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文檔簡介
第12講鐵、亞鐵鹽和鐵鹽
1.了解鐵單質在生活中的用途,能從物質分類及化合價角度去分析鐵單質的化學性質。
2.能設計實驗去認識鐵與水蒸氣的反應,發展科學探究水平,能用符號表示鐵與水蒸氣的反應原理。
3.會設計實驗制備氫氧化亞鐵,檢驗Fc3+,探究FC3+、Fc2+的氧化性與還原性,增強科學探究與創
新意識。
4.掌握鐵鹽、亞鐵鹽的性質及檢驗方法。
[豳基礎知識]i
”■IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII―
一、鐵單質
1.鐵元素的存在
(1)人類最早使用的鐵,是來自太空的O
(2)在自然界中的存在:①以單質形式存在:隕鐵;②主要以+2、+3價化合物形式存在:礦石
(3)鐵元素在地殼中的含量僅次于_________,居于第四位。
2.物理性質
純凈的鐵是光亮的_________色金屬,密度較大,熔點為_________。純鐵的抗腐蝕能力_________,
具有良好的延展性和導熱性,________比銅、鋁差,能被_________吸引。
3.化學性質
鐵是26號元素,其原子結構示意圖o鐵元素性質活潑,有較強的還原性,主要化合價為
+2價和+3價。一般來說,鐵單質與弱氧化劑反應,產生+2價鐵;與強氧化劑反應產生+3價鐵。
<1)與非金屬單質反應
非金屬單質化學反應方程式或現象
占燃
023Fe+2O2-------Fe3O4(_________,生成黑色固體)
占燃
(產生棕褐色煙)
Cl22Fe+3cL-------FeCia
SFe+S—FeS(生成黑色固體)
【易錯點撥KDCb將Fe氧化至________價,即使加入過量的鐵粉參加反應也不會生成+2價的Fe;
②Fe與硫蒸汽反應,Fe被氧化成+2價,生成的是FcS,而不是+3價;Fe與碘蒸汽反應生成的是
bch而不是Feb;
③Mg、Al與氧氣反應生成致密的氧化膜,能保護內層金屬;Fe形成的氧化物疏松,不能保護內層
的鐵,形成鐵銹(Fe2O3?xH2O);銅在空氣中形成銅綠[CuMOH)2co3]。
2.與H2O反應
(1)常溫下,鐵與H2。不反應。
高溫
(2)高溫下,鐵與發生反應,反應方程式為:3Fe+4H2O(g)=Fe3Oi+4H2
(3)在如圖所示的實驗裝置中:
①實驗操作:在如圖所示裝置的試管中依次放入,加熱。把生成的氣體通人蒸發皿中的
中。一段時間后,用夾取燃著的火柴點燃蒸發皿中的肥皂泡,觀察現象。實驗
結束時,先從肥皂水中撤出導管,再o
②實驗現象:蒸發皿中產生,點燃肥皂泡,聽到爆鳴聲。反應后,試管中固體仍呈黑色。
【實驗說明】a.濕棉花的作用是在受熱時提供反應所需的o
b.酒精燈的火焰用套住,可以使加熱效果更好。
c.鐵不能與冷水、熱水反應,但住_________能與水蒸氣反應。
3.與酸反應
酸離子方程式或現象
稀H2so4、HClFe+2H+——Fe2++Ht
注意:①鐵遇2
冷的濃硝酸、+3+
Fe不足Fe+4H+NO3—-Fe+NOT+2H2O
濃硫酸時,表
稀HN03
2+
面會生成一Fe過量3Fe+8H++2N0L—Fe+2NOf+4H2O
層致密的氧
濃HN03、濃H2s04常溫下鈍化
化膜,化學上
稱之為_________,屬于化學變化。
②在鐵與稀HNO3反應時,應考慮哪種物質過量然后再根據兩種物質的量分析討論判斷,根
據方程式:HNO3過量:Fe+4HNCh=Fe(NO3)3+NOT+2H2。;
Fe過量:Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2o
4.與鹽反應:鐵與硫酸銅溶液反應:Fe+Cu2+=Fe2++Cu;
鐵與硫酸鐵溶液反應:Fe+2Fe3+=3Fe2+o
二、鐵鹽和亞鐵鹽的性質
1.預測鐵鹽和亞鐵鹽的性質
(1)鐵鹽(如氯化鐵)中鐵元素的化合價為+3價,為鐵元素的最高價態,只具有_________,能與鐵、
銅、鋅、碘化鉀溶液等還原劑反應。
(2)亞鐵鹽(如硫酸亞鐵)中鐵元素的化合價為+2價,為鐵元素的中間價態。既有_________,能與氯
