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1、第十讲 铁及其重要化合物20111013 编写 余雪峰 高考目标导航考纲导引考点梳理了解铁及其重要化合物的主要性质及应用1.铁的化学性质。2.铁的氧化物与氢氧化物。基础知识梳理一、铁的性质：1.结构:原子结构示意图 轨道排布式 2.物理性质： 色光泽、密度大,熔沸点高, 性、 、 性较好、能被磁铁吸引。3.化学性质：铁是较活泼的金属，铁原子的最外层电子数为 个，可失去 个或 个电子而显 价或 价，但 价的化合物较稳定。（1）与非金属反应： Fe + O2 Fe + C12 （铁丝在氯气中燃烧时，生成 色的烟，加水振荡后，溶液显 色） Fe + S 说明 铁跟氯气、硫反应时，分别生成+2价和+3
2、价的铁，说明氧化性：氯气硫（2）与水反应：在常温下，在空气中的水和O2等的共同作用下，Fe易被腐蚀(铁生锈)在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2： Fe + H2O(g) Fe3O4 + H2（注意教材实验）（3）与酸反应：与非氧化性酸的反应例如： Fe + H 与氧化性酸。a. HNO3(稀)过量时生成Fe3：Fe HNO3(稀)= b铁粉过量时生成Fe2： Fe HNO3(稀)= c.铁遇到冷的浓H2SO4、浓HNO3时，产生钝化现象，因此金属铁难溶于冷的浓H2SO4或浓HNO3中(4)铁与盐溶液的反应铁能与比它活动性弱的金属的盐溶液反应，置换出这种金属。 Fe CuSO4= 铁能与FeCl
3、3溶液反应生成FeCl2。离子方程式：Fe3 Fe= 二、铁的氧化物及氢氧化物1.铁的氧化物FeOFe2O3(铁红)Fe3O4(磁性氧化铁)化合价 色、态 水溶性和H+反应 与CO反应稳定性在空气中氧化为Fe3O4空气中稳定在空气中稳定制备高温熔融过量的铁与O2反应2Fe+O2 2FeO氢氧化铁加热分解2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O铁在氧气中燃烧3Fe + 2O2 Fe3O42.铁的氢氧化物氢氧化亚铁Fe(OH)2氢氧化铁 Fe(OH)3色态 水溶性 与酸反应 特殊酸反应Fe(OH)2 +HNO3 = Fe(OH)3 + HI= 稳定性不稳定，易被空气中的氧气氧化，现象 方程式 较稳定
4、空气中久置会部分失水成铁锈受热易分解方程式 制取（离子方程式）新制FeSO4溶液与NaOH溶液隔绝空气反应： 铁盐与可溶性碱反应： 三、铁的三角转化关系1.关系：2.应用（1）共存问题Fe2+在酸性条件下不能与强氧化性离子共存，如：NO3-、MnO4-、ClO- 等。不能与发生复分解和双水解反应的离子共存，如：OH-、CO32-、HCO3-、S2-、SO32-等。Fe3+：不能与还原性离子共存，如：I-、S2-、SO32- 等。不能与发生复分解和双水解反应的离子共存，如：OH-、CO32-、HCO3-、AlO2-等；不能与SCN-共存；不能与苯酚共存。（2）分离与提纯FeCl2（杂质FeCl3
5、），加入铁钉或铁粉后过滤。FeCl3（杂质FeCl2），通入Cl2或滴加氯水或加入“绿色”氧化剂H2O2：离子方程式: Fe2+ H2O2+ H+ （3）制备物质工业冶炼铁，如：Fe3O4+ CO 制取氢氧化亚铁 实验原理：FeSO4 + NaOH 实验现象：生成灰白色沉淀，迅速转化为灰绿色，最后变成红褐色。 要制得白色的Fe(OH)2沉淀，要注意以下几点：a.硫酸亚铁溶液中不能含有Fe3+，因此，硫酸亚铁溶液应是新制备的； b.实验用的氢氧化钠溶液，溶解亚铁盐的蒸馏水应煮沸，以除去溶解在水中的氧气；c.实验时，用长胶头滴管吸取氢氧化钠溶液后，把滴管插入硫酸亚铁溶液的底部，再轻轻挤胶头滴管的胶
6、头，逐滴加入氢氧化钠溶液，这时就会析出Fe(OH)2白色絮状沉淀。五、Fe2+和Fe3+的检验及溶液配制1溶液颜色：含有Fe2的溶液显 色，含有Fe3的溶液显 色。2用KSCN溶液和氯水相关离子方程式： Fe2 + Cl2 Fe3 + SCN ；3. 用NaOH溶液或氨水相关反应方程式：Fe2 OH= Fe(OH)2 O2 H2O= 4.在配制含有Fe2的溶液时要加入少量铁粉防止其被氧化，加入对应酸抑制水解；在配制含有Fe3的溶液时，为了抑制水解，一般将盐溶入对应酸里，再加水稀释。例如：配置FeCl3溶液时，将FeCl3溶解在浓盐酸里在加水稀释。注意; FeCl3溶液在与许多试剂反应时会出现特
7、殊现象，可作为鉴别Fe3的依据。(1)向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液呈红色；(2)FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀；(3)向FeCl3溶液中加入过量Fe粉，溶液变浅绿色；(4)向FeCl3溶液中加入过量Cu粉，溶液变蓝绿色；(5)将FeCl3溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变蓝色；(6)将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3胶体；(7)加入苯酚显紫色（即显色反应）。要点透析例1、将 1.12 g 铁粉加入 25 mL 2 mol/L 的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( )A铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl浓度基本不变B往溶液中滴入无色 KSCN 溶液，显红色
