高考化学铁及其化合物考点全归纳
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铁及其化合物【学习目标】1、铁的性质:2、铁的重要化合物及其相互转化。
【要点梳理】要点一、铁“铁的原子结构示意图如下:1.物理性质⑴常温下,纯铁是银白色具有金属光泽的金属(纯铁的抗蚀力相当强),易导电.导热,有延展性。
⑵铁的熔沸点都很髙:熔点是1535°C,沸点是2750°C。
⑶铁能被磁体吸引,在磁场的作用下,自身也能产生磁性。
2.化学性质当跟弱氧化剂反应时:Fe-2e =Fe2+:当跟强氧化剂反应时:Fc・3c =F0°⑴铁与非金屈的反应:点燃3FC+2O? = FC3O4点燃2Fe+3Cl2^=2FeClv 2Fe+3Br2=2FeBnAFe+l2=FeI2i Fe+S ■ FeS⑵铁和某些盐(如CuSO4)溶液的反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu⑶铁与酸的反应:与非氧化性酸:Fc+2H+=Fe2++H2TA⑷铁与水蒸汽的反应:3Fe+4H2O(g) = Fe3O4+4H2(注意产物是Fe3O4)注意:①该实验所用铁粉为还原铁粉(即刚用还原的方法得到的铁粉九②实验中收集气体,并通过爆鸣实验来验证氢气的产生。
要点二、铁的化合物1.铁的氧化物(1) FeO不稳定,在空气里受热,就迅速被氧化成F CS O A(2) FcO常用作红色油漆和涂料,赤铁矿(主要成分是FezOj)是炼铁的原料。
(3) Fc的常见化合价只有+2价和+3价,FC3O4可以看成由FcO和FC2O3按物质的量之比1 : 1组合而成的复杂氧化物,通常也可写成FeO Fe2O3的形式。
FeO. FC2O3属于碱性氧化物,FC3O4不属于碱性氧化物。
2.铁的氢氧化物1 名称氢氧化亚铁氢氧化铁1 化学式Fe(OH)2Fe(OH)s1 分类碱碱色态白色固体红褐色固体水溶性不溶于水不溶于水与酸反应Fe(OH)2+2H+= Fe2* + 2H2O F C(OH)3+3H4=FE+3H2O还原性稳泄性4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)32Fe(OH)3------- FC2O3+3H2O (受热分解)制法1原理FE+2OH = Fe(OH)21Fe3+ +3OH = Fe(0H)3|现象白色絮状沉淀红褐色沉淀要点诠释:F C(0H)2的制备要点:①硫酸亚铁要现配(配制时,蒸餾水要煮沸,以减少蒸憎水中溶解的氧,防止亚铁离子被氧化)。
铁及其化合物[考纲要求] 1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。
2.以Fe2+、Fe3+的相互转化为例,理解变价金属元素的氧化还原反应。
3.能鉴别溶液中的Fe2+、Fe3+。
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 +⎪⎪⎪⎪—O2――→① ①3Fe+2O2=====点燃Fe3O4—Cl2――→② ②2Fe+3Cl2=====点燃2FeCl3—S ――→③③Fe+S=====△FeSFe +H2O(g)――→④④3Fe+4H2O(g)=====高温Fe3O4+4H2 Fe —⎪⎪⎪⎪――→⑤Fe2+ ⑤Fe+2H +===Fe2++H2↑、 Fe +Cu2+===Cu +Fe2+――→⑥Fe3+⑥Fe+4H ++NO -3===Fe3++NO↑+2H2O3.铁的氧化物和氢氧化物 (1)铁的氧化物(2)铁的氢氧化物深度思考1.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? 答案 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。
2.铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化,是物理变化还是化学变化?答案 常温下铁、铝遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜,化学上称为钝化,属于化学变化。
3.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,请归纳总结: (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。
答案 Fe→Fe2+:铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S 、I2),非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸),不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应,都可实现这种转化。
1、铁元素概论(1)在周期表中位置:第四周期VIII族,属于过渡元素,属于变价元素,非单一价态元素,原子序数26,相对原子质量56。
(2)在地壳中以化合态存在,地壳中的含量仅次于铝,排在金属含量的第二位,陨铁是以游离态存在的的铁。
(3)人体内铁的存在形式及其作用。
铁存在于人体所有的细胞内,各组织、器官包括各内分泌腺都含有铁。
肝脏、脾脏和肺组织内含量较为丰富。
成人体内含铁3~5克,大部分都以蛋白质复合物形式存在,极少部分以离子的形态存在。
大约65%的铁存在于血红蛋白中,血红蛋白在人体内主要执行输送氧和携带排出二氧化碳的任务。
此外,血红蛋白还有维持血液酸碱平衡的作用。
人体中大约35%的铁为储存铁,储存铁的主要形式是铁蛋白,主要分布在肝脏、脾脏、骨髓等网状内皮系统。
