1、1铁及其化合物一、铁元素的原子结构与在自然界的存在铁元素位于周期表 周期_族，其电子排布式为 ，原子结构示意图为 ，在自然界中主要以 形式存在，如磁铁矿（主要成分为 ） 、赤铁矿（主要成分为 ） 。二、铁的性质1、物理性质：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。纯铁抗蚀能力特别强，而我们常见的铁并非如此，原因是 2、化学性质：铁是 的金属，通常显+2、+3 价（1）与非金属单质反应（写出下列反应的化学方程式，并描述反应现象）与 O2 反应： 与 Cl2 反应： 与 S 反应： 与 I2 反应： （2）与水反应 与水蒸汽反应： 常温下，铁与水不起反应，但潮湿的空气
2、里，铁易被腐蚀，形成铁锈。反应方程式为： 、 、（3）与酸反应非氧化性酸（如稀硫酸、盐酸）现象： 反应离子方程式： 氧化性酸：常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会 。 （还有什么物质类似？）（a）与过量稀 HNO3 反应 （b）过量的 Fe 与稀 HNO3 反应 （c）与浓 HNO3 共热 （d）与浓硫酸共热 （4）与盐溶液反应 与 CuSO4 反应： 与 FeCl3 反应： 思考：铁与其他物质反应时，何时生成+2 价铁的化合物？何时生成+3 价铁的化合物？2三、铁的工业制法主要反应为 四、铁的化合物1、铁的氧化物化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4名称( 俗名)色、态溶解性 都难溶于水金属价态与
3、HCl 反应与 HNO3 反应与 HI 反应H2CO与还原剂 Al稳定性用途2、铁的氢氧化物化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 名称色、态物理性质水溶性酸碱性盐酸与酸反应硝酸稳定性实验室制备思考： 3如何避免制取 Fe(OH)2 时 Fe2+被氧化变质？如何制备氢氧化铁胶体？3、Fe 2+、Fe 3+的性质及检验（1）Fe 2+ 的性质水溶液是 色与 KSCN 溶液 ，再滴 则变红与 OH-反应 现象： 反应方程式： 、 既有 又有 ，但主要体现 。Fe 2+ 可被强氧化剂（如 ）氧化成 Fe3+。（2）Fe 3 +的性质水溶液是 色与 KSCN 溶液 ，反应方程式 与 OH-反应现象：
4、反应方程式： 只有 性。可被还原剂（如 ）还原为 Fe2+Fe3+有较强水解能力。水解离子方程式为： 思考： 能用加热蒸发 FeCl3 溶液得获得 FeCl3 固体吗？Fe 2(SO4)3 呢？Fe3+与 CO32-、S 2- 能共存吗？为什么？（3）Fe 2+、Fe 3+的检验检验 Fe2+的方法：（a）KSCN 法：先滴加 KSCN 溶液，若溶液不显血红色，再滴加氯水，若溶液显血红色。说明原溶液中有 Fe2+。（b）碱液法：现象 检验 Fe3+的方法（a）KSCN 法：现象 （b）碱液法： 现象 【例 1】在铁和铜的混合物中，加入不足量的稀硝酸，反应后剩余金属 m1 再向其中加入一定量的稀
5、硫酸，充分振荡后，剩余金属 m2g，则 m1 和 m2 之间的关系是（ ）Am 1 一定大于 m2 B. m1 可能等于 m2C. m1 一定等于 m2 C. m1 可能大于 m2 【例 2】将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是（ ）4A硫酸 B氯水 C硝酸锌 D氯化铜【例3】 一定量的Fe和Fe 2O3的混合物投入250 ml 2 mol/L硝酸溶液中，反应完全后，生成1.12 L NO（标况） ，再向反应后的溶液中加入1mol/LNaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入的 NaOH溶液体积最少是（ ）A、450 ml B、500 ml C、400 ml D、不能确定
6、【例 4】 在由 Fe、FeO、和 Fe2O3 组成的混合物中加入 100mL2mol/L 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出 448mL 气体（标准状况） ，此时溶液中无 Fe3+离子，则下列判断正确的是（ ）A混合物里 3 种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为 1:1:3B反应后所得溶液中的 Fe2+离子与 Cl-离子的物质的量浓度之比为 2: 1C混合物里，FeO 的物质的量无法确定，但 Fe 比 Fe2O3 的物质的量多D混合物里，Fe 2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多【例5】下列离子方程式书写正确的是（ ）A向溴化亚铁溶液中通入过量氯气： Fe2+2Br-+2C