水、酸性高鋸酸鉀溶液等氧化劑反應;乂有氧化性,能與鋅等還原劑反應。
(3)鐵離子(Fe3+)的特性:遇硫甄酸鉀(KSCN)溶液呈紅色,常用檢驗Fe3+的存在。
【點撥】如果你預測某物質具有,就應該尋找具有還原性的另一物質,通過實驗證實兩
者能發生氧化還原反應來檢驗你的預測。相應地,如果你預測某物質具有________,就應該尋找
具有氧化性的另一物質,通過實驗來檢驗你的預測。
2.亞鐵鹽和鐵鹽
【活動?探究】亞鐵鹽和鐵鹽的性質
實驗目的:以硫酸亞鐵、氯化鐵為例,通過實驗探究亞鐵鹽和鐵鹽的性質。
實驗用品:FcSCU溶液,FcCb溶液,NaOH溶液,酸性KMnO,溶液,氯水,0.1mol-LKSCN(硫
氟酸鉀)溶液,KI溶液,淀粉溶液,稀硫酸,鐵粉,鋅片,銅片,試管,膠頭滴管,鍛子。
實驗方案設計與評價
預測
物質選取試劑實驗現象結論及離子方程式
性質
硫酸與堿2+
Fe+2OH=Fe(OH)2;
NaOH溶液
亞鐵反應
氯水,0.1mol?LKSCN
溶液變紅2Fe2++C12=2Fe3++2Cl-
(硫氟酸鉀)溶液
還原
性
酸性KMnCU溶液KMnCh被還原
氧化Zn溶解,溶液由淺綠
鋅片Fe2++Zn=Fe+Zn2+
性色變為無色
與堿
3+
NaOH溶液Fe+3OH-Fe(OH)31
反應
鐵粉2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+
氯化
氧化鋅片變為淺綠色生成FeCb2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
鐵
性銅片2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
.......................—
3+2+
2Fe+2I-2Fe+I2
【鐵鹽和亞鐵鹽的化學性質】寫出下列反應的離子方程式:
“鐵"旅2Fe“+Fe=:叱*
.有氧化性"銅反2Fe"+Cu=2Fe2++C//
““反應2Fe:"+21-=2Fe270
鐵鹽」
(Fe3+)]與強(
—Fe、+3OH?=Fe(OH)3l
|特(
——F干?+3SCN-=Fe(SCN%(紅色)
一具有氧化性(與鋅反應):F*+Zn=Fe+Z1
修會--具有還原性(與氯水反應):2Fe2?+Cb=2Fe"+2CF
-與強堿反應:Fe2++2OH-=Fe(OH)2:
【易錯點撥】(1)配制硫酸亞鐵時,要在溶液中加入o因為Fe2+易被氧化為Fe3+,加入鐵
粉或鐵釘,發生反應2Fe3++Fe=3Fe?+,可防止硫酸亞鐵溶液被氧化,而不發生變質。
(2)除去氯化鐵中的Fe2+,可加入,反應的離子方程式為2Fe2++C12=2Fe3++2C廠
3.Fe2-1如+的檢驗
Fe2+Fe3+
溶液的顏色色黃色
滴加KSCN溶液——
3+-
反應原理不反應Fe-F3SCN=Fe(SCN)3
利用含有比3+的鹽溶液遇到溶液變成紅色,檢驗Fe3*
結論
的存在
三、Fe>Fe2+、Fe3+的轉化(鐵三角)
1.鐵三角的轉化
鐵元素有三種價態:0價、+2價和+3價,這三種價態的鐵在一定條件下可相互轉化,我們稱之為
還原劑
Fe只有還原性,①Fe能被Fe3+、Cu2\H\S等較_________氧化為Fe?+
可以被氧化成十②Fe能被CL、Bn、HNCh、濃H2so4等_________氧化為
2價或+3價鐵Fe3+
+
①還原性:Fe?+能被。2、。2、HNO3、H2O2>KMnO4(H)
Fe?+既有氧化性
等氧化為Fe3+
又有還原性,主
②氧化性:Fe?+能被Zn、Al、CO、H2等還原為Fe,如:
要表現還原性
Fe2++Zn=Fe+Zn2+
2-
①能被Fe、Cu>S(H2S).「(HI)、SO2還原成Fe2f
FE+具有較強的
②能被C、CO、H2、Zn等江原成Fe,如:2Fe3++3Zn=
氧化性
2Fe+3Zn2+
【易錯點撥】Fe與稀HN03:Fe少量,Fe+4HNCh(稀)=Fe(NC>3)3+NOT+2H?0;如Fe過量,則
生成Fe(NO3)2o
2?“鐵三角”轉化關系的兩個應用
Fe2卜丕地NO「(H+)、C1CT(次氯酸根)、MnOi(H,)