整个铁蛋白分子呈球形,具有相当大的结合和贮存铁的能力,这种能力足以维持体内铁的供应。
铁蛋白具有调节肠道铁吸收的功能,还可防止原子铁对组织和细胞产生毒性作用。
另外,铁蛋白有调节粒细胞和巨噬细胞的作用,在感染时参加营养免疫。
有人发现与白血病相关的抑制物也是一种铁蛋白。
在临床上,血清铁蛋白是一个很有价值的指标,其值低为缺铁,值高为铁过多,这与肝细胞坏死、炎症、肿瘤有关。
其他的含铁蛋白质,如含铁酶类,虽然它们的含铁量仅占人体总铁量的0.1%左右,但所起的作用至关重大。
它们参与了体内的重要生物化学过程,特别是在生物氧化中起重要作用。
营养物质通过生物氧化而获得生命活动所需要的能量。
含铁酶类中的过氧化物酶、过氧化氢酶、单胺氧化酶在组织内起着分解代谢废物的解毒作用;过氧化物酶还具有杀菌的机能。
铁是组织代谢不可缺少的物质,缺铁可引起多种组织改变和功能失调,如影响淋巴组织的发育和对感染的抵抗力。
所以,人们应多食用富含铁的食物,如动物肝脏、动物血和瘦肉,以增强抵抗力。
铁的生理功能:铁是合成血红蛋白的主要原料之一。
血红蛋白的主要功能是把新鲜氧气运送到各组织。
铁缺乏时不能合成足够的血红蛋白,造成缺铁性贫血。
铁及其重要化合物【考情分析】1.了解铁的主要性质及其应用。
了解铁的重要化合物及其应用。
2.掌握铁及其重要化合物的制备方法。
【核心素养分析】1.宏观辨识与微观探析:认识铁及其化合物的性质及应用,能以“铁三角”转化关系理解变价元素的转化条件。
2.科学态度与社会责任:利用铁及其化合物的性质,科学认识铁及其化合物的提纯和制备工艺流程,形成严谨求实的科学态度和崇尚真理的意识。
3.科学探究与创新意识:能提出有价值的氢氧化亚铁及其他铁的化合物的制备方案,并进行实验探究。
【重点知识梳理】知识点一铁及其重要化合物的性质1.铁铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族,是一种应用最广泛的过渡金属元素;铁元素是一种典型的变价金属元素。
(1)结构(2)铁的物理性质银白色固体,熔点较高,具有良好的导热、导电、延展性,能被磁铁吸引。
(3)铁的化学性质铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。
①与非金属单质的反应②与水的反应常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:3Fe +4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4+4H 2。
③与酸的反应④与某些盐溶液反应Fe +Cu 2+===Fe 2++Cu 、Fe +2Fe 3+===3Fe 2+ 【归纳总结】①Fe 与Cl 2反应无论用量多少都生成FeCl 3,而Fe 与盐酸反应生成FeCl 2。
②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe 2O 3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe 3O 4。
③铁与一般氧化剂(如S 、HCl 、FeCl 3、CuSO 4、I 2等)反应时被氧化为Fe 2+,铁与强氧化剂(如Cl 2、Br 2、HNO 3、浓H 2SO 4等)反应时被氧化为Fe 3+。
④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe -2e -===Fe 2+。
(3)铁的冶炼冶炼原理:Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2 2.铁的氧化物3.铁的氢氧化物(1)Fe(OH)2是白色絮状物,易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,颜色由白色变为灰绿色,最后变为红褐色,方程式为4Fe(OH)2+O 2+2H 2O===4Fe(OH)3。
铁及其化合物知识点1.物理性质:银白色,具有金属光泽;质地较软,有良好的导电性、延展性。
密度7.86 g/cm3,熔沸点较高。
能被磁铁吸引,也能被磁化。
还原铁粉为黑色粉末。
二.化学性质:1.与非金属反应1)Fe+S (I 2) FeS (FeI 2) 2)3Fe+2O 2 Fe 3O 4 3)2Fe+3Cl 2 2FeCl 3Fe 2+Fe 3+2.与水反应 3Fe + 4H 2O(g) Fe 3O 4 + 4 H 2 ↑(置换)3 与酸反应1)与非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)反应 Fe +2H +== Fe 2+ + H 2↑2)与氧化性酸反应 :Fe+4HNO 3(稀)=Fe(NO 3)3+NO↑+2H 2O常温下,铁和冷浓硝酸、冷浓H 2SO 4发生钝化,但在加热条件下,钝化作用立即遭到破坏: Fe+6HNO 3(浓)Fe(NO 3)3+3NO 2↑+3H 2O Fe+6H 2SO 4(浓)Fe 2(SO 4)3+3SO 2↑+3H 2O4.