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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Fe、Fe的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。 【考点过关】 1.金属铁

原子结构 铁位于第四周期第Ⅷ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 自然界存在 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 物理性质 铁是具有银白色金属光泽的过度元素，密度大，熔沸点高，延展性、导电性和导热性较好，能被磁铁吸引。铁是较活泼的金属 化学性质 与水蒸气反应 与S反应 与Cl2反应 与O2反应 常温下，铁发生吸氧腐蚀生成铁锈，铁锈主要成分为Fe2O3 铝在氧气中点燃生成Fe3O4：3Fe + 2O2继续燃烧，火星四射） 2Fe + 3C122FeCl3（不论铁的量多少，与氯气反Fe3O4（铁2＋3＋应产物都是氯化铁） Fe + SFeS（不论铁的量多少，与硫反应产物都是硫化亚铁） 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： 高温3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2 与酸溶液反应 与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应： Fe + 2H＝ Fe＋ 2＋ + H2↑2 常温下，遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，所以可用铁制容精选中小学试题、试卷、教案资料

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Fe。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Fe。1反应原理：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，当4<错误!<错误!时：铁元素的存在形式为Fe和Fe 与盐溶液的反应 与CuSO4溶液反应：Fe＋Cu===Fe＋Cu（置换反应） 与FeCl3溶液反应：2Fe＋Fe===3Fe（归中反应） 原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石 设备：高炉 主要反应： 制备 高温高温①还原剂的生成：C＋O2=====CO2，CO2＋C=====2CO； 高温②铁的还原：Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2； 高温高温③造渣反应：CaCO3=====CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2=====CaSiO3 【巩固演练】 下列说法正确的是。

①1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA

②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 ③将铁屑放入稀HNO3中，证明Fe比H2活泼 ④用NaOH溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅 ⑤Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3

⑥铁的氧化物（FexO）1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mlCl2，恰好将Fe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

⑧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 ⑨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 ⑩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Fe

3

2+

3＋2＋2＋2＋2＋3＋2＋3＋精选中小学试题、试卷、教案资料

＋

?铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2

解析：铁是变价金属，硝酸具有强的氧化性，所以1molFe溶于过量硝酸生成硝酸铁，反应中电子转移数目为3NA，①错误；铁在常温下在浓硫酸中钝化，发生了化学反应，②错误；铁屑放入稀HNO3中不产生H2，而是产生NO，③错误；氧化铁为碱性氧化物，二氧化硅是酸性氧化物，用氢氧化钠溶液溶解，过滤，得氧化铁固体和硅酸钠溶液，④正确；因I2的氧化性较弱，故与铁反应生成为FeI2，⑤错误；根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为0.01 mol，则有：1.5223＋

×(3- )×x=0.01，解得x=0.8，⑥正确；铝Fe2O3溶于盐酸生成Fe，当混合物中Fe不足时，溶液56x+16x中仍有Fe，当Fe足量时，溶液中无Fe，⑦错误；自然界中有少量铁以单质形式存在(如陨铁)，⑧错误；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，⑨错误；制备Fe(OH)3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，⑩错误；忽视了Fe的氧化性，过量的Fe只能生成硝酸亚铁和NO气体，?错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，?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 俗名 颜色状态 溶解性 铁的化合价 稳定性 与H反应的离子方程式 （2）铁的氢氧化物

化学式 色态 与盐酸反应 受热分解 制法 Fe(OH)2 白色固体 Fe(OH)2＋2H===Fe＋2H2O 可溶性亚铁盐与碱溶液反应 Fe＋2OH===Fe(OH)2↓ 2＋－＋2＋＋3＋

3＋

3＋

3+

FeO 黑色粉末 难溶于水 ＋2 不稳定 FeO＋2H===Fe＋H2O ＋2＋Fe2O3 铁红 红棕色粉末 难溶于水 ＋3 稳定 Fe2O3＋6H===2Fe＋3H2O ＋3＋Fe3O4 磁性氧化铁 黑色晶体(有磁性) 难溶于水 ＋2，＋3 稳定 Fe3O4＋8H===Fe＋2Fe＋4H2O 3＋＋2＋Fe(OH)3 红褐色固体 Fe(OH)3＋3H===Fe＋3H2O △2Fe(OH)3====Fe2O3＋3H2O 可溶性铁盐与碱溶液反应 Fe＋3OH===Fe(OH)3↓ 3＋－＋3＋在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状二者的关系 沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3