判斷離子共存
Fe3+丕譬S2-、「、SOf
溶液雜質除雜方法
FeCl2FeCl3—
除雜通Cb或加氯水或加
FCC13FcCh
H2O2
FeChCuCl2
C考點剖析1
------------/
■IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIUIIIIIIIIII-----------
考點一:鐵的性質
【例1](2023春?安徽安慶?高一安徽省宿松中學校考開學考試)在給定條件下,下列物質
間的轉化不能實現的是
A.鐵與硫加熱生成硫化亞鐵
B.鐵與稀硫酸常溫下反應生成頑酸亞鐵
C.鐵在氧氣中燃燒生成氧化鐵
D.鐵與氯化鐵溶液在常溫下反應生成氯化亞鐵
考點二:鐵鹽、亞鐵鹽的性質
【例2】(2023春?江蘇常州?高一統考期中)鐵元素的常見價態有+2、+3價,實驗室可用
赤血鹽(SOlCN)1)溶液檢驗Fe?*,黃血鹽(K」Fe(CN)]J溶液檢驗Fe"。硫鐵礦燒渣中含有大
量Fe?O3,工業上常用于制取綠雙(FeSO/7Hq)。由硫鐵礦燒渣(主要含FezCh、Al。,、Si。?)制
取綠肌的流程如下:
稀H2s。4過量鐵粉NaOH溶液
儲鬻T酸溶卜亞間T反應I檢驗口調pHH過濾卜-a綠磯
濾渣濾渣
下列有關說法不?正?確?的是
A.“酸溶”時先將燒渣粉碎并不斷攪拌,可提高鐵元素的浸出率
B.“反應”時發生的主要反應為2Fe?++Fe=3Fe2,
C.“檢驗”時可用KjFelCN),,]溶液檢驗上一步“反應”是否進行完全
D.將第二次“過濾”所得濾液加熱,經蒸發結晶可以制得綠帆
考點三:鐵鹽、亞鐵鹽的檢驗
^4^[例3](2023秋?天津河東?高一統考期末)將下列四種鐵的化合物溶于稀鹽酸,滴加KSCN
溶液沒有顏色變化,再加入氯水即可顯紅色的是
A.FeOB.Fe2O3C.FeCl3D.Fe(OH)3
【例4】(2023秋?云南昆明?高一統考期末)為探究某食品包裝袋內一小包脫氧劑中的還原
鐵粉是否變質,分別取少量樣品溶于鹽酸,再進行以下,其結論正確的選項是
A.假設再滴加KSCN溶液,溶液未變紅,再滴加氯水,溶液變紅,說明鐵粉變質
B.假設再滴加KSCN溶液,溶液未變紅,說明鐵粉未變質
C.假設再依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液變紅,說明鐵粉變質
D.假設再滴加KSCN溶液,溶液變紅,說明鐵粉變質
!離基礎達標1
…_______/
---------------iMiiiiiniiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiuiiimii-----------------
1.(2023秋?內蒙古赤峰?高一赤峰二中校考期末)下列關于鐵及其化合物的說法,不正確的是
A.金屬鐵可以被磁鐵吸引B.鐵絲可以在氧氣中劇烈燃燒
C.鐵有良好的導電、導熱性D.鐵絲在氯氣中燃燒生成Fed?
2.(2023春?江蘇蘇州?高一江蘇省黃城中學校考期中)反應2Al+Fe2O3T2Fe+AU03可用于焊接
鐵軌,下列有關說法不正確的是
A.該反應吸收大量的熱B.鋁在反應中作還原劑
C.鋁熱劑是混合物D.該反應是置換反應
3.(2023秋?云南昆明?高一統考期末)下列物質不能通過化合反應直接制備的是
A.FeChB.AI2O3C.Fe(OH)2D.NaHCO3
4.(2023春?上海?高一期末)鐵和鐵合金是生活中常見的材料,下列說法正確的是
A.純鐵的熔點低于鐵合金B.純鐵和鐵合金都能導電、傳熱
C.姮鐵的硬度和強度都高于鐵合金D.生鐵是鐵合金,只含金屬元素
5.(2023春.上海奉賢.高一校考期中)下列物質反應后一定有+3價鐵生成的是
①過量鐵絲在CL中點燃
②Fe與過量稀硫酸反應
③FeCb溶液中通入少量Cb
@Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中
⑤稀硝酸中加入過量鐵粉
A.①②B.①③C.①③④D.①③④⑤
6.(2023秋?河南濮陽?高一統考期末)鐵元素的“價一類''二維圖如圖所示。下列說法正確的是
化
合
價
-?
