第11讲 铁及其化合物(学业水平层级)（课件PPT）-【名师导航】2025年高考化学一轮微考点分层突破（通用版）

第11讲　铁及其重要化合物 第二部分 元素及其化合物 第三章 金属及其化合物 铁原子（及铁离子）的（价）电子排布 基态Fe、Fe2＋、Fe3＋价电子排布式？最稳定者为…… 助力思考 知识点1　从微观结构认识铁元素及晶体 2 铁原子结构及晶胞类型 体心立方 面心立方 基态Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，简写为[Ar]3d64s2，价电子排布为3d64s2，价电子数：8。但是它没有相应的失去所有的价电子（8个）的最高氧化态，它的最高氧化态为＋6。在通常条件下，铁主要以＋2、＋3存在。 知识点1　从微观结构认识铁元素及晶体 3 铁位于长式周期表的左起第8列，属Ⅷ族，属d区 铁在周期表中的位置与性质 铁系元素包括铁、钴、镍三种元素，位于第四周期Ⅷ族。从电子层结构来看，三种元素最外层都有两个4s电子，原子半径十分接近，性质较为相似。比如都表现为铁磁性，能被磁铁吸引；熔沸点相近；常温下都易溶于稀酸，且遇浓硝酸都会钝化。但三者因晶体堆积方式不同而存在性质上的差异。 知识点1　从微观结构认识铁元素及晶体 4 2.1　铁的物理性质 银白色具有金属光泽的固体，熔、沸点高，密度7.8g/cm3，有良好的导热、导电和延展性，能被磁铁吸引。 铁粉的晶体几何形状被破坏，铁粉没有吸收完的光被漫反射，能够进入人眼的可见光很少，所以呈黑色。 助力思考 知识点2　铁单质 5 2.2铁的化学性质 与非金属单质（如O2、Cl2 、 S）反应 助力思考 注意氧化产物中Fe的价态体会氧化剂的氧化性强弱 与O2常温在空气中发生缓慢氧化生成铁锈 与O2点燃: 与Cl2点燃: 与S共热: 请描述各反应的现象 Fe与S反应实验 知识点2　铁单质 6 2.2铁的化学性质 与非氧化性的酸（稀盐酸） Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 与氧化性酸（稀硝酸） Fe(少)＋NO3－＋4H＋=== Fe3＋＋NO↑＋2H2O 常温下，遇冷的浓硫酸、浓硝酸钝化 助力思考 常温下，能用铁制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铁发生“钝化”，而不是铁与浓硫酸、浓硝酸不反应。利用这一性质常用铁桶装运浓H2SO4、浓HNO3等化学试剂。 铁与热的浓硫酸反应： 2Fe＋6H2SO4（浓、热）==Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O 知识点2　铁单质 7 与某些盐反应 Fe＋Cu2＋=== Fe2＋＋Cu Fe＋2Fe3＋=== 3Fe2＋ 2.2铁的化学性质 与水蒸气反应 现象：铁粉逐渐红热，烧杯中产生大量的肥皂泡，点燃气泡会发出爆鸣声，反应后试管内固体为黑色。 知识点2　铁单质 8 判断：雨过天晴云破处所描述的是瓷器的青色，来自氧化铁。 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 3.1铁的氧化物的物理性质 知识点3　铁的氧化物 9 3.2铁的氧化物的化学性质 （1）与酸反应 FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O FeO + 2H+ === Fe2+ + H2O Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O Fe2O3 + 6H+ === 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4+8HCl==FeCl2+2FeCl3+4H2O Fe3O4 + 8H+ === Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O 是碱性氧化物， 不是碱性氧化物。 FeO、Fe2O3 Fe3O4 知识点3　铁的氧化物 ①FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。 ②Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。 知识点3　铁的氧化物 11 （2）氧化性 高温下，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，最终生成铁。 Fe2O3 ＋ 3CO === 2 Fe＋3CO2 高温 Fe3O4 ＋ 4CO === 3 Fe＋4CO2 高温 Fe2O3 ＋ 2Al === 2 Fe＋Al2O3 高温 3.2铁的氧化物的化学性质 （3）稳定性 Fe2O3和Fe3O4较稳定，FeO不稳定。 6FeO + O2 2Fe3O4 高温 知识点3　铁的氧化物 铁的氢氧化物 4.1铁的氢氧化物的比较 知识点4　铁的氢氧化物 13 4.2铁的氢氧化物的生成 知识点4　铁的氢氧化物 14 Fe(OH)2的制备实验改进 溶液中不含O2等氧化性物质 Fe2＋＋2OH－ = Fe(OH)2↓ 2.成功关键 制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的、隔绝空气的体系中 1.制备原理 ①使用新配制的FeSO4溶液(可加入少量铁屑） ②把NaOH溶液或配制溶液用的蒸馏水加热煮沸除去溶解氧 ③滴入溶液时将胶头滴管伸入液面以下 3.具体措施 ~ 15 方案一：有机覆盖层法 由于植物油的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化， 因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀 ②加隔氧剂 (这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验) 如加入植物油、汽油、苯等比水轻的有机溶剂 ①反应在试管底部进行 Fe(OH)2的制备实验改进 ~ 16 方案二：还原性气体保护法 该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。 