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1、步步高人教必修1第三章 第二节 第3课时第3课时铁的重要化合物学习目标定位1.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。2.掌握Fe2、Fe3的检验方法及其相互转化。3.了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备方法。4.了解铜盐等化合物的性质及用途。一、铁的氧化物1.铁的存在铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以2价和3价化合物的形式存在。2.铁的氧化物(1)物理性质氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态232、3溶解性不溶于水(2)化学性质稳定性： Fe2O3、Fe3O4较稳定；FeO不稳定，受热能氧化为Fe3O4。与酸反应：FeO、Fe2O3都是碱性

2、氧化物，都能与非氧化性强酸反应生成盐和水。分别写出它们与盐酸反应的离子方程式：FeO2H=Fe2H2O、Fe2O36H=2Fe33H2O。(3)用途Fe2O3常用作红色油漆和涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁原料。(1)Fe的常见化合价只有2价和3价，Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比11组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeOFe2O3的形式。FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。(2)Fe3O4与盐酸反应可分别看作Fe2O3、FeO与盐酸反应，然后把两个反应式相加。(3)FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如HNO3)发生氧化还原反应，2价的铁均

3、被氧化成3价。1.金属单质A可发生以下反应。试推断：(1)写出下列物质的化学式(B写主要成分)：A_、B_、C_、D_、E_。(2)写出反应和的离子方程式：_；_。答案(1)FeFe2O3Fe3O4CuH2(2)FeCu2=Fe2CuFe2H=Fe2H2解析推断题的解题思路：根据物质的物理性质(特别是色、态)和化学性质(相互转化关系、反应条件等)，找出具有特征条件的物质，再由相互转化关系逐步推断。如本题中结合B、C的颜色及与CuCl2、稀盐酸反应的性质可推知A为Fe。2.下列说法正确的是()A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3C.铁锈的主要成

4、分是Fe2O3D.Fe3O4中铁元素有2价和3价，Fe3O4是混合物答案C解析赤铁矿、铁锈的主要成分是Fe2O3，A错误，C正确；Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B错误；Fe3O4为化合物，不是混合物，D错误。二、铁的氢氧化物1.铁的氢氧化物的制备实验操作实验现象结论(用化学方程式表示)试管中有红褐色沉淀产生Fe33OH=Fe(OH)3试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe22OH= Fe(OH)2(白色)、4Fe(OH)2O22H2O =4Fe(OH)32.氢氧化铁和氢氧化亚铁都为不溶性碱，由此可推测它们具有以下性质(1)都能与酸反应生成相应的盐和水，它们分别与盐酸反

5、应的离子方程式是Fe(OH)33H=Fe33H2O，Fe(OH)22H=Fe22H2O。(2)不稳定，受热易分解，其化学方程式分别为Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O33H2O，Fe(OH)2：Fe(OH)2FeOH2O。(1)氢氧化铁和氢氧化亚铁的物质类别是不溶性碱，其主要化学性质为都能与酸反应生成盐和水，不稳定，受热易分解。(2)铁的氢氧化物的制取方法是相应盐和碱反应。制取氢氧化亚铁时，常得到红褐色沉淀是因为Fe(OH)2极易被空气中的O2氧化成Fe(OH)3。所以为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入到FeSO4液面以下，再挤出NaOH溶液。3.化

6、合物A、B组成元素相同，且B为白色。C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的NaOH溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题：(1)写出各物质的化学式：A_、B_、C_、D_。(2)写出B转化为A的化学方程式：_。写出A受热分解的化学方程式：_。答案(1)Fe(OH)3Fe(OH)2FeSO4Fe2O3(2)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O33H2O解析解答本题的关键是抓住C与NaOH溶液反应的特征现象，确定A是Fe(OH)3，C是FeSO4，B为Fe(OH)2，D为Fe2O3。

7、4.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与不含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，除加硫酸防止生成Fe(OH)2外，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溶液的液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_。方法二：在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2)在试管里加入的试剂是_。(3)为了制得白色的Fe(OH)2沉淀，在试管和

8、中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。答案方法一：(1)铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2转化成Fe(OH)3沉淀方法二：(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界空气不容易进入三、铁盐和亚铁盐1.Fe2、Fe3的检验方法(1)观察法：浅绿色溶液中含有Fe2；棕黄色溶液中含有Fe3。(2)加碱法：若产生的白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的为Fe2；若直接产生红褐色沉淀的为

9、Fe3。(3)加KSCN：无明显现象，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2；若溶液变红色的为Fe3。2.Fe2与Fe3的转化如下图所示(1)在盛有氯化铁溶液的试管中加适量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液，溶液不变色，再加入氯水后，溶液变成红色。(2)上述实验中有关反应的离子方程式是2Fe3Fe=3Fe2、2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)由上述实验可知：Fe3遇到较强的还原剂，会被还原成Fe2；Fe2在较强氧化剂的作用下，会被氧化成Fe3。1.Fe2和Fe3的检验(1)直接观察颜色；(2)利用氢氧化物沉淀的颜色；(3)利用显色反应；(4)利用Fe2的还原性；(5)利用Fe3的氧化性