+3尚
+2O守
a
單質氧化物堿鹽類別
A.a在純。2中燃燒可直接轉化為e
B.在不同條件下,g可能分別轉化為f沉淀或膠體
C.c在空氣中直接加熱可轉化為b
D.檢驗含d溶液中金屬陽離子的方法為先加入氯水,再加入KSCN溶液
7.(2023秋?河南三門峽?高一統考期末)元素的價類二維圖是我們學習元素及其化合物相關知識的
重要模型和工具,它指的是以元素的化合價為縱坐標,以物質的類別為橫坐標所繪制的二維平面圖
像。如圖為鐵元素的價類二維圖,其中的箭頭表示部分物質間的轉化關系,下列說法不正確的是
化合價
+6-FeO;
|⑤
⑥③L
+3-Fe?O3-Fe(OH)廣FU
------1------1------1-----1物質類別
單質氧化物堿鹽
A.鐵在高溫下與水蒸氣反應不能實現轉化①
B.FeO是一種黑色粉末,不穩定,在空氣中受熱,迅速發生轉化②
C.由圖可預測:高鐵酸鹽(FeO;)具有強氧化性,可用于消毒
D.加熱Fe(OH),發生轉化⑥,加鹽酸溶解可實現轉化③
8.(2023春?江蘇常州?高一統考期中)鐵元素的常見價態有+2、+3價,實驗室可用赤血鹽
(K'IXCN)1)溶液檢驗Fe2+,黃血鹽(KjFelCN)1)溶液檢驗FeZ硫鐵礦燒渣中含有大量羥凡,
工業上常用于制取綠磯(FeSO/7H2。)。在指定條件下,下列有關鐵單質的轉化不熊實現的是
A.Fe⑸一螺〉Fe?O3(s)B.Fe⑸-卜隼)>FeJ(s)
l()
C.Fe(s)帆桶歪明陽畋入(aq)D.Fe(s)^^-->FcSO4(aq)
9.(2023?廣東?高三專題練習)鐵是應用最廣泛的金屬,在一定條件下可與水蒸氣反應(裝置如下
圖所示),下列說法錯誤的是
濕棉梃_^^粉|
A.充分反應后,還原鐵粉變成紅色固體
B.濕棉花的作用是提供反應所需水蒸氣
C.虛線方框中裝置是為了檢驗反應產生的氣體
D.酒精燈n配用的金屬套筒目的是聚集火焰,提高溫度
10.(2023秋?廣東潮州?高一統考期木)下列有關鐵及其億合物的說法中正確的是
A.鐵在氯氣中燃燒如果鐵過量會生成Fe。?
B.紇熱的鐵絲與水蒸氣反應,得到的含鐵化合物是四氧化三鐵
C.鐵的化學性質比較活潑,所以鐵在自然界中全部以化合態存在
D.鐵在純氧中燃燒或在氯氣中燃燒所得產物鐵元素的化合價均為+3價
j號過關檢測]
一、單選題
1.(2023春?上海浦東新?高一華師大二附中校考期中)鐵是目前使用廣泛的金屬。下列關于鐵及其
化合物的說法正確的是
A.鐵單質中有金屬陽離子
B.生鐵含碳量高,熔點比純鐵高
C.常溫下鐵與水不反應,但紅熱的鐵能與水蒸氣發生反應,生成氧化鐵和氫氣
D.膠體是一種分散系,向沸水中滴加5~6滴56。3稀溶液,可制得Fe(0H)3膠體
2.(2023春.江蘇揚州.高一統考期中)FcCb是有機反應中常用的催化劑。實驗室用如下圖所示裝
置制備少量FeCb.已知:FeCb易升華,且易水解:FeC13+3H2O-Fe(OH)3+3HCl0下列說法不正確的
B.實驗時若Cb不足量,則可能生成FeCL
C.裝置丙的作用是收集FeCh
D.裝置丁中CaCb的作用是防止水蒸氣進入裝置丙
3.(2023春?四川內江?高一四川省內江市第六中學校考期中)鐵粉與稀硝酸反應的化學方程式為
8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O0下列有關說法正確的是
3+
A.氧化性:HNO3<Fe
B.作氧化劑的HNO?是參與反應的HNO,的10%
c.常溫下為加快反應速率,司.將稀硝酸換為濃硝酸
D.在反應后的混合物中滴加少量氫氧化鈉溶液,有氣體逸出
4.(2023春?江蘇蘇州?高一江蘇省黃城中學校考期中)下列有關物質的性質與用途具有對應關系的
是
A.鐵粉能與02反應,可用作食品保存的脫氧劑
B.綱米Fe。4能與酸反應,可用作磁性材料
C.FeCh具有酸性,可用于腐蝕印刷電路板上的Cu
D.聚合硫酸鐵鋁能水解并形成膠體,可用于自來水殺菌消毒
5.(2023秋?新疆昌吉?高一新疆昌吉回族自治州第二中學校考期末)下列有關鐵、鐵礦石與鐵的氧
化物的說法正確的是
A.在自然界中,不可能有游離態的鐵存在
B,赤鐵礦的主要成分是Fez。?,磁鐵礦的主要成分是Fe3()4,FezCh俗稱鐵紅
C.FcO不穩定,在空氣中加熱迅速被氧化成FC2O3
D.鐵的氧化物能與酸反應生成鹽和水,因此Fe3O4、Fe2O3.FeO都是堿性氧化物
6.(2023秋?廣東韶關?高一校考期末)用如圖所示裝置進行Fe與水蒸氣反應的實驗,下列有關說
法正確的是
A
A.Fe與水蒸氣反應的化學方程式為2Fe+3H2O=Fe2O3+3H2
B.實驗時,先點燃酒精燈再點燃酒精噴燈
C.選用裝置②收集并檢驗Fe與水蒸氣反應產生的氣體
D.實驗后取玻璃管中固體加鹽酸溶解,滴加KSCN未有紅色,說明Fe與水蒸氣未反應
7.(2023春.河北承德.高一承德縣第一中學校聯考期中)鐵元素的“價一類”二維圖如圖所示,下列
A.Fe—Fe3()4只能通過置換反應得到
