课程07 铁及其化合物 【寒假辅导班】 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

课程07 铁及其化合物 一、铁的单质 1．铁元素的存在及使用 （1）存在：铁在自然界中可以以单质形态(陨铁)存在，但主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在，地壳中含量居第四位，仅次于氧、硅和铝。 （2）工业炼铁的原理(以Fe2O3为例)：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 2．铁的物理性质 铁有延展性、导热性、导电性，但其导电性不如铜和铝，铁还能被磁体吸引。其熔、沸点较高，熔点：1 535 ℃、沸点：2 750 ℃，密度：7.86 g·cm－3。 3．铁的化学性质 （1）与某些非金属单质、酸和盐溶液反应 化学性质 化学方程式举例 ①Fe与非金属单质反应 ②Fe与非氧化性酸反应(H2SO4) Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ ③Fe与盐溶液反应(CuSO4) Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4 结论：Fe在反应中作还原剂，遇到较强的氧化剂(如Cl2等)生成＋3价铁的化合物，遇到较弱的氧化剂(如稀硫酸等)生成＋2价铁的化合物。 （2）实验探究铁粉与水蒸气的反应 实验装置 操作现象 用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明生成了H2 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 物质 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(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(有磁性) 溶解性 不溶于水 铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 Fe2O3常用作红色油漆与涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料 2.铁的氢氧化物 （1）铁的氢氧化物的制备 ①图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成，反应的离子方程式是Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。 ②图乙实验中先观察到有白色沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，有关反应的离子方程式是Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 （2）Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物质类别 二元弱碱 三元弱碱 颜色状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 与非氧化性强酸反应 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O 三、铁盐、亚铁盐的性质与检验 1．铁盐与亚铁盐 亚铁盐(Fe2＋) 铁盐(Fe3＋) 颜色 浅绿色(溶液) 黄色(溶液) 氧化性与还原性 既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，如在酸性条件下能被H2O2、NO氧化: 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O、 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 一般表现为氧化性，如能溶解铜: 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ 水解性 水解呈酸性 极易水解，只存在于酸性较强的溶液中 2.其他常见铁盐 （1）绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 （2）赤血盐{K3[Fe(CN)6]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。 （3）高铁酸钾(K2FeO4)：具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。 3．Fe2＋和Fe3＋的检验 Fe2＋ Fe3＋ 溶液的颜色 浅绿色 黄色 滴加KSCN溶液 无明显现象 溶液变红色 反应原理 不反应 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 结论 利用含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液变成红色，检验Fe3＋的存在 4．只含Fe2＋或Fe3＋ （1）加NaOH溶液沉淀法 （2）加KSCN溶液显示法 5．同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液 Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用先氧化再加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，紫红色褪去说明含有Fe2＋。 四、Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系 1．Fe只具有还原性。被弱氧化剂(H＋、S等)