7、l2=Fe3+ + Br2+ 4Cl B三氯化铁溶液跟过量氨水反应 Fe3+3NH3H2O = Fe(OH)3+3NH4+C硫化亚铁与盐酸反应 S2- +2H+=H2SD过量铁粉与稀 HNO3 反应：Fe+4H +NO3 = Fe3 +NO+2H2O【例 6】下列各组离子一定能大量共存的是（ ）A在含大量 Fe3+的溶液中 NH4+、Na +、Cl -、SCN B在强碱性溶液中 Na+、K +、Al(OH) 4-、CO 32- C在 c(H+)=1013 molL1 的溶液中 NH4+、Al 3+、SO 42-、NO 3- D在 pH=1 的溶液中 K+、Fe 2+、Cl -、NO 3-【例
8、7】下图是中学常见物质间的转化关系。已知：aA 为淡黄色固体，B 为导致“温室效应” 的主要物质；bE 为常见金属，J 为红褐色沉淀；cG 在实验室中常用于检验 B 的存在；dL 是一种重要的工业原料，常用于制造炸药，浓溶液常呈黄色。回答下列问题：(1)A 的电子式 _。(2)反应的化学方程式为_ 。反应 的离子方程式为 _ 。(3)若参加反应的 A 的质量为 39 g，则消耗 CO2 的体积(标况下)为_L。5【例 9】提供试剂药品：细铁钉，锌片、FeCl 2 溶液、FeCl 3 溶液、稀硫酸、NaOH 溶液、氯水、KSCN 溶液。根据你所学知识分析以上物质之间的反应，然后对这些反应进行分类
9、，写出反应的化学方程式：（1） Fe 作还原剂的反应有 （2） Fe2+作还原剂的反应有 （3） Fe2+作氧化剂的反应有 （4） Fe3+作氧化剂的反应有 【例 10】探究小组的同学在研究由 Fe2+制备 Fe(OH)2 的过程中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下 4 个实验方案：甲方案：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 Fe(OH)2。乙方案：应用钢铁吸氧腐蚀的原理，设计电池制备 Fe(OH)2。丙方案：按图实验，制备 Fe(OH)2。丁方案：按图实验，制备 Fe(OH)2。 （苯的作用是使电解质溶液隔绝空气）回答下列问题：在甲
10、方案中，所用 FeSO4 样品通常部分被氧化，写出在配制 FeSO4 溶液时，其操作过程及反应的离子方程式： 在乙方案中，正极的电极反应式是： 你认为该方案是否可行？ ，若不可行请说明理由：_在丙方案中，C 是止水夹。当容器 B、A 中均加入试剂并塞好橡皮塞后，还需要的操是 在丁方案中，在两电极之间的溶液中首先观察到白色沉淀。请写出 b 电极的电极反应式： 。则其电解质溶液可以是下列三项中的 。 A蒸馏水 BNaC1 溶液 CNaOH 溶液6课堂巩固，合作探究案任务一列举铁与氧气反应情况：请写出下列反应的化学方程式。1、铁四氧化三铁： 2、铁氧化铁：吸氧腐蚀负极反应： 正极反应： 3、铁氧化亚
11、铁：氧气顶吹转炉里过量高温铁水与纯氧反应生成氧化亚铁。任务二铁与硫酸、硝酸的多种反应情况：请写出下列反应的化学方程式。1、铁与稀硫酸 2、铁与浓硫酸 3、铁与稀硝酸 4、铁与浓硝酸 任务三三价铁离子的水解反应的研究1、 Fe3+水解生成氢氧化铁胶体：请写出反应的离子方程式。【针对性训练 1】用饱和的 FeCl3 溶液制取 Fe(OH)3 胶体，正确的操作是（ ）A.将 FeCl3 溶液滴入蒸馏水中B.将 FeCl3 溶液滴入热水中，生成棕黄色液体C.将 FeCl3 溶液滴入沸水中，并继续煮沸至生成红褐色液体D.将 FeCl3 溶液滴入沸水中，并继续煮沸至生成红褐色沉淀2、 Fe3+水解生成氢氧
12、化铁沉淀【思考】(1) FeCl3 水解时若“煮沸至溶液呈红褐色，并持续加热” ，将生成什么？为什么？(2)配置 FeCl3 饱和溶液时为什么要加入少许盐酸？随堂检测一判断正误：正确的打“” ，错误的打“” 。1在给定的实验条件下，下列转化无法实现：Fe2O3 FeCl3(aq) 无水 FeCl3( ) HCl（ aq） 2Al 遇冷浓硫酸会钝化，Fe 遇冷浓硫酸也能钝化( )3铁能被磁铁吸引，则任何金属都能被磁铁吸引( )74过量的铁粉与稀硝酸溶液反应的离子方程式为:Fe4H NO =Fe3 NO2H 2O( ) 35铁粉加入稀 H2SO4中的离子方程式为：2Fe6H =2Fe3 3H 2(
