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,第三章 金屬及其化合物,,第三講 鐵及其重要化合物,[考綱要求] 1．了解鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 2．了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。,考點一 鐵的性質(zhì)及應(yīng)用,知識梳理,Ⅷ,2．鐵的性質(zhì) (1)物理性質(zhì)。 純鐵具有金屬的共性，如具有__________金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導(dǎo)體，具有能被__________吸引的特性，純鐵有很強的抗腐蝕能力。 (2)化學性質(zhì)。 鐵元素性質(zhì)活潑，有較強的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。,銀白色,磁鐵,,①與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)： a．與O2的反應(yīng)： 常溫下：鐵被腐蝕生成鐵銹，其主要成分為__________。 點燃時：____________________________。 b．與Cl2的反應(yīng)：____________________________。 c．與S的反應(yīng)：____________________________。,Fe2O3,②與水的反應(yīng)： 常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)： __________________________________。 ③與酸的反應(yīng)： a．與非氧化性酸反應(yīng)的離子方程式為________________________。 b．與氧化性酸： 遇冷的濃硫酸或濃硝酸__________，與稀硝酸或在加熱條件下與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)無H2產(chǎn)生。 ④與某些鹽溶液的反應(yīng)： a．與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式為______________________。 b．與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式為__________________________,Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑,鈍化,Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu,2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋,3．鐵的應(yīng)用 (1)用途：用途最廣泛的是鐵合金——鋼，用于制造不銹鋼、特種鋼、鋼板、鋼管等。 (2)制備：工業(yè)上冶煉鐵的反應(yīng)方程式為 _____________________________________。,1．下列關(guān)于鐵的說法正確的是( ) A．純鐵為灰黑色，所以鐵屬于黑色金屬 B．鐵在硫蒸氣中燃燒生成Fe2S3 C．純鐵的抗腐蝕能力非常強，鐵在干燥的空氣里不易被氧化 D．鐵的化學性質(zhì)比較活潑，它能和水蒸氣反應(yīng)生成H2和Fe(OH)3,題組訓(xùn)練,,2．把22.4 g鐵粉完全溶解于某濃度的硝酸中，如反應(yīng)只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列說法正確的是( ) A．反應(yīng)后生成的鹽只為Fe(NO3)3 B．反應(yīng)后生成的鹽只為Fe(NO3)2 C．反應(yīng)后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質(zhì)的量之比為1∶3 D．反應(yīng)后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質(zhì)的量之比為3∶1,,3．在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到的Fe2＋的物質(zhì)的量(縱坐標)與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標)的關(guān)系如圖所示。請將正確答案的序號填在相應(yīng)的橫線上。 ①Fe3＋ ②Fe2＋ ③Fe、Fe2＋ ④Fe2＋、Fe3＋ (1)AB段鐵元素以________形式存在。 (2)BC段鐵元素以________形式存在。 (3)CD段鐵元素以________形式存在。,,①,④,③,解析 向稀硝酸中加入鐵粉，開始時稀硝酸過量應(yīng)生成Fe3＋，故AB段鐵元素以Fe3＋形式存在。隨著鐵粉的增加，溶液中的Fe3＋與Fe反應(yīng)生成Fe2＋。Fe3＋全部轉(zhuǎn)化成Fe2＋后，鐵粉不再溶解，故CD段鐵元素以Fe、Fe2＋形式存在。,,,1．鐵的氧化物,考點二 鐵的氧化物與氫氧化物,知識梳理,黑色,紅棕色,黑色,＋2,＋3,＋2、＋3,FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O,Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2O,2.鐵的氫氧化物,白色固體,紅褐色固體,Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O,Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓,Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓,灰綠,紅褐,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,1．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是( ) A．Fe(OH)3 Fe2O3 B．Fe(OH)2 Fe2O3 C．Fe(OH)2 Fe(OH)3 D．Fe(OH)2 Fe3O4,題組訓(xùn)練,解析 鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為＋3 價，最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。 答案 B,解析 HNO3具有強氧化性，與Fe反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為NO，A項錯；鐵與Cl2反應(yīng)無論量的多少產(chǎn)物都是FeCl3，B項錯；C項中Fe2O3溶解產(chǎn)生Fe3＋恰好將鐵單質(zhì)氧化，因而不能置換出H2，正確；FeCl3溶液加熱時易水解，D項錯。 答案 C,3．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是__________ (填序號)。,,①②③⑤,解析 因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；③的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；⑤中液面加苯阻止了空氣進入；④由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。,成功制備Fe(OH)2的關(guān)鍵 由于Fe(OH)2具有很強的還原性，易被氧化為 Fe(OH)3，在實驗室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長時間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備 實驗探究的熱點。 制備原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 成功關(guān)鍵：①溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)； ②制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。