3.3第三节 铁及其重要化合物

点击进入相应模块第三节铁及其重要化合物………三年11考高考指数:★★★★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。一、铁的主要性质及应用1.铁的物理性质铁具有金属的共性，具有能被_______吸引的特性。2.铁的化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为+2价和+3价。磁体(1)与非金属单质的反应①与O2的反应常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为_______。点燃：_____________________。②与Cl2的反应：_____________________。③与S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___________________________Fe2O33Fe+2O2Fe3O4点燃====2Fe+3Cl22FeCl3点燃====Fe+SFeS△====3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2高温====(3)与酸的反应①与非氧化性酸反应的离子方程式：__________________。②与氧化性酸遇冷的浓硫酸或浓硝酸______，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。(4)与某些盐溶液的反应①与CuSO4溶液反应的离子方程式：________________②与FeCl3溶液反应的离子方程式：__________________Fe+2H+====Fe2++H2↑Fe+Cu2+====Fe2++CuFe+2Fe3+====3Fe2+钝化二、铁的重要化合物的主要性质及应用1.铁的氧化物(1)物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称_________________色态_____________________________铁的价态____________________________铁红磁性氧化铁黑色粉末红棕色粉末黑色晶体+2价+3价+2价，+3价(2)化学性质①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式：______________________、_________________________、Fe3O4+8H+====2Fe3++Fe2++4H2O。②FeO与硝酸反应的化学方程式：3FeO+10HNO3====3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。③FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式：______________________、Fe2O3+6HI====2FeI2+I2+3H2O。FeO+2H+====Fe2++H2OFe2O3+6H+====2Fe3++3H2OFeO+2HI====FeI2+H2O2.铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态_____________________水溶性____________稳定性易氧化为_________，空气中加热得不到FeO较稳定：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O白色固体红褐色固体不溶不溶Fe(OH)3△====Fe(OH)2Fe(OH)3与酸的反应__________________________________________________二者的关系空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3。现象是：______________________________________。化学方程式为：_____________________________Fe(OH)2+2H+====Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+====Fe3++3H2O白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)31.在点燃的条件下，过量的铁与氯气反应生成氯化亚铁。()【分析】铁还原三价铁离子需在溶液中进行，铁与固态氯化铁不发生反应。2.用铁制容器可以运输浓硝酸和稀硝酸。()【分析】由于冷的浓硝酸与铁发生钝化，可以用铁制容器运输浓硝酸；而冷的稀硝酸与铁发生反应，不能用铁制容器运输稀硝酸。××3.根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱。()【分析】Fe与Cl2反应生成的产物中铁显+3价，铁与S反应生成的产物中铁显+2价，可说明Cl元素的非金属性比S元素的非金属性强。4.氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应。()【分析】氢氧化铁具有氧化性，HI具有还原性，两者发生氧化还原反应。√×5.FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为：Fe3++3SCN-====Fe(SCN)3↓。()【分析】Fe(SCN)3是可溶性物质，而不是沉淀，正确的离子方程式为：Fe3++3SCN-====Fe(SCN)3。ד铁三角”及其重要应用1.“铁三角”中的转化关系Cl2、O2、HNO3、H2SO4(浓)、KMnO4(H+)等只有还原性只有氧化性既有氧化性又有还原性（较弱氧化性）（强氧化剂）（强氧化剂）（还原剂）FeFe2+Fe3+Al等Zn、Al、CO等Fe、Zn、Cu、H2S、KI等I2等S、H+、Cu2+、Cl2、HNO3、H2SO4(浓)等2.重要应用(1)判断离子共存①Fe3+与等相互促进水解而不能大量共存。②Fe2+与，Fe3+与S2-、I-、HS-、在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。(2)除杂方法(括号内为杂质)①Fe2+(Fe3+)：加过量铁粉过滤②FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2③FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤④Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤2323HCOAlOCO、、34NO(H)ClOMnO(H)、、23SO(3)盐溶液的保存①含Fe2+的溶液：加入少量铁粉(或铁钉、铁屑)，防止Fe2+被氧化；加入少量相应的酸，防止Fe2+水解［Fe(NO3)2例外］。②含Fe3+的溶液：加入少量相应的酸，防止Fe3+水解。