与盐溶液反应:2Fe 3++ Cu = 2Fe 2++ Cu 2+ Fe + 2Fe 3+ = 3 Fe 2+ Fe + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu三、铁的化合物1、铁的氧化物铁的氧化物的比较铁的氧化物FeO Fe 2O 3Fe 3O 4俗称铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态+2+3+2、+3水溶性难溶于水稳定性不稳定性 6FeO+O 2=2Fe 3O 4稳定稳定与酸的反应FeO+2H +=Fe 2++H 2O Fe 2O 3+6H +=2Fe 3++3H 2O Fe 3O 4+8H +=2Fe 3++ Fe 2++4H 2O与CO 的反应Fe x O y +yCO=xFe+yCO 2制取高温熔融,过量的铁与氧气反应2Fe+O 2=2FeO Fe(OH)3的分解2Fe(OH)3=Fe 2O 3+3H 2O 铁在氧气中燃烧3Fe+2O 2=Fe 3O 42、铁的氢氧化物(1)Fe(OH)2的制备Fe(OH)2易被氧化,在制备时应注意(1)配制后的FeSO 4溶液中要加入少量铁粉;(2)配制溶液的蒸馏水以及所用NaOH 溶液均须煮沸以除去其中溶解的氧气;(3)Fe 2+容易被氧化,所以FeSO 4溶液要新配制. (4)为了防止滴加NaOH 时带入空气,可将吸收NaOH 的长滴管伸入FeSO 4溶液液面下,再挤出NaOH 溶液.(5)为了防止Fe 2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量煤油或其它密度比水小但不溶于水的有机物以隔绝空气.实验:FeSO 4溶液中加NaOH. 现象: 生成白色沉淀,后又迅速转变为灰绿色,最后生成红褐色化学方程式: FeSO 4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓+Na 2SO 4 Fe 2++ 2OH -= Fe(OH)2↓(白色)4Fe(OH)2 + O 2 + 2H 2O = 4Fe(OH)3(红褐色) (白色→灰绿色→红褐色)(2)Fe(OH)3的制备实验:FeCl 3溶液中加NaOH 溶液. ①现象:生成红褐色沉淀②化学方程式:FeCl 3+3NaOH= Fe(OH)3↓+3NaCl Fe 3++ 3OH -= Fe(OH)3↓(红褐色)③热稳性:Fe(OH)3对热不稳定,受热能失去水生成红棕色的Fe 2O 3粉末.化学方程式: 2Fe(OH)3 Fe 2O 3 +3H 2O[小结]难溶性或微溶性的碱受热不稳定,容易分解。
铁及其化合物知识点复习重点1.铁单质的化学性质2.铁的重要化合物的氧化还原性;3.Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的相互转化是高考的热点。
一、铁单质1、铁结构铁位于元素周期表中第4周期,第Ⅷ族,其原子结构示意图为:其失电子情况: Fe-2e-→Fe2+或Fe-3e-→Fe3+。
因而铁是中等活动性的金属,具有可变化合价(+2或+3)。
2、物理性质(1)物理性质:铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属。
纯净的铁是银白色,密度为7.86g/㎝3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。
还原铁粉为黑色粉末。
(2)存在形态:铁分布很广,能稳定地与其他元素结合,常以氧化物的形式存在,有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、褐铁矿(主要成分是Fe2O3·3H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)、钛铁矿(主要成分是FeTiO3)等。
铁是活泼的过渡元素。
3、化学性质(1)与非金属单质反应3Fe+2O2Fe3O4 2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+S FeS2Fe+3Br2 = 2FeBr3 Fe+I2=FeI2 3Fe+C Fe3C1、下列物质间的转化不能通过一步化合反应实现的是()A.Fe→FeCl3B.FeCl2→Fe(OH)2C.FeCl3→FeCl2D.Fe→Fe3O42、下列物质不能由单质与氯气直接反应制得的是()A. FeCl2B. NaClC. HClD. CuCl2(2)与水反应3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4 H2↑(置换)注意:铁在常温下不会和水发生反应,但在水和空气中O2和CO2的共同作用下,铁却很容易被腐蚀(生锈/电化学腐蚀)3、在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。
应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe 与水蒸气的反应实验”。
铁和铁的化合物知识点归纳一、铁的结构和性质1、铁是26号元素,位于第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素。
原子结构示意图:2.铁的物理性质:纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/㎝3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。
还原铁粉为黑色粉末。
3.铁的化学性质:鉄是较活泼的金属,在金属活动性顺序表中排在氢的前面。
①跟非金属反应:与氧气:与氯气:与硫:②跟水反应:③跟酸作用: (遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化;与氧化性酸反应不产生H2,且氧化性酸过量时生成Fe3+)④与部分盐溶液反应:与硫酸铜溶液反应与氯化铁溶液反应二、铁的氧化物和氢氧化物三、Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化及检验1.具体反应有:(1)Fe2+→Fe3+①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(在亚铁盐溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为棕黄色)。