,1．亞鐵鹽 含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。 (1)氧化性：Fe2＋與Zn反應(yīng)的離子方程式： _______________________________； (2)還原性：Fe2＋與Cl2反應(yīng)的離子方程式： _______________________________。,考點三 Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)及檢驗,知識梳理,Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋,2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－,2．鐵鹽 (1)氧化性： 含F(xiàn)e3＋的溶液呈__________色，F(xiàn)e3＋具有較強的氧化性。 ①Fe3＋與Cu反應(yīng)的離子方程式：_________________________。 ②Fe3＋與I－反應(yīng)的離子方程式：_________________________。 (2)特性： 含有Fe3＋的鹽溶液遇KSCN溶液變成__________色。,黃,2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋,2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2,血紅,上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中標號反應(yīng)的離子方程式為 ①______________________________________； ②_________________________________________； ③______________________________； ④__________________________________。,2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O,2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋,2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋,1．下列試劑中，不能使Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋的是( ) ①氯氣 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸 ⑤鹽酸 ⑥NaNO3溶液 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥,題組訓(xùn)練,,2．用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得的溶液中加入鐵粉。對加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是( ) A．若無固體剩余，則溶液中一定有Fe3＋ B．若有固體存在，則溶液中一定有Fe2＋ C．若溶液中有Cu2＋，則一定沒有固體析出 D．若溶液中有Fe2＋，則一定有Cu析出,解析 FeCl3溶液腐蝕銅，發(fā)生反應(yīng)：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，則所得溶液中含有Fe2＋、Cu2＋，若FeCl3過量，則所得溶液中還含有Fe3＋。加入鐵粉，F(xiàn)e先與Fe3＋反應(yīng)，再與Cu2＋反應(yīng)。若無固體剩余，則Fe3＋可能完全反應(yīng)，也可能部分反應(yīng)，因此無法判斷是否有Fe3＋，A項分析不合理；若有固體存在，則可能為Fe或Cu或Fe和Cu的混合物，無論是哪種情況，溶液中一定有Fe2＋，B項分析合理；若溶液中有Cu2＋，則Cu2＋可能部分反應(yīng)或沒有反應(yīng)，因此溶液中可能有Cu析出，C項分析不合理；無論是否有Cu析出，溶液中一定有Fe2＋，D項分析不合理。 答案 B,3．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2＋濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如下圖所示。則稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物質(zhì)的量濃度之比為( ) A．1∶1∶1 B．1∶3∶1 C．3∶3∶8 D．1∶1∶4,,解析 據(jù)氧化性由強到弱的順序HNO3Fe3＋Cu2＋，可知隨鐵粉的增加，反應(yīng)的方程式分別為 4HNO3(稀)＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 4 mol 1 mol 1 mol 2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2 2 mol 1 mol 3 mol Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu 1 mol 1 mol 1 mol 所以原溶液中，F(xiàn)e(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物質(zhì)的量之比為(2 mol－1 mol)∶1 mol∶4 mol＝1∶1∶4。 答案 D,4．為了驗證Fe3＋的性質(zhì)，某化學興趣小組設(shè)計了下圖所示的一組實驗，其中實驗方案設(shè)計錯誤的是( ) A．④ B．③ C．③④ D．①②③④⑤,解析 ③不反應(yīng)，實驗方案及現(xiàn)象均錯；④檢驗的是Cl－，與Fe3＋的性質(zhì)無關(guān)。 答案 C,,5．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋進行如下實驗操作時，最佳順序為( ) ①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③,解析 在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不變血紅色，無Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變?yōu)檠t色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不用KMnO4溶液。 答案 C,6．下列離子的檢驗方法合理的是 ( ) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血紅色，說明不含F(xiàn)e2＋ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變血紅色，說明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋,解析 A項中只能說明含有Fe3＋，不合理；B項原溶液中可能只有Fe3＋而沒有Fe2＋；D項中氧化后生成紅褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩蓋了白色沉淀Mg(OH)2。 答案 C,檢驗Fe2＋、Fe3＋的常用方法 1．根據(jù)溶液顏色 含有Fe2＋的溶液顯淺綠色 含有Fe3＋的溶液顯棕黃色 2．用KSCN溶液和氯水 (1)流程： (2)有關(guān)反應(yīng)：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血紅色) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－,3．用NaOH溶液 (1)流程： (2)有關(guān)反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(紅褐色沉淀) Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,