2018年高考化学一轮复习 考点过关 金属元素及其化合物 专题3 铁及其化合物.docVIP

金属元素及其化合物 专题3 铁及其化合物 【复习目标】 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。 3.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。 1.金属铁 原子结构 铁位于第四周期第族，铁原子的最外层电子数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳定 铁是地壳中最丰富的元素之一，含量为4.75%，在金属中仅次于铝。铁分布很广，能稳定地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3·3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）、钛铁矿（主要成分是FeTiO3）等 铁是银白色光泽密度大，熔沸点高，延展性、导电导热性较好能被磁铁吸引。铁是较活泼的金属 与O2反应 常温下铁腐蚀生成铁锈，铁锈主要成分为Fe2O3 Fe3O4（铁继续燃烧，火星四射） 与Cl2反应 2FeCl3（不论铁的量多少，与氯气反应产物都是氯化铁） 与反应 FeS（不论铁的量多少，与硫反应产物都是硫化亚铁） 与水蒸气反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 与反应 Fe + 2H＋ ＝ Fe2＋ + H2↑2 常温下，遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，所以可用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸 加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸反应： 2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O 铁与稀硝酸反应不产生H2。当HNO3过量时铁元素的存在形式为Fe3＋。反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，当Fe过量时铁元素的存在形式为Fe2＋。反应原理：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，当时：铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋ 与盐溶液的反应 与CuSO4溶液反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 与FeCl3溶液反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 制备 原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石 设备：高炉 主要反应 ①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO； ②铁的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2； ③造渣反应：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3 ①1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA 常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应 将铁屑放入稀HNO3中，证明Fe比H2活泼 用NaOH溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅 Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3 FexO）1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 ml Cl2，恰好将Fe2+完全氧化，x值为0.80 ⑦Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中一定有＋3价铁生成 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 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 将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体 ?将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈红色，稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋ ?铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 自然界中有少量铁以单质形式存在(如陨铁)，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，制备Fe(OH)3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，忽视了Fe3＋的氧化性，过量的Fe只能生成硝酸亚铁和NO气体，??错误。 答案：④⑥ 2.铁的氧化物和氢氧化物 （1）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 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 ＋2 ＋3 ＋2，＋3 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 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)2＋2H＋Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O 受热分解 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 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－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