B.民3。4在自然界中不存在
C.可用Fe粉去除FeCL溶液中混有的少量FeCl3
D.向Fe(OH)2懸濁液中通入Cb可得到Fe(OH)3
二、填空題
8.(2023秋.四川成都.高一統考期末)“價類”二維圖是學習元素及其化合物的重要工具,如圖所示
是鐵及其化合物的“價類''二維圖。
(1)X、Y分別代表、;Z在空氣中轉化為W的化學方程式為,
⑵某小組研究FeSO,性質,預測FeSO,能與發生氧化還原反應(填序號)。
①NaOH溶液②氯水③稀鹽酸④酸性KMnO4溶液⑤鎂⑥碳酸鈉
⑶鐵鹽溶液可用于金屬刻蝕。如用FeCl.溶液刻蝕銅制電路板,FeCl.被_______(填“還原”或“氧化”)
為Fed2,該反應的離子方程式為o
(4)為檢驗食品中的鐵元素,可將菠菜剪碎、研磨、溶解、,然后將少許濾液加入試管中,
加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性),再滴加幾滴KSCN溶液,振蕩,若觀察到現象,說
明試驗樣品中含有鐵元素。
(5)高鐵酸鈉是一種能殺菌、脫色、除臭的新型高效水處理劑。工業上可用NaClO氧化Fe(OH%的方
法制備NazFeO4,其原理為3NaC10+2Fe(0H)3+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H,用雙線橋法
表示該反應的電子轉移方向和數目。
9.(2022秋?黑龍江牡丹江.高一校考期末)鐵是生產生活中重要的金屬,其單質和化合物在生活中
有很廣泛的用途。請I口I答:
(1)紅熱的鐵能跟水蒸氣反應,有一種產物是可燃性氣體,則其化學反應方程式為。
(2)缺鐵性貧血患者應補充Fe2\用綠磯制成的補鐵劑藥片外表包有一層特殊的糖衣,試推測糖衣
的作用是___________0
(3)向某溶液中加入KSCN溶液,溶液立即變成紅色,則原溶液中含有(填離子符號),
要除去FeCb溶液中少量的氯化亞鐵,可行的辦法是___________(填字母)。
A.加入銅粉B.加入鐵粉C.通入氯氣D.加入KSCN溶液
(4)四氧化三鐵是生產生活常見的一種鐵的氧化物。它溶于鹽酸的離子方程式為o
(5)高鐵酸鉀(I^FeOj,其中鐵為+6價)可消毒飲用水和除懸浮物。投入水中可發生如下反應:
4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(膠體)+30?T+8KOH
①該反應中被氧化的元素是__________(填元素符號)。
②高鐵酸鉀能夠消毒飲用水是因為其具有強氧化性,能除懸浮物的原因是___________。
10.(2023秋?甘肅金昌?高一永昌縣第一高級中學校考期末)鐵及其化合物與生產、生活息息相關。
回答下列問題:
(DFe2-易被人體吸收,醫生建議在服用該補鐵劑時,同時服用維生素C.維生素C的作用是_______o
(2)印刷電路板的制作原理是用足量的FeCh溶液腐蝕覆銅板上不需要的銅箔。寫出上述反應的化學
方程式:。
⑶生鐵是通過高爐冶煉而得到的,以赤鐵礦為例用CO將其還原的化學方程式為o
(4)某廢料鐵泥的主要成分為Fe0、FcO、Fe和雜質(雜質不與硫酸反應)。現取格廢料鐵泥提取FeQ,,
設計實驗流程如下:
①分離溶液A和沉淀C的操作中使用到的玻璃儀器有燒杯、
②能檢驗溶液A中含有Fe?+的試劑是______(填字母)。
A.鐵粉B.酸性KMnO4溶液C.KSCN溶液
③步滕II中發生反應的離子方程式為O
④若最終獲得〃gFe?O3,則廢料鐵泥中鐵元素的質量分數為o
第12講鐵、亞鐵鹽和鐵鹽
1.了解鐵單質在生活中的用途,能從物質分類及化合價角度去分析鐵單質的化學性質。
2.能設計實驗去認識鐵與水蒸氣的反應,發展科學探究水平,能用符號表示鐵與水蒸氣的反應原理。
3.會設計實驗制備氫氧化亞鐵,檢驗Fc3+,探究FC3+、Fc2+的氧化性與還原性,增強科學探究與創
新意識。
4.掌握鐵鹽、亞鐵鹽的性質及檢驗方法。
|[函基礎知識]i
■iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiitiiiiini―
一、鐵單質
1.鐵元素的存在
(1)人類最早使用的鐵,是來白太空的隕鐵。
(2)在自然界中的存在:①以單質形式存在:隕鐵;②主要以+2、+3價化合物形式存在:礦石
(3)鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅、和鋁,居于第四位。
2.物理性質
純凈的鐵是光亮的銀白色金屬,密度較大,熔點為1是8°C。純鐵的抗腐蝕能力很強,具有良好的
延展性和導熱性,導電性比銅、鋁差,能被磁鐵吸引。
3.化學性質
鐵是26號元素,其原子結構示意圖:/°鐵元素性質活潑,有較強的還原性,
主要化合價為+2價和+3價。一般來說,鐵單質與弱氧化劑反應,產生+2價鐵;與強氧化劑反應產
生+3價鐵。
(1)與非金屬單質反應