13、 )6将 NO2通入 FeSO4溶液中无明显现象( )7Fe 在适量 Cl2中燃烧生成 FeCl2和 FeCl3( )8将 NaOH 溶液滴入 FeSO4溶液中，可以看到稳定的白色沉淀( )9铁与 H2O(g)反应的产物是黑色的 Fe2O3和 H2( )10氧化亚铁与酸反应的产物均是亚铁盐( )11除去 FeCl2溶液中混有的 FeCl3：加入过量铁粉，过滤( )12除去 FeCl3酸性溶液中少量的 FeCl2：加入稍过量双氧水后放置( )二课堂巩固：1. 下列常见实验的现象或表述正确的是( )A过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加 KSCN 溶液，溶液显血红色B
14、制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁C检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加 KSCN 溶液 23 滴即可D向 CuSO4溶液中滴入过量 NaOH 溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”2下列反应的离子方程式正确的是( )A硫酸铁溶液与氢氧化钡溶液反应：Fe 3 3OH =Fe(OH)3B硫化钠溶液与氯化铁溶液反应：2Fe 3 3S 2 =Fe2S3C过量的铁与很稀的硝酸溶液反应无气体放出：4Fe10H NO =4Fe2 3H 2ONH 3 4D
15、硫化氢气体通入氯化亚铁溶液：H 2SFe 2 =FeS2H 3在下列有 FeCl3溶液参加的反应中，与 Fe3 水解有关的反应是( )FeCl 3与 Cu 反应 FeCl 3与 KI 反应 FeCl 3滴入沸水中 FeCl 3与 NaHCO3反应 FeCl 3作净水剂 FeCl 3的溶液中滴入石蕊试液变红色A B C D4通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是( )操作、现象 解释A向 KI淀粉溶液中加入 FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3 能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成 Fe(
16、OH)3C 向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生 说明 Fe 置换出硝酸中的氢，生成了氢气8D新制 Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明 Fe(OH)2易被 O2氧化成 Fe(OH)35(1)三草酸合铁酸钾晶体 K3Fe(C2O4 )33H2O 可用于摄影和蓝色印刷。某研究性学习小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得固体产物进行探究。该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有 K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是_，现象是_。(2)大理石的主要杂质是氧化铁，先加硝酸溶解大理石，再加氨水除去溶液中的 Fe3 ，过滤后向滤
17、液中加入足量的碳酸铵，充分反应后过滤，这就是提纯大理石的主要实验步骤。不用硫酸溶解大理石的原因是_；写出检验第一次所得滤液中是否含铁离子的方法： _。聚焦高考：1正误判断，正确的划“” ，错误的划“”(1)向 FeCl3溶液中加入 Mg(OH)2：3Mg(OH) 22Fe 3 =2Fe(OH)33Mg 2 (2013新课标全国卷，10D)(2)生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱(3)Fe 与 S 混合加热生成 FeS2(4)因为 Fe3 有强氧化性，所以 FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜()(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 ()(2012山东理综，12C)(6)Fe 在足量 Cl2中燃烧生成 FeCl2和 FeCl3()(天津理综，2D)(7)稀硫酸中加入铁粉 2Fe6H =2Fe3 3H 2大纲全国卷，7D)2下列图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的有_。5
