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1、第三節(jié) 鐵及其重要化合物
考點梳理
1.了解鐵的主要性質及應用。
2.了解鐵的重要化合物的主要性質及應用。
一、鐵的性質
1.物理性質
銀白色光澤、密度大，熔沸點高，延展性、導電、導熱性較好、能被磁鐵吸引。
2.化學性質
鐵是較活潑的金屬，鐵原子的最外層電子數為2個，可失去2個或3個電子而顯+2價或+3價，但+3價的化合物較穩(wěn)定。
（1）與非金屬反應：
3Fe + 2O2Fe3O4
2Fe + 3C122FeCl3（鐵絲在氯氣中燃燒時，生成棕黃色的煙，加水振蕩后，溶液顯黃色）
Fe + SFeS
說明 鐵跟氯氣、硫反應時，分別生成+2價和+3價的鐵，說明
2、氧化性：氯氣＞硫．
（2）與水反應：
①在常溫下，在水和空氣中的O2、CO2等的共同作用下，Fe易被腐蝕(鐵生銹)．
②在高溫下，鐵能與水蒸氣反應生成H2：3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2
（3）與酸反應：
①與非氧化性酸(如稀鹽酸、稀H2SO4等)的反應．例如： Fe + 2H＋ ＝ Fe2＋ + H2↑
②與氧化性酸。
a.HNO3(稀)過量時生成Fe3＋：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。
b．鐵粉過量時生成Fe2＋：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
c.鐵遇到冷的濃H2SO4、濃HNO
3、3時，產生鈍化現象，因此金屬鐵難溶于冷的濃H2SO4或濃HNO3中．
(4)鐵與鹽溶液的反應
①鐵能與比它活動性弱的金屬的鹽溶液反應，置換出這種金屬。 Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。
②鐵能與FeCl3溶液反應生成FeCl2。離子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
二、鐵的重要化合物的主要性質及應用
1.鐵的氧化物
化學式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗稱
(鐵紅)
(磁性氧化鐵)
化合價
+2
+3
+2、+3
色、態(tài)
黑色粉未
紅棕色粉未
黑色晶體
水溶性
均不溶于水
和H+反應
FeO + 2H+ = Fe
4、2+ + H2O
Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O
Fe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
與CO的反應
穩(wěn)定性
在空氣中氧化為Fe3O4
空氣中穩(wěn)定
在空氣中穩(wěn)定
制備
高溫熔融，過量的鐵與O2反應：2Fe+O2 2FeO
氫氧化鐵加熱分解
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
鐵在氧氣中燃燒
3Fe + 2O2 Fe3O4
【另】①FeO與硝酸反應的化學方程式：
3FeO+10HNO3====3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。
②FeO、Fe2O3分別與HI溶液反應的化學方程式：
FeO+2HI==
5、==FeI2+H2O、Fe2O3+6HI====2FeI2+I2+3H2O。
2.鐵的氫氧化物
氫氧化亞鐵-Fe(OH)2
氫氧化鐵- Fe(OH)3
顏色狀態(tài)
白色固體
紅褐色固體
水溶性
難溶于水
穩(wěn)定性
不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化，顏色變化：白色→灰綠色→紅褐色
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
較穩(wěn)定空氣中久置會部分失水成鐵銹受熱易分解
與酸反應
Fe(OH)2+2H+====Fe2++2H2O
Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
制取
新制FeSO4溶液與NaOH溶液隔絕空氣反應：Fe2+
6、+ 2OH- = Fe(OH)2↓
鐵鹽與可溶性堿反應
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓
二者的關系
空氣中，Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3。
現象是：白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色
化學方程式為：4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3
【熱點難點】
一、鐵的三角轉化關系
1. .“鐵三角”中的轉化關系
2.應用
（1）判斷離子共存
①Fe2＋、Fe3＋均水解，與HCO、AlO、CO等因水解相互促進，在溶液中不能大量共存。
②Fe3＋與S2－、I－、HS－、SO，Fe2＋與NO(H＋)、ClO－、Mn
7、O(H＋)在溶液中因發(fā)生氧化還原反應不能大量共存。
（2）除雜方法(括號內為雜質)
①Fe2+(Fe3+)：加過量鐵粉過濾
②FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2