②3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑③2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(2)Fe3+→Fe2+①2Fe3++Fe=3Fe2+,在FeSO3溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+。
②2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应。
③2Fe3++2I-=2Fe2++I22.Fe2+和Fe3+的检验(1)Fe2+的检验:方法一:滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液立即变红色。
方法二:滴加NaOH溶液,生成白色絮状沉淀,该沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。
(2)Fe3+的检验:方法一:滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液,溶液立即变为血红色。
方法二:滴加NaOH溶液,出现红褐色沉淀。
3.例题精讲例1.把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中,充分反应后,溶液中大量存在的金属阳离子是()A.只有Fe2+B.只有Fe3+C.有Fe2+和Cu2+D.有Fe3+和Cu2+例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量比为21:8,,则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是()。
第12讲铁及其化合物1.掌握铁及其化合物的主要性质及其应用。
2.了解铁及铁氢氧化物的制备方法。
3.能鉴别溶液中的Fe2+、Fe3+。
考点一铁的单质、氧化物1.变价金属——铁(1)物理性质银白色固体,熔点较高,具有良好的导热、导电、延展性,能被磁体吸引。
(2)化学性质①与非金属的反应Fe与Cl2:2Fe+3Cl22FeCl3;Fe与S:_;Fe与I2:_。
②Fe与水蒸气的反应:_。
③与酸反应Fe与H+:Fe+2H+===Fe2++H2↑;常温下,Fe遇浓HNO3、浓H2SO4发生钝化反应,加热时可将铁氧化为+3价铁盐。
④与某些盐溶液的反应与CuSO4溶液反应的离子方程式:Fe+Cu2+===Fe2++Cu。
与FeCl3溶液反应的离子方程式:_。
(3)生铁的冶炼(苏教版教材)①原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
②设备:高炉。
③主要反应a.还原剂的生成:C+O2CO2,CO2+C2CO;b.铁的还原:_;c.造渣反应:CaCO3CaO+CO2↑,CaO+SiO2CaSiO3。
【师说·助学】铁在空气中形成铁锈的主要成分是Fe2O3·x H2O,在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
2.铁的氧化物(1)物理性质(2)化学性质①与盐酸反应的离子方程式分别为:FeO:FeO+2H+===Fe2++H2O;Fe2O3:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O;Fe3O4:_。
②Fe x O y与CO反应:Fe x O y+y CO x Fe+y CO2。
【易错诊断】判断正误,错误的说明理由。
1.铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3:_。
2.用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸:_。
3.Fe在O2中燃烧或高温下与水蒸气反应均能得到Fe3O4:_。
4.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2:_。
【教考衔接】典例铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示:下列说法错误的是()A.将湿棉花改为浸水的尿不湿,酒精灯由单头改为双头,可提供足量的水蒸气B.用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出,避免冷凝水与灼热铁粉接触C.肥皂液改为吹泡泡水,收集H2效果更好,点燃效果更明显D.悬挂的磁铁仅能吸引铁粉,不能吸引反应产物听课笔记【师说·延伸】铁与水蒸气反应实验装置对比——回归教材【对点演练】考向一铁及其氧化物的性质1.写出下列反应的离子方程式。
考点16铁及其重要化合物一、铁的性质1.铁的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.铁的化学性质铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。
(1)与非金属单质的反应:①与O 2的反应:常温下:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分为Fe 2O 3。
点燃时:3Fe +2O 2=====点燃Fe 3O 4。
②与Cl 2的反应:2Fe +3Cl 2=====点燃2FeCl 3。
