1、鐵及其化合物審稿：曹玉婷 責 編: 宋杰【學習目標】1、鐵的性質；2、鐵的重要化合物及其相互轉化。 【要點梳理】要點一、鐵鐵的原子結構示意圖如下：【高清課堂：鐵及其化合物】1物理性質常溫下，純鐵是銀白色具有金屬光澤的金屬（純鐵的抗蝕力相當強），易導電、導熱，有延展性。鐵的熔沸點都很高：熔點是1535，沸點是2750。鐵能被磁體吸引，在磁場的作用下，自身也能產生磁性。【高清課堂：鐵及其化合物】2化學性質當跟弱氧化劑反應時：Fe-2eFe2+；當跟強氧化劑反應時：Fe-3eFe3+。鐵與非金屬的反應： 3Fe+2O2 Fe3O4  2Fe+3Cl22FeCl3 ，2F

2、e+3Br22FeBr3Fe+I2FeI2 ，Fe+SFeS鐵和某些鹽（如CuSO4）溶液的反應：Fe+Cu2+Fe2+Cu 鐵與酸的反應：與非氧化性酸：Fe+2H+Fe2+H2鐵與水蒸汽的反應：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2（注意產物是Fe3O4）注意：該實驗所用鐵粉為還原鐵粉（即剛用還原的方法得到的鐵粉）。實驗中收集氣體，并通過爆鳴實驗來驗證氫氣的產生。要點二、鐵的化合物1鐵的氧化物 （1）FeO不穩定，在空氣里受熱，就迅速被氧化成Fe3O4。 （2）Fe2O3常用作紅色油漆和涂料，赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）是煉鐵的原料。 （3）Fe的常見化合

3、價只有+2價和+3價，Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物質的量之比11組合而成的復雜氧化物，通常也可寫成FeO·Fe2O3的形式。FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物，Fe3O4不屬于堿性氧化物。【高清課堂：鐵及其化合物】2鐵的氫氧化物名稱氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學式Fe(OH)2Fe(OH)3分類堿堿性質色態白色固體紅褐色固體水溶性不溶于水不溶于水與酸反應Fe(OH)2+2H+ Fe2+ + 2H2OFe(OH)3+3H+Fe3+3H2O還原性穩定性4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O33H2O（受熱分解）

4、制法原理Fe2+ +2OH-  Fe(OH)2Fe3+ +3OH-  Fe(OH)3現象白色絮狀沉淀紅褐色沉淀要點詮釋：Fe(OH)2的制備要點： 硫酸亞鐵要現配（配制時，蒸餾水要煮沸，以減少蒸餾水中溶解的氧，防止亞鐵離子被氧化）。 制取Fe(OH)2時，要將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油（不能用CCl4），以防止空氣與Fe(OH)2接觸發生反應。3鐵鹽和亞鐵鹽：鐵鹽（Fe3+）亞鐵鹽（Fe2+）顏色黃色淡綠色與堿反應Fe3+3OHFe（OH）3Fe2+2OHFe（OH）2氧化性、還原性氧化性2Fe3+Fe3Fe2+氧

5、化性：Fe2+ZnZn2+Fe還原性：2Fe2+Cl22Fe3+2Cl要點三、Fe2+、Fe3+、Fe的相互轉變“鐵三角” 1Fe只具有還原性，可以被氧化劑氧化成Fe2+、Fe3+。 （1）Fe能被S、Fe3+、Cu2+、H+等較弱氧化劑氧化為Fe2+，如Fe+SFeS，Fe+2Fe3+3Fe2+。 （2）Fe能被Cl2、Br2、HNO3、濃H2SO4等強氧化劑氧化為Fe3+，如2Fe+3Cl22FeCl3。 2Fe2+既具有還原性又具有氧化性，可以被氧化為Fe3+，也可以被還原為Fe。（1）當Fe2+遇到強氧化劑O2、Cl2、HNO3、KMnO4等時，被氧化為Fe3+，如2Fe2+Cl22F

6、e3+2Cl。（2）當Fe2+遇到C、Al、Zn、CO等還原劑時，可以被還原為Fe，如Fe2+ZnZn2+Fe，FeO+COFe+CO2。 3Fe3+具有較強氧化性，可被還原為Fe2+或Fe。（1）Fe3+被C、CO、活潑的金屬（鉀、鈉、鈣除外）還原為Fe，如Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。 （2）Fe3+被KI、H2S、Fe、Cu、SO2等還原為Fe2+，如2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+。 要點詮釋：不同價態的鐵及鐵的化合物在相互轉化時，要注意所用氧化劑和還原劑的強弱不同。 利用以上轉化關系，可總結出鐵及不同價態的鐵的化合物的性質、用途、試劑保存、

7、溶液配制、除雜等。如Fe2+的溶液中含有Fe3+，可加入Fe粉以除去Fe3+等。【高清課堂：鐵及其化合物】要點四、Fe2+、Fe3+的鑒別鑒別方法Fe2+Fe3+觀察法淺綠色黃色加堿（NaOH）法現象：白色沉淀灰綠色紅褐色沉淀反應：Fe2+2OHFe(OH)2（白色）4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3（紅褐色）現象：紅褐色沉淀反應：Fe3+3OHFe(OH)3（紅褐色）加鹽（SCN）法現象：加入KSCN溶液無明顯現象，再滴入氯水變成紅色溶液反應：2Fe2+Cl22Fe3+2ClFe3+3SCNFe(SCN)3（紅色）現象：加入KSCN溶液，溶液變為紅色反應：Fe3+3SCNFe(

