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1、 单县五中高三化学组 2015.09铁及其化合物 复习学案最新考纲1.了解铁的主要性质及应用。2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。2.以Fe2、Fe3的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。3.能鉴别溶液中的Fe2、Fe3。知识网络 考点一 应用广泛的金属单质铁知识梳理1铁的原子结构及位置铁位于元素周期表中第四周期族，原子结构示意图为26 最外层有2个电子，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为2价或3价。铁在地壳中的含量占第4位。自然界中铁元素主要以化合态形式存在。2铁的性质(1)物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引
2、的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。(2)化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成2、3两种价态的化合物。用化学方程式或离子方程式表示下列变化与非金属单质的反应：a与O2的反应：常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。点燃时：3Fe2O2Fe3O4。b与Cl2的反应：2Fe3Cl22FeCl3。c与S的反应：FeSFeS。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：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。与酸的反应：a与非氧化性酸反应的离子方程式为Fe2H=Fe2H2。b与氧化性酸：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。与某些
3、盐溶液的反应：a与CuSO4溶液反应的离子方程式为FeCu2=Fe2Cu。b与FeCl3溶液反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2。3铁的应用(1)用途：用途最广泛的是铁合金钢，用于制造不锈钢、特种钢、钢板、钢管等。(2)制备：工业上冶炼铁的反应方程式为：3COFe2O32Fe3CO2。深度思考1铁有很强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？答案主要因为铁不纯，往往含有碳等杂质，当这些铁制品在潮湿的空气中或接触到电解质溶液(如食盐水)时会发生电化学腐蚀。2铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？答案常温下铁、铝遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会生成一层致密的
4、氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。知识精讲命题点铁反应后元素价态的判断(1)铁与弱氧化剂(如S、I2、H、Fe3、Cu2)等反应所得产物为Fe2，铁元素的价态为2价，如：FeI2FeI2。(2)铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓H2SO4、硝酸等)反应所得产物为Fe3，铁元素的价态为3价。如2Fe3Br2=2FeBr3。(3)铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4，铁元素的价态为2、3价。(4)铁与稀硝酸反应产物的判断：当HNO3过量时：反应原理：Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O，铁元素的存在形式为Fe3，铁元素的价态为3价。当Fe过量时：反应原理：3Fe8HNO3=3Fe(
5、NO3)22NO4H2O，铁元素的存在形式为Fe2，铁元素的价态为2价。当时：铁元素的存在形式为Fe2和Fe3，铁元素的价态为2、3价。典题示例1下列物质反应后一定有3价铁生成的是_。过量的Fe与Cl2加热时发生反应Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3Fe与过量的S加热时发生反应Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中解析：Fe与Cl2反应只生成FeCl3；Fe与S反应只生成FeS；FeFe2Fe3；Fe2Fe3；Fe2O3溶于盐酸生成Fe3，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3，当Fe足量时，溶液中无Fe3。答案：2.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉
6、，得到的Fe2的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3(1)AB段铁元素以_形式存在。(2)BC段铁元素以_形式存在。(3)CD段铁元素以_形式存在。解析：向稀硝酸中加入铁粉，开始时稀硝酸过量应生成Fe3，故AB段铁元素以Fe3形式存在。随着铁粉的增加，溶液中的Fe3与Fe反应生成Fe2。Fe3全部转化成Fe2后，铁粉不再溶解，故CD段铁元素以Fe、Fe2形式存在。答案：(1)(2)(3)当堂达标1判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2014北京高考)铁表面自然形成的氧化层
7、能保护内层金属不被空气氧化()(2) (2014北京高考)将试管中铁粉与水蒸气加热，试管中肥皂水冒泡，说明铁与水蒸气在加热条件下发生了反应()(3)(2013全国卷)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe6H=2Fe33H2。()(4)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。()(5)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。()(6)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。()(7)铁与硫混合共热生成FeS2。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3生成的是(
8、)A硫酸B氯水C硫酸锌 D氯化铜解析：选BFe2HCl=FeCl2H2，选项中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与FeCl2反应，但氯水中的Cl2能氧化Fe2生成Fe3，离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。考点二 铁的氧化物与氢氧化物知识梳理1.铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4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)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价232，3稳定性不稳定稳定稳定与H反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O2.铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3
9、色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应Fe33OH=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)2O22H2O=4Fe(OH)3知识精讲命题点1铁的氧化物、氢氧化物的组成与性质典题示例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，
10、得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是()AFe(OH)3Fe2O3BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2Fe3O4解析：选B铁屑溶于过量稀H2SO4，有FeSO4生成，再加入过量氨水，有白色的Fe(OH)2生成，在空气中加热时，Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3，最后得到的红棕色残渣是Fe2O3。2由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为218，则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是()A121 B211C131 D113答案D解析可用平均组成法来求解：在混合物中铁原子和氧原子物质的量之比为(21
11、/56)(8/16)34，则混合物的平均组成为Fe3O4，在三种组合中Fe3O4则不必多考虑，应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合n(Fe)n(O)34，所以在混合物中它们的物质的量之比必须是11。归纳总结1.铁的氧化物组成的判断方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为mn，则氧化物中n(Fe)n(O)ab，若ab11，则铁的氧化物为FeO；若ab23，则铁的氧化物为Fe2O3；若ab34，则铁的氧化物是Fe3O4，或FeO与Fe2O3按物质的量比11的混合物，或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为11，Fe3O4为任意值)。2分析铁与稀HNO3反应
12、的关键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：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，Fe过量时：Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，两者相加得总方程式：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O。3在铁及其化合物的计算中能用“守恒法”的很多，常用到的有质量守恒、电子守恒等。如第5题中用到N原子守恒、Fe原子守恒以及溶液中Fe2、NO的电荷守恒。命题点2Fe(OH)2的制备典题示例1下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是_。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，即发
13、生4Fe(OH)2O22H2O=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。、原理相同，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；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；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。答案：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_
