第3章 第1节 铁及其化合物-【一本】高中化学知识大盘点

第三章铁金属材料 课标要点 结合真实情境中的应用实例或实验探究，了解铁及其化合物的主要性质，了解这些物质在生 产、生活中的应用。 思维导图 Fe:O,+H2 高温H,Og)非氧化性酸 Fe2+H2 铁的单质一 Fe()或Fe(非金属单质包 酸 氧化性酸 Fe+或Fe 盐溶液 Fe2 铁的氧化物 铁及其 Feo、FeO3、Fe,Oa 化合物 煮沸过的 NaOH溶液 铁的氢氧化物-Fe(OH)2、Fe(OH), 目50，溶液 Fe 检验：KSCN溶液 铁盐和亚铁盐 Fe2+ 检验：KSCN溶液+氯水 铁 金属材料 特性：硬度比其成分金属的大、熔点比其成分金属 合金 的低、金属性能好 铁合金、铝合金、铜合金、新型合金 金属材料 铝单质 与酸反应 铝的氧化物和氢氧化物一两性了 与碱反应 物质的量在化 步骤一设、写、标、列、解、答 学方程式计算 中的应用 关系一化学计量数之比等于物质的量之比 ●050。 第一节 铁及其化合物5年0考 必备知识 修第 知识点个铁的“价类”二维图◆ 重点 册 珍知识拓展 化合价 第 Fe、Fe2+、Fe+的 三章 +6 FeO 结构示意图 失去 铁 +3A Fe,O Fe(OH):Fe3 + FeO Fe(OH)2 Fe2 2cFe2+262814 Fe+262814 0-Fe 失去 金属材 单质氧化物氢氧化物盐物质类别 3eFe+262813 由图可知： ①铁只有还原性； ②二价铁既有氧化性，又有还原性； 学以致用 ③三价铁主要表现出氧化性。 铁的化学性质比较活 知识点32铁的单质 泼，在自然界中全部以 1.铁的存在 化合态形式存在。(X) 氧化物：FeO、FeO,、FeO4 铁单质游离态 铁 化合态 (+2价 氢氧化物：Fe(OH2、Fe(OHD 主要存在于陨铁中 +3价 亚铁盐：FeSO 铁盐：FeCl, ◆易混易错 2.铁的物理性质 Fe与弱氧化剂（如S、 颜色、状态 导电、导热性、延展性 特性 地壳含量 FeCL、CuSO4、I、盐酸 银白色固体 良好 能被磁铁吸引 居第四位 等)反应时被氧化为 Fe2+,与强氧化剂（如 3.铁的化学性质◆重点 有较强的还原性，产物中铁元素的 化合价主要为+2和+3 C2、Br2、HNO3等)反 ①与非金属单质的反应 应时被氧化为Fe3+。 m 常温 生成铁锈（成分为Fe2O,·xH2O) 学以致用 与02的反应 3Fe十20，点然Fe,0 5.6g铁和7.1g氯气 点燃 在空气中不能燃烧 完全反应，转移的电子 2Fe十3C,点整2FcC 数为0.3Na。(×) 与Cl的反应 点燃 无论氯气是否过量，产物均为FeCl3 与S、L2的反应 加热 Fe十S△FeS,Fe+l2△Felg 。051● ②与水蒸气的反应：3Fe十4H,0(g)高温Fe,0,十4H,. 或知识拓展 要标明状态，g表示气态 实验改进装置 湿棉花 还原 铁粉 修第 还原 铁粉 燃着的 实验装置 火柴 册 第三章 肥皂液 常温下，铁与冷水、热水均不反应，但高温条件下，红 实验原理 热的铁能与水蒸气反应 按如图所示连接好装置，先点燃左侧酒精灯，再点燃 金属材料 实验操作 带金属网罩的酒精灯。一段时间后，用燃着的火柴点 燃肥皂液 蒸发皿中产生大量肥皂泡，用燃着的火柴点燃，能燃 实验现象 烧或发出爆鸣声 检验方法 用火柴点燃肥皂泡，若听到爆鸣声，则证明生成了H2 ③与酸的反应 与H+的反应 Fe+2Ht-Fe2++H2↑ Fe ◆特别提醒 Fe+4HNO,(稀)—Fe(NO)3+NO个+2HO 少 钝化是指常温下较活泼 与稀硝酸的 量 Fe+4H++NO;-Fe3++NO+2H2O 的金属（如铁、铝等）与 反应 Fe3Fe+8HNO(稀)=3 Fe(NO)2+2NO个+4HO 浓硫酸、浓硝酸接触后， 过 3Fe+8H++2NO3 —3Fe2++2NO个+ 量 4H2O 表面被快速氧化生成致 与浓硫酸、浓 常温下钝化，加热分别生成SO2、NO2 密氧化膜的过程。