第三章金屬及其化合物第三節

鐵及其重要

化合物知識研讀(對應學生用書P32)課程解讀課程標準了解常見金屬鐵及其重要化合物的主要性質及應用。考點展示1.有關鐵及其化合物的推斷。2.鐵及其化合物的性質。知識梳理一、鐵單質1．物理性質純鐵具有金屬晶體的共性，如具有_____色金屬光澤和良好的______性，是____和____的良導體。其特性是能被______吸引，有較高的____度、____度和________點。2．化學性質鐵的化學性質較活潑，可與多種非金屬單質、水、酸及鹽發生化學反應。(1)與O2反應：在加熱的條件下，Fe可在___中燃燒，化學方程式為_________________。銀白延展電熱磁鐵硬脆熔、沸O2(2)與Cl2反應：化學方程式為_________________。(注意：常、低溫下，Fe與Cl2不易發生反應，故可用鋼瓶盛貯液氯。)(3)與S反應：化學方程式為______________。(4)與H2O反應：Fe可與水蒸氣在高溫下反應，化學方程式為_______________________。(5)與非氧化性酸反應，離子方程式為_______________________________。(注意：Fe可被濃硫酸、濃硝酸鈍化。與稀硝酸可根據量的相對多少，分別發生如下反應：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2OFe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O)(6)與鹽反應：Fe與CuSO4溶液反應的化學方程式是___________________________，產生的現象是_____________________________________________。二、鐵的化合物1．氧化物氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵俗名

鐵紅(鐵銹的主要成分，Fe2O3)磁性鐵(有磁性)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu溶液的顏色由藍色變為淺綠色，且有紅色沉淀析出(續表)氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵水溶性不溶不溶不溶組成價態與酸反應HClFeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OHNO33FeO＋10H＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2OFe2＋變為Fe3＋HIFeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O

Fe3＋變為Fe2＋與還原劑H2、C、Al等反應熱穩定性穩定穩定2.氫氧化物化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色態白色固體紅褐色固體水溶性不溶不溶與非氧化性酸反應Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O與氧化性酸反應3Fe(OH)2＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O同上穩定性分解產物很復雜制法可溶性亞鐵鹽與堿反應Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿反應Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓二者的關系在空氣中，Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)33.Fe2＋鹽與Fe3＋鹽(1)Fe2＋的性質在含結晶水的鹽及溶液中呈______色，既具有_____性又具有_____性。①與堿反應，離子方程式為________________________；現象是生成_____沉淀，迅速變_____色，最后變為_____色，化學反應方程式為_______________________________。②可被強氧化劑(如Cl2)氧化，離子方程式為________________________________。③可被強還原劑(如Zn)還原，離子方程式為_______________________________④Fe2＋的檢驗方法淺綠氧化還原Fe2＋＋2OH===Fe(OH)2↓白色灰綠紅褐4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋方法1：加NaOH溶液，若發生_________→__________→__________一系列變化，則有Fe2＋。方法2：先加入______溶液無變化，再加氯水或雙氧水溶液______，則有Fe2＋。(2)Fe3＋的性質含Fe3＋的溶液呈_____色，只具有______性。①與堿反應，離子方程式為_______________________。②與還原性物質(如I－、Cu、H2S等)反應，其離子方程式分別為：______________________，_________________________，________________________________。白色沉淀紅褐色沉淀灰綠色沉淀KSCN變紅黃氧化Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I22Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋③Fe3＋的檢驗方法可分別用①NaOH溶液、②KSCN溶液做試劑進行檢驗，其現象分別為：①有_______沉淀；②得______溶液。紅褐色紅色考點一

