第二部分　第三章　学案10　铁及其重要化合物课件2027届高三化学一轮复习

第二部分 元素及其化合物 第三章　金属及其化合物 学案10　铁及其重要化合物 目标引领 1．了解铁及其氧化物的性质及应用。 2．了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及制备。 学案10　铁及其重要化合物 考点一　铁单质的性质及其探究 1．铁的存在、位置与物理性质 四 化合态 陨铁 3d64s2 Ⅷ 银白 磁体 3 2．铁单质的化学性质 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 装置一 装置二     (1)Fe与H2O反应探究 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 ①装置一实验时，应先点燃A处酒精灯的理由是____________________________________。 ②装置二中湿棉花的作用是___________________。 ③两装置中Fe发生反应的化学方程式为___________________________________。 ④为了提高铁粉与水蒸气的接触面积，可采取的措施为_______________________________。 ⑤能否用磁铁检验Fe是否完全反应？__。理由是____________________________。 排除装置中的空气， 防止Fe与O2反应 提供反应物水蒸气 3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2 将铁粉置于 疏松的石棉绒上 否 产物Fe3O4也能被 磁铁吸引 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 (2)Fe在潮湿空气中生锈，其铁锈成分为Fe2O3·xH2O，在空气中灼烧生成__________。 (3)与Fe化合生成＋2价化合物的常见单质有________，生成＋3价化合物常见单质有______________。 Fe3O4 S、I2 Cl2、Br2 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 (4)与酸反应 与H＋反应 Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑ 与稀硝酸反应 酸过量 ===__________________ 酸少量 ===____________________________ 与浓硫酸、浓硝酸反应 常温下____________________________________________________，加热持续反应分别生成SO2、NO2 Fe3+＋NO↑＋2H2O 3Fe2+＋2NO↑＋ 4H2O 铁遇浓硫酸或浓硝酸会在其表面生成一层致密 的氧化物薄膜 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 (5)与盐反应 ①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式：____________________________。 Fe＋2Fe3+===3Fe2+ 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 基础过关 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)Fe在潮湿的空气中反应生成铁锈(Fe2O3·xH2O)。 (　　) (2)Fe与Cl2、Br2、I2化合反应均生成＋3价铁的卤化物。 (　　) (3)Fe与H2O(g)高温反应生成Fe2O3和H2，属于置换反应。 (　　) (4)Fe与S混合加热生成Fe2S3。 (　　) (5)常温下，把Fe块投入浓硫酸中，Fe表面形成一层致密的氧化膜。 (　　) (6)保存FeCl2常加入Fe粉的目的是防止Fe2+被氧化。 (　　) √ × × × √ √ 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 2．铁及其化合物在人类的生产生活中扮演着重要的角色。 (1)铁是人体中一种重要的金属元素，在血红蛋白中存在着的铁能结合氧分子进行输氧。据此分析血红蛋白中铁存在的价态为________。(已知：铁常见的化合价有＋2、＋3价) ＋2 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 (2)铁和水不能反应，但可以与高温水蒸气作用。写出该反应的化学 方程式，用单线桥法标出电子转移的方向和数目： ______________________________________。 (3)把铁丝投入氯化铁溶液中充分反应，溶液的颜色从________变为________，写出该反应的化学方程式： _______________________。 Fe3O4＋4H2 黄色 浅绿色 2FeCl3＋Fe===3FeCl2 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 1．(2026·济南模拟)下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是(　　) 选项 劳动项目 化学知识 A 用布擦干潮湿的自行车 红热的铁与水蒸气反应生成Fe3O4 B 工人将模具干燥后再注入熔融钢水 铁与H2O(g)高温下会反应 C 工厂用铁罐车运输浓硝酸 浓硝酸易分解 D 生产中用铁槽盛放浓硫酸 铁不与浓硫酸反应 √ 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 B　[用布擦干潮湿的自行车是防止铁和氧气、水常温下反应生锈，与红热的铁与水蒸气反应生成Fe3O4无关，A不符合题意；因铁与H2O(g)高温下反应生成Fe3O4和H2，故应将模具干燥后再注入熔融钢水，B符合题意；常温下铁遇浓硝酸会在表面生成一层致密的氧化物薄膜，所以工厂用铁罐车运输浓硝酸，与浓硝酸易分解无关，C不符合题意；生产中可以用铁槽盛放浓硫酸，是因为常温下铁遇浓硫酸会在表面形成致密的氧化膜阻止反应进一步进行，D不符合题意。] 2．向一定量的铁粉中逐滴滴加稀硝酸，得到金属阳离子与所加硝酸的物质的量的关系如图所示。   (1)Ⅰ对应金属阳离子为________，Ⅱ对应金属阳离子为________，c、b两点的数值比为________。 Fe2+ Fe3+ 2∶3 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 (2)Oa、cd发生反应的离子方程式分别为___________________________________________________________________________________、 ___________________________________________________________。 === 3Fe2+＋2NO↑＋4H2O ===3Fe3+＋NO↑＋2H2O 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 [解析]　开始时Fe过量生成Fe2+，后期Fe2+被HNO3氧化为Fe3+。 3Fe ＋ 8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 3 mol 8 mol Fe　＋　4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3 mol 12 mol 故Fe一定时消耗HNO3的物质的量之比为2∶3，即c、b两点的数值比为2∶3。 题后归纳 (1)铁的氧化规律：铁与弱氧化剂(如S、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2+，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3+。 (2)铁与酸反应的规律：①Fe与一般酸反应时只生成Fe2+，与氧化性酸(HNO3)反应时，Fe少量生成Fe3+，Fe过量生成Fe2+。②Fe与浓硫酸、浓硝酸作用时常温下表面形成致密氧化膜，加热可以持续反应。 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 考点二　铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 — 铁红 磁性氧化铁 色、态 黑色粉末 ______粉末 黑色晶体(有磁性) 溶解性 均难溶于水 红棕色 19 氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 铁的价态 ____价 ____价 ＋2价，＋3价 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与H＋反应的离子方程式 ________________________ _____________________________ Fe3O4＋8H＋===2Fe3+＋Fe2+＋4H2O 与CO的反应(炼铁原理) FexOy＋yCOxFe＋yCO2 ＋2 ＋3 FeO＋2H＋=== Fe2+＋H2O Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3+＋3H2O 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 基础过关 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)“朱门酒肉臭”中的朱门即指以Fe2O3为颜料制备的油漆漆制的门。 (　　) (2)《吕氏春秋·精通》记载：“慈石召铁，或引之也。”“慈石”指Fe3O4，能吸附铁。 (　　) (3)氧化亚铁溶于硝酸：FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O。 (　　) √ √ × 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 (4)Fe3O4中Fe的化合价有＋2、＋3，故Fe3O4为混合物。 (　　) (5)FeO、Fe2O3、Fe3O4均为碱性氧化物。 (　　) (6)FeO在空气中加热可生成Fe3O4，可说明Fe3O4比FeO稳定。 (　　) × × √ 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 2．FeO、Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式分别为___________________________________________________________、___________________________________________________________。 ===3Fe3+＋NO↑＋5H2O ===9Fe3+＋NO＋14H2O 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 2．铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 ____固体 ______固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋=== __________________ Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O 白色 红褐色 Fe2+＋2H2O 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 受热分解 — 2Fe(OH)3____________ 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－===______________ Fe2O3＋3H2O Fe(OH)3↓ 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 教材链接 用下列图示装置制备Fe(OH)2： 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 (1)图①中的苯________(填“能”或“不能”)用CCl4替换，理由是_______________________________________________________。 (2)请简述用图②装置制备Fe(OH)2的原理与操作： _________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________。 不能 CCl4的密度比FeSO4溶液的大，位于下层，无法隔绝空气 铁与稀硫酸反应产生氢气，用氢气赶尽装置内空气，当试管B中导管处氢气纯净时，关闭止水夹a，试管A中气体压强增大，将FeSO4溶液压入在氢气保护下的NaOH溶液中 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 考向1　铁的氧化物、氢氧化物的性质 1．(2025·南宁模拟)某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式；已知该氧化物中铁元素只有＋2和＋3两种价态，实验步骤如图，下列说法错误的是(　　) 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 A．只有步骤②发生了氧化还原反应 B．溶液a中阳离子有H＋、Fe3+和Fe2+ C．溶液b中n(Fe3+)∶n(Cl－)＝1∶3 D．通过计算可得该氧化物的化学式为Fe4O5 √ 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 C　[该氧化物与盐酸反应后得到含有Fe3+和Fe2+的溶液，通入氯气后溶液中的Fe2+被氧化成Fe3+，其反应为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－。步骤①为复分解反应，步骤②为氧化还原反应，A正确；由于盐酸过量，则溶液a中阳离子除了Fe3+和Fe2+外，还有H＋，B正确；盐酸过量且未知量，故溶液b中Fe3+与Cl－的物质的量之比无法计算，C错误；步骤②反应为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，其中消耗0.1 mol Cl2，则Fe2+的物质的量为 0.2 mol，原氧化物中Fe2+也为0.2 mol，该氧化物中Fe2+可以FeO的形式存在，其质量为＝14.4 g，则其中Fe3+可认为以Fe2O3的形式存在，其质量为(30.4－14.4)g＝16 g，其物质的量为＝0.1 mol，则该氧化物可以写成Fe2O3·2FeO，即该氧化物的化学式为Fe4O5，D正确。] 2．(2025·滨州模拟)如图两圆相交区域A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列有关离子方程式或叙述不正确的是(　　) A．区域A：===Fe3+＋ NO↑＋2H2O B．区域B：Fe3O4＋8H＋===Fe2+＋2Fe3+ ