3.1.1 铁及其氧化物-2023-2024学年高一化学必备【考点·题型】讲与练（人教版2019必修第二册）

3.1.1 铁及其氧化物 核心素养发展目标 1.能从物质类别和铁元素化合价的角度认识铁及其氧化物的性质，增强证据推理与模型认知的能力。 考点梳理 一、铁的物理性质及铁元素的存在和使用 1、物理性质：纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点较高，有延展性和导热性。能导电，其导电性比铜、铝差，能被磁体吸引。 2、在自然界的存在形态——游离态和化合态均有 (1)存在：铁在自然界中既可以以单质的形态存在（陨铁），也可以以化合物的形态存在，其主要化合价有＋2价和＋3价，地壳中铁元素的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。 (2)使用历史： 人类最早使用的铁是陨铁，我国在春秋初年掌握了冶铁技术，在战国中期铁制工具得到了广泛使用。 二、铁的化学性质:铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物，且Fe3+比Fe2+稳定。 在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应 ①铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物 ②铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物 1、Fe与非金属反应 (1)Fe和O2的反应：3Fe＋2O2Fe3O4 (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体) (2)Fe在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl22FeCl3 (产生棕黄色的烟) (3)Fe和硫的反应：Fe＋SFeS 2、Fe与水蒸气的反应 ①试管中湿棉花的作用是加热时产生水蒸气与铁粉反应。 ②若用火柴点燃肥皂泡，可能发生的现象是听到爆鸣声。 ③该反应体现铁单质具有还原性。 【微点拨】 ①湿棉花的作用是加热时可产生水蒸气，与铁粉反应生成氢气 ②铁只能在高温下与水蒸气反应，与冷水、热水都不能反应 ③常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里的O2等共同作用下，铁易被腐蚀。 3、Fe与酸的反应 (1)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应： Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ (2)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 【微点拨】常温下，铁遇冷的浓硫酸、浓硝酸产生钝化现象，即：浓硫酸、浓硝酸将铁的表面氧化成一层致密的氧化物薄膜，这层莫阻止了酸与内层金属的进一步反应。在加热的条件下铁可以和浓硫酸、浓硝酸反应 ①少量的铁与稀硝酸反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 生成的Fe(NO3)3可以和铁继续反应：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2 ②过量的铁与稀硝酸反应：3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ③少量的铁与浓硝酸共热：Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O 4、与盐溶液反应： (1)与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu (2)与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+ 三、铁的氧化物 1、物理性质比较 氧化物 性质比较 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 —— 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 水溶性 不溶于水 2、化学性质 (1)稳定性 ①FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4 ②Fe2O3和四氧化三铁很稳定 (2)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 FeO和Fe2O3于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成Fe2＋和Fe3＋ ①FeO与盐酸反应： FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O ②Fe2O3与盐酸反应： Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ③Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O (3)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 ①FeO与稀硝酸反应： 3FeO＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O ②Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ③Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28H＋＋NO3－===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O (4)与还原性酸(如：HI)的反应 ①FeO与HI反应： FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O ②Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O ③Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8H＋＋2I－===3FeI2＋I2＋4H2O 4、主要用途：氧化铁俗称铁红，常用作红色油漆和涂料，赤铁矿(主要成分是F