第三章 第3讲 铁及其化合物.docx

第 3 讲 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+知识梳理・题型构建考点一用物质分类思想认识铁及其重要化合物□知识梳理・深度思考1．铁的存在氧化物—FeO—Fe2O3—Fe3C)4豊游离态质化合态(+2 价、+3 价)氢氧化物「Fe(OH)2Fe(OH)3— 亚铁盐(如:FeSO4)—— 铁盐(如:FeCl3)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O2 d ①3Fe+2O2 輕FesCXFe+—Cl2 卫* ®2Fe+3Cl2 直姿2FeCX③ Fe+ S—FeSFe+H2O(g) —4④3Fe+4H20(g)=高冕于e304+4H22 2 3 4 2吨+⑤矗十21F —F占丨压f、Fe-I Cu2'1 —Cu I Fe2+⑥—F弋却⑥F亡 I--in4-KNOT -l-NOf-1-2H.O3．铁的氧化物和氢氧化物(1)铁的氧化物化学式FeOFe2O3FeQ俗名2 3铁红3 4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的化合价+ 2+ 3+ 2,+3稳定性不稳定稳定稳定与H+反应 的离子方 程式FeO + 2H+===Fe2 ++HQ2Fe O + 6H+===2F目+2 3+ 3H O2Fe O + 8H+===F®+3 4+ 2Fe3++4H O2(2)铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3色态2白色固体3红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2+2 H+===F® + + 2H2OFe(OH)3 + 3H+===Fe^+ + 3H2O受热 分解2Fe(OH)3====^e2O3 + 3H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2+ + 20H—===Fe(OH] 1可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3 + + 30H-===Fe(OH) 1二者的 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,现象是白色 絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成 红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2+ 02 + 2HQ===4Fe(0Hl2 2 3【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、12),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，都可实现这种转化女口： Fe+S===== FeS,2H++Fe===F® ++H? f, Cu2++Fe===F® + + Cu2)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====RFeCl3, Fe+4HNO3(稀)===Fe(NQ)3+NO f+2H2O,2Fe 厶 J J J J 厶+ 6H2SO4(浓)====^e2(SO4)3+3SO2 f+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+3C12===燃2FeCl3 2FeCl3＋Fe===3FeCl24Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)E递进题组•思维建模题组一 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 Fe2O3C. Fe(OH)2 Fe(OH)3 答案 BB. Fe(OH)2 Fe2O3D. Fe(OH)2 Fe3O4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Fe2O32.铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请思考以下问题：(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(双选) ( )A. 溶液质量不变B. Fe3+的氧化性大于Cu 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+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 AC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 : 2ntFe2+)/molC DA B /i(F^/mol5. 在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2+的物质的 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 形式存在解析答案⑴①(2)④(3)③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+归纳总结3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(Nq)3 + NO f + 2H2O, Fe 过 量 时 ： Fe ＋ 2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2 ， 两 者 相 加 得 8HNO3===3Fe(NC3)2 + 2NO f + 4H2O,可以用数轴表示：Fe(NO3)3 Fe(NO3)2HNO3剩余 4 Fe(NO3)2 8 Fe 剩余Fe(NO3)3 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2/4Fe(NO3)2 8Fe(NO3)3“(Fe)n(HNO3)总 方 程 式 ： 3Fe ＋解题时需注意量的范围。

即：①詁忒^4,产物仅有Fe(NO3)3, HNO3可能有剩余；②n(HNO』"8……1 n(Fe) 3Fe(NO3)2, Fe 可能有剩余；③4

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(双选) ( )A.硫酸 B.氯水 C.硝酸锌 D.氯化铜3.答案 BC在含有Fe3+、Fe2+、Al3 +、NH：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+()D. Fe3+出酸变题组二C. Fe2+、 NH+4答案 B解析 2Na2O2 + 2H2O===4NaOH+ O2 f , Fe2+转变为 Fe3+, Fe3 + 转变为 Fe(OH)3沉淀析 A13 +转变为AlO2 , NH［转变为NH3气体，NH［减少没有过滤，再加入过量稀盐 Fe(OH)3沉淀转变为Fe3+,所以Fe2 +减少，Fe3 +增多，AlO2再转变为A13 +，几乎不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。