无机化学第二讲 铁及其化合物 讲义【含经典例题分析】-2022届高三化学一轮复习（学生版+教师版，含word版、pdf版）

第二讲 铁及其化合物 铁原子结构示意图： ；价层电子排布图： ； 位于 d 区第 四 周期 Ⅷ 族；单质具有的化学性质：还原性 ； 1、 铁单质 1. 物理性质 颜色：纯净的铁银白色金属光泽； 铁粉或还原生成的铁的颜色：黑色 保存：涂防锈涂层或电化学保护； 2. 化学性质 (1) 与非金属单质反应：如O2、S、Cl2的反应 与O2反应：4Fe＋2O2 Fe3O4；现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。 与Cl2反应：2Fe＋3Cl2 2FeCl3；现象：产生棕黄色的烟。 与S反应：Fe＋S FeS；无论铁的量多量少,只生成FeCl3 (2) 与水反应：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2。 (3) 与酸反应 与非氧化性酸（HCl或H2SO4）：Fe + 2H+ == Fe2＋+H2↑ 与氧化性酸 (4) 与某些盐的反应 与Fe3＋溶液反应： Fe＋2Fe3＋ == 3Fe2＋ 湿法炼铜： Fe＋Cu2＋ == Fe2＋ ＋Cu 3. 铁的腐蚀 析氢腐蚀：发生条件：强酸性溶液； 　　　　　　 反应原理：负极反应式：Fe-2e-==Fe2+；正极反应式：2H++ 2e-== H2↑ 吸氧腐蚀：发生条件碱性、中性、弱酸性溶液； 　　　　　　 反应原理：负极反应式：2Fe-4e-==2Fe2+；正极反应式：O2+4e-+2H2O==4OH- 4. 铁的冶炼 热还原法： Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 铝热法：2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe 2、 铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 （铁锈的主要成分） 磁性氧化铁 （磁铁的主要成分） 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋ == Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋ == 2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋ == Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 用途 用作色素，在化妆品和刺青墨水中都有应用 做油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿（主要成分Fe2O3）是炼铁原料 用作录音磁带和电讯器材的原料；也是生产铁触煤的原料；硬度大用作磨料；烤蓝工艺 3、 铁的氢氧化物 名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁 性 质 物理性质 白色固体，难溶于水 红褐色固体，难溶于水 与酸反应 与非氧化性酸： Fe(OH)2 + 2HCl == FeCl2 + 2H2O 与氧化性酸：3Fe(OH)2 + 10HNO3 == 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 8H2O 与酸：Fe(OH)3 + 3HCl == FeCl3 + 3H2O 与HI：2Fe(OH)3 + 6HI == 2FeI2 + I2 + 3H2O 热稳定性 空气中加热：4Fe(OH)2＋O2 2Fe2O3＋4H2O 隔绝氧气加热：2Fe(OH)2 FeO+H2O 2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O 与O2反应 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O == 4Fe(OH)3 × 制法 <方法一>：沉淀法 原理：Fe2＋＋2OH﹣ == Fe(OH)2↓ <方法二>：电化学法 原理： 阳极：Fe﹣2ｅ― == Fe2+ 阴极：2H+＋2ｅ― == H2 Fe(OH)3胶体： FeCl3＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3HCl Fe(OH)3沉淀： Fe3＋＋3OH― == Fe(OH)3↓ 4、 铁离子(Fe3+)与亚铁离子(Fe2+) 铁盐（Fe3+） 亚铁盐（Fe2+） 颜色 棕黄色 浅绿色 生成沉淀的pH范围 生成Fe(OH)3沉淀pH范围： 1.7＜pH＜4.1 生成Fe(OH)2pH范围： 5.8＜pH＜8.3 与碱反应 Fe3＋＋3OH― == Fe(OH)3↓ Fe2＋＋2OH― == Fe(OH)2↓ 氧化性 还原性 Fe3+的强氧化性 （1） 2FeCl3 + Fe == 3FeCl2 （2） 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2 （3） H2S + 2FeCl3 == 2FeCl2 + S↓ + 2HCl （4） SO2 + 2FeCl3 + 2H2O == H2SO4 + 2FeCl2 + 2HCl （5） 2FeCl3 + 2KI == 2FeCl2 + 2KCl + I2 Fe2+的强还原性 （1） 2Fe2+ +