8、SCN)3（紅色）【典型例題】類型一：金屬與水（水蒸氣）反應的實驗探究例1 如下圖所示，在玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱并通入水蒸氣，用試管收集產生的經干燥的氣體，并靠近火焰點火。 （1）所觀察到的現象是_，有關反應的化學方程式是_。（2）干燥管內可裝入的試劑是_，其作用是_。干燥管還可用_（填裝置名稱）代替。（3）玻璃管中石棉絨的作用是_。實驗開始時應先點燃_，實驗結束時，應先熄滅_。【答案】（1）紅熱的鐵與水蒸氣反應，放出氣體，這種氣體靠近火焰點火時，能燃燒或發出爆鳴聲3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2（2）堿石灰（或無水CaCl2、硅膠等） 吸收水蒸氣，干燥氫氣 U形

9、管（3）鐵粉的載體，增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積 酒精燈 酒精噴燈【解析】常溫下Fe不與H2O發生反應，但在高溫下，Fe與H2O (g)反應生成Fe3O4和H2。因鐵粉和Fe3O4均為黑色，因此實驗過程中固體顏色無明顯變化，但產物H2可用點燃的方法驗證。石棉絨成分為硅酸鹽，它耐高溫且性質穩定，是鐵粉的載體。舉一反三：【變式1】有人設計了如右圖所示的實驗裝置，目的是做鈉與水反應的實驗并驗證：鈉的物理性質；鈉與水反應的產物是什么。（1）當進行適當操作時還需要的儀器有_。（2）如何進行操作？_。（3）實驗現象是_。【答案】（1）小試管和酒精燈 （2）將大頭針向上提，使鈉塊落入水中，將小試管扣在導管上收

10、集反應產生的氣體，用拇指堵住小試管口移近酒精燈，松開拇指點燃小試管中的氣體 （3）鈉浮在水面上很快熔化成閃亮的小球，并逐漸消失，水溶液由無色變成紅色，點燃小試管中的氣體時，有尖銳的爆鳴聲類型二：鐵的氧化物、氫氧化物的性質 例2 有0.4 g鐵的氧化物，用足量的CO在高溫下將其還原，把生成的CO2全部通入足量的澄清石灰水中，得到0.75 g固體沉淀物。這種鐵的氧化物的化學式為（ ）。 AFeO BFe2O3 CFe3O4 DFe4O5 【答案】B【解析】可設這種鐵的氧化物的化學式為FexOy，則發生的反應為FexOy+yCOxFe+yCO2，Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O。從而得到Fe

11、xOy與CaCO3的關系式為： FexOy yCaCO3 56x+16y 100y 0.4 g 0.75 g 解得：xy23。 所以，這種鐵的氧化物的化學式為Fe2O3。 【總結升華】（1）Fe3O4是一種純凈物，而不是由FeO和Fe2O3組成的混合物。其組成也可用鹽的形式表示為Fe(FeO2)2。 （2）鐵的氧化物都能與鋁粉混合發生鋁熱反應，其通式可以表示為： 2yAl+3FexOyyAl2O3+3xFe 此反應可應用于野外焊接鋼軌，在定向爆破中熔斷鋼筋。舉一反三：【變式1】對于金屬的氫氧化物，下列說法正確的是（ ）。 A全部由金屬氧化物溶于水制得 B可以用化合反應、復分解反應制得 CFe(

12、OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3都不溶于過量的強堿 D金屬氫氧化物的熱穩定性均較差 【答案】B類型三：鐵鹽和亞鐵鹽的性質 例3 將鐵粉、銅粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應（假定容器不參與反應）。試判斷下列情況下，溶液中存在的金屬離子和金屬單質。 （1）若鐵粉有剩余，則容器中不可能有的離子是：_；銅單質_（填“一定”或“可能”）存在。（2）若氯化鐵和氯化銅都有剩余，則容器中不可能有的單質是_，Fe2+_（填“一定”或“可能”）存在。 【答案】（1）Fe3+、Cu2+ 一定 （2）Fe、Cu 一定【解析】本題屬于物質共存問題，解答時應首先弄清物質間可能發生的反應，凡

13、相互間能發生反應的物質就不可能大量共存。本題涉及的反應有： Fe+2FeCl33FeCl2 Fe+CuCl2Cu+FeCl2 Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2 （1）若鐵粉有剩余，則容器中不可能有Fe3+、Cu2+，因為它們能發生上述反應，一定有銅單質。 （2）若FeCl3和CuCl2都有剩余，則容器中一定沒有Fe、Cu，一定有Fe2+。【總結升華】在氧化還原反應中，氧化劑與不同還原劑反應時，應先與還原性強的反應；同樣，還原劑與不同氧化劑反應時，也應先與氧化性強的反應，即遵循“先強后弱”的規律。舉一反三：【變式1】要證明某溶液中不含Fe3+，而含有Fe2+，進行如下實驗操作時最佳順序

14、為（ ）。 加入少量氯水 加入少量KMnO4溶液 加入少量KSCN溶液A B C D 【答案】C類型四：Fe(OH)2的制取 例4 用下面方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。 用不含Fe3+的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備。 （1）除去蒸餾水中溶解的O2常采用_的方法。 （2）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_。 【答案】（1）煮沸 （2）避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2【解析】 （1）氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2變少。 （2）避免生成的Fe(OH)2被空氣（氧氣）氧化。舉一反三：【變式1】根據下述實驗裝置和操作，回答有關問題。 按右圖所示裝置，用兩種不同操作分別進行實驗，觀察B管中的現象。 操作1：先夾緊止水夾a，再使A管開始反應，實驗中B管