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第01讲 铁（1）一、知识梳理： 1. 金属键和金属晶体：1）金属键：金属阳离子和自由电子之间所形成的强作用力就是金属键。
2）金属晶体：通过金属键所形成的晶体叫金属晶体。
（1）构成微粒：金属阳离子和自由电子 （2）元素种类：金属 （3）微粒间作用力：金属键 （4）熔沸点：一般较高（5）典型实例：Cu 、Fe 等金属以及合金 3）金属的物理通性（1）金属表面一般都有光泽，黄金、白银、铂金等饰品就是利用了这一性质。
（2）金属具有导电性。
（3）金属具有导热性。
（4）金属具有良好的延展性。
2. 铁单质的物理性质和化学性质：1）铁在地壳中的含量：铁在地壳中的含量居第四位，仅次于氧、硅和铝．铁元素的原子结构：铁的原子序数为26，位于元素周期表第四周期Ⅶ族，属过渡元素．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． 2）物理性质：⑴纯铁是光亮银白色金属； ⑵纯铁的抗蚀力相当强； ⑶有延展性、导热性和导电性；⑷具有铁磁性，能被磁铁吸引，在磁场的作用下，自身也能产生磁性。
3）化学性质：能与非金属化合，能与水蒸气、酸反应，在冷的浓H 2SO 4、浓HNO 3中钝化、能与盐溶液反应。
① Fe−−−−−−−−−−→−++++等较弱氧化剂如Ag ,Hg ,Cu ,H ,I ,222S Fe 2+ ② Fe −−−−−−−−−−→−等浓较强氧化剂如423222,HN ,Br ,Cl ,SO H O O Fe 3+③ Fe2+−−−−−−−−−−→−等氧化剂如4322222,,H ,O ,Br ,KMnO HNO O Cl Fe3+④Fe3+−−−−−−−→−-等还原剂22-2,,,S ,Fe ,Cu SO S H I Fe 2+3．铁的氧化物：铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeO Fe2O3 Fe3O4溶名铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体化合价+2 +3 +2，+3水溶性不溶⑴跟酸反应：FeO+2H+→ Fe2++2H2O Fe3O4+8H+→ Fe2++2Fe3++4H2O3FeO+10HNO3（稀）→ 3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O Fe2O3+6HI→ 2FeI2+I2+3H2O⑵氧化亚铁不稳定性：6FeO+O2∆−−→2Fe3O4⑶具有氧化性： Fe x O y+yCO △ xFe+yCO2 8Al+3Fe3O4高温 4Al2O3+9Fe4．铁的氢氧化物：名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2 Fe(OH)3颜色白色红褐色水溶性不溶不溶与酸反应Fe(OH)2+2HCl→FeCl2+2H2O3Fe(OH)2+10HNO3(稀)→3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O Fe(OH)3+3HCl→FeCl3+3H2O2Fe(OH)3+6HI→2FeI2+I2+6H2O加热分解6Fe(OH)2+O2∆−−→2Fe3O4+6H2O 2Fe(OH)3∆−−→Fe2O3+3H2O还原性4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3制法Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓5．Fe2+与Fe3+的检验：(1)Fe2＋的检验方法：①含有Fe2＋的溶液呈浅绿色；②向待检液中滴加NaOH溶液或氨水，产生白色絮状沉淀，露置在空气中一段时间后，沉淀变为灰绿色，最后变为红褐色，说明含Fe2＋．③向待检液中先滴加KSCN溶液，无变化，再滴加新制的氯水，溶液显红色，说明含Fe2＋．有关的离子方程式为：2Fe2＋+ Cl2 →2Fe3＋+ 2Cl－ Fe3＋+ 3SCN-→Fe(SCN)3(2)Fe 3＋的检验方法： ①含有Fe 3＋的溶液呈黄色；②向待检液中滴加NaOH 溶液或氨水，产生红褐色沉淀，说明含Fe 3＋． ③向待检液中滴加KSCN 溶液，溶液呈血红色，说明含Fe 3＋． 6．Fe 3＋和Fe 2＋的相互转化： 例如：2Fe 3＋ + Fe →3Fe 2＋应用：①除去亚铁盐(含Fe 2＋)溶液中混有的Fe 3＋；②亚铁盐很容易被空气中的O 2氧化成铁盐，为防止氧化，可向亚铁盐溶液中加入一定量的铁屑． 例如：2Fe 2＋+ Cl 2→2Fe 3＋+ 2Cl －应用：氯化铁溶液中混有氯化亚铁时，可向溶液中通入足量氯气或滴加新制的氯水，除去Fe 2＋离子． Fe 2＋Fe 3＋7．进行铁及其化合物的计算时应注意的事项： (1)铁元素有变价特点，要正确判断产物；(2)铁及其化合物可能参加多个反应，要正确选择反应物及反应的化学方程式；(3)反应中生成的铁化合物又可能与过量的铁反应，因此要仔细分析铁及其化合物在反应中是过量、适量，还是不足量；(4)当根据化学方程式或离子方程式计算时，找出已知量与未知量的关系，列出方程式或方程式组； (5)经常用到差量法、守恒法． 8．金属的冶炼：1、概念：金属从矿石里提炼出来的过程，叫金属的冶炼。
