1、第26讲 铁及其化合物要点精讲一、铁的位置和结构铁是一种常见的金属元素，在地壳中的含量居第 位，位于元素周期表的第 周期第 族，通常有 种化合价，且 比 价稳定。二、铁的化学性质： （1）写出铁与与非金属反应的化学方程式 2Fe + 3Cl2 Fe + O2 Fe + S Fe + I2 （2）铁与水的反应（3）铁与酸的反应铁与非氧化性酸的反应（离子方程式）铁与氧化性酸的反应在常温下铁遇到浓硫酸或稀硝酸发生 ，加热时发生剧烈反应。（4）铁与盐溶液的反应（5）铁与FeCl3溶液的反应三、铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名色态价态与H+反应与CO反应四、铁的氢氧化物氢氧化物氢氧化亚铁氢
2、氧化铁化学式物理性质化学性质制法五、Fe3+性质规律（1）特殊的颜色：Fe3+在无水时呈淡紫色，在水溶液中以Fe (H2O)63+形式存在而呈黄色，在结晶水合物中如FeCl36H2O，也以Fe (H2O)63+形式存在而使晶体呈棕褐色。（2）水解性：Fe3+水解能力强。在常温下，Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 +3H+ ， 在沸水中：Fe3+ + 3H2O（沸水）= Fe(OH)3 (胶体)+3H+ 当Fe3+遇到HCO3-、CO32-、AlO2-等离子时，彻底水解（双水解）。 将FeCl3溶液蒸发、灼烧后得Fe2O3，原因是：加热后水解平衡FeCl3+ 3H2O Fe(OH)3 +3
3、HCl向正反应方向移动，HCl挥发使水解完全，得到Fe(OH)3，灼烧后又发生反应：2Fe(OH)3 = 2Fe2O3+3H2O，故得Fe2O3。 （3）较强的氧化性Fe3+的氧化性在金属阳离子中是比较强的，氧化性:Ag+ Fe3+ H+Cu2+；Br2 Fe3+ I2（4）络合反应：Fe3+SCN-=Fe (SCN)2+ ，血红色溶液 Fe3+ + 6C6H5OH=Fe (C6H5O)63-+6H+ ，显紫色。六、铁盐和亚铁盐的鉴别方法Fe2+Fe3+溶液的颜色加碱溶液加KSCN溶液二、典例解析典型例题Br2水KSCN例1 某未知溶液可能由多种常见的阳离子和阴离子混合而成，已知其中无Zn2.
4、为了确定其组成.做如下实验： 不变色 血红色溶液焰色反应钴玻璃未知溶液 火焰呈浅紫色白色沉淀A 不溶HCl白色沉淀BHNO3Ba(NO3)2 AgNO3HNO3滤液过滤过滤滤液红褐色沉淀C过量NaOH 过滤适量过量 无色溶液E 白色沉淀D 滤液盐酸盐酸由以上实验事实，请回答：(1)未知溶液中肯定存在的离子有_(2)SO42、SO32能否肯定其存在_(填“能”或“不能”)理由是_(3)判断Fe2、Fe3是否存在的依据是_(4)写出生成D的离子方程式_解析 焰色反应实验可肯定K存在；与KSCN溶液混合不变色，但加入溴水却出现血红色，这说明Fe2存在而Fe3不存在；滤液加AgNO3和HNO3.出现白
5、色沉淀B，且过滤以前又未加过Cl，这证明未知溶液中含有Cl；根据沉淀D的生成及其转变，可推知溶液中有Al3.又白色沉淀A为BaSO4，因为HNO3的氧化性.可将SO32氧化成SO42，似乎不能确定原样品存在的是SO32还是SO42.但是SO32与Fe2、Al3不能共存在，所以仍应肯定原样品存在SO42.生成D的离子方程式为：AlO2HH2OAl(OH)3例2 某溶液中有NH4、Mg2、Fe2和Al3四种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是( A、C )A. NH4 B. Mg2 C. Fe2 D. Al3例3 根据下述实验装置和操作，回答有
6、关问题.(1)按图1中所示装置，用两种不同操作分别进行实 验，观察B管中现象.操作1 先夹紧止水夹a，再使A管开始反应.实验中 在B管中观察到的现象是_ _.B管中发生的 反应的离子方程式是：操作2 打开止水夹a，使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a.实验中在B管中 观察到的现象是_. B管中发生的反应的离子方程式是：_.(2)上述装置的实验结束后，取A管内反应所得溶液， 隔绝空气小心蒸干后再高温煅烧(有关装置及操作 均已略去)，最后留下红色固体.将分解时产生的气 体按图2所示装置依次通过洗气装置，结果试管甲 内出现白色沉淀，试管乙内溶液红色褪去.回答：问题1 用化学方程式说明试管甲产生白色
7、沉淀的原因(不用文字说明).问题2 根据实验现象，写出图1中A管内溶液蒸干后，在高温煅烧分解时所发生的 氧化还原反应的化学方程式.解析 (1)操作1 因夹紧a，使Fe与H2SO4反应产生的H2无法进入B.A容器中液面上压强增大，可将A中反应后溶液压入B中，当NaOH足量时，Fe2与OH反应产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色.Fe22OHFe(OH)2, 4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3操作2 先打开a反应一段时间，使反应产生的H2能导入B中，H2不溶于NaOH溶液，并能驱赶其中的空气，故可看到B中有气泡冒出.当再夹紧a后，又可观察到A中的溶液压入到B中，但生成的白色沉淀较
