2019新优化高考-化学一轮(全国通用版~)精致讲义-铁及其-重要化合物.doc
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1、|第三讲 铁及其重要化合物1.了解铁及其重要化合物的制备方法。2.掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。铁及其重要化合物知识梳理1.铁的物理性质纯铁具有金属的共性,如具有银白色金属光泽,具有导电性、导热性和延展性,具有能被磁铁吸引的特征。2.铁的化学性质(用化学方程式或离子方程式表示 )铁单质性质活泼,有较强的还原性,铁元素主要化合价为2 价和3 价。(1)与非金属单质的反应与 O2 的反应常温:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分为 Fe2O3。点燃:3Fe2O 2 Fe3O4。= = = = =点 燃 与 Cl2 的反应: 2Fe3Cl 2 2FeCl3。= = = = =点 燃 与 S 的反应
2、:FeS FeS。= = = = = (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:3Fe4H 2O(g)Fe3O44H 2。= = = = =高 温 (3)与酸的反应与非氧化性酸反应的离子方程式:Fe2H =Fe2 H 2。与氧化性酸反应:遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化,与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应,但无 H2 产生。(4)与盐溶液的反应与 CuSO4 溶液反应的离子方程式:|FeCu 2 =Fe2 Cu。与 FeCl3 溶液反应的离子方程式:Fe2Fe 3 =3Fe2 。3.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
3、 红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水铁元素的化合价2 3 2,3稳定性 不稳定 稳定 稳定与 H 反应的离子方程式FeO2H =Fe2 H2OFe2O36H =2Fe3 3H2OFe3O48H =Fe22Fe 3 4H 2O 4.铁的氢氧化物化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3色态 白色固体 红褐色固体与盐酸反应 Fe(OH)22H =Fe2 2H 2O Fe(OH)33H =Fe3 3H 2O受热分解2Fe(OH)3 Fe2O33H 2O= = = = = 制备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 =
4、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)2O 22H 2O=4Fe(OH)35.亚铁盐和铁盐(1)亚铁盐含有 Fe2 的溶液呈浅绿色,Fe 2 既有氧化性,又有还原性,Fe 2 与 Zn、Cl 2 反应的离子方程式分别为 ZnFe 2 =Zn2 Fe、2Fe 2 Cl 2=2Fe3 2Cl 。(2)铁盐氧化性:含有 Fe3 的溶液呈棕黄色,Fe 3 具有氧化性,Fe 3 与 Cu 反应的离子方程|式为 2Fe3 Cu= =2Fe2 Cu 2 。特性:含有 Fe3
5、的盐溶液遇到 KSCN 时变成红色。易水解:FeCl 3 滴入沸水中的化学方程式: FeCl33H 2O Fe(OH)3(胶= = = = = 体)3HCl。自我检测1.判断正误(正确的打“” ,错误的打 “”)。(1)Fe 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。( )(2)在 FeCl3 溶液中加入 KHCO3 溶液,会有 CO2 产生,但无 Fe(OH)3 沉淀生成。( )(3)向硫酸亚铁溶液中滴加 NaOH 溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁。 ( )(4)铁与过量的硫粉共热产物是 Fe2S3。( )(5)Fe2O3 不可与水反应得
6、到 Fe(OH)3,所以不能通过化合反应制取 Fe(OH)3。( )(6)氢氧化铁与 HI 溶液反应的离子方程式为 Fe(OH)33H =Fe3 3H 2O。( )(7)将 FeCl3 溶液直接蒸干即可得到无水 FeCl3 固体。( )答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2.将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。Fe 2O3 a.红褐色 A.具有较强的还原性Fe(OH) 2 b.红棕色 B.易被氧化成灰绿色最终变成红褐色Fe(OH) 3 c.白色 C.红色油漆、涂料Fe 2 d.棕黄色 D.受热分解成红棕色粉末Fe 3 e.浅绿色 E.具有较强的氧化性答案:bC
7、 c B aD eA dE(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同,Fe 与 Cl2 反应生成 FeCl3,而 Fe 与盐酸反应生成 FeCl2。(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是 Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。(3)铁与硫蒸气反应生成的是 FeS 而不是 Fe2S3;铁与碘蒸气反应生成的是 FeI2 而不是FeI3。|(4)Fe3O4 的组成可理解为 FeOFe2O3,与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)反应时生成 Fe2和 Fe3 ;与氧化性酸(如 HNO3)反应时生成 Fe3 ;与还原性酸(如 HI)反应时生成 Fe2 。含有 a g HNO3 的稀硝酸跟 b
8、g 铁恰好反应,铁全部溶解,生成 NO。已知有a/4 g HNO3 被还原,则 ab 不可能是( )A.31 B.32C.41 D.92解析 若生成硝酸亚铁:3Fe8HNO 3=3Fe(NO3)2 2NO4H 2O168 263126b a/4168/b1264/aab31若生成硝酸铁:Fe4HNO 3=Fe(NO3)3NO2H 2O56 63b a/456/b634/aab92还可能生成硝酸铁和硝酸亚铁的混合物,所以 ab 介于 31 与 92 之间,不在此范围的只有 B 项。答案 B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,通过归纳总结完成以下填空:单质铁与 (填编
9、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:Cl 2 O 2 H 2O(g) S 盐酸稀硝酸(足量) 稀硫酸 CuSO 4 溶液 FeCl 2 溶液 铁粉与稀硝酸溶液满足n(Fe)n(HNO 3)516答案: |数轴法分析铁与稀 HNO3 反应的产物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:Fe4HNO 3(稀) =Fe(NO3)3NO2H 2O;Fe 过量:Fe2Fe(NO 3)3=3Fe(NO3)2;两者相加得总方程式:3Fe8HNO 3(稀) =3Fe(NO3)22NO4H 2
10、O,可以用数轴表示:解题时需注意量的范围。即: ,产物仅有 Fe(NO3)3,稀 HNO3 可能有剩余; ,产n(Fe)n(HNO3) 14 n(Fe)n(HNO3) 38物仅有 Fe(NO3)2,Fe 可能有剩余; ,产物为 Fe(NO3)3 和 Fe(NO3)2,Fe14 n(Fe)n(HNO3) 38和稀 HNO3 都反应完全。题组一 铁及其化合物的性质及计算1.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )A.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B.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为3 价C.工业上可用铁制容器储存浓硝酸和浓硫酸,原因是铁在常温下与两种酸
11、不反应D.工业上用 CO 在高温条件下还原含 Fe2O3 的铁矿石炼铁解析:选 D。自然界中有少量铁以单质形式存在 (如陨铁),A 错;铁在纯氧中燃烧产物是 Fe3O4,其中铁的化合价有 2 价和3 价两种价态, B 错;铁在常温下遇浓硫酸或浓硝酸钝化,形成了致密的氧化膜隔绝铁与酸的接触,C 错。2.向一定量的 Fe、FeO 和 Fe2O3 的混合物中加入 120 mL 4 mol/L 的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,生成 1.344 L NO(标准状况),往所得溶液中加入 KSCN 溶液,无红色出现。若用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为( )A.0.24 mo
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