铁和铁的化合物复习（一）铁的位置和结构及在自然界中的分布、存在铁是一种常见的—过渡一金属元素，位于元素周期表的第_四_周期第—训—族，原子的最外层电子数只有_2个，通常有_+2、+3 两种化合价，且+3 比_+2—价稳定。
原因—洪特规则的特例失去三个电子后d轨道的电子为半充满的状态，稳定。
-铁在地壳中的含量仅次于_氧_、_硅_、一铝—居第_四_位，它是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。
铁元素在自然界中的存在形式有—氧化铁二硫化亚铁—只有从太空中掉下的陨石中才能发现单质铁。
（二）铁的物理性质1、纯铁具有银口色金属光泽，2、有良好的延展性，导电、导热性能。
3、密度为7.86克/厘米'，4、熔点为1535°C，沸点为2750°C _______ （三）铁的化学性质1、铁与非金属的反应（1）铁在氧气中燃烧化学方程式_3Fe + 2O2- Fe3O4现象________ 火花四射有黑色固体产生______ （2）铁在氯气中燃烧化学方程式_2Fe+3CI2 _ 2FeCI3」ffl象—棕色的烟___________________ （3）铁与硫的反应牙程式_Fe + S - FeS ____________________2、铁与水的反应化学反应方程式_3Fe + 4H2O -> Fe3O4 +4H2匸3、铁与酸的反应铁在金属活动顺序表屮位于氢的_乞前—能置换出酸（如稀盐酸，稀硫酸沖的氢—离子方程式：Fe +2H+ - Fe2+ + H2f_在常温下，铁遇浓硫酸或浓硝酸发生一钝化_____ 而加热时剧烈反应，若酸过量可生成_+3—价铁的化合物，若铁过量可生成_+2—价铁的化合物.4、铁与某些盐溶液的反应铁片放入硫酸铜溶液发生反应的离子方程式—Fe + Cu2+- Fe2+ + Cu_铁片放入硫酸铁溶液发生反应的离子方程式2Fe3+ + Fe-3 Fe2+5、铁与有机物的反应漠苯的制备反应方程式-C6H6+ Br2->C6H5Br+HBr_现象微沸白雾红棕色气体（四）铁的氧化物比较可做催化剂作录音磁带和电讯器材的原材料（五）铁的氢氧化物比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水稳定性不稳定稳定与H+的反应Fe(OH)2+2H+ -* Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+ -* Fe3++3H2O转化关系4Fe(OH)2 + 02 +2H20f 4Fe(OH)3无制取见例题5FeCI3 + 3Na0H ->Fe(0H)3j + 3NaCI （六）Fe2+与F F之间的相互转化（七）Fe2+与Fe'+的检验方法Fe2+Fe3+物理方法（观察颜色）浅绿色棕黄色化学方法加碱溶液白色、灰绿色、红褐色沉淀红褐色沉淀加KSCN无色血红色溶液还有那些方法？KSCN+氯气淀粉碘化钾溶液（八）生铁与钢的比较铁的合金生铁钢含碳量2%〜4。
第2讲铁及其重要化合物专题1 基础知识梳理（自主学习）一、铁1.铁的存在:在地壳中铁的含量位于第①位,在自然界中主要以②态存在。
2.铁的性质(1)物理性质纯铁具有③色金属光泽和良好的延展性,是电和热的良导体,具有能被④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价、+3价两种价态的化合物。
Ⅰ.与非金属反应Ⅱ.与水反应Fe与水蒸气反应的化学方程式为⑩。
Ⅲ.与酸反应a.与非氧化性酸反应产生氢气Fe与稀H2SO4反应的化学方程式为。
b.与氧化性酸反应不生成氢气过量Fe与稀HNO3反应的化学方程式为。
少量铁与足量稀HNO3反应的化学方程式为。
铁遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜,化学上称之为, 属于变化。
Ⅳ.与盐反应Fe与CuSO4、FeCl3溶液反应的化学方程式分别为。
二、铁的重要化合物FeO Fe2O3Fe3O4粉末粉末晶体(有磁性)不稳定稳定稳定Fe(OH)2Fe(OH)3色固体色固体O反应:Fe+2OH→Fe(OH)2↓在空气中,Fe(OH)2迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是沉淀迅速变成色,最后变成色,反应的化学方程式为3.Fe2+和Fe3+ 的转化Fe2+(浅绿色)Fe3+(棕黄色)三、合金1.定义:合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有特性的物质。
2.性能合金具有许多优良的物理、化学和机械性能,在许多方面不同于它的各成分金属。
(1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点。
(2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度。