8、CFe2和Fe3的物质的量之比为51D氧化产物与还原产物的物质的量之比为25例2、要证明某溶液中不含Fe3而可能含有Fe2进行如下实验操作时，最佳顺序为( )加入足量氯水 加入足量KMnO4加入少量NH4SCN溶液 A B C D高考真题1.（2011福建高考9）下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是（ ）2.（2010全国卷1）能正确表示下列反应的离子方程式是（ ）A将铜屑加入溶液中：B将磁性氧化铁溶于盐酸：C将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合： D将铁粉加入稀硫酸中：3.（2010上海卷）由5mol Fe2O3、4mol Fe3O4和3mol FeO组成的混合物，加入纯铁1mol
9、并在高温下和Fe2O3反应。若纯铁完全反应，则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是A4:3 B3:2 C3:1 D2:l （双选）（ ）4.（2011江苏高考16）以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl36H2O）的工艺流程如下：回答下列问题：（1）在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），该反应的平衡常数表达式为K= ；过量的SO2与溶液反应的化学方程式为 （2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是 、 。（3）通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为 ；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体
10、为 （写化学）。5.（2011天津高考7）图中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系（部分产物已略去）。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。回答下列问题：组成单质Y的元素在周期表中的位置是 ；M中存在的化学键类型为 ；R的化学式是 。一定条件下，Z与H2反应转化为ZH4。ZH4的电子式为 。已知A与1mol Al反应转化为X时（所有物质均为固体），放出akJ热量，写出该反应的热化学方程式： 。写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式： 。向含4mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量，假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(X2+)随n(X
11、)变化的示意图，并标出n(X2+)的最大值。6.（2011全国卷I27）如图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。已知： 反应C+GB+H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接； I是一种常见的温回答问题：（1）中反应的化学方程式为 ；（2）化合物I的电子式为 ，它的空间结构是 ；（3）1.6g G溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少需铜粉的质量（写出离子方程式和计算过程）；（4）C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为 ，反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为 ；（5）E在I中燃烧观察到的现象是 。7.（2010安徽卷）（13分）某
12、研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：实验制备银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是 。a.边振荡盛有2的AgNO3溶液的试管，边滴入2的氨水。至最初的沉淀恰好溶解为止b.将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中 c.制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热d.银氨溶液具有较弱的氧化性e.在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大提出假设假设1：Fe1具有氧化性，能氧化Ag。假设2：Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3能氧化Ag。设计实验方案，验证假设（2）甲同学从上述实验的生成物