非金屬單質化學反應方程式或現象
占燃
023Fe+2Ch二二FesOK劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體)
盧燃
CL2Fe+3cL-------FeCh(產生棕褐色煙)
SFe+S——FeS(生成黑色固體)
[易借點撥】①Ch將Fe氧化至±1價,即使加入過量的鐵粉參加反應也不會生成+2價的Fe;
②Fc與硫蒸汽反應,Fe被氧化成+2價,生成的是FcS,而不是+3價;Fc與碘蒸汽反應生成的是
Feb而不是Feb;
③Mg、Al與氧氣反應生成致密的氧化膜,能保護內層金屬:Fe形成的氧化物疏松,不能保護內層
的鐵,形成鐵銹(Fe2C)3?xH2O);銅在空氣中形成銅綠ICuMOH)2co3]。
2.與H2O反應
(1)常溫下,鐵與H2O不反應。
高溫
(2)高溫下,鐵與水蒸氣發生反應,反應方程式為:3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2
(3)在如圖所示的實驗裝置中:
①實驗操作:在如圖所示裝置的試管中依次放入濕棉花和還原鐵粉,加熱。把生成的氣體通人蒸發
rni中的肥皂液中C一段時間后,用坨堤鈕夾取燃著的火柴點燃蒸發皿中的肥皂泡,觀察現象C實驗
結束時,先從肥皂水中撤出導管,再移走燃著的酒精燈。
②實驗現象:蒸發皿中產生肥皂泡,點燃肥皂泡,聽到爆鳴聲。反應后,試管中固體仍呈黑色。
【實驗說明】a.濕棉花的作用是在受熱時提供反應所需的蟲董包
b.酒精燈的火焰用鐵絲網罩套住,可以使加熱效果更好
c.鐵不能與冷水、熱水反應,但在高溫下能與水蒸氣反應。
3.弓酸反應
酸離子方程式或現象
2+
稀H2so4、HC1Fe+2H+——Fe+H2|
稀HNChFe不足Fe+4H++N0vFe3++NOT+2H)O
+2+
Fe過量3Fe+8H+2NO3"——Fe+2NOT+4H2O
濃HNCh、濃H2s。4常溫下鈍化
注意:①鐵遇冷的濃硝酸、濃硫酸時,表面會生成一層致密的氧化膜,化學上稱之為鈍化,屬于化
學變化。
②在鐵與稀HNCh反應時,應考慮哪種物質過量然后再根據兩種物質的量分析討論判斷,根
據方程式:HNCh過量:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NOt+2H2O;
Fe過量:Fc+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2o
4.與鹽反應:鐵與硫酸銅溶液反應:Fe+Cu2+=Fe2++Cu;
鐵與硫酸鐵溶液反應:Fe+2Fe3+=3Fe2\
二、鐵鹽和亞鐵鹽的性質
1.預測鐵鹽和亞鐵鹽的性質
(1)鐵鹽(如氯化鐵)中鐵元素的化合價為+3價,為鐵元素的最高價態,只具有氧化性,能與鐵、銅、
鋅、碘化鉀溶液等還原劑反應。
(2)亞鐵鹽(如硫酸亞鐵)中鐵元素的化合價為+2價,為鐵元素的中間價態。既有還原性,能與氯水、
酸性高鎰酸鉀溶液等氧化劑反應;又有氧化性,能與鋅等還原劑反應。
(3)鐵離子(Fe3,)的特性:遇硫氟酸鉀(KSCN)溶液呈紅色,常.用硫氟酸鉀溶液檢驗Fe3-的存在。
【點撥】如果你預測某物質具有氧化性,就應該尋找具有還原性的另一物質,通過實驗證實兩者能
發生氧化還原反應來檢驗你的預測。相應地,如果你預測某物質具有還原性,就應該尋找具有氧化
性的另一物質,通過實驗來檢驗你的預測。
2.亞鐵鹽和鐵鹽
【活動?探究】亞鐵鹽和鐵鹽的性質
實驗目的:以硫酸亞鐵、氯化鐵為例,通過實驗探究亞鐵鹽和鐵鹽的性質。
實驗用品:卜CS34溶液,FeC13溶液,NaOH溶液,酸性KMnO,溶液,氯水,0.1mol-LKSCN(硫
氟酸鉀)溶液,KI溶液,淀粉溶液,稀硫酸,鐵粉,鋅片,銅片,試管,膠頭滴管,銀子。
實驗方案設計與評價
預測
物質選取試劑實驗現象結論及離子方程式
性質
與堿白色沉淀迅速變灰綠2+
Fe+2OH=Fe(OH)21
NaOH溶液
反應最后變成紅褐色
氯水,0.1mol?LKSCN
2+3+
溶液變紅2Fe+Cl2=2Fe+2Cl-
(硫氟酸鉀)溶液
還原
硫酸性
亞鐵
酸性KMnO4溶液溶液紫色退去KMnO4被還原
氧化Zn溶解,溶液由淺綠
鋅片Fe2++Zn=Fe+Zn2+
性色變為無色
與堿
3+
NaOH溶液紅褐色沉淀Fe+3OH=Fe(OH)3;
反應
鐵粉2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+
氯化
氧化鋅片變為淺綠色生成FeCb2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
鐵
性銅片2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
3+2+
KI溶液,淀粉溶液溶液變藍2Fe+2I-2Fe+I2
【鐵鹽和亞鐵鹽的化學性質】寫出下列反應的離子方程式:
與鐵反應
2Fe“+Fe=3Fe.
