【新人教版高中化学】必修一 第12讲　铁及其氧化物、氢氧化物

02考点20301考点1ContentNavigation内容导航真题体验·素养提升第12讲铁及其氧化物、氢氧化物

［课标要求］

1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其氧化物、氢氧化物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。2.结合实例认识铁及其氧化物、氢氧化物的多样性，通过化学反应探究物质的性质，实现物质的转化。铁及其氧化物考点1铁的单质(1)铁元素(2)铁的物理性质____________色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被________吸引。四化合态陨铁3d64s2Ⅷ＋2、＋3银白磁体(3)化学性质铁的化学性质活泼，在反应中________电子，具有较强的________性。①与非金属反应失去还原钝化铁的三种氧化物(1)物理性质物质FeOFe2O3Fe3O4俗称—______________________色态黑色粉末__________黑色晶体水溶性______________________________铁的价态______________________________铁红磁性氧化铁红棕色粉末不溶于水不溶于水不溶于水＋2价＋3价＋2价、＋3价(2)化学性质①FeO、Fe2O3分别与稀盐酸反应的离子方程式：____________________________________________________________________________、_____________________________________________________________。②FeO与稀硝酸反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________________。FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O③FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式：_______________________________________________、Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O。④FeO在空气中受热反应的化学方程式：___________________________________________________________________________________。FeO＋2HI===FeI2＋H2O①②③④2．铁与卤素单质Cl2、Br2、I2反应，产物中铁的化合价是否相同？并说明原因。__________________________________________________________________________________________________________________________不相同，因为氧化性Cl2>Br2>Fe3＋>I2，所以铁与Cl2、Br2反应产物为Fe3＋，而铁与I2反应产物为Fe2＋。3．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)铁在过量氧气中燃烧生成Fe2O3。(

)提示不论氧气是否过量均生成Fe3O4。(2)Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同。(

)(3)Fe2O3是碱性氧化物，所以Fe2O3可用作红色油漆和涂料。(

)×××提示因为Fe2O3是红棕色，所以Fe2O3可用作红色油漆和涂料。(4)CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后，再加入KSCN溶液，溶液不显红色，不能确定黑色固体中有无Fe3O4。(

)提示CO还原Fe2O3得到的黑色固体可能是Fe单质或Fe单质与Fe3O4的混合物，黑色固体和盐酸反应生成的Fe3＋与Fe反应得到Fe2＋，所以无法判断黑色固体中是否含有Fe3O4。(5)铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3·xH2O，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3。(

)提示Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4。√×铁与水蒸气的反应[教材溯源](必修第一册·P70·思考与讨论)有人设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。√铁及其氧化物1．(2026·山西晋城月考)我国很早已掌握了冶炼铁的技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(

)A．常温下，过量Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2C．高温下，Fe与水蒸气反应有Fe3O4生成D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝√解析常温下，Fe在浓硝酸中钝化，无法持续反应，A项错误；氯气的氧化性较强，无论Fe是否过量，与氯气加热反应都只生成FeCl3，B项错误；高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和H2，C项正确；Fe的活动性不如Al，故铁不能从氧化铝中置换出Al，D项错误。2．下列关于铁及其化合物的说法错误的是(

)A．FeCl3、Fe(OH)3均可通过化合反应制得B．实验室保存FeSO4溶液时常加入少量铁粉C．Fe2O3、Fe3O4与盐酸反应均生成一种盐和水D．Fe2O3与铝粉能发生铝热反应，可用于焊接钢轨√解析FeCl3通过铁和氯气点燃生成，Fe(OH)3通过氢氧化亚铁、氧气和水反应得到，两者都可通过化合反应制得，A项正确；实验室保存FeSO4溶液时常加入少量铁粉，防止亚铁离子被氧化，B项正确；Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水，Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，C项错误；Fe2O3与铝粉能发生铝热反应，放出大量的热，产生高温熔融物，常用于焊接钢轨，D项正确。解析Fe3O4有磁性，组成固定，是一种纯净物，不是FeO与Fe2O3的混合物，A项错误；其能和酸反应生成两种盐和水，不与碱反应，不属于两性氧化物，B项错误；Fe3O4中二价铁、三价铁物质的量之比为1∶2，与稀盐酸发生复分解反应生成Fe2＋与Fe3＋物质的量之比为1∶2，C项错误；Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4和氢气，D项正确。3．打印机使用的墨粉中含有Fe3O4，下列关于Fe3O4说法正确的是(

