高三化学苏教版一轮复习教师用书1718版 专题3 第3单元 铁的获取与应用Word格式文档下载.docx

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1．铁的位置与结构

2．铁的化学性质

（1）与非金属单质的反应

①与O2的反应

常温：

铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·

xH2O。

点燃：

3Fe＋2O2Fe3O4。

②与Cl2的反应：

2Fe＋3Cl22FeCl3。

③与S的反应：

Fe＋SFeS。

（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＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2。

（3）与酸的反应

①与非氧化性酸反应的离子方程式：

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

②与氧化性酸反应：

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H2产生。

（4）与某些盐溶液的反应

①与CuSO4溶液反应的离子方程式：

Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。

②与FeCl3溶液反应的离子方程式：

Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

3．铁的三种氧化物的主要性质

氧化亚铁（FeO）

氧化铁（Fe2O3）

四氧化三铁（Fe3O4）

俗名

－

铁红

磁性氧化铁

色态

黑色粉末

红棕色粉末

黑色晶体

铁元素价态

＋2

＋3

＋2、＋3

（1）与非氧化性酸反应

FeO、Fe2O3分别与盐酸反应的离子方程式为FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，故二者均是碱性氧化物。

（2）FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4，其方程式为6FeO＋O22Fe3O4。

（3）与Al发生铝热反应（以Fe3O4为例）的方程式为3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3。

[应用体验]

1．铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与________（填下列编号，下同）反应时只生成＋3价铁；

与________反应时只生成＋2价铁；

与________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。

所选试剂：

①Cl2　②O2　③H2O（g）　④S　⑤盐酸

⑥稀硝酸（足量）　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液　⑨FeCl2溶液　⑩FeCl3

[提示]　①⑥　④⑤⑦⑧⑩　②③

2．

（1）Fe3O4溶于足量稀H2SO4中，溶液中有哪几种金属离子？

其个数比为多少？

写出反应的离子方程式。

（2）FeO、Fe3O4溶于足量稀HNO3中，溶液中有哪几种金属离子？

写出有关离子方程式。

[提示]　

（1）Fe2＋、Fe3＋，1∶2，

Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。

（2）Fe3＋，

3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O、

3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。

[考点多维探究]

角度　铁及其氧化物的性质与应用

1．下列有关铁及其化合物的说法正确的是________（填序号）。

①FeCl2、FeS、FeI2都可以通过单质化合得到

②Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应

③足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3

④Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出

⑤Fe2O3FeCl3（aq）无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化

⑥Fe只有还原性，其阳离子只有氧化性

[答案]　④

2．下列说法正确的是（　　）

【导学号：

37742063】

A．（2014·

北京高考）铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化

B．（2014·

北京高考）将试管①中铁粉与水蒸气加热，试管②中肥皂水冒泡，不能说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应

C．（2013·

全国卷Ⅱ）浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：

2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑

D．因为HNO3氧化性比Fe3＋强，故Fe与稀HNO3反应一定生成Fe3＋

B　[A项，铁表面形成的氧化膜较疏松，不能保护内层金属；

C项，浓盐酸只能把Fe氧化为Fe2＋；

D项，过量Fe与稀HNO3反应生成Fe2＋。

]

3．把22.4g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到0.3molNO2和0.2molNO，下列说法正确的是（　　）

A．反应后生成的盐只为Fe（NO3）3

B．反应后生成的盐只为Fe（NO3）2

C．反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为1∶3

D．反应后生成的盐为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，其物质的量之比为3∶1

C　[由于铁的物质的量为＝0.4mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8mol（此时只产生Fe2＋）和1.2mol（此时只产生Fe3＋）之间，又产生0.3molNO2和0.2molNO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3mol×

（5－4）＋0.2mol×

（5－2）＝0.9mol，所以对应的产物既有Fe（NO3）3又有Fe（NO3）2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4mol，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9mol，解得x＝0.1mol，y＝0.3mol。

4．（2017·

长春模拟）向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120mL4mol·

L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344LNO（标准状况），往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。

若用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为（　　）

A．0.24molB．0.21mol

C．0.16molD．0.14mol

B　[根据题意知反应后的溶液为Fe（NO3）2溶液，根据氮原子守恒可知n（Fe）＝（0.12×

4mol－mol）＝0.21mol，故相同质量的混合物与足量CO反应生成的Fe为0.21mol。

铁与稀硝酸反应产物的判断

（1）当HNO3过量时：

反应原理：

Fe＋4HNO3===Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋。

（2）当Fe过量时：

3Fe＋8HNO3===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，铁元素的存在形式为Fe2＋。

（3）当<

<

时：

铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋。

考点2|铁的两种氢氧化物和两种盐

1．铁的氢氧化物

Fe（OH）2

Fe（OH）3

颜色状态

白色固体

红褐色固体

与H＋反应

Fe（OH）2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O

Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

受热分解

2Fe（OH）3Fe2O3＋3H2O

制法

可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓

可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓

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＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

【注】　成功制备Fe（OH）2的两个关键

（1）溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。

如在配制溶液时，可把蒸馏水加热煮沸，除去溶解在水中的氧气。

（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。

如可在溶液表面加植物油或苯以隔绝氧气，滴加液体时，可将胶头滴管伸入到液面以下防止氧气进入，也可用铁粉和硫酸反应产生的氢气排净装置中的空气。

2．亚铁盐（Fe2＋）和铁盐（Fe3＋）

（1）亚铁盐

含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。

①氧化性：

Fe2＋与Zn反应的离子方程式：

Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋；

②还原性：

Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

（2）铁盐

含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。

a．Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；

b．Fe3＋与I－反应的离子方程式：

2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。

②特性——检验Fe3＋

含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。

1．

（1）举例说明能氧化Fe2＋的物质有哪些？

（2）举例说明能还原Fe3＋的物质有哪些？

[提示]　

（1）Cl2、Br2、H2O2、MnO、NO（H＋）、ClO－等。

（2）S2－、HS－、H2S、I－、SO2、SO、HSO、H2SO3、Fe、Cu等。

2．实验探究

（1）如何通过实验证明Fe3O4中含＋2价铁元素？

（2）如何通过实验证明Fe3O4中含＋3价铁元素？

[提示]　

（1）取少量样品于试管中，加入稀H2SO4充分溶解形成溶液，然后加入KMnO4溶液，若溶液的紫红色褪去，则证明含＋2价铁元素。

（2）取少量样品于试管中，加入稀H2SO4充分溶解形成溶液，然后加入KSCN溶液，若溶液变成红色，则证明含＋3价铁元素。

角度1　铁的氢氧化物的性质与制备探究

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（　　）

37742064】

A．Fe（OH）3　Fe2O3B．Fe（OH）2　Fe2O3

C．Fe（OH）2　Fe（OH）3D．Fe（OH）2　Fe3O4

B　[FeFe2＋Fe（OH）2（白色）Fe（OH）3（红褐色）Fe2O3。

2．用下列方法可制得白色的Fe（OH）2沉淀：

用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含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溶液时还需加入____________。

（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。

（3）生成白色Fe（OH）2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

________________________________________________________________

____________________________________________________________。

[解析]　

（1）稀硫酸抑制Fe2＋水解，铁屑防止Fe2＋被氧化。

（3）Fe（OH）2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。

[答案]　

（1）稀硫酸、铁屑　

（2）加热煮沸　（3）避免生成的Fe（OH）2与氧气接触而被氧化

3．下列各图示中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是________（填序号）。

[解析]　因为Fe（OH）2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，即4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3，因此要较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。

①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe（OH）2处