考点16 铁及其重要化合物——备战2021年高考化学一轮复习考点帮

考点16 铁及其重要化合物 一、铁的性质 1．铁的物理性质 纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。 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。 （1）与非金属单质的反应： ①与O2的反应： 常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。 点燃时：3Fe＋2O2eq \o(=====,\s\up12(点燃))Fe3O4。 ②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2eq \o(=====,\s\up12(点燃))2FeCl3。 ③与S的反应：Fe＋Seq \o(=====,\s\up12(△))FeS。 （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)eq \o(=====,\s\up12(高温))Fe3O4＋4H2。 （3）与酸的反应： ①与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 ②与氧化性酸： 遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。 Fe过量 3Fe+8H++2 3Fe2++2NO↑+4H2O Fe不足 Fe+4H++ Fe3++NO↑+2H2O （4）与某些盐溶液的反应： ①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物的比较 铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 无 铁红 磁性氧化铁 色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁的价态 +2 +3 +2、+3 水溶性 难溶于水 稳定性 不稳定性 6FeO+O22Fe3O4 稳定 稳定 与非氧化性酸的反应 FeO+2H+ Fe2++H2O Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ 2Fe3++ Fe2++4H2O 与CO的反应 FexOy+yCOxFe+yCO2 制取 高温熔融，过量的铁与氧气反应 2Fe+O22FeO Fe(OH)3的分解 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 铁在氧气中燃烧 3Fe+2O2Fe3O4 提醒：（1）Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有eq \f(1,3)的铁显＋2价，eq \f(2,3)的铁显＋3价； （2）Fe3O4与一般酸反应生成两种盐，Fe3O4与稀硝酸反应生成一种盐[Fe(NO3)3]。 2．铁的氢氧化物的比较 铁的氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物理性质 白色，难溶于水的固体 红褐色，难溶于水的固体 化学性质 （1）与非氧化性强酸反应 Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O （2）与氧化性酸反应 3Fe(OH)2+10HNO3 3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O （3）空气中放置被氧化 4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3 （1）与酸反应 Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O （2）受热分解 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 制备 ①煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气 ②煮沸NaOH溶液，赶走溶解的氧气 ③配制FeSO4溶液，加少量的还原铁粉 ④用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下 Fe2++2OH−Fe(OH)2↓ 将NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中 Fe3++3OH−Fe(OH)3↓ 三、“铁三角”及其应用 “铁三角”的四应用： （1）判断离子共存： Fe3+、Fe2+与 、 、 等在溶液中因发生相互促进水解反应而不能大量共存；Fe2+与 (H+)、ClO−、 (H+)，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)： Fe2+(Fe3+)：加过量铁粉过滤； FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2； FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤； Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤； （3）盐溶液的保存：亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化。铁盐溶液——加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。 （4）物质制备： ①制备无水氯化铁：在HCl气流中加热浓缩氯化铁溶液； ②制备氢氧化铁胶体：向沸水中加入饱和氯化铁溶液并煮沸至变为红褐色为止。 四、重要的铁盐 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+。 绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