)A．有磁性，是FeO与Fe2O3的混合物B．属于两性氧化物，与酸、碱都能反应C．Fe3O4与稀盐酸反应生成Fe2＋与Fe3＋物质的量之比为2∶1D．Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4√铁的氢氧化物考点2铁的氢氧化物(是离子反应的写离子方程式)白红褐Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O制备原理可溶性亚铁盐与碱溶液反应：________________________可溶性铁盐与碱溶液反应：_________________________________________二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是____色絮状沉淀迅速变成____色，最后变成____色，化学方程式为__________________________________________________________Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓白灰绿红褐4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3氢氧化亚铁的制备(1)制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。(2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。(3)制备方法①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。②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。③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)。(1)Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故Fe3O4不属于碱性氧化物，而FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。(2)注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是红棕色，后者是红褐色。(3)弱碱不稳定，受热易分解生成金属氧化物与水。(4)Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色。1．回答下列问题。(1)下列各图中能用于制备Fe(OH)2的装置是________(填序号)。①②③⑤(2)若用②装置制备，简述制备原理与操作为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)⑤中的苯能否用CCl4替换________，理由是：_____________________________________________________________。铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气排尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4溶液被压入在氢气保护下的NaOH溶液中否CCl4比FeSO4溶液的密度大，不在上层，无法隔绝空气(4)若用④制备，试管中的现象为____________________________________________________________________________________________，有关化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________。生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)配制FeSO4溶液时，加入少量稀硫酸抑制Fe2＋水解，加入少量铁粉防止Fe2＋被氧化。(

)(2)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应。(

)提示Fe3＋与I－发生氧化还原反应。(3)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取。(

)√×√提示FeCl3可由Fe与Cl2反应制取；FeCl2可由FeCl3与Fe反应制取；Fe(OH)3可由Fe(OH)2、O2、H2O化合制取。铁的氢氧化物的性质1．下列有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是(

)A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔效应√解析Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，A项错误。氢氧化亚铁的制备2．某化学兴趣小组的同学利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列说法不正确的是(

)A．仪器1中应该盛放稀硫酸B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关A，再打开开关B就可观察到氢氧化亚铁的颜色C．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间地保持白色状态√解析仪器1中应该盛放的试剂是稀硫酸，A项正确；本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A，就可观察到反应产生的氢氧化亚铁的颜色，B项错误；Fe可以被磁体吸引，实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石，这样Fe粉就不能随溶液进入仪器3中，C项正确；Fe(OH)2是白色固体，具有强还原性，由于整个装置充满H2，因此就可以防止Fe(OH)2被氧化变为红褐色Fe(OH)3沉淀，因此可以相对较长时间保持白色状态，D项正确。3．为了长时间观察到Fe(OH)2白色固体，设计下列4个实验，有关说法不正确的是(

)A．实验A先打开K，旋转活塞使稀硫酸滴入与铁反应产生氢气，排尽装置内的空气后关闭KB．实验B铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气，再挤压长胶头滴管C．4个实验中，相对而言，实验C看到白色沉淀时间较短D．实验D，FeSO4溶液上方的苯层可以隔绝空气，也可以把苯换成四氯化碳√解析实验A先打开K，旋转活塞使稀硫酸滴入与铁反应产生氢气，利用氢气将装置中的空气排净，避免后来生成的Fe(OH)2被氧化，A项正确；实验B铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气，再挤压长胶头滴管，生成Fe(OH)2白色沉淀，避免后来生成的Fe(OH)2被氧化，B项正确；空气中的氧气能进入实验C的溶液中，因此4个实验中，相对而言，实验C中看到白色沉淀时间较短，C项正确；四氯化碳的密度比水大，会处于FeSO4溶液下方，不能隔绝空气，因此不能把苯换成四氯化碳，D项错误。实验室制备Fe(OH)2的两个关系(1)反应试剂：用最新配制的FeSO4和NaOH溶液，配制溶液所需蒸馏水必须煮沸、冷却后使用，除去蒸馏水中溶解的O2。(2)体系环境：隔绝空气中的O2，防止Fe(OH)2被氧化。真题体验·素养提升1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2024·浙江6月选考)FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4。(

)(2)(2024·河北)还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声，说明H2O具有还原性。(

)(3)(2023·新课标卷)古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3。(

)(4)(2023·新课标卷)常温下，将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象，说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。(

)√×√×2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2023·广东)火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为FeO。(

)(2)(2023·广东)擦干已洗净的铁锅，以防生锈的原因是铁在O2中燃烧生成Fe3O4。(

)(3)(2022·广东)工人将模具干燥后再注入钢水的原因是铁与H2O高温下会发生反应。