内容正文:
第9讲 铁及其化合物的性质与用途
1.了解铁及其重要化合物的制备方法。
2.掌握铁的主要性质及其应用。
1.铁的存在与性质
(1)铁在元素周期表中的位置、存在形式和物理性质。
考点一 铁单质及其氧化物和氢氧化物
四
Ⅷ
银白
(2)化学性质(还原性)。
钝化
铁与氧气、水蒸气在高温条件下反应均生成四氧化三铁。
2.铁的氧化物的比较
+2
+3
+2、+3
3.铁的氢氧化物的性质与制备
白
红褐
白色絮状
沉淀迅速变成灰绿色
红褐
[理解辨析] 判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)铁元素的最高价态为+3价。( )
(2)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。( )
提示:Fe与Cl2反应生成FeCl3,与Cl2的量无关。
(3)常温下,用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。( )
(4)Fe3O4中Fe的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。( )
提示:Fe3O4是一种化合物,不是混合物。
(5)在空气中加热Fe(OH)2可以生成FeO。( )
提示:Fe(OH)2易被氧气氧化成Fe(OH)3,所以加热得到的是Fe2O3。
×
×
√
×
×
1.(2023·湖北宜昌月考)下列关于铁的说法正确的是( )
A.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3
B.纯铁的抗腐蚀能力较差,铁在干燥的空气里易被氧化
C.工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
D.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为+3价
C
铁及其化合物的性质
解析:Fe与S反应生成FeS,A项错误;纯铁不易发生电化学腐蚀,抗腐蚀能力较强,铁在干燥的空气里不易被氧化,B项错误;铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4,其中铁的化合价有+2价和+3价两种价态,D项错误。
2.(2022·辽宁营口期末)铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的,例如在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4。下列有关说法正确的是( )
A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3O4是一种混合物
C.热稳定性:Fe2O3>Fe3O4
D.FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应,且反应类型均为复分解反应
解析:FeO和Fe3O4均为黑色固体,Fe2O3为红棕色固体,故A错误;Fe3O4是一种纯净物,故B错误;在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4,说明Fe3O4比Fe2O3稳定,故C错误;FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水,反应过程中无元素化合价变化,反应类型均为复分解反应,故D正确。
D
3.下列各图中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A.①②③④ B.①②③⑤
C.②③④⑤ D.全部
B
氢氧化亚铁的制备
4.如图所示,此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L-1的硫酸,其他试剂任选。填写下列空白:
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的药品是 。A中反应的
离子方程式是 。
(2)实验开始时先将止水夹a (填“打开”或“关闭”),其目的是
。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程: .
。
(4)实验完毕,打开b处止水夹,放入一部分空气,此时B瓶中观察到的现象是
,发生的反应为 。
铁屑
打开
利用氢气排出装置中的空气,以防止 Fe(OH)2 被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁
待A中反应一段时间后关闭止水夹a,
将FeSO4溶液压入B中进行反应
白色絮状物迅速变成灰绿色,最后变为红褐色
防止Fe(OH)2被氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,去除溶液中的氧气。
(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部,并慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气,如