③与S 的反应:Fe +S=====△FeS 。
(2)与水的反应:常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:3Fe +4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4+4H 2。
(3)与酸的反应:①与非氧化性酸反应的离子方程式:Fe +2H +===Fe 2++H 2↑。
②与氧化性酸:遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化,与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H 2产生。
Fe 过量3Fe+8H ++23NO -3Fe 2++2NO↑+4H 2O Fe 不足Fe+4H ++3NO -Fe 3++NO↑+2H 2O(4)与某些盐溶液的反应:①与CuSO 4溶液反应的离子方程式:Fe +Cu 2+===Fe 2++Cu 。
②与FeCl 3溶液反应的离子方程式:2Fe 3++Fe===3Fe 2+。
二、铁的氧化物和氢氧化物1.铁的氧化物的比较铁的氧化物FeO Fe 2O 3Fe 3O 4俗称无铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态+2+3+2、+3水溶性难溶于水稳定性不稳定性6FeO+O 22Fe 3O 4稳定稳定与非氧化性酸的反应FeO+2H +Fe 2++H 2OFe 2O 3+6H +2Fe 3++3H 2OFe 3O 4+8H +2Fe 3++Fe 2++4H 2O与CO 的反应Fe x O y +y COx Fe+y CO 2制取高温熔融,过量的铁与氧气反应2Fe+O 22FeOFe(OH)3的分解2Fe(OH)3Fe 2O 3+3H 2O铁在氧气中燃烧3Fe+2O 2Fe 3O 4提醒:(1)Fe 3O 4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe 2O 3,即有13的铁显+2价,23的铁显+3价;(2)Fe 3O 4与一般酸反应生成两种盐,Fe 3O 4与稀硝酸反应生成一种盐[Fe(NO 3)3]。
证对市爱幕阳光实验学校包集高三二轮复习考点8 铁及其化合物1.知道铁及其化合物的物理性质及其化学性质2.了解Fe3+的氧化性,认识Fe3+ +和Fe2+之间的相互转化3.Fe3+、 Fe2+的检验方法一、铁的性质1、物理性质:银白色光、密度大,熔沸点高,延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。
思考:纯铁抗蚀能力特别强,而我们常见的铁并非如此,为什么?2、化学性质〔1〕与非金属单质反①与O2反:②与Cl2反:③与S反:〔2〕与酸反①非氧化性酸〔如稀硫酸、盐酸〕现象:反离子方程式:②氧化性酸:常温下,铁遇浓硫酸、浓硝酸会。
〔a〕与过量稀HNO3反〔b〕过量的Fe与稀 HNO3反〔c〕与浓HNO3共热〔3〕与盐溶液反①与CuSO4反:②与FeCl3反:思考:铁与其他物质反时,何时生成+2价铁的化合物?何时生成+3价铁的化合物?三、铁的化合物1、铁的氧化物2、铁的氢氧化物2②如何制备氢氧化铁体?3、Fe 2+、Fe 3+的性质及检验 〔1〕Fe 2+ 的性质①水溶液是 色②与KSCN 溶液 ,再滴 那么变红③与OH -反 现象: —→ —→反方程式: 、④既有 又有 ,但主要表达 。
〔2〕Fe 3 +的性质①水溶液是 色②与KSCN 溶液 ,反方程式③与OH -反 现象: 反方程式:④只有 性,Fe 3+可被复原剂〔如 〕可将Fe 3+复原成Fe 2+。
⑤Fe 3+有较强水解能力。
水解方程式为:思考:①能用加热蒸发FeCl 3溶液得获得FeCl 3固体吗?Fe 2(SO 4)3呢?②Fe 3+与CO 32- 、、S 2-能共存吗?〔3〕Fe 2+、Fe 3+的检验 ①检验Fe 2+的方法:〔a 〕KSCN 法:先滴加KSCN 溶液,假设溶液不显血,再滴加氯水,假设溶液显血。
说明原溶液中有Fe 2+。
〔b 〕碱液法:现象 ②检验Fe 3+的方法〔a 〕KSCN 法:现象 〔b 〕碱液法: 现象〔c 〕苯酚法: 现象【例1】在铁和铜的混合物中,参加缺乏量的稀硝酸,反后剩余金属m 1g ;再向其中参加一量的稀硫酸,充分振荡后 ,剩余金属m 2g ,那么m 1和 m 2之间的关系是〔 〕A .m 1一大于m 2 B.m 1 可能于m 2C.m 1一于m 2 C.m 1 可能大于m 2解析: m 1g 金属中的金属有两种情况〔1〕只有铜〔2〕铜、铁都有,参加稀硫酸后,假设认为稀硫酸只和铁反,那么会选择B 、C 。
考点27 铁及其化合物2.了解铁及其化合物的化学性质3.了解Fe3+的氧化性,认识Fe3+ +和Fe2+之间的相互转化4.学会Fe3+-的检验方法3的制备方法及其受热分解。
一、铁元素的原子结构与自然界的存在铁元素位于周期表__周期__族,其电子排布式为,原子结构示意图为:在自然界中主要以形式存在,如磁铁矿(主要成分为)、赤铁矿(主要成分为)。
二、铁的性质1、物理性质:银白色光泽、密度大,熔沸点高,延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。
思考:纯铁抗蚀能力特别强,而我们常见的铁并非如此,为什么?2、化学性质铁是的金属,通常显+2、+3价思考:比较Fe3+与Fe2+的电子排布式,谁稳定?(1)与非金属单质反应①与O2反应:②与Cl2反应:③与S反应:(2)与水反应①与水蒸汽反应②常温下,铁与水不起反应,但潮湿的空气里,铁易被腐蚀,形成铁锈。