这层 硝酸的反应 钝化不是不反应 薄膜阻止了酸与内层金 ④与盐溶液（含Cu+、Fe3+)的反应 属的进一步反应，因此 氧化性顺序： 常温下可以使用铁槽车 Ag+>Fe+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al 装载浓硝酸。 Fe+Cu2+—Fe2++Cu、Fe+2Fe3+—3Fe2+。 知识点3 铁的氧化物一重 化学式 FeO Fe2Og FesO ◆易混易错 俗称 铁红 磁性氧化铁 FeO4的化学式可看作 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 FeO·Fe2O3,但FeO4 溶解性 难溶于水 不是FeO和Fe2O3的 铁的价态 +2 +3 +2、+3 混合物，是纯净物。 与盐酸反应 FeO+2H FeO+6H+- FesO+8H- 的离子方程 Fe2++H2O 2Fe3++3H2O Fe2++2Fe++4H2O 式 ●052e 续表 瓷器制作中使作油漆、涂料、 具有磁性，可作打 珍知识拓展 用途 釉呈绿色，冶 油墨和橡胶的 印机墨粉中的磁性 FeO3粉末与铝粉在高 炼铁 红色颜料 材料 温条件下发生反应生成 必 Fe和Al2O3,并放出大 高温下，都能被C、COH、A1等还原剂还原，生成单 修第 共性 量热，可用于焊接钢轨、 质铁 制备金属纳米复合材 册 知识点4 铁的氢氧化物 料等。 第 1.Fe(oH)2与Fe(OH)3←重点2 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH) 珍易混易错 颜色和状态 白色固体 红褐色固体 在Fe(OH)3与HI的反 金属材 溶解性 难溶于水 应中，除了考虑OH与 Fe(OH)2+2H= Fe(OH+3H H的反应外，还需考虑 与盐酸的反应 Fe++2H2O Fe++3H2O Fe3+被I还原为Fe 受热分解 2Fe(OH)3- FeO,十 的反应，因此Fe(OH)3 与HI反应的离子方程 3H2O 式为2Fe(OH)3+6Ht+ 可溶性亚铁盐与碱反 可溶性铁盐与碱反应： 21 =2Fe2++l2+ 制备 应：Fe2++2OH 6H2O。 Fe(OH)2 Fe+30H Fe(OH: 4Fe(OH)2+O2+2H20 -4Fe(OH) 转化 Fe(OHD2在空气中能被氧气氧化为Fe(OHD3,现象是 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 ◆知识拓展 2.Fe(OH)z的制备◆ 难点》 高铁酸钾(K,FeO4) ①性质：暗紫色粉末，极 (1)制备原理：FeSO4十2NaOH- =Fe(OH)2Y+Na2SO4。 易溶于水，具有强氧 (2)常用方法 化性。 ②用途：可作高效净水 操作 装置图 注意事项 剂。高铁酸钾具有强氧 将吸有煮沸过的 防止Fe+、Fe(OHD2 化性，能杀菌消毒；可与 NaOH溶液（不含 煮沸过的 被氧化的方式： 水反应生成氢氧化铁胶 ,NaOH溶液 体，吸附悬浮物。与水 O2)的胶头滴管尖 ①采用新制的 嘴伸入液面以下 es0,溶液 苯 FeSO,溶液；②用 反应的离子方程式为 煮沸过的蒸馏水 4FeO+10H2O- 配制FeSO4溶液； 4Fe(OH)3(胶体)+ 用其他方法（如用 ③滴加NaOH溶 3O2个+8OH。 H2)将试管内的空 液时，胶头滴管尖 ③制备方法：2Fe(OHD3+ 气排净后，再将亚 适量 过量 嘴伸入液面以下； 3CIO+40H 铁盐与NaOH溶液 稀硫酸 NaOH ④采取油封等方 2FeO+3C1-+5H2O 混合 铁粉 溶液 法，隔绝空气 。053。 知识点5亚铁盐与铁盐◆一重 身知识拓展 ①盐溶液的保存 离子 Fe2+ Fe3+ 亚铁盐溶液：加少量相 溶液颜色 浅绿色 黄色 第 应的酸防止水解；加铁 ①氧化性：与Cu、I厂等还原 册 粉防止氧化。 ①氧化性：与活泼金属 性物质反应，如2Fe3+十Cu 等还原性物质反应，如 铁盐溶液：加少量相应 -Cu2++2Fe2+. 第 Zn+Fe2+-Fe+Zn2 的酸防止水解。 用作印刷电路板的“腐蚀液” 主要性质 ②还原性：与C2、O2、 ②制备无水FeCl:将 ②易水解：将其饱和溶液滴 KMnO4、H2O2等强氧 铁 入沸水中制备胶体的化学方 FeCL溶液在干燥的 化剂反应，如2Fe++ HC气流中加热蒸干。 Cl2 -2Fe3++2Cl- 程式为FeC+3H,0△ 属 Fe(OHD3(胶体)+3HC ③制备Fe(OH)3胶体： 料 向沸水中逐滴加入饱和 知识点6铁及其化合物之间的转化 重点 FeCl溶液，并煮沸至液 体呈红褐色。 1.“铁三角” 只有还原性 ® 学以致用 ①（浙江卷节选）氯化铁 Cu2、H、S、L等 (较弱氧化剂) I等 HN A 强氧化剂 是一种重要的盐，氯化 Zn HSO,浓)等 C0等 铁溶液可腐蚀覆铜板。 还原剂) Fe、Zn、Cu、HS、KI等 (J) Fe2 3 Cl2、O2、HNO,、H,SO,(浓)、KMnO4(H)等 ②氯化亚铁不能通过化 既有氧化性 强氧化剂 般只表现氧化性 合反应得到。(X) 又有还原性 2.“铁三角”的应用 (1)判断离子能否共存 ◆知识拓展 ①能与Fe+发生氧化还原反应而不与Fe+大量共存的离子： 其他重要的铁盐及用途 NO3(Ht)、CIO、MnO4(Ht). ②能与Fe3+发生氧化还原反应而不与Fe3+大量共存的离子： 铁盐 用途 S2-、I厂、SO3。 绿矾(FeSO 用作补血 . (2)Fe2+、Fe3+的除杂 剂及植物 7H2O) 补铁剂 主要离子 杂质离子 除杂方法 莫尔盐 用于治金、 Fe2+ Cu2+ 加过量铁粉，过滤 [(NH)2SO 电镀及作 ·FeSO· 织物染色 Fe2+ Fe3+ 加过量铁粉，过滤 6H20] 的媒染剂 Fe3+ Fe2+ 加氯水或过氧化氢溶液 ●054● 知识点7Fe2+、Fe3+的检验一重难 1.用KSCN溶液和氯水 加KSCN溶液一无明显现象加氯水 硫氰化钾 溶液变红色→F2 待测溶液 溶液变红色一→Fe 必修第一 Fe3+的特征显色反应：Fe3+3SCN=Fe(SCN)3: 册 2.用NaOH溶液 F(SC)是络合物不是沉淀，在离子方程式中不可拆 生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色， 第 加NaOH溶液 最终变成红褐色→Fe2 三章 待测溶液 红褐色沉淀→Fe+ 铁 3.含Fe2+、Fe3+的混合溶液（不含CI)中Fe+、Fe2+的检验 到学从致用 混合溶液加KSCN溶液溶液变红色，说明含有Fe (上海卷)检验用硫酸亚 铁制得的硫酸铁中是否 金属材 加酸性KMO,溶液酸性KMnO:溶液紫红色褪去， 混合溶液 还含有硫酸亚铁，可选 说明含有Fe+ 用的试剂是() (注意 A.NaOH (I)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加 B.KMnO 入KSCN溶液后的混合溶液加入足量的新制氯水中（新制氯 C.KSCN 水可以氧化SCN). D.苯酚 (2)当溶液浓度较稀时，不宜用观察法或加NaOH溶液的方 答案：B 法检验Fe2+和Fe3+的存在。 (3)Fe3+、Fe+、CI-同时存在时，不能选用酸性KMnO4溶液 检验Fe2+(CI厂能还原酸性KMnO4,有干扰) (4)检验Fe3+也可用苯酚(C6H,OH),向FeCL3溶液中滴加苯 酚，溶液显紫色。 高频考点 ●●● ●●●● Fe(OH)2的性质与 I.检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6,打 考点1制备 5年5考 开K1、K3、K4,使装置A中产生的气体进 例1用如图所示的装置（夹持仪器 入装置B,排尽B中的空气。 省略)制备Fe(OH)2。 Ⅱ.