2Fe:“+Cu=2Fe2++CM,
2Fe:"+21-=2Fe2?+%
Fe*+3OH==Fe(OH%|
Fe*+3SCN-=Fe(SCN):,(紅色)
一具有氧化性(與鋅反應):Fe^+Z-Fe+ZX
界色含--具有還原性(與氯水反應):2Fe2?+Cl,=2Fe"+2CF
\re/
一與強堿反應:Fe2++2OH-=F-OH-I
【易錯點撥】(1)配制硫酸亞鐵時,要在溶液中加入鐵釘或鐵粉。因為Fe2+易被氧化為Fe3+,加入
鐵粉或鐵釘,發生反應2Fe3++Fe=3Fe2+,可防止硫酸亞鐵溶液被氧化,而不發生變質。
⑵除去氯化鐵中的Fe2+,可加入新制的氯水,反應的離子方程式為2Fe2++C12=2Fe3++2C「
3.Fe?+'F/+的檢驗
Fe2+Fe3+
溶液的顏色色黃色
滴加KSCN溶液無明顯現象溶液變色
3+
反應原理不反應Fe-F3SCN-=Fe(SCN)3
利用含有氏3+的鹽溶液遇到溶液變成紅色,檢驗Fe^
結論
的存在
三、Fe、Fe2+>Fe3+的轉化(鐵三角)
1.鐵三角的轉化
鐵元素有三種價態:。價、+2價和+3價,這三種價態的鐵在一定條件下可相互轉化,我們稱之為
“鐵三角
還原劑
Fe只有還原性,可以①Fe能被Fe3+、Cu2\H\S等較弱氧化劑氧化為Fe?.
被氧化成十2價或十3②Fe能被Cb、Bin、HNO3、濃H2so4等強氧化劑氧化為Fe”
價鐵
Fe1既有氧化性乂有①還原性:Fe?,能被02、。2、HNO3、H2O2、KMnOMH?)等氧化為FE
還原性,主要表現還原②氧化性:Fe?.能被Zn、Al、CO、H2等還原為Fe,如:Fe2++Zn=Fe
性+Zn2+
Fe3+具有較強的氧化①能被Fe、Cu、S2—(H2S)、「(HI)、SO2還原成Fe?+
性②能被C、CO、H2、Zn等還原成Fe,如:2Fe3++3Zn=2Fe+3Zn2+
【易錯點撥】Fe與稀HNCh:Fe少量,Fe+4HNO3(W)=Fe(NO3)3+NO?+2H2O;如Fe過量,則
生成Fe(NO3)2o
2?“鐵三角”轉化關系的兩個應用
Fe2+丕些皆NO?(H+)、CIOX次氯酸根)、MnO;(H+)
判斷離子共存
Fe3+3^^s2—、「、SOF
溶液雜質除雜方法
FeChFeCh加過量鐵粉后?過濾
除雜通CL或加氯水或加
FeChFeCh
H2O2
FeChCuCh加過量鐵粉后過濾
jC考點剖析1
考點一:鐵的性質
[例1](2023春?安徽安慶?高一安徽省宿松中學校考開學考試)在給定條件下,下列物質
間的轉化不能實現的是
A.鐵與硫加熱生成硫化亞鐵
B.鐵與稀硫酸常溫下反應生成硫酸亞鐵
C.鐵在氧氣中燃燒生成氧化鐵
D.鐵與氯化鐵溶液在常溫下反應生成氯化亞鐵
【答案】C
【詳解】A.硫的氧化性較弱,鐵與硫加熱生成硫化亞鐵,故A符合題意;
B.鐵與稀硫酸常溫下發生置換反應,生成氫氣,同時生成硫酸亞鐵,故B符合題意;
C.鐵在氧氣中燃燒生成黑色的四氧化三鐵,故c不符合題意;
D.鐵有較強還原性,常溫下與氯化鐵溶液反應生成氯化亞鐵,故D符合題意;
答案C。
考點二:鐵鹽、亞鐵鹽的性質
[卜][例2](2023春?江蘇常州?高一統考期中)鐵元素的常見價態有+2、+3價,實驗室可用
赤血鹽(K3[Fe(CN)1)溶液檢驗Fc?+,黃血鹽的自儲用])溶液檢驗M。硫鐵礦燒渣中含有大
量FezCh,工業上常用于制取綠鞏(FeSO/7Hq)。由硫鐵礦燒渣(主要含FezCh、A12O3.SiO2)$i]
取綠機的流程如下:
稀H2s。4過量鐵粉NaOH溶液
鬻JT酸溶卜快源H反應T檢驗H調pHH過濾卜>綠磯
濾渣濾渣
下列有關說法不?正?確?的是
A.“酸溶”時先將燒渣粉碎并不斷攪拌,可提高鐵元素的浸出率
B.“反應”時發生的主要反應為2Fe3++Fe=3Fe?+
C.“檢驗”時可用KjFe(CN)6]溶液檢驗上一步“反應”是否進行完全
D.將第二次“過濾”所得濾液加熱,經蒸發結晶可以制得綠磯
【答案】D
【分析】硫鐵礦燒渣酸溶后過濾,濾渣為SiCh,濾液中含Fe3+、AP+,加過量鐵粉后鐵離子被還原