反应方程式为:、(3)与酸反应①非氧化性酸(如稀硫酸、盐酸)现象:反应离子方程式:②氧化性酸:常温下,铁遇浓硫酸、浓硝酸会。
(错误!未找到引用源。
)与过量稀HNO3反应(错误!未找到引用源。
)过量的Fe与稀 HNO3反应(错误!未找到引用源。
)与浓HNO3共热(4)与盐溶液反应①与CuSO4反应:②与FeCl3反应:思考:铁与其他物质反应时,何时生成+2价铁的化合物?何时生成+3价铁的化合物?三、铁的化合物2、铁的氢氧化物思考:①如何避免制取Fe(OH)2时Fe被氧化变质?②如何制备氢氧化铁胶体?3、Fe2+、Fe3+的性质及检验(1)Fe2+ 的性质①水溶液是色②与KSCN溶液,再滴则变红③与OH-反应现象:—→—→反应方程式:、④既有又有,但主要体现。
Fe2+可被强氧化剂(如)可将Fe2+氧化成Fe3+。
(2)Fe3 +的性质①水溶液是色②与KSCN溶液,反应方程式③与OH-反应现象:反应方程式:④只有性,Fe3+可被还原剂(如)可将Fe3+还原成Fe2+。
⑤Fe3+有较强水解能力。
金属元素及其化合物专题3 铁及其化合物【考点过关】1.金属铁2Fe22FeClFeSFe 铁与稀硝酸反应不产生H 2。
当HNO 3过量时,铁元素的存在形式为Fe 3+。
反应原理:Fe +4HNO 3===Fe(NO 3)3+NO↑+2H 2O ,当Fe 过量时,铁元素的存在形式为Fe 2+。
反应原理:3Fe +8HNO 3===3Fe(NO 3)2+2NO↑+4H 2O ,当14<n Fe n HNO 3<38时:铁元素的存在形式为Fe 2+和Fe 3+【巩固演练】下列说法正确的是 。
①1 mol Fe 溶于过量硝酸,电子转移数为2N A②常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中,铁片不溶解,说明常温下,铁与浓硫酸不发生化学反应 ③将铁屑放入稀HNO 3中,证明Fe 比H 2活泼 ④用NaOH 溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅 ⑤Fe 与Cl 2反应生成FeCl 3,推测Fe 与I 2反应生成FeI 3⑥铁的氧化物(Fe x O )1.52 g 溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 ml Cl 2,恰好将Fe 2+完全氧化,x 值为0.80⑦Fe 和Fe 2O 3的混合物溶于盐酸中一定有+3价铁生成⑧铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在⑨铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为+3价⑩将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中,制备Fe(OH)3胶体⑪将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液,有气体生成,溶液呈红色,稀硝酸将Fe氧化为Fe3+⑫铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2解析:铁是变价金属,硝酸具有强的氧化性,所以1molFe溶于过量硝酸生成硝酸铁,反应中电子转移数目为3N A,①错误;铁在常温下在浓硫酸中钝化,发生了化学反应,②错误;铁屑放入稀HNO3中不产生H2,而是产生NO,③错误;氧化铁为碱性氧化物,二氧化硅是酸性氧化物,用氢氧化钠溶液溶解,过滤,得氧化铁固体和硅酸钠溶液,④正确;因I2的氧化性较弱,故与铁反应生成为FeI2,⑤错误;根据电子守恒可知,Fe x O被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。
铁及其化合物[考纲要求] 1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。
2.以Fe2+、Fe3+的相互转化为例,理解变价金属元素的氧化还原反应。
3.能鉴别溶液中的Fe2+、Fe3+。
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 +⎪⎪⎪⎪—O2――→① ①3Fe+2O2=====点燃Fe3O4—Cl2――→② ②2Fe+3Cl2=====点燃2FeCl3—S ――→③③Fe+S=====△FeSFe +H2O(g)――→④④3Fe+4H2O(g)=====高温Fe3O4+4H2 Fe —⎪⎪⎪⎪――→⑤Fe2+ ⑤Fe+2H +===Fe2++H2↑、 Fe +Cu2+===Cu +Fe2+――→⑥Fe3+⑥Fe+4H ++NO -3===Fe3++NO↑+2H2O3.铁的氧化物和氢氧化物 (1)铁的氧化物(2)铁的氢氧化物深度思考1.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? 答案 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。
2.铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化,是物理变化还是化学变化?答案 常温下铁、铝遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜,化学上称为钝化,属于化学变化。
3.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,请归纳总结: (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。
