铁及其化合物
考点一 用物质分类思想认识铁及其重要化合物
1．铁的存在
2．铁的性质 (1)物理性质
纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
(2)化学性质：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。
用化学方程式或离子方程式表示下列变化
Fe ＋????
—O 2――→① ①3Fe ＋2O 2=====点燃
Fe 3O 4
—Cl 2
――→② ②2Fe ＋3Cl 2
=====点燃2FeCl
3
—S ――→③
③Fe ＋S=====△
FeS
Fe ＋H 2O(g)――→④④3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2
Fe —???
――→⑤
Fe 2＋
⑤Fe ＋2H ＋
===Fe 2＋
＋H 2↑、
Fe ＋Cu 2＋
===Cu ＋Fe
2＋
――→⑥Fe 3＋
⑥Fe ＋4H ＋
＋NO －
3
===Fe
3＋
＋NO ↑＋2H 2O
3．铁的氧化物和氢氧化物 (1)铁的氧化物 化学式 FeO Fe 2O 3 Fe 3O 4 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
铁有很强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？
主要因为铁不纯，往往含有碳等杂质，当这些铁制品在潮湿的空气中或接触到电解质溶液(如食盐水)时会发生电化学腐蚀。
铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物中主要表现为＋2价和＋3价：
(1)Fe 单质通常与哪些氧化剂反应生成＋2价？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。
Fe →Fe 2＋
：铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S 、I 2)，非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO 4溶液)反应，都可实现这种转化。如：Fe ＋S=====△
FeS,2H ＋
＋Fe===Fe 2＋
＋H 2↑，Cu 2＋
＋Fe===Fe 2＋
＋Cu 。
(2)Fe 单质通常与哪些氧化剂反应生成＋3价？写出有关反应的化学方程式。 答案 Fe →Fe 3＋
：铁与强氧化剂(如Cl 2、HNO 3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如：2Fe ＋3Cl 2=====点燃
2FeCl 3，Fe ＋4HNO 3(稀)===Fe(NO 3)3＋NO ↑＋2H 2O,2Fe ＋6H 2SO 4(浓)=====△
Fe 2(SO 4)3＋3SO 2↑＋6H 2O 。 FeCl 3、FeCl 2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取 2Fe ＋3Cl 2=====点燃
2FeCl 3 2FeCl 3＋Fe===3FeCl 2
由FeO 、Fe 2O 3和Fe 3O 4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21∶8， 则这种混合物中FeO 、Fe 2O 3和Fe 3O 4的物质的量之比是
( )
A ．1∶2∶1
B ．2∶1∶1
C ．1∶3∶1
D ．1∶1∶3
含有Cu(NO 3)2、Zn(NO 3)2、Fe(NO 3)3、AgNO 3各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol 铁粉，充分搅拌后，Fe 溶解，溶液中不存在Fe 3＋
，同时析出0.1 mol Ag ，下列结论错误的是
( )
A ．溶液质量减轻
B ．Fe 3＋
的氧化性大于Cu 2＋
C ．溶液中Cu 2＋
与Fe 2＋
的物质的量比为1∶1
分析铁与稀HNO 3反应的关键
一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式： HNO 3过量：Fe ＋4HNO 3===Fe(NO 3)3＋NO ↑＋2H 2O ，
Fe 过量时：Fe ＋2Fe(NO 3)3===3Fe(NO 3)2，两者相加得总方程式：3Fe ＋8HNO 3===3Fe(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O ，可以用数轴表示：
解题时需注意量的范围。 即：①
n (Fe )n (HNO 3)≤14，产物仅有Fe(NO 3)3，HNO 3可能有剩余；②n (Fe )n (HNO 3)≥3
8
，产物
仅有Fe(NO 3)2，Fe 可能有剩余；③14 8，产物为Fe(NO 3)3和Fe(NO 3)2，Fe 和HNO 3都反应完全。 考点二 ＋2、＋3价铁的化学性质 1．Fe 2＋ 的氧化性和还原性 Fe 2＋ 处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性。在中学阶段接触Fe 2＋ 的氧化还原反应中其主要表现还原性，如：Fe 2＋ 遇Br 2、Cl 2、H 2O 2、NO － 3(H ＋ )等均表现还原性。 2．Fe 3＋ 的氧化性 Fe 3＋处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如：它能氧化Fe 、Cu 、HI 、H 2S 等。 3．Fe 2＋ 与Fe 3＋ 的相互转化 用离子方程式实现下列转化：Fe 2 ＋ ①Cl 2、②NO －3(H ＋ )③Fe 、④Cu Fe 3＋ ①2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl － ； ②3Fe 2＋ ＋4H ＋ ＋NO － 3===3Fe 3＋ ＋2H 2O ＋NO ↑； ③2Fe 3＋ ＋Fe===3Fe 2＋ ； ④Cu ＋2Fe 3＋ ===Cu 2＋ ＋2Fe 2＋ 。 将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是 ( ) ①硫酸 ②氯水 ③硝酸锌 ④氯化铜 A ．①③ B ．②④ C ．③④ D ．②③ 在含有Fe 3＋ 、Fe 2＋、Al 3＋ 、NH ＋ 4的稀溶液中加入足量Na 2O 2固体，充分作用后，再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是 ( ) A ．Fe 3＋ 、Al 3＋ B ．Al 3＋ 要证明某溶液中不含Fe 3＋ 而可能含有Fe 2＋ 进行如下实验操作时，最佳顺序为( ) ①加入足量氯水 ②加入足量KMnO 4溶液 ③加入少量NH 4SCN 溶液 A ．①③ B ．③② C ．③① D ．①②③ 检验Fe 2＋ 、Fe 3＋ 的常用方法 1．溶液颜色 含有Fe 2＋的溶液显浅绿色 含有Fe 3＋的溶液显黄色 2．用KSCN 溶液和氯水 (1)流程： 溶液 加KSCN 溶液?? ?? →无明显现象― ―→加氯水 溶液变血红色―→Fe 2＋→溶液变血红色― →Fe 3＋ (2)有关反应：Fe 3＋＋3SCN －Fe(SCN)3(血红色) 2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl － 3．用NaOH 溶液 (1)流程： 溶液加NaOH 溶液???? →白色沉淀→灰绿色→红褐色→Fe 2＋→红褐色沉淀→Fe 3＋ (2)有关反应：Fe 3＋＋3OH －===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) Fe 2＋＋2OH －===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 考点三铁及其化合物的综合应用 “铁三角”的转化关系及应用举例 归纳总结(1)判断离子共存 ①Fe2＋、Fe3＋均水解，与HCO－3、AlO－2、CO2－3等因水解相互促进，在溶液中不能 大量共存。 ②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO2－3，Fe2＋与NO－3(H＋)、ClO－、MnO－4(H＋)在溶液中 因发生氧化还原反应不能大量共存。 (2)盐溶液的配制与保存 ①Fe2＋的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2＋水解。 ②Fe3＋的盐溶液：加少量相应的酸防止Fe3＋水解。 实验探究——Fe(OH)2的制备 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含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溶液时还需要加入__________。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。 (3)生成Fe(OH)2白色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________________________ _____________________________________________________________________。3．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属，通常情况下，A为固体，B为黄绿色气体，C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种强酸，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如下图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。
相关主题
文本预览