為亞鐵離子,下一步用黃血鹽(KjFe(CN)1)溶液檢驗FP+是否有剩余,再加NaOH溶液調pH值,
將AP+轉化為A1(OH)3沉淀,過濾后的溶液經過蒸發濃縮,冷卻結晶,過濾,洗滌,干燥,得到綠
磯晶體。
【詳解】A.“酸溶”時先將燒渣粉碎并不斷攪拌,可提高鐵元素的浸出率,A正確;
B.“反應”時加過量鐵粉后鐵離子被還原為亞鐵離子,發生的主要反應為2F/+Fe=3Fe2+,B正確;
C.根據分析,用黃血鹽(K4[Fe(CN)1)溶液檢驗Fe??是否有剩余,C正確;
D.綠研晶體含結晶水,故根據分析,將第二次“過濾”所得濾液經過冷卻結晶可以制得綠磯,D錯
誤;
考點三:鐵鹽、亞鐵鹽的檢驗
、[例3](2023秋天津河東?高一統考期末)將下列四種鐵的化合物溶于稀鹽酸,滴加KSCN
溶液沒有顏色變化,再加入氯水即可顯紅色的是
A.FeOB,Fe2OaC.FeChD.Fe(OH)3
【答案】A
【詳解】A.FeO與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵,氯化亞鐵與KSCN不反應,加入氯水后氯化亞鐵被
氧化成氯化鐵,三價鐵遇KSCN變紅色,故A符合題意;
B.FezCh與稀鹽酸反應生成氯化鐵,滴加KSCN溶液變紅色,故B不符合題意;
C.FeCL溶于稀鹽酸,電離出三價鐵離子,滴加KSCN溶液變紅色,故C不符合題意;
D.Fe(OH)3與稀鹽酸反應生成氯化鐵,滴加KSCN溶液變紅色,故D不符合題意;
故選:Ao
【例4】(2023秋?云南昆明?高一統考期末)為探究某食品包裝袋內一小包脫氧劑中的還原
鐵粉是否變質,分別取少量樣品溶于鹽酸,再進行以下,其結論正確的選項是
A.假設再滴加KSCN溶液,溶液未變紅,再滴加氯水,溶液變紅,說明鐵粉變質
B.假設再滴加KSCN溶液,溶液未變紅,說明鐵粉未變質
C.假設再依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液變紅,說明鐵粉變質
D.假設再滴加KSCN溶液,溶液變紅,說明鐵粉變質
【答案】D
【詳解】A.若滴加KSCN溶液,溶液未變紅,再滴加氯水,溶液變紅,說明溶液中不含鐵離子,
含有亞鐵離子,亞鐵離子來源可能是鐵與鹽酸反應,故A錯誤;
B.若滴加KSCN溶液,溶液未變紅,說明溶液中無鐵離子,但還原鐵粉有可能被氧化為亞鐵離子,
故B錯誤;
C.氯水具有強氧化性,可以把亞鐵離子氧化為鐵離子,亞鐵離子來源可能是鐵與鹽酸反應,故不
能確定是部分氧化還是全部氧化還是沒有被氧化,故C錯誤;
D.若滴加KSCN溶液,溶液變紅,說明溶液中含有鐵離子,可以確定還原鐵粉被氧化變質,故D
正確;
故選Do
礎達標1
---------------------INIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIUIIIIIIII,
1.(2023秋?內蒙古赤峰?高一赤峰二中校考期末)下列關于鐵及其化合物的說法,不正確的是
A.金屬鐵可以被磁鐵吸引B.鐵絲可以在氧氣中劇烈燃燒
C.鐵有良好的導電、導熱性D.鐵絲在氯氣中燃燒生成FeCh
【答案】D
【詳解】A.金屬鐵可以被磁鐵吸引,A項正確;
B.鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,放出大量的熱,B項正確;
C.鐵單質有良好的導電、導熱性,C項正確;
D.氯氣具有強氧化性,鐵絲在氯氣中燃燒生成Fe。一不是FeCb,D項錯誤;
答案選D。
2.(2023春?江蘇蘇州?高一江蘇省黃城中學校考期中)反應ZAl+Fe?。,^~^Fe+Aiq?可用于焊接
鐵軌,下列有關說法不正確的是
A.該反應吸收大量的熱B.鋁在反應中作還原劑
C.鋁熱劑是混合物D.該反應是置換反應
【答案】A
【詳解】A.
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