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学案15铁、铜及其重要化合物[考纲要求] 1.了解铁、铜及其化合物的主要性质及应用。
2.以Fe2＋、Fe3＋为例理解变价金属元素的氧化还原反应。
知识点一铁的化学性质用化学方程式或离子方程式表示下列变化问题思考1．铁在有关的反应中，其产物价态为什么不同？有什么规律？知识点二铁的重要化合物1．铁的氧化物铁元素的主要化合价为＋2价和＋3价，通常可以形成三种氧化物[氧化铁(Fe2O3)、氧化亚铁(FeO)、四氧化三铁(Fe3O4)]。
三种氧化物性质的比较如下表：2.铁的氢氧化物和盐类(1)用化学方程式或离子方程式表示下列变化①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________⑥________________________________________________________________________⑦________________________________________________________________________(2)以上反应属于氧化还原反应的是______，说明＋2价Fe与＋3价Fe之间在氧化剂、还原剂的作用下可以________，Fe3＋具有________性，Fe2＋具有________性。
第三节 铁及其重要化合物考点梳理1.了解铁的主要性质及应用。
2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。
一、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。
2.化学性质铁是较活泼的金属，铁原子的最外层电子数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳定。
（1）与非金属反应： 3Fe + 2O 2Fe 3O 42Fe + 3C122FeCl 3（铁丝在氯气中燃烧时，生成棕黄色的烟，加水振荡后，溶液显黄色）Fe + SFeS 说明 铁跟氯气、硫反应时，分别生成+2价和+3价的铁，说明氧化性：氯气＞硫． （2）与水反应：①在常温下，在水和空气中的O 2、CO 2等的共同作用下，Fe 易被腐蚀(铁生锈)． ②在高温下，铁能与水蒸气反应生成H 2：3Fe + 4H 2O(g) Fe 3O 4 + 4H 2（3）与酸反应：①与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H 2SO 4等)的反应．例如： Fe + 2H ＋＝ Fe 2＋+ H 2↑②与氧化性酸。
a.HNO 3(稀)过量时生成Fe 3＋：Fe ＋4HNO 3(稀)===Fe(NO 3)3＋NO ↑＋2H 2O 。
b ．铁粉过量时生成Fe2＋：3Fe ＋8HNO 3(稀)===3Fe(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2Oc.铁遇到冷的浓H 2SO 4、浓HNO 3时，产生钝化现象，因此金属铁难溶于冷的浓H 2SO 4或浓HNO 3中． (4)铁与盐溶液的反应①铁能与比它活动性弱的金属的盐溶液反应，置换出这种金属。
Fe ＋CuSO 4===Cu ＋FeSO 4。
②铁能与FeCl 3溶液反应生成FeCl 2。
离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe 2＋。
二、铁的重要化合物的主要性质及应用 1.铁的氧化物 化学式 FeO Fe 2O 3 Fe 3O 4 俗称 (铁红) (磁性氧化铁) 化合价 +2 +3 +2、+3 色、态 黑色粉未红棕色粉未黑色晶体水溶性 均不溶于水和H +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 稳定性 在空气中氧化为Fe 3O 4 空气中稳定 在空气中稳定 制备高温熔融，过量的铁与O 2反应：2Fe+O 22FeO氢氧化铁加热分解 2Fe(OH)3Fe 2O 3+3H 2O铁在氧气中燃烧 3Fe + 2O 2Fe 3O 4【另】①FeO 与硝酸反应的化学方程式： 3FeO+10HNO 3====3Fe(NO 3)3+NO ↑+5H 2O 。
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第3节铁及其重要化合物1．有关铁及其化合物的说法正确的是（)A．（2016·高考全国卷Ⅰ,10C）配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释B．（2016·高考全国卷Ⅱ，13A)将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体C．(2016·高考全国卷Ⅲ，7B）利用铁比铜金属性强的性质，可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板D．(2016·高考上海卷)Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3解析:选A。
A项，在溶液中铁离子极易发生水解反应，产生难溶性的氢氧化铁,为了抑制铁离子的水解,应该先将氯化铁溶解在较浓的盐酸中,然后再加水稀释到相应的浓度,正确;B项,制备Fe(OH)3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，错误；C项，铁离子与铜反应生成铜离子和亚铁离子，利用的是铜的还原性比亚铁离子的还原性强的性质，错误；D项，因I2的氧化性较弱，故与铁反应生成FeI2,错误。
2．(2016·高考上海卷）下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是( ）A．氧化镁中混有氧化铝B．氯化铝溶液中混有氯化铁C．氧化铁中混有二氧化硅D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜解析：选D。
第10讲铁、铜及其重要化合物考点1 “铁三角”及其应用由于Fe是变价元素，在反应中可以失去2个电子，也可以失去3个电子，所以呈不同的价态。
铁遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时，铁只能失去最外层的电子，而生成价铁的化合物，当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时，铁原子可以再失去次外层上的电子而生成价铁的化合物。
并且价比价稳定。
“铁三角”指的是Fe、Fe2+、Fe3+三者相互转化的三角关系，具体应用有以下几个方面：1．共存问题（1）Fe2+在酸性条件下不能与强氧化性离子共存，如：等。
不能与发生复分解和双水解反应的离子共存，如：等。
（2）Fe3+：不能与还原性离子共存，如：等。
不能与发生复分解和双水解反应的离子共存，如：等；不能与SCN-共存；不能与苯酚共存。
2．分离与提纯（1）FeCl2（杂质FeCl3），加入或后过滤。
（2）FeCl3（杂质FeCl2），通入或滴加或加入“绿色”氧化剂：。
3．制备物质（1）工业冶炼铁，如：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2（2）制取氢氧化亚铁实验原理：实验现象：。
要制得白色的Fe(OH)2沉淀，要注意以下几点：①硫酸亚铁溶液中不能含有Fe3+，因此，硫酸亚铁溶液应是。
②实验用的氢氧化钠溶液，溶解亚铁盐的蒸馏水应煮沸，以。
③实验时，用长胶头滴管吸取氢氧化钠溶液后，把滴管插入硫酸亚铁溶液的，再轻轻挤胶头滴管的胶头，逐滴加入氢氧化钠溶液，这时就会析出Fe(OH)2白色絮状沉淀。
[特别提醒]：Fe(OH)2制备的方法很多，核心问题两点，一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与O2隔绝。