3.我国最早使用的合金是,铜合金的种类很多,除青铜外,常见的还有和。
4.铁的合金有和,其中钢是用量最大、用途最广泛的合金。
根据化学成分,把钢分为两大类:和。
其中的碳素钢可分为低碳钢(含碳量低于0.3%)、中碳钢(含碳量为0.3%~0.6%)、高碳钢(含碳量高于0.6%),含碳量越低,钢的越好;含碳量越高,钢的越大。
合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。
【跟踪练习】1.下列说法错误．．的是()。
①向NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+→Cl-+2Fe3++H2O②向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液,溶液变成血红色,说明Fe2+既有氧化性又有还原性③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氧化成了Fe3+④向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液,溶液呈红色,溶液中一定含有Fe2+⑤在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+A.①②③④B.①②③④⑤C.②③④D.②③④⑤2.下列物质能用化合反应直接制得的是()。
①FeCl2②FeCl3③Fe(OH)3④Fe(OH)2⑤Cu2SA.①②③⑤B.②⑤C.②③⑤D.全部3.将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其质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述沉淀和残渣的成分分别是()。
A.Fe(OH)3Fe2O3B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3D.Fe(OH)2Fe3O44.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是()。
A.反应2Fe3++Fe→3Fe2+可发生,说明氧化性:Fe3+>Fe2+B.25℃,pH=0的溶液中,Al3+、N H4+、N O3-、Fe2+可以大量共存C.5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子的数目为0.2N AD.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:Fe2++2H2O2+4H+→Fe3++4H2O5.铁是人类应用较早,当前应用量最大的金属元素。
下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()。
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤D.Fe3+与KSCN产生血红色沉淀6. A~G各物质间的关系如下图,其中B、D为气态单质。
A B E F和G的混合溶液C D G请回答下列问题:(1)物质C和E的名称分别为、。
(2)可选用不同的A进行反应①,若能在常温下进行,反应的化学方程式为;若只能在加热条件下进行,则反应物A应为。
(3)反应②的化学方程式为。
(4)新配制的F 溶液应加入 以防止其转化为G 。
检验G 溶液中阳离子的常用试剂是 ,实验现象为 。
Fe+H 2SO 4→FeSO 4+H 2↑ 3Fe+8HNO 3→3Fe(NO 3)2+2NO↑+4H 2O Fe+4HNO 3→Fe(NO 3)3+NO↑+2H 2O 钝化 化学 Fe+CuSO 4→FeSO 4+Cu 、Fe+2FeCl 3→3FeCl 2 黑色 红棕色 黑色 +2价 +3价 +2价、+3价 Fe 3O 4+8H +→Fe 2++2Fe 3++4H 2O 白 红褐 Fe(OH)3+3H +→Fe 3++3H 2O 白色絮状 灰绿 红褐 4Fe(OH)2+O 2+2H 2O →4Fe(OH)3 金属 低 大 青铜 黄铜 白铜 生铁 钢 碳素钢 合金钢 韧性硬度专题2 重难点探究一、铁元素反应后价态的判断1.铁与弱氧化剂(如S 、I 2、H +、Fe 3+、Cu 2+)等反应所得产物为Fe 2+,铁元素的价态为+2价,如:Fe+I 2 △FeI 2。
2.铁与强氧化剂(如Cl 2、Br 2、浓H 2SO 4、硝酸等)反应所得产物为Fe 3+,铁元素的价态为+3价。
如:2Fe+3Br 2→2FeBr 3。
3.铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe 3O 4,铁元素的价态为+2价、+3价。
4.铁与稀硝酸反应产物的判断(1)当HNO 3过量时:反应原理:Fe+4HNO 3→Fe(NO 3)3+NO↑+2H 2O;铁元素的存在形式为Fe 3+,铁元素的价态为+3价。
(2)当Fe 过量时:反应原理:3Fe+8HNO 3→3Fe(NO 3)2+2NO↑+4H 2O;铁元素的存在形式为Fe 2+,铁元素的价态为+2价。