10、。2.Fe2、Fe3、Fe之间的相互转化关系(1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H、S、Fe3等)氧化成Fe2，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3。(2)Fe2既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂Cl2、KMnO4(H)等氧化为Fe3；可被还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。(3)Fe3只具有氧化性，可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。5.已知有以下物质的相互转化：试回答：(1)B的化学式为_；D的化学式为_。(2)写出由E转变成F的化学方程式：_。(3)常用_(填试剂名称)检验G中的阳离子，其现象为_。(4)向G溶液中加入A的有关反应的

11、离子方程式为_。答案(1)FeCl2KCl(2)4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3(3)KSCN溶液棕黄色溶液变为红色溶液(4)2Fe3Fe=3Fe2四、铜盐1.物理性质硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐可溶于水；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，难溶于水。2.化学性质(1)铜的化学性质不活泼，使用铜器皿比较安全。(2)铜盐属于重金属盐，有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。3.铜及其化合物的颜色Cu：紫红色CuO：黑色Cu(OH)2：蓝色CuSO4：白色CuSO45H2O：蓝色CuCl2：棕黄色6.下列说法正确的是()A.铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食

12、品的器皿B.铜的导电能力不如铝C.由于Cu2有氧化性，所以用CuSO4来配制农药D.因为Cu2能使蛋白质变性，所以铜盐溶液有毒答案D解析金属铜的化学性质比较稳定，所以使用铜器皿比较安全；铜属于重金属，铜盐有毒，因Cu2会与蛋白质作用，使蛋白质变性。铁及其化合物常见转化关系1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性()(2)实验室配制FeSO4溶液时，常在溶液中加入少量铁粉()(3)氯化亚铁不可能由化合反应生成()(4)Fe3、Cu2、H、Fe2四种离子中氧化能力最强的是Fe3()(5)Fe(OH)2在空气中充分加热时，可分解为FeO和H2O()(6)Fe

13、2O3Fe(OH)3不能经过一步反应实现()(7)向FeCl3溶液中滴加适量的KSCN溶液，产生红色沉淀()(8)向某溶液中滴加氯水，后滴加KSCN溶液，溶液变红色，则原溶液中有Fe2()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2.下列关于铁矿石的说法正确的是 ()A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同C.磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色D.FeO俗称铁红答案C3.证明某溶液中只含有Fe2而不含有Fe3的实验方法是()A.先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B.只需滴加KSCN溶液C.先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显

14、红色D.滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色答案C4.下列离子方程式正确的是()A.铁跟FeCl3溶液反应：FeFe3=2Fe2B.Fe跟稀盐酸反应：2Fe6H=2Fe33H2C.FeCl2溶液跟Cl2反应：Fe2Cl2=Fe32ClD.Fe(OH)3跟盐酸反应：Fe(OH)33H=Fe33H2O答案D解析A中电荷不守恒，应为Fe2Fe3=3Fe2；B中违反反应事实，应为Fe2H=Fe2H2；C中电荷不守恒，应为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。5.已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式：A._；C._；F._；G._。(2)检验D

15、中阳离子的方法为_。(3)保存C溶液时要加固体A的原因是_。(4)写出下列转化的离子方程式：DC：_。CD：_。答案(1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3(3)防止Fe2被O2氧化(4)2Fe3Fe=3Fe22Fe2Cl2=2Fe32Cl解析根据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E为Fe(OH)2，G为Fe2O3，X为H2。基础过关题组一铁及其化合物的性质1.将铁屑溶于过量盐酸后，再加下列物质，会有三价铁生成的是()A.稀硫酸 B.氯气 C.氯化锌

16、 D.氯化铜答案B解析Fe溶于盐酸后发生反应：Fe2H=Fe2H2，而Fe2遇强氧化剂才会生成三价铁。通过下列思考来分析各选项。稀硫酸不能把Fe2氧化成Fe3；氯气能将溶液中的Fe2氧化成为Fe3；氯化锌、氯化铜溶液中的Zn2、Cu2有一定的氧化能力，其中Cu2可以将单质铁氧化成Fe2，但却不能将Fe2氧化成Fe3，Zn2不能氧化Fe2。2.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FeOB.铁与水蒸气在高温下反应的产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤D.Fe3与KSCN反应产生红色沉淀答案C解析赤铁矿的主要成分是Fe2

17、O3；Fe与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2；Fe3与SCN反应生成的红色络合物可溶，不是沉淀。3.把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为()A.Fe3和Cu2 B.Fe2和Cu2C.Fe2和Fe3 D.Fe2答案D解析本题涉及的物质的性质有：CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，Fe3与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe3和Cu2较少，分别被Fe还原为Fe2和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2。4.有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用一