[例1]（2020 届金湖中学第二次质量检测）由于Fe(OH)2在空气中易被氧化，同学们为了观察到白色的Fe(OH)2固体想了很多方法。
甲同学：在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等制备。
（1）在试管I里加入的试剂是。
（2）II中的试剂加入前应如何处理：。
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。
考点二 铝及其重要化合物1．树立物质转化思想 (1)理清知识主线Al →Al 2O 3←Al(OH)3→⎩⎪⎨⎪⎧NaAlO 2AlCl3Al 2(SO 4)3KAl(SO 4)2·12H 2O(2)形成网络构建2．扫除易混知识盲点(1)铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。
由于Al 2O 3的熔点高于Al 的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。
(2)铝热反应不仅仅是单质铝与Fe 2O 3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。
注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。
(3)引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO 3，然后插上镁条，最后点燃镁条。
(4)并不是Al 与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。
(5)Al 2O 3、Al(OH)3与NaOH 溶液的反应常用于物质的分离提纯。
Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。
(6)利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。
若向偏铝酸盐溶液中通入CO 2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO 2过量时另一产物是HCO －3，不过量时另一产物是CO 2－3，书写离子反应方程式时要特别注意。
(7)Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。
(8)泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。
题组一重要反应必练1．用方程式回答下列问题。
(1)用化学方程式表示除去铁粉中的铝粉。
________________________________________________________________________。
(2)用离子方程式表示除去Fe2O3中的Al2O3。
金属元素及其化合物专题3 铁及其化合物【复习目标】1.了解铁的主要性质及应用。
2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。
3.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。
【考点过关】1.金属铁原子结构铁位于第四周期第Ⅷ族，铁原子的最外层电子数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳定自然界存在铁是地壳中最丰富的元素之一，含量为4.75%，在金属中仅次于铝。
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）等物理性质铁是具有银白色金属光泽的过度元素，密度大，熔沸点高，延展性、导电性和导热性较好，能被磁铁吸引。
铁是较活泼的金属化学性质与O2反应常温下，铁发生吸氧腐蚀生成铁锈，铁锈主要成分为Fe2O3铝在氧气中点燃生成Fe3O4：3Fe + 2O2Fe3O4（铁继续燃烧，火星四射）与Cl2反应2Fe + 3C122FeCl3（不论铁的量多少，与氯气反应产物都是氯化铁）与S反应Fe + S FeS（不论铁的量多少，与硫反应产物都是硫化亚铁）与水蒸气反应常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应：Fe + 2H＋＝ Fe2＋+ H2↑2与酸溶液反应 常温下，遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，所以可用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸反应： 2Fe ＋6H 2SO 4(浓)Fe 2(SO 4)3＋3SO 2↑＋6H 2O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＋。
考点三 铁及其重要化合物1．树立物质转化思想 (1)理清知识主线Fe →⎩⎪⎨⎪⎧FeO Fe 2O 3Fe 3O 4→⎩⎨⎧ Fe(OH)2Fe(OH)3→⎩⎨⎧FeSO 4·7H 2O FeCl 3 (2)形成网络构建2．扫除易忘知识盲点(1)Fe 与O 2、H 2O(g)反应的产物都是Fe 3O 4而不是Fe 2O 3。
Fe 与Cl 2反应时生成FeCl 3，与S 反应时生成FeS ，说明Cl 2的氧化能力大于S 的。
常温下，Fe 、Al 在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。
Fe 在Cl 2中燃烧，无论Cl 2过量还是不足均生成FeCl 3。
(2)向含Fe 2＋的溶液中加入硝酸、KMnO 4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色―→棕色的颜色变化，该现象可用于Fe 2＋的检验。
(3)Fe 3＋的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH 溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe 3＋浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN 溶液法。
Fe 2＋的检验可采用先加入KSCN 溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe 2＋，现象是生成蓝色沉淀(Fe 3[Fe(CN)6]2)。
(4)生成FeCl 2除了用Fe 和HCl 的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl 3＋Fe===3FeCl 2；生成Fe(OH)3除了用Fe 3＋与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3。
(5)配制FeCl 2溶液既要防氧化(加入Fe 粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl 3溶液要加入浓盐酸防止水解。
(6)Fe3＋必须在酸性条件下才能大量存在，当pH＝7时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。
(7)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过滤除去。
(8)制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2隔绝。
同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。
(9)Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后立即停止加热。
胶体不带电，带电的是胶粒。
(10)自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。