鐵及其化合物的相互轉化關系考點整合(即時鞏固解析為教師用書獨有)1．Fe―→Fe2＋鐵與氧化性比較弱的非金屬單質(如S、I2)、非氧化性酸溶液(如鹽酸、稀H2SO4)、不活潑金屬的鹽溶液(如CuSO4溶液)反應，都可實現這種轉化。例如：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4；Fe＋SFeS；2．Fe2＋―→Fe3＋亞鐵鹽與強氧化劑反應，如Cl2、Br2、HNO3、濃硫酸、KMnO4(H＋)、H2O2等。例如：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。3．Fe3＋―→Fe可通過較強還原劑實現，如Al、Zn、CO、H2等，例如：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3；2FeCl3＋3Zn===2Fe＋3ZnCl2。4．Fe―→Fe3＋鐵與強氧化劑，如Cl2、HNO3、濃H2SO4在一定條件下反應都會實現這種轉化。例如：2Fe＋3Cl22FeCl3。5．Fe3＋―→Fe2＋鐵鹽溶液與比較強的還原劑反應，如Fe、Cu、碘化物、硫化物等。例如：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。6．Fe2＋―→Fe比較活潑的金屬(如Al、Zn)、CO、H2、C等能從亞鐵化合物中置換出鐵來。例如：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe；FeO＋H2Fe＋H2O。【特別提示】

(1)Fe2＋具有氧化性和還原性，但主要表現還原性；Fe3＋具有較強的氧化性，與S2－、I－、等能發生氧化還原反應。(2)Fe3＋是典型的弱堿陽離子，與、等在溶液中發生相互促進水解反應。(3)亞鐵鹽、鐵鹽溶液的存放方法：亞鐵鹽溶液——加入少量鐵屑以防止Fe2＋被氧化，并加入少量相應的酸溶液防止Fe2＋水解；鐵鹽溶液——加入少量相應的酸溶液以防止Fe3＋水解。【案例1】已知有以下物質相互轉化：對以上各物質及其變化的判斷錯誤的是(

)A．白色沉淀H為AgCl，E為Fe(OH)2B．D溶液為KCl溶液C．A物質可以是Fe粉，也可能是Fe和CuO等的混合物D．A→B、E→F、G→B都發生了氧化還原反應【解析】本題突破口有兩個：其一，白色沉淀E在空氣中變為紅褐色沉淀F，則E為Fe(OH)2，F為Fe(OH)3，G為FeCl3；其二，D溶液中加入AgNO3溶液、稀HNO3生成白色沉淀，且溶液焰色反應為紫色，則D溶液為KCl溶液。綜合以上信息知B為FeCl2，A為Fe。【答案】

C【即時鞏固1】下列操作中，不會發生明顯顏色變化的是(

)A．FeSO4溶液中滴入NaOH溶液B．硫酸鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液C．碳酸氫鈉溶液中滴加稀鹽酸D．氯化鐵溶液中加入還原性鐵粉【解析】

A項中先生成白色沉淀，然后白色沉淀迅速變為灰綠色，最終為紅褐色；B項顏色由棕黃色變為紅色；C項溶液無明顯顏色變化；D項顏色由棕黃色變為淺綠色。【答案】

C考點二

Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法1.溶液顏色含有Fe2＋的溶液顯淺綠色，含有Fe3＋的溶液顯黃色。2．用KSCN溶液和氯水(1)流程(2)有關反應Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(紅色)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－3．用NaOH溶液(1)流程(2)有關反應Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(紅褐色)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3【案例2】下列離子的檢驗方法合理的是(

)A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含Fe2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變為紅褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋【解析】

A項，加KSCN呈紅色，說明含Fe3＋，無法判斷有無Fe2＋，故A項錯誤；B項，先通Cl2，再加KSCN變紅，無法確定原溶液中是否含Fe3＋，因此無法判斷有無Fe2＋，故B項錯誤；C項，加NaOH產生紅褐色沉淀，說明產生Fe(OH)3沉淀，原溶液中含Fe3＋，故C項正確；D項，加NaOH產生白色沉淀后變為紅褐色，說明含Fe2＋，但由于紅褐色的掩蓋，無法說明是否含Mg2＋，故D項錯誤。【答案】

C【規律方法】

①溶解樣品要加入稀H2SO4等非氧化性酸，而不能加入稀HNO3。②若證明某溶液中含有Fe2＋而不含Fe3＋，可加入KSCN溶液。【即時鞏固2】欲證明某溶液中