1、第2课时铁及其重要化合物的性质课型标签:知识课基础课知识点一铁及铁的化合物一、铁的存在与性质1.铁元素的存在形式2.铁的物理性质颜色状态导电性、导热性、延展性特性地壳含量银白色固体良好被磁铁吸引占第4位3.铁的化学性质单质铁性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。(1)与非金属单质的反应(2)与水的反应常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。(3)与酸的反应 (4)与某些盐溶液反应4.铁的冶炼(1)原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石。(2)设备:高炉。(3)主要反应还原剂的生成:C+O2CO2,CO2+C2CO;铁的还原:Fe2O3+
2、3CO2Fe+3CO2;造渣反应:CaCO3CaO+CO2,CaO+SiO2CaSiO3。二、铁的氧化物与氢氧化物1.铁的氧化物(1)物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的价态+2价+3价+2价,+3价(2)化学性质FeO、Fe2O3、Fe3O4与盐酸反应的离子方程式分别为FeO+2H+Fe2+H2O,Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O,Fe3O4+8H+2Fe3+Fe2+4H2O。2.铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水与盐酸反应Fe(OH)2+2H+F
3、e2+2H2OFe(OH)3+3H+Fe3+3H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制法可溶性亚铁盐与碱反应:Fe2+2OH-Fe(OH)2可溶性铁盐与碱反应:Fe3+3OH-Fe(OH)3两者的关系空气中,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+2H2O4Fe(OH)3三、重要的铁盐1.三氯化铁(FeCl3):棕黄色固体,一种常见的氧化剂,能与多种还原剂发生氧化还原反应,能回收废铜,其反应的离子方程式为2Fe3+CuCu2+2Fe2+。2.绿矾(FeSO47H2O):一种重要的还原剂
4、,可用作补血剂及植物的补铁剂。3.高铁酸钾(K2FeO4):深紫色晶体,具有强氧化性,可用作水处理剂和高能电池。4.铁铵矾NH4Fe(SO4)212H2O:无色晶体,易溶于水,常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。5.赤血盐K3Fe(CN)6:红色晶体,易溶于水,常用于检验Fe2+,生成蓝色沉淀。名师点拨 (1)Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为 FeOFe2O3,即有的铁显+2价,的铁显+3价。(2)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时,发生氧化还原反应,Fe2+被HNO3氧化生成Fe3+。(3)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时,发生氧化还原反应,
5、Fe3+被I-还原生成Fe2+。(4)Fe(NO3)2溶液酸化后,H+、具有强氧化性,会将Fe2+氧化成Fe3+。1.(2019海南海口灵山中学月考)本草图经中关于绿矾的分解有如下描述:“绿矾形色似朴消(Na2SO410H2O)而绿色,取此物置于铁板上,聚炭封之,囊袋吹令火炽,其矾即沸,流出色赤如融金汁者是真也。”对此段话的说明中肯定错误的是(B)A.绿矾的化学式为FeSO47H2OB.绿矾分解过程中没有发生电子的转移C.“色赤”物质可能是Fe2O3D.流出的液体中可能含有硫酸解析:绿矾在加热时会溶解在结晶水中,然后发生分解,化学方程式为2FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2
6、O,铁的化合价由+2价升高到+3价,S由+6价降低到+4价,所以绿矾分解是氧化还原反应,有电子转移;三氧化硫溶于水生成硫酸。故选B。2.下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(D)A.工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁B.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4C.工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸D.氯化铁溶液有较强氧化性,故可用作净水剂解析:氯化铁溶液作净水剂是因为铁离子水解生成氢氧化铁胶体,不是因为具有强氧化性,故选D。3.由硫铁矿烧渣(主要成分:Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO47H2O),再通过绿矾制备铁黄FeO(OH)的流程如下:
7、烧渣 溶液绿矾铁黄已知:FeS2和铁黄均难溶于水下列说法不正确的是(C)A.步骤,最好用硫酸来溶解烧渣B.步骤,涉及的离子方程式为FeS2+14Fe3+8H2O15Fe2+2+16H+C.步骤,将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,可得纯净绿矾D.步骤,反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3解析:因为要制得绿矾,不引入其他杂质离子,用H2SO4进行酸溶,A项正确;Fe3+将FeS2中-1价S氧化为,B项正确;由于绿矾含有结晶水,不用蒸发结晶,而用蒸发浓缩、冷却结晶的方式,C项不正确;若氨水过量,则铁黄中混有Fe(OH)3固体,D项正确。4.(2019河北承德一中月考)铁、铜混合
8、粉末18.0 g加入100 mL 5.0 molL-1 FeCl3溶液中,剩余固体质量为 3.2 g。下列说法正确的是(B)A.剩余固体是铁、铜混合物B.原固体混合物中铜的质量是9.6 gC.反应后溶液中n(Fe3+)=0.10 molD.反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.5 mol解析:铁的还原性大于铜,铁、铜混合粉末加入FeCl3溶液中,铁先反应;FeCl3的物质的量为0.5 mol,设0.5 mol铁离子完全反应消耗铜m1 g、铁m2 g,则有:Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+,根据Cu2Fe3+关系,=,解得m1=16;Fe+2Fe3+3Fe2+,根据Fe2Fe3+关系
9、,=,解得m2=14,溶解的金属质量为(18.0-3.2)g=14.8 g,因为1414.8Cu2+Fe2+,加入铁粉后有固体剩余,Fe3+一定不存在;若剩余固体全部都是Cu,溶液中还可能有Cu2+,也可能恰好被完全置换;若剩余固体是Cu和Fe,则溶液中不可能有Cu2+。4.硫酸亚铁晶体(FeSO47H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下:请回答下列问题:(1)证明步骤滤液中含有Fe2+的方法:取样,先滴加KSCN溶液,再滴加,该过程的现象为 。(2)步骤加入过量H2O2的目的是 。(3)步骤中反应的离子方程式是 。(4)步骤中一系列处理的操作步骤:过滤、
10、灼烧、称量。(5)若实验中铁无损耗,则每片补血剂中含铁元素的质量为 g。解析:(1)证明步骤滤液中含有Fe2+的方法:取样,先滴加KSCN溶液,再滴加氯水(或双氧水、稀硝酸等),若加入KSCN溶液不变色,加入氯水溶液变为红色,则说明滤液中含有Fe2+。(2)由于H2O2具有氧化性,加入过量H2O2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+。(3)步骤的目的是将Fe3+全部转化为Fe(OH)3,所以步骤需加入过量的氨水,反应的离子方程式是Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3。(4)步骤的目的是将产生的红褐色悬浊液分离,最终得到固体Fe2O3,所以步骤的操作步骤是过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。(5)由于实验中铁无损耗,根据铁元素守恒得,每片补血剂中m(Fe)= g=0.07a g。答案:(1)氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂)加入KSCN溶液不变色,加入氯水溶液变为红色(2)将Fe2+全部氧化为Fe3+(3)Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3(4)洗涤冷却(5)0.07a
