第三章 第7讲 铁及其化合物(正文)-2024年普通高中学业水平测试合格考化学

第3章　 铁　金属材料 第4章　 第7讲　铁及其化合物 一、铁单质 1.铁元素在自然界中的存在形态及含量 在自然界中，铁主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石中，游离态的铁单质只存在于陨铁中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。 2.铁的冶炼 原理：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 3.铁的物理性质 铁有延展性和导热性，能导电，但其导电性不如铜和铝，能被磁体吸引。 4.铁的化学性质 Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2＋或Fe3＋。 (1)铁与氧化性较弱的氧化剂反应，铁原子失去2个电子生成______价铁的化合物。 FeFe2＋ ①与稀盐酸或稀硫酸等非氧化性酸反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 ②与硫酸铜等盐反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 (2)铁与氧化性较强的氧化剂反应，铁原子失去3个电子生成______价铁的化合物。 FeFe3＋。 与氯气等反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 (3)Fe→Fe3O4 ①铁在氧气中燃烧：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②红热的铁与水蒸气发生反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 二、铁的重要化合物 1.铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 — 铁红 磁性氧化铁 颜色和状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁的价态 ＋2价 ＋3价 ＋2价、＋3价 水溶性 不溶 不溶 不溶 与酸(盐 酸)反应 FeO＋2H＋=== Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O [点拨] FeO、Fe2O3是碱性氧化物，它们都能与酸反应生成相应的盐和水；Fe3O4不属于碱性氧化物。 2.铁的氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态、溶解性 白色固体，不溶于水 红褐色固体，不溶于水 稳定性 在空气中易转化为Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 与酸(盐酸)反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 制备 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 转化 ______________________(填化学方程式) 现象：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 [典例1]　元素“价—类”二维图是学习元素化合物知识的重要模型，它以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标。如图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(　　) A.用铁丝在氧气中燃烧可实现上述转化① B.转化⑤中Na2FeO4可用于自来水消毒杀菌 C.转化⑦的现象是绿色沉淀转变为红褐色 D.加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水可一步实现Fe2O3→Fe(OH)3的转化 3.铁盐和亚铁盐 (1)Fe3＋的检验：取少量溶液于试管中，___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)Fe2＋与Fe3＋的转化及Fe2＋的检验： ①实验： 现象：溶液由棕黄色变为浅绿色→溶液无明显变化→溶液变成红色。 ②反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。 ③Fe2＋的检验：取少量溶液于试管中，________________________________________________，若溶液变为红色，则有Fe2＋。 ④将FeCl3溶液滴到印刷电路板上，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 结论： [点拨]　 Fe2＋容易被氧化，保存含有Fe2＋的溶液时要加入铁粉，防止Fe2＋被氧化成Fe3＋。 (3)除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 通Cl2(或加氯水或加H2O2)后加热 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 [典例2]　实验室利用印刷电路的废腐蚀液(含有大量的CuCl2、FeCl2和FeCl3等)回收铜，其主要流程如图所示： 下列说法错误的是(　　) A.操作1的名称为过滤 B.通入Cl2前，X溶液中含有的金属阳离子为Fe2＋、Fe3＋ C.可用O2代替Cl2氧化X溶液 D.从Y中获得铜，可先加稀硫酸，再过滤 一、Fe(OH)2的制备 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐(以Fe