Fe(OH)2的制备实验改进 ~ 17 小结：制备Fe(OH)2的四个关键点 (1) Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2) 为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。 (3) 为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 (4) 为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。 知识点4　铁的氢氧化物 FeSO4 FeCl2 Fe2(SO4)3 FeCl3 FeCl3溶液 Fe2(SO4)3溶液 FeSO4溶液 FeCl2溶液 知识点5　铁盐 亚铁盐 滴入KSCN溶液 原理 FeCl3溶液 FeCl2溶液 —— 滴入 KSCN溶液 滴入 KSCN溶液 溶液变为红色 溶液无明显变化 Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 (红色) 实验现象 硫氰化铁，配合物 在离子方程式中不可拆 可用KSCN溶液检验Fe3+ 4.2.Fe3+、Fe2+的检验 小结：Fe3+与Fe2+的检验 鉴别方法 Fe3+ Fe2+ 方法一 观察溶液颜色 浅绿色 棕黄色 滴加NaOH溶液 产生红褐色的沉淀 生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 方法二 加入KSCN溶液 无明显现象 溶液呈血红色 方法三 Fe3＋＋3SCN- = Fe(SCN)3 拓展：Fe3+与Fe2+的检验 鉴别方法 现象 Fe3+ Fe2+ 亚铁氰化钾 (K4[Fe(CN)6] ) 溶液 生成蓝色沉淀 3[Fe(CN)6]4- + 4Fe3+ = Fe4[Fe(CN)6]3↓ 苯酚 （C6H5OH） 溶液 滴加苯酚溶液，溶液变成紫色 铁氰化钾 (K3[Fe(CN)6] ) 溶液 生成蓝色沉淀 2[Fe(CN)6]3- + 3Fe2+ = Fe3[Fe(CN)6]2↓ 1.下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是(　　) A．把铁片插入CuSO4溶液中，验证古代湿法冶铜：2Fe＋3Cu2＋ = 2Fe3＋＋3Cu B．某溶液中滴入KSCN溶液显红色，说明含Fe3＋：Fe3＋＋3SCN－ = Fe(SCN)3 C．FeCl3溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu = Fe2＋＋Cu2＋ D．若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，可用Zn、Cu和AgNO3溶液反应：Zn＋2Ag＋ = Zn2＋＋2Ag B 当堂检测 体现2-3个2024年的一模题 2.对实验Ⅰ～Ⅳ的实验现象判断正确的是:(　 　) A.实验Ⅰ：产生红褐色沉淀 B.实验Ⅱ：溶液变红色 C.实验Ⅲ：试管中溶液变浅黄色 D.实验Ⅳ：试管中先出现白色沉淀，迅速变灰绿色，最后变为红褐色 D 当堂检测 (2)在试管Ⅱ里加入的试剂是___________。 (3)为制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂， 塞紧塞子后的实验步骤是__________________________________ ________________________________________________________。 (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________ _______________________________________________________________________________。 打开止水夹a，待Ⅰ中反应生成的 氢气排净装置中的空气后，再关闭止水夹a 3.在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。回答下列问题： (1)在试管Ⅰ里加入的试剂是_______________。 稀H2SO4、铁屑 NaOH溶液 试管Ⅰ中 反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入 当堂检测 2Fe＋3Cl22FeCl3 Fe＋SFeS Lavf58.20.100 3Fe＋2O2 Fe3O4 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 黑色粉末（有磁性） 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的氧化态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋＝Fe2＋＋H2O Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O 受热分解 2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱反应 Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应 Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓ 两者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) $$