③FeCl2(CuCl2)：加過量鐵粉過濾
④Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加過量強堿溶液過濾
（3）鹽溶液的配制與保存
①Fe2＋的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相應的酸，防止Fe2＋水解。
②Fe3＋的鹽溶液：加少量相應的酸防止Fe3＋水解。
（4）制備物質
制備無水FeCl3——在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液。
制備Fe(OH)3膠體——向沸水中加入飽和Fe
8、Cl3溶液并煮沸至有紅褐色膠狀物出現
為止。
【典例1】某校探究性學習小組用已部分生銹的廢鐵屑制作印刷電路板的腐蝕劑，并回收銅。探究過程如下：
請回答下列問題：
(1)步驟①中先加入熱的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名稱是___________。
(2)步驟②中，除發(fā)生反應Fe+2HCl====FeCl2+H2↑外，其他可能反應的離子方程式為：______________________________。
(3)溶液C的顏色是________，溶液D中可能含有的金屬陽離子有_________。
(4)可以驗證溶液B中是否含有Fe2+的一種試劑是________(填選項序號)
9、。
a.稀硫酸 b.鐵
c.硫氰化鉀 d.酸性高錳酸鉀溶液
(5)操作乙的名稱是______，步驟⑤產生金屬銅的化學方程式為：______________________________________________。
【解析】(1)用熱的Na2CO3溶液除去廢鐵屑上的油污后，將兩者分離的方法是過濾。
(2)由于鐵銹的主要成分是Fe2O3，還發(fā)生反應的離子方程式可能有：Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O、 Fe+2Fe3+====3Fe2+。
(3)由B→C發(fā)生的反應為：2FeCl2+Cl2====
10、2FeCl3，FeCl3溶液呈棕黃色。向FeCl3溶液中加入印刷電路銅板，發(fā)生的反應為：2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2 ，若Cu不足量，則溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+、Fe3+；若Cu足量，則溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+，所以溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+、Fe3+。
(4)由于Fe2+具有較強的還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，所以可用酸性高錳酸鉀溶液驗證溶液B中是否含有Fe2+。
(5)由“D→E+氯氣+銅”知，操作乙是電解過程，反應產生金屬銅的化學方程式：CuCl2 Cu+Cl2↑。
答案：(1)過濾
11、(2)
(3)棕黃色 Fe2+、Cu2+、Fe3+ (4)d
(5)電解 CuCl2 Cu+Cl2↑
二、Fe2+和Fe3+的檢驗
1．溶液顏色
含有Fe2＋的溶液顯淺綠色
含有Fe3＋的溶液顯黃色
2．用KSCN溶液和氯水
相關離子方程式：2Fe2＋ + Cl2 ＝ 2Fe3＋ + 2Cl－
Fe3＋ + 3SCN－ ＝ Fe(SCN)3 （血紅色）
3. 用NaOH溶液或氨水
相關反應方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(紅褐色)
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===
12、4Fe(OH)3
【提醒】 FeCl3溶液在與許多試劑反應時會出現特殊現象，可作為鑒別Fe3＋的依據。
(1)向FeCl3溶液中加幾滴KSCN溶液呈紅色；
(2)FeCl3與NaOH溶液反應，生成紅褐色沉淀；
(3)向FeCl3溶液中加入過量Fe粉，溶液變淺綠色；
(4)向FeCl3溶液中加入過量Cu粉，溶液變藍綠色；
(5)將FeCl3溶液滴入到淀粉碘化鉀溶液中，溶液變藍色；
(6)將飽和FeCl3溶液滴入沸水中，生成紅褐色Fe(OH)3膠體。
【典例2】下列離子的檢驗方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2
13、，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2+，不含有Mg2+
【答案】選C。
【解析】向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明含Fe3+，但無法確定是否含Fe2+；向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明此時含Fe3+，但Cl2有氧化性，無法確定原來溶液中是Fe2+還是Fe3+；向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3+；向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中含有Fe2+，但由于紅褐色的掩蓋，無法說明是否含有Mg2+。
2013年高考化學 教材回歸詳析 3.3 鐵及其重要化合物