答案 Fe→Fe2+:铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S 、I2),非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸),不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应,都可实现这种转化。
如:Fe +S=====△FeS,2H ++Fe===Fe2++H2↑,Cu2++Fe===Fe2++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→Fe3+:铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。
例如:2Fe +3Cl2=====点燃2FeCl3,Fe +4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,2Fe +6H2SO4(浓)=====△Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O 。
4.FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取? 答案 都可以。
2Fe +3Cl2=====点燃2FeCl3 2FeCl3+Fe===3FeCl24Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3题组一铁及其化合物的性质1.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述沉淀和残渣分别是( )A.Fe(OH)3 Fe2O3 B.Fe(OH)2 Fe2O3C.Fe(OH)2 Fe(OH)3 D.Fe(OH)2 Fe3O4答案 B解析铁与稀硫酸生成FeSO4,再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2,在空气中加热Fe(OH)2,铁元素被氧化为+3,最后所得红棕色残渣为Fe2O3。
2(1)方法一中,装置A的作用______________________________________________。
方法二中,装湿棉花的作用______________________________________________。
(2)实验完毕后,取出装置一的少量固体,溶于足量稀盐酸,再滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,试解释原因:________________________________________。
答案(1)提供水蒸气提供水蒸气(2)在溶液中Fe3+被未反应的铁粉完全还原为Fe2+题组二铁及其化合物的定量计算3.由FeO、Fe2O3和Fe3O4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、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是( ) A.1∶2∶1 B.2∶1∶1C.1∶3∶1 D.1∶1∶3答案 D解析可用平均组成法来求解:在混合物中铁原子和氧原子物质的量之比为(21/56)∶(8/16)=3∶4,则混合物的平均组成为Fe3O4,在三种组合中Fe3O4则不必多考虑,应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4,所以在混合物中它们的物质的量之比必须是1∶1。
4.含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3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Fe3+,同时析出0.1 mol Ag,下列结论错误的是( )A.溶液质量减轻B.Fe3+的氧化性大于Cu2+C.溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量比为1∶1D.1 mol Fe可还原2 mol Fe3+答案 C解析由溶液析出0.1 mol Ag,溶解0.1 mol铁粉可知溶液质量减轻;依信息可知只有Ag 析出,Cu2+没有参加反应,Ag+全部被铁还原,2Ag++Fe===2Ag+Fe2+,消耗Fe为0.05 mol,生成0.05 mol Fe2+;溶液中不含Fe3+,余下的0.05 mol Fe恰好完全反应,Fe+2Fe3+===3Fe2+,生成0.15 mol Fe2+;溶液中的Cu2+与Fe2+的物质的量比为1∶2。
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。
①Fe3+②Fe2+③Fe、Fe2+④Fe2+、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。
答案(1)①(2)④(3)③解析向稀HNO3中加入铁粉,开始时稀HNO3过量应生成Fe3+,随加入铁粉量的增加,HNO3反应完全后,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+,最后全部转化为Fe2+。
分析铁与稀HNO3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: HNO3过量:Fe +4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O , Fe 过量时:Fe +2Fe(NO3)3===3Fe(NO3) 2,两者相加得总方程式:3Fe +8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O ,可以用数轴表示:解题时需注意量的范围。