8、长一段时间不变色.Fe22OHFe(OH)2高温(2)问题1 SO3BaCl2H2OBaSO42HCl 问题2 2FeSO4 Fe2O3SO2SO3 (红)想一想 将一小粒Na投入到盛有FeCl2溶液的烧杯中，能观察到什么现象？(四)有关Fe与酸反应的问题讨论1与非氧化性酸反应：(如HCl、稀H2SO4) Fe2HFe2H2取mgFe分别投入含1mol HCl和1mol H2SO4的稀酸中，放出的H2有何异同？分析 2HCl Fe H2 H2SO4 Fe H2 2mol 56g 1mol 1mol 56g 1mol 1mol 28g 0.5mol 讨论： 当m28g, Fe均完全反应，放出H2
9、量相等. 当m56g, 两种酸均能完全反应，放出H2量H2SO4是HCl的2倍. 当28gm56g时，H2SO4中放出H2量为mol. HCl中放出H2量为0.5mol. 故有关系：1例 4 2mol/L的盐酸与硫酸各100mL，分别加入等质量的铁粉，反应结束后，所生成的气体质量比2 ：3，则向盐酸中加入的铁粉质量是多少？解 从所生成的气体质量比即物质的量之比2 ：3可知，HCl不足，H2SO4过量.设加入的Fe为 xg(0.12) ：2 ：3. x8.4(g)2与氧化性酸反应.(如浓H2SO4、浓、稀HNO3)前已所述随着反应条件(温度、量等)不同，可能有多种情况.Fe在反应产物中呈何价?如
10、何定量判断呢？请看下面一例：2.24g Fe粉与50mL稀HNO3刚好完全反应(HNO3还原产物是NO)，向反应后所得溶液加入50mL0.2mol/L的KI溶液，I恰好被氧化成单质碘.求原稀HNO3的物质的量浓度.解 Fe与HNO3恰好反应后的溶液能与I反应，说明Fe与HNO3反应必有Fe3,但也可能有Fe2.nFe2.24/560.04(mol).n0.050.20.01mol.若Fe全部与HNO3反应转变成Fe3.则 Fe3与I反应时 Fe3 Fe2 e I I2 e 0.04 0.04 0.01 0.01因 0.040.01.故假设不成立.即说明Fe与HNO3反应生成Fe3和Fe2.利用
11、终态法可直接求解.最终生成的为Fe2.设有x mol HNO3被还原.0.0420.20.05x3(电子守恒) x0.03(mol)最终溶液为Fe(NO3)2、KNO3。 n2nn 0.0120.04n n0.09(mol) 总nHNO30.090.030.12(mol) C2.4(mol/L)当堂反馈1下列叙述中正确的是A含金属元素的离子不一定都是阳离子 B. 在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂 C.某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原 D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质2（2005年上海，17）某500mL溶液中含0.1molFe2+、0.2molFe3+，加入0.2mo
12、l铁粉，待Fe3+完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为（假设反应前后体积不变）A0.4mol/LB0.6mol/LC0.8mol/LD1.0mol/L3在含n mol FeBr2的溶液中，通入Cl2，有x mol Cl2发生反应。（1） 当时，反应的离子方程式为_。（2） 当反应的离子方程式为：3Cl2+2Fe2+ +4Br-=2Br2+2Fe3+ +6Cl- 时，x与n的关系为_。（3） 当Fe2+ 和Br- 同时被氧化时，x与n的关系是_。（4） 当x=n时，反应后氧化产物的物质的量为_。（5）往50.0 mL FeBr2 溶液中缓慢通入1120 mLCl2（标准状况），溶液中还原性
13、离子只有2/3溴离子未被氧化。求原FeBr2溶液的物质的量浓度。课后练习一、选择题 1. 由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21:8, 则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能是( ) A. 1:2:1 B. 2:1:1 C. 1:1:1 D. 1:1:3 2. 将1.12克铁粉加入2摩/升氯化铁溶液25毫升中,充分反应后，其结果是( ) A. 铁有剩余 B. 往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色 C. Fe2和Fe3物质的量之比为6:1 D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:53. 铁、镁、铝3种金属,分别和同体积同浓度
14、的盐酸反应,同温同压下,产生相同体积的氢气,则参加反应的金属( ) A. 所失去的电子数目相等 B. 质量相等 C. 物质的量相等 D. 质量比是28:12:9 4. 含n克硝酸的稀溶液恰好和m克铁粉完全反应,若有n/4克HNO3被还原成NO,n:m可能是( ) A. 1:1 B. 2:1 C. 3:1 D. 9:25. 向铁和Fe203的混合物中加入足量稀H2S04, 充分反应后生成FeSO4溶液, 当生成的Fe2和H2的物质的量之比为4:1时，反应中关系量正确的是( ) A. 被氧化的铁与被还原的铁离子物质的量之比为1:1 B. 被氧化的铁与被还原的铁离子物质的量之比为2:1 C. 被氧化