(4)物质制备制备无水FeCl3在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。制备Fe(OH)3胶体向沸水中加入饱和FeCl3溶液并煮沸至有红褐色胶状物出现为止。【高考警示钟】在书写或判断铁与氧化剂反应的产物时，易出现错误，如认为铁与硫化合生成Fe2S3、铁与盐酸反应生成FeCl3和H2、铁与单质碘化合生成FeI3、过量的铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、铁与FeCl3溶液不发生反应等。【典例1】A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属，通常情况下，A为固体，B为黄绿色气体，C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种强酸，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)：FeCl2H2O+A④FeCl3点燃Cl2红色溶液②①③⑦+A、△+B⑤⑥+X+FABCEGHDFeO2Fe3O4请回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：A_______，D_______，E_______，X_______。(2)在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是____(填编号)。(3)反应④的离子方程式是________________________________________________________________________________。(4)反应⑦的化学方程式是_______________________________________________________________________________；该反应中每消耗0.3mol的A，可转移电子_______mol。(5)写出D的溶液与小苏打溶液反应的离子方程式是：__________________________________________________________。(6)除去D溶液中混有的少量G的方法是：______________________________________________________________________。(7)在D溶液中制备无水D固体的方法是：______________________________________________________________________。【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)根据B的颜色状态确定B应为Cl2；(2)根据D与G之间的相互转化关系确定A为变价金属；(3)利用突破口结合转化关系综合分析。【解析】由“B为黄绿色气体单质”知，B为Cl2；由D与G之间的相互转化关系知，A为变价金属单质，则A为Fe，D为FeCl3，G为FeCl2；由“D+F→红色溶液”知，F为KSCN；由“E与X的相互转化关系及E为黑色固体化合物、X的水溶液是一种强酸”知，E为Fe3O4，X为HCl，H为H2O；由“C为无色气体单质及A+C→E”知，C为O2。(3)反应④的离子方程式为：2Fe3++Fe====3Fe2+。(4)反应⑦的化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，由化合价的变化值知，当3mol的Fe反应时可转移电子8mol。(5)D溶液与小苏打溶液反应的离子方程式为：高温====3332Fe3HCOFe(OH)3CO。(6)除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是：向混合液中通入足量的氯气(或加入足量的H2O2)。(7)在FeCl3溶液中制备无水FeCl3固体的方法是：在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。答案：(1)FeFeCl3Fe3O4HCl(2)③⑥(3)2Fe3++Fe====3Fe2+(4)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H20.8(5)(6)向混合液中通入足量的氯气(或加入足量的H2O2)(7)在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液高温====3332Fe3HCOFe(OH)3COFe2+和Fe3+的检验1.根据溶液颜色溶液呈浅绿色→Fe2+；溶液呈黄色→Fe3+。2.用KSCN溶液和氯水(1)流程:(2)有关反应：溶液加KSCN溶液无明显现象加氯水溶液变红色Fe2+溶液变红色Fe3+33Fe3SCNFeSCN()红色2322FeCl2Fe2Cl3.用NaOH溶液(1)流程：(2)有关反应：溶液加NaOH溶液白色沉淀灰绿色Fe2+红褐色沉淀Fe3+红褐色33Fe3OHFeOH()红褐色22Fe2OHFeOH()白色沉淀22234Fe(OH)O2HO4FeOH【高考警示钟】(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液；当溶液的浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2+和Fe3+的存在。(2)检验Fe2+和Fe3+混合溶液时，要分两次分别检验Fe2+和Fe3+，检验Fe2+时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3+时最好选择KSCN溶液。【典例2】证明某溶液含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是()①先加氯水，后加KSCN溶液后显红色；②先加KSCN溶液，不显红色，再加氯水后显红色；③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后呈红褐色；④只滴加KSCN溶液不显红色。A.①②B.②③C.③④D.①④【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)Fe2+与SCN-不显色，Fe3+与SCN-显红色；(2)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液。【解析】选B。①不能排除Fe3+的干扰；②先加KSCN溶液不显红色，排除了Fe3+的干扰，再加氯水后显红色，证明一定含有Fe2+；③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后呈红褐色，证明一定含有Fe2+；④只滴加KSCN溶液不显红色，证明一定不含有Fe3+，但无法证明是否含有Fe2+，故选B项。【技巧点拨】检验Fe3+的其他方法(1)Fe3+与过量的铁反应，溶液变为浅绿色。(2)Fe3+与过量的铜反应，溶液变为蓝绿色。(3)Fe3+与淀粉KI溶液反应，溶液变为蓝色。(4)Fe3+与NaHCO3溶液反应，放出气体，产生红褐色沉淀。【解题