高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第9讲铁及其重要化合物学案文档格式.docx

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FeS。

②Fe与水蒸气的反应：

3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2。

③与氧化性酸（如HNO3）的反应（写离子方程式）。

Fe与过量稀HNO3的反应：

Fe＋NO

＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。

Fe与少量稀HNO3的反应：

3Fe＋2NO

＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。

④Fe与FeCl3溶液的反应（写离子方程式）：

Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

特别提醒　铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，化学上称之为钝化，属于化学变化。

2．铁的氧化物

化学式

FeO

Fe2O3

Fe3O4

俗名

铁红

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

铁的化合价

＋2

＋3

＋2，＋3

稳定性

不稳定

稳定

与H＋反应的离子方程式

FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O

Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O

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，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

（2）Fe（OH）3是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈（Fe2O3·

xH2O），受热易分解，化学方程式为2Fe（OH）3

Fe2O3＋3H2O；

制取Fe（OH）3用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：

Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓。

问题思考

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　⑨FeCl3溶液

答案　①⑥　④⑤⑦⑧⑨　②③

（1）铁位于元素周期表中第4周期ⅧB族（　　）

（2）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（　　）

（3）Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2（　　）

（4）Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物（　　）

（5）Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物（　　）

（6）因为纯铁块是黑色的，故金属铁称为黑色金属（　　）

答案　

（1）×

（2）×

　（3）×

　（4）×

　（5）×

　（6）×

题组一　铁及其氧化物

1．铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是（　　）

A．常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸

B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质（X2）反应的生成物均为FeX3

C．Fe（OH）2易被氧化成Fe（OH）3，说明稳定性：

Fe（OH）2<

Fe（OH）3

D．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe2O3

答案　C

解析　A项，铁在常温与浓硫酸反应形成致密的氧化膜；

B项，Fe与I2只能生成FeI2；

D项，均得到Fe3O4。

2．（2019·

舟山期末）铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：

在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。

下列有关说法正确的是（　　）

A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体

B．Fe3O4常写成FeO·

Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物

C．热稳定性：

Fe2O3>

D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应

答案　D

解析　FeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，故A错误；

Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误；

在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明四氧化三铁稳定，故C错误；

FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。

3．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。

下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是（　　）

A．Fe＋4H＋＋NO

===Fe3＋＋NO↑＋2H2O

B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O

C．Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

D．3Fe（OH）2＋10H＋＋NO

===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O

答案　B

解析　Fe3O4与HNO3反应生成Fe3＋，正确的离子方程式为3Fe3O4＋28H＋＋NO

===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。

题组二　铁的氧化物组成的确定

4．准确称取某种铁的氧化物2.88g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，则这种铁的氧化物为（　　）

A．Fe3O4B．Fe2O3

C．FeOD．以上都不是

解析　4.00gCaCO3沉淀的物质的量为0.04mol，则CO、CO2的物质的量也为0.04mol，增加的氧元素为0.04mol，质量为0.04mol×

16g·

mol－1＝0.64g，铁的氧化物中氧元素质量为0.64g，铁元素质量为2.88g－0.64g＝2.24g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为

∶0.04mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。

5．（2020·

郑州质检）有一块铁的“氧化物”样品，用140mL5.0mol·

L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为（　　）

A．Fe2O3B．Fe3O4C．Fe4O5D．Fe5O7

解析　根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n（Fe2＋）＝0.025mol×

2＝0.05mol，根据电荷守恒得2n（Fe2＋）＋3n（Fe3＋）＝n（Cl－），则n（Fe3＋）＝0.2mol，故n（Fe2＋）∶n（Fe3＋）＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·

2Fe2O3，即Fe5O7。

确定铁的氧化物组成的基本方法

设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，

则氧化物中n（Fe）∶n（O）＝

∶

＝a∶b，

若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；

若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；

若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物（其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值）。

题组三　多种氢氧化亚铁的制备方法

6．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）。

答案　①②③⑤

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。

①②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处在氢气的保护中；

③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe（OH）2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；

⑤中加苯阻止了空气进入；

④由于空气中的氧气能迅速将Fe（OH）2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。

7．如下图所示，此装置可用来制取和观察Fe（OH）2在空气中被氧化的颜色变化。

实验时必须使用铁屑和6mol·

L－1的硫酸，其他试剂任选。

填写下列空白：

（1）B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是________。

A中反应的离子方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）实验开始时先将止水夹a________（填“打开”或“关闭”）。

（3）简述生成Fe（OH）2的操作过程________________________________________________

（4）实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为________________。

答案　

（1）铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

（2）打开

（3）待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，产生的H2将FeSO4溶液压入B中进行反应

（4）4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

解析　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，产生的H2将Fe2＋压入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓；

因为Fe（OH）2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，即发生4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

防止Fe（OH）2氧化的方法

（1）将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。

（2）将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。

（3）在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。

（4）在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。

（5）用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。

1．亚铁盐

（1）Fe2＋的氧化性和还原性

含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，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：

遇Br2、Cl2、H2O2、NO

（H＋）等均表现为还原性。

Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：

2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

（2）可水解

Fe（OH）2是弱碱，含Fe2＋的盐（如硫酸亚铁）溶液呈酸性。

配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。

2．铁盐的性质及应用

（1）氧化性：

含有Fe3＋的溶液呈