即:①≤14,产物仅有Fe(NO3)3,HNO3可能有剩余;②≥38,产物仅有Fe(NO3)2,Fe 可能有剩余;③14<<38,产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,Fe 和HNO3都反应完全。
考点二 +2、+3价铁的化学性质1.Fe2+的氧化性和还原性Fe2+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Fe2+的氧化还原反应中其主要表现还原性,如:Fe2+遇Br2、Cl2、H2O2、NO -3(H +)等均表现还原性。
2.Fe3+的氧化性Fe3+处于铁的高价态,表现较强的氧化性,如:它能氧化Fe 、Cu 、HI 、H2S 等。
3.Fe2+与Fe3+的相互转化用离子方程式实现下列转化:Fe2+①Cl2、②NO-3+③Fe 、④Cu Fe3+ ①2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl -; ②3F e2++4H ++NO -3===3Fe3++2H2O +NO↑; ③2Fe3++Fe===3Fe2+;④Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。
题组一 根据试剂判断Fe2+、Fe3+的转化1.下列试剂中,不能使Fe2+转化为Fe3+的是 ( ) ①氯气 ②NaCl 溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸 ⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液 A .①②③ B .①③④ C .②④⑤ D .②⑤⑥ 答案 D解析 要实现Fe2+转化为Fe3+,必须加强氧化性物质,②NaCl、⑤HCl 均没有强氧化性,⑥NO-3在酸性条件下才表现强氧化性。
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 .①③B .②④C .③④D .②③ 答案 D3.在含有Fe3+、Fe2+、Al3+、NH+4的稀溶液中加入足量Na2O2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.Fe3+、Al3+B.Al3+4D.Fe3+C.Fe2+、NH+答案 B解析2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,Fe2+转变为Fe3+,Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀析出,Al3+转变为AlO-2,NH+4转变为NH3气体,NH+4减少。
没有过滤,再加入过量稀盐酸,Fe(OH)32再转变为沉淀转变为Fe3+,所以Fe2+减少,Fe3+增多,AlO-Al3+,几乎不变。
题组二实现转化时试剂的选择4.硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁,为除去杂质,提纯硫酸亚铁,应该加入下列物质中的( )A.锌粉B.镁粉C.铁粉D.铝粉答案 C5.如何除去括号中的杂质(1)Fe2+(Fe3+):加过量铁粉过滤;(2)FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2;(3)FeCl2(CuCl2):加过量铁粉过滤;(4)Fe(Al):加过量强碱溶液过滤;(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2):加过量强碱溶液过滤。
题组三Fe3+、Fe2+的检验6.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是( )A.④ B.③C.③④ D.①②③④⑤答案 C解析③不反应,实验方案及现象均错;④检验的是Cl-,与Fe3+的性质无关。
7.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+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KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A.①③ B.③② C.③①D.①②③答案 C解析在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液,溶液不变血红色,无Fe3+存在,再加入氯水,将Fe2+氧化成Fe3+,溶液变为血红色。
KMnO4溶液呈紫红色,溶液颜色变化不明显,所以不用KMnO4溶液。
8.下列离子的检验方法合理的是( ) A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色,说明不含Fe2+B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变血红色,说明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+答案 C解析A项中只能说明含有Fe3+,不合理;B项原溶液中可能只有Fe3+而没有Fe2+;D 项中氧化后生成红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2。