(3)当14<n (Fe )n (HNO 3)<38时: 铁元素的存在形式为Fe 2+和Fe 3+,铁元素的价态为+2价、+3价。
【例题1】 下列叙述正确的是( )。
A.Fe 与稀HNO 3、稀H 2SO 4反应均有气泡产生,说明Fe 与两种酸均发生置换反应B.足量的Fe 在Cl 2中燃烧生成FeCl 2和FeCl 3C.Fe 和Fe 2O 3等物质的量的混合物溶于稀盐酸时无气体放出D.Fe 2O 3FeCl 3(aq)无水FeCl 3,在给定的条件下能实现转化二、Fe 2+与Fe 3+的性质1.重要转化关系——“铁三角”2.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,其中以还原性为主,如:Fe2+遇Br2、Cl2、H2O2、N O3-(H+)等均表现为还原性;配制Fe2+的盐溶液时要加少量铁粉防止Fe2+被氧化,同时加少量相应酸防止水解。
3.Fe3+的氧化性：Fe3+处于铁的最高价态,只有氧化性,Fe3+能氧化Fe、Cu、HI、H2S等;Fe3+与S2-、I-、S O32-不能大量共存。
4.Fe3+的水解：Fe(OH)3是极弱的碱,Fe3+易水解;Fe3+与HC O3-、C O32-、ClO—等因水解相互促进而不能大量共存,配制Fe3+的盐溶液时要加少量相应的酸防止Fe3+水解(或将其溶于较浓的相应酸中,再稀释到所需浓度),制备无水FeCl3时需在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。
【例题2】在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,下列说法中正确的是()。
A.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+B.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含Cu2+和Fe3+C.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+,一定不含Cu2+D.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+三、Fe3+、Fe2+的检验方法1.Fe2+的检验方法一:取出少量被检验的溶液,滴加KSCN溶液,无现象产生,再滴加氯水,若变成红色溶液,说明有Fe2+存在(鉴别时不能先滴加氯水)。
有关反应:2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-→Fe(SCN)3(红色)方法二:取出少量被检验的溶液,加入NaOH溶液,产生白色絮状沉淀,且白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明有Fe2+存在。
有关反应:Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3方法三:取少量溶液,滴加铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液,若生成蓝色沉淀,说明原溶液中含有Fe2+。
这是检验Fe2+最好、最灵敏的方法。
有关反应:3Fe2++2[Fe(CN)6]3—→Fe3[Fe(CN)6]2↓2.Fe3+的检验方法一:取出少量被检验的溶液,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明有Fe3+存在。
方法二:取出少量被检验的溶液,加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀,证明有Fe3+存在。
【例题3】用FeCl3溶液溶解铜制印刷线路板后得到某一废液,下列根据实验现象得出的结论不正确．．．的是()。
A.向废液中加入少量的葡萄糖溶液,加热,无红色沉淀产生,说明废液中不含Cu2+B.向废液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明废液中含有Cl-C.向废液中加少量铁粉,充分反应后无固体剩余,说明废液中含有Fe3+D.向废液中滴加KSCN溶液,无现象,再加入氯水后溶液呈血红色,说明废液中含有Fe2+四、制备Fe(OH)2常用的三种方法方法一: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,如图1所示。
方法二: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,如图2所示。
方法三: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,如图3所示。
【例题4】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()。
A.①②③④⑤B.①②③⑤C.①②③④D.②③④⑤【跟踪练习】1. 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()。
