内容正文:
第二单元 铁及其化合物
第1讲 铁及其重要化合物
[课程标准] 1.掌握铁及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解铁及其重要化合物的制备方法。
考点一 铁的单质、氧化物
1.变价金属——铁
(1)物理性质:铁具有金属的共性,具有能被磁体吸引的特性。
(2)化学性质
按要求书写下列反应的方程式:
①Fe与Cl2、S反应的化学方程式:2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS。
②Fe与水蒸气的反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
③与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)。
酸
化学方程式或现象
稀HNO3
Fe不足
Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
Fe过量
3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
浓HNO3、浓H2SO4
常温下钝化
④与某些盐溶液的反应
与CuSO4溶液反应的离子方程式:Fe+Cu2+===Fe2++Cu。
与FeCl3溶液反应的离子方程式:Fe+2Fe3+===3Fe2+。
(3)生铁的冶炼
①原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
②设备:高炉。
③主要反应
学生用书第49页
a.还原剂(CO)的生成:C+O2CO2,CO2+C2CO;
b.铁的还原:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
c.造渣反应:CaCO3CaO+CO2↑,CaO+SiO2CaSiO3。
2.铁的氧化物
(1)物理性质
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
-
铁红
磁性氧化铁
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
Fe元素的价态
+2
+3
+2,+3
(2)铁的氧化物与盐酸反应的离子方程式分别为:
FeO:FeO+2H+===Fe3++H2O;
Fe2O3:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O;
Fe3O4:Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O。
(3)铁的氧化物与HNO3、HI的反应
FeO溶于足量稀HNO3中:3FeO+NO+10H+===3Fe3++NO↑+5H2O;
Fe2O3溶于足量HI溶液中:Fe2O3+6H++2I-===2Fe2++I2+3H2O。
[正误辨析]
(1)铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族( )
(2)氧化铁能与酸反应,所以可用于制作红色染料( )
(3)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸( )
(4)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3( )
(5)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2( )
答案: (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
一、铁与水蒸气的反应
1.铁与水蒸气反应,通常有以下两种装置,请回答下列问题:
装置一
装置二
实验
装置
(1)装置一中,装置A的作用: _。
装置二中,装湿棉花的作用: _。
(2)实验完毕后,取出装置一的少量固体,溶于足量稀盐酸,再滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,试解释原因:
。
答案: (1)提供水蒸气 提供水蒸气
(2)在溶液中Fe3+被未反应的铁粉完全还原为Fe2+
二、用守恒法判断氧化物的组成
2.铁的常见化合价有+2价和+3价。据研究,铁在浓HNO3中发生钝化时,可生成一种化学式为Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为 。
解析: 化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物,设化学式为nFeO·mFe2O3,则,解得n=2,m=3,该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。
答案: 2FeO·3Fe2O3
3.有一块铁的“氧化物”样品,用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为 。
解析: 根据2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025 mol×2=0.05 mol,根据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),则n(Fe3+)==0.2 mol,故n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05∶0.2=1∶4,故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。
答案: Fe5O7(或FeO·2Fe2O3)
确定铁的氧化物组成的基本方法
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n,则氧化物中n(Fe)∶n(O)=∶=a∶b,