18、种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是()A.盐酸 B.烧碱溶液C.氨水 D.KSCN溶液答案B解析将过量NaOH溶液分别加入上述几种溶液，无明显现象的是NaCl，生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是FeCl2，生成红褐色沉淀的是FeCl3，生成白色沉淀不溶解的是MgCl2，生成白色沉淀又溶解的是AlCl3，而氨水虽然能区分出NaCl、FeCl2、FeCl3，但不能将MgCl2与AlCl3区分开。5.铁屑溶于过量的稀H2SO4，过滤后向滤液中加入适量的硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色的沉淀生成。过滤、加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别是 ()A.Fe(O

19、H)3；Fe2O3B.Fe(OH)2；FeOC.Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4D.Fe2O3；Fe(OH)3答案A题组二Fe2、Fe3的检验与转化6.将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是()A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe2(SO4)3答案A解析Fe3O4与HCl反应，既有FeCl3生成，又有FeCl2生成。7.要证明某溶液中不含Fe3，而可能含有Fe2，进行如下实验操作的最佳顺序为()加入足量氯水加入足量KMnO4(H)溶液加入少量KSCN溶液A. B. C. D.答案C解析先加入少量KSCN溶液，若无红色，证明无

20、Fe3，然后加足量的氯水，若出现红色，说明有Fe2存在。不用加入足量KMnO4(H)溶液的原因是KMnO4(H)溶液是紫红色的溶液，干扰Fe2检验。8.在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是()A.Cu2 B.Fe3 C.Fe2 D.H答案C解析因所剩固体能被磁铁吸引，说明Fe有剩余，2Fe3Fe=3Fe2，Cu2Fe=CuFe2，2HFe=Fe2H2，即Fe3、Cu2、H等可与Fe反应，不可能存在较多。9.将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 molL1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A.铁粉剩余，

21、溶液呈浅绿色，Cl基本不变B.向溶液中滴入无色KSCN溶液，不显红色C.溶液中Fe2与Fe3物质的量之比为61D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为25答案C解析n(Fe)0.02 mol，n(FeCl3)0.05 mol，由Fe2Fe3=3Fe2知，Fe3过量0.01 mol，铁粉全部溶解，反应生成Fe2 0.06 mol；Fe3过量，滴入无色KSCN溶液，溶液显红色；氧化生成的Fe2和还原生成的Fe2的物质的量之比为12。10.某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2、0.2 mol Fe3，加入0.2 mol铁粉，待Fe3完全被还原后，溶液中Fe2的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体

22、积不变)()A.0.4 molL1 B.0.6 molL1C.0.8 molL1 D.1.0 molL1答案C解析由反应：2Fe3Fe=3Fe2可知铁粉过量，0.2 mol Fe3与过量铁粉反应生成0.3 mol Fe2，故反应后Fe2共为0.4 mol，c(Fe2)0.8 molL1。能力提升11.只用一种试剂或操作，除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)，写出试剂或操作的名称、方法及有关的离子方程式。物质(括号内为杂质)加入试剂和操作离子方程式(1)Fe2O3(Al2O3)(2)Fe2O3Fe(OH)3(3)FeSO4溶液(CuSO4)(4)FeCl3溶液(FeCl2)答案(1)加过量氢氧化

23、钠溶液，搅拌、过滤Al2O32OH=2AlOH2O(2)加热2Fe(OH)3Fe2O33H2O(3)加足量铁粉，过滤Cu2Fe=Fe2Cu(4)通入氯气2Fe2Cl2=2Fe32Cl12.小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。 (1)实验前小明预测说：Fe2肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是_。(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1 molL1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。若小明计划在0.1 molL1 FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2的还原性，你预计可能发生的反应和现象是_(

24、写离子方程式)，溶液由浅绿色变为_色。实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2被氧化的产物Fe3的存在以获取证据。你认为可选_滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现_色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的。对于证明Fe2具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为_(填化学符号)。(3)小明分析H2O2中氧元素显1价(中间价)，并提出疑问：H2O2与FeCl2反应时，Fe2还作氧化剂吗？请你为小明梳理相关问题：若Fe2在反应中表现出氧化性应

25、转化成_(填化学符号，下同)，若Fe2在反应中表现出还原性应转化成_。实际上Fe2的还原性较强，实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是_，相关反应的离子方程式：_。答案(1)因为Fe2中铁元素化合价处于中间价态，既可以升高也可以降低(2)Cl22Fe2=2Cl2Fe3棕黄KSCN溶液红ZnFeCu(3)FeFe3加入适量铁粉 2Fe3Fe=3Fe213.如图所示装置，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6 molL1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中应预先加入的是_，A中反应的离子方程式是_。(2)实验开始时应先将活塞a_(填“打开”或“关闭”)。其目的是_。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：_。(4)实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B中发生反应的化学方程式为_。(5)图中_(填“能”或“不能”)较长时间看到Fe(OH)