盐水ABCDEFGIHC沉淀J电解++加入D加入D加入B【例6】下图中的每一个方格表示有关一种反应物或生成物，其中饱和食盐水和F为起始反应物。

请填写下列空白：（1）物质B是______，F是_______，J是_______。（2）反应①的离子方程式是

。Cl2FeFe(OH)3Cl2+2OH－=ClO－+Cl－+H2O对Fe2++NaClO→Fe(OH)3的变化的理解是很重要的。

NaOHCl2H24.铜的化合物（1）溶液中的Cu2+常为蓝色（浓CuCl2为绿色，稀CuCl2为蓝色），可作为Cu2+的判断依据。（2）Cu2+与碱生成蓝色沉淀Cu(OH)2，沉淀溶于氨水形成深蓝色溶液。Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu（NH3）4](OH)2+4H2O（3）无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水。（4）Cu2O是一种红色粉末，在非氧化性酸溶液中发生歧化反应。Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O（5）CuO、CuS、Cu2S均为黑色粉末，难溶于水。其中Cu2S、CuS难溶于非氧化性酸。5．Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化关系－“铁三角”

Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化——“铁三角”关系FeFe3＋Fe2+S、I2、H+、Cu2+、Ag+Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3Fe2O3：C、CO、H2、AlFe3+：Al、Z等还原FeO：C、CO、H2、Al

Fe2+：Al、Fe等还原Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等Fe、Cu、I－S2-等写出下述转化离子方程式：Fe2++HNO3（稀）——

Fe2++HNO3（浓）——Fe2++MnO4—+H+——

Fe2++H2O2+H+——Fe3++S2－——

Fe3++H2S——Fe3++Fe——

Fe3++Cu——总结：Fe2+

和Fe3+的比较n(Fe)

c(H+)0aabbccddV(气体标准状况）【例7】铁在热的稀HNO3中反应，其主要还原产物为N2O，而在冷的HNO3中反应，其主要还原产物为NO，当溶液更稀时，其主要产物为NH4+。请分析下图，回答有关问题。（1）假设在任一气体产生的曲线段内只有一种还原产物，试配平由b到c点时反应的化学方程式：

Fe+

HNO3——

Fe(NO3)3+

+

H2O（2）判断从O点到a点时的还原产物，应为

。8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O

NOn(Fe)

c(H+)0aabbccddV(气体标准状况）【例7】铁在热的稀HNO3中反应，其主要还原产物为N2O，而在冷的HNO3中反应，其主要还原产物为NO，当溶液更稀时，其主要产物为NH4+。请分析下图，回答有关问题。（3）a点到b点时产生还原产

，其原因是

。（4）已知到达d点时反应完全结束，此时溶液中的主要阳离子为

。分析投入金属铁的物质的量之比nc(Fe):nd(Fe)=

。N2O

反应为放热反应，当温度升高后，则生成N2OFe2+、NH4+2:3

【例8】现有Fe、Cu组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的量为amol，Cu的物质的量分数为x；研成粉末后，全部投入含b

molHNO３的稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有NO，试回答下列问题：(1)若剩余的残渣只有Cu，则溶液中含有的金属离子为________________________。(写出所有可能情况)Fe２＋Fe２＋

Cu２+或【例8】现有Fe、Cu组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的量为amol，Cu的物质的量分数为x；研成粉末后，全部投入含b

molHNO３的稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有NO，试回答下列问题：(2)当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时，则b的取值范围是(用a、x表示)______________。3Cu+8HNO３=3Cu(NO３)２+2NO↑+4H２Ｏax3Fe+8HNO３=3Fe(NO３)２+2NO↑+4H２Ｏ故总耗HNO３量n(HNO３)=+=所以＜b≤a(1-x)【例8】现有Fe、Cu组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的量为amol，Cu的物质的量分数为x；研成粉末后，全部投入含b

molHNO３的稀溶液中，微热使其充分