题组一重要反应必练1．用方程式回答下列问题。
(1)高温下铁和H2O(g)的反应。
________________________________________________________________________。
(2)用离子方程式表示将铁粉逐渐加入稀HNO3中的反应过程。
________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。
(3)用离子方程式表示FeO、Fe3O4与稀HNO3的反应。
________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。
(4)用离子方程式表示①Fe(OH)2与稀HNO3反应；________________________________________________________________________；②Fe(OH)3与氢碘酸反应。
________________________________________________________________________。
(5)用化学方程式表示铁发生吸氧腐蚀生成铁锈的过程。
负极：________________________________________________________________________，正极：________________________________________________________________________，________________________________________________________________________，________________________________________________________________________，Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·x H2O。
(6)怎样除去Fe2(SO4)3中的FeSO4(用适当的文字和离子方程式说明)________________________________________________________________________________________________________________________________________________(7)怎样检验Fe2O3中的FeO(用适当的文字和离子方程式说明)。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
题组二准确判断物质性质2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。
(1)铁粉作食品袋内的脱氧剂，铁粉起还原作用()(2015·四川理综，1D)(2)向含有NaClO和NaCl的混合溶液中滴入少量FeSO4溶液，反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===Cl－＋2Fe3＋＋H2O()(2015·安徽理综，10C)(3)将FeCl3固体溶于适量蒸馏水中可配制FeCl3溶液()(2015·福建理综，8B)(4)将铁钉放入试管中，用盐酸浸没，可验证铁的吸氧腐蚀()(2015·福建理综，8D)(5)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，若加入H2O2后溶液变成血红色，则Fe2＋既有氧化性又有还原性()(2015·广东理综，22D)(6)检验溶液中是否含有Fe2＋：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN 溶液，观察实验现象()(2015·江苏，13C)(7)向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色，则溶液中一定含有Fe2＋()(2015·山东理综，11B)(8)在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋()(2015·天津理综，2A)(9)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，溶液呈血红色，则稀硝酸将Fe氧化成Fe3＋()(2015·全国卷Ⅰ，10A)(10)观察Fe(OH)2的生成()(2015·重庆理综，4A)(11)①中为铁粉与水蒸气加热，②中为肥皂水冒泡，由②中现象能证实①中发生了反应() (2014·北京理综，11A)(12)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性()(2014·天津理综，1A)(13)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色颜料()(2014·江苏，4D)题组三Fe(OH)2制备装置集锦3．下列图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的有________________________________。
反思归纳成功制备Fe(OH)2的关键由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。
制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。
②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。
题组四铁的重要化合物的制备4．(2015·浙江理综，13)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：下列说法不正确的是()A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B．固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al(OH)3进入固体2C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O5．(2015·海南，17)工业上，向500～600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。
现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。
回答下列问题：(1)制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为_______________________________ _________________________________________，装置B中加入的试剂是_____________________________________________________。
(2)制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取________。
尾气的成分是____________。
若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是________________________ ___________ _____________________________、____________________。
(3)若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是________。
欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先______________________________________________，再________________________。