待装置B中的空气排尽后，关闭 ,打 开，将装置A中的溶液压入装置B 中并观察现象。 稀硫酸 长玻璃管 H2O2溶液 Ⅲ.关闭K1、K2,打开K、K6,使装置C中的 气体进人装置B中并观察现象。 NaOH MnO2 回答下列问题： 铁片 溶液 (1)B中长玻璃管的作用是 实验步骤如下： 0 ·055● (2)装置A中溶液所含金属离子的检验方法 A.铁与水蒸气在高温条件下反应可以实现 是 转化① (3)补充步骤Ⅱ.…关闭 ,打开 B.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中 …,此时B中发生反应的离子方 第 受热可迅速发生转化②生成红棕色粉末 程式为 C.由二维图可预测：高铁酸钠(Na2FeO4)具 多 (4)步骤Ⅲ装置B中的现象是 ,发生反应的化学 有强氧化性，可以用于消毒 第 方程式为 D.加入铁粉可实现转化③，加入碘水可以实 三章 0 解析装置A制得FeSO4溶液并产生H2, 现转化④ 铁 H2用于排尽装置B中的空气；装置B中盛 解析高温条件下铁与水蒸气反应生成四氧 金 有NaOH溶液，关闭K3,打开K2,利用H2 化三铁，不能实现上述转化①，A错误；FO 不溶于水引起的压强变化，将装置A中产生 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热可迅 料 的FeSO4溶液压入装置B中，FeSO4溶液与 速转化成四氧化三铁，其为黑色晶体，B错 NaOH溶液反应生成Fe(OH)2和Na2SO4; 误；据二维图可知处于高价态的物质具有强 打开K、K6,装置C中产生O2并进入装置B 中，可使Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3 氧化性，高铁酸钠中铁的化合价为十6，处于 答案(1)平衡气压，辅助排出装置B中的空气 高价态，具有强氧化性，C正确；I2的氧化性 (2)取少量装置A中的溶液于洁净的试管中， 小于Fe3+的，故加入碘水不能氧化Fe+,不 滴加几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加 能实现转化④，D错误。故选C。 H2O2溶液，若溶液变为红色，则证明存在Fe+ 考点3 Fe2+、Fe3+的检验5年12考 (3)K3 K2 H++OH —H2O、Fe2++ 2OH--Fe(OH)2 例3下列离子的检验方法合理的是 (4)白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红 () 褐色4Fe(OHD2十O2十2HO—4Fe(OHD3 A.向某溶液中滴入KSCN溶液后 铁盐和亚铁盐(Fe3+ 变为红色，说明溶液中不含Fe2+ 考点2和Fe2+)的转化 5年16考 B.向某溶液中通人C2,然后再加入KSCN 例2元素的“价一类”二维图是我们 溶液呈红色，说明原溶液中只含Fe+ 学习元素及其化合物相关知识的 C.向某溶液中加人NaOH溶液，得到红褐色 重要模型和工具，它指的是以元素 沉淀，说明溶液中含Fe3+ 的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标所 D.向某溶液中加入NaOH溶液得到白色沉 绘制的二维平面图。铁元素的“价一类”二维 图如图所示，箭头表示部分物质间的转化关 淀，又观察到沉淀颜色逐渐变成红褐色， 系，下列说法正确的是 ( ) 说明该溶液中只含Fe+,不含Mg2 +6化合价 解析只能说明溶液中含Fe3+,不能确定是 Na FeO ⑤ 否含Fe+,A错误；原溶液中含Fe3+时也会 出现同样的现象，B错误；只能说明溶液中含 +3 -FeCl ①/ Fe2O;-Fe(OH)3- 2 FeO Fe(OH)2 FeCl Fe+,不能确定其他离子（如能与OH反应 O Fe 生成白色沉淀的Mg2+)是否存在，D错误。 单质 氧化物 碱 盐物质类别 故选C。 ●056●