15、的铁与被还原的铁离子物质的量之比为1:2 D. 被氧化的铁与被还原的铁离子物质的量之比为1:36. 将镁、铝、铁的单质分别投入质量相等的稀硫酸中(稀H2SO4过量)，反应结束后，各溶液的质量相等，则投入镁、铝、铁三者的质量关系是( ) A. 铝镁铁 B. 镁铝铁 C. 铁镁铝 D. 铝镁铁7. 取一定量CuO粉末与0.5升稀硫酸充分反应后,将一根50克铁棒插入上述溶液中,至铁棒质量不再变化时,铁棒增重0.24克,并收集到224毫升氢气(标准状况).由此推知此CuO粉末的质量为( ) A. 2.4克 B. 8克 C. 6.4克 D. 1.92克 8. 在FeCl3和AlCl3的混合溶液中,先加入
16、过量的NaI溶液,再加入足量的Na2S溶液，则所得的沉淀是( ) A. FeS、S和Al(OH)3 B. Fe2S3和I2 C. Al2S3和I2 D. Fe(OH)3和Al(OH)3 9. 某固体物质X,与硝酸反应生成溶液Y,Y与过量NaOH反应得沉淀Z，经过滤后的沉淀物进行加热，又转变为X，则X可能是下列组合中的( ) (1)BaO (2)FeO (3)Al203 (4)CuO A. (1)(2) B. (1)(2)(3) C. (2)(3)(4) D. 只有(4) 10.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入100mL 1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL
17、(S、T、P)的气体.所得溶液中,加入KSCN溶液无血红色出现, 若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到的铁的质量为( ) A. 11.2g B. 5.6g C. 2.8g D. 无法计算二、填空 11.某硝酸与过量铁粉反应,共生成4.48L(S、T、P)N2O气体。如改与铝粉反应(生成NO气体),最多可溶解铝_g.12.将7g铁粉与100mL 4mol/L稀HNO3反应,放出NO气体,反应后溶液中所存在的离子浓度由大到小的顺序为_. 13.A、B、C是中学化学中常见的单质,常温下甲、乙两种化合物分别是黑色固体和无色液体，这些化合物和单质间有右下图所示的关系.据此判断: (1)元
18、素A有可变化合价,则单质A是_,化合物甲是_.B点然乙高温C高温 (2)高温下 甲C A乙 A乙 甲C A 甲 欲使反应顺利进行,应采取的 措施是_ (3)甲还能与另一种常见金属在一定 温度下反应,并放出大量热,其化 甲C A乙 学方程式为_ 14.现有CuCl2和FeCl2的混合液400mL,测定其中Cla mol/L,投入过量的锌粉bg,充分反应后过滤,所得残渣固体洗涤干燥后,质量为cg. (1)原混合溶液中Fe2_, Cu2_ (2)b的数值范围是_ (3)c的数值越大,说明混合液中CuCl2的含量越_,C的最大值为_.15（2005江苏）(12)硫酸亚铁(FeSO47H2O)是一种重要
19、的食品和饲料添加剂。实验室通过下列实验由废铁屑制备FeSO47H2O晶体：将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤23遍；向洗涤过的废铁屑加入过量的稀硫酸，控制温度5080之间至铁屑耗尽；趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水23次，再用滤纸将晶体吸干；将制得的FeSO47H2O晶体放在一个小广囗瓶中，密闭保存。请回答下列问题：(1)实验步骤的目的是_，加热的作用是_。(2)实验步骤明显不合理，理由是_。(3)实验步骤中用少量冰水洗涤晶体，其目的是_；_。(4)经查阅资料后
20、发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO47H2O、FeSO44H2O和FeSO4H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示(仅在56.7、64温度下可同时析出两种晶体)。温度/010305056.76064708090溶解度/g14.017.025.033.035.235.335.633.030.527.0析出晶体FeSO47H2OFeSO44H2OFeSO4H2O请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线。若从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO44H2O晶体，应控制的结晶温度(t)的范围为_。答案1.CD 2.BC 3.AD 4.CD 5.A 6.A 7.B 8.A 9.D 10.C 11. 13.512. NO3Fe2Fe3HOH13. (1)Fe、Fe304 (2)高温下3Fe4H20 Fe3044H2 该反应有一定的可逆性.欲使反应向右进行,可高温不断充入H20(g),并不断排出H2. (3)3Fe3048Al 9Fe4Al203Q14. (1) Fe2 mol/L Cu2 mol/L (2)b13a (3)高, b0.2a.151）除油污 升高温度，溶液碱性增强，提高去污能力，去污速度。2）应该铁过量，否则将有Fe3杂质。3）洗去晶体表面附着的硫酸等杂质；用冰水洗涤可减少FeSO47H2O的损耗。4）略5）567t64