第10讲 铁及其化合物(知识讲解)-【初升高】2023年初高中化学衔接先学课程（通用版）

第10讲 铁及其化合物 衔接 知识 分析 初中教材要求 高中教材要求 1．了解常见金属的化学性质 2．知道一些常见金属(铁、铝等)矿物，知道可用矿石炼铁 3．知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能，知道生铁和钢的重要性 1．铁、铜单质的性质和冶炼方法 2．了解铁的重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用 一、铁的锈蚀与防护 1． 铁生锈的原因：铁与氧气、水同时接触发生复杂的化学反应，生成铁锈(主要成分是Fe2O3) 2．防止铁生锈原理：隔绝氧气或水。 方法：①保持铁制品表面的干燥；②在铁制品表面涂油、刷漆等；③制成合金。 3．除铁锈方法：常用稀盐酸或稀硫酸除铁锈。 二、铁、铝、铜锈蚀的比较 注意：铁在空气中长时间慢慢氧化终得到Fe2O3，Fe2O3为红棕色固体，是铁锈的主要成分，而铁在氧气中燃烧得到Fe3O4，Fe3O4为黑色固体，具有磁性。 三、炼铁的原理 1．原料：铁矿石。常见的铁矿石：赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3) 2．原理：Fe2O3 + 3CO 高温 Fe + 3CO2 3．装置 现象及结论：①红褐色的氧化铁粉末逐渐变为黑色。②澄清的石灰水逐渐变浑浊。说明反应有二氧化碳生成。③生成的黑色粉末能被磁铁吸引。说明有铁生成。 知识点1 铁及其重要化合物 1．铁 (1)存在形态 在自然界中，既存在游离态又存在化合态的铁。 (2)物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电和延展性，能被磁铁吸引。 (3)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。 (4)铁的冶炼 ①原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。 ②反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。炼铁的主要化学方程式： 还原剂的形成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。 铁的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。 【小试牛刀】 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)地壳中含量最高的金属元素是铁(　　) (2)铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在。( ) (3)Fe与热水发生反应生成Fe2O3(　　) (4)铁和稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑(　　) (5)过量的铁和氯气反应：Fe＋Cl2FeCl2(　　) (6)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4。( ) (7)铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应。( ) (8)铁与盐酸或水蒸气反应，铁都作还原剂。( ) (9)红热的铁能与水蒸气反应，放出的气体点燃时能发出爆鸣声。( ) (10)FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强( ) 【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 　(6) √　　(7) √　(8) √　(9) √　 (10)× 【特别提醒】 (1)Fe分别与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。 (2)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3；铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3。 (3)常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。 (4)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 【典例1】用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是 A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2OFe2O3+3H2↑ C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度 【答案】B 【解析】A项，装置A是液态水在加热的条件下加热产生水蒸气的装置，作用是为实验提供持续不断的水蒸气，A正确；B项，Fe与水蒸气在高温下发生反应产物是Fe3O4和H2，B中反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，B错误；C项，氢气属于中性气体，可以用碱石灰做干燥剂，C正确；D项，氢气在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，D正确；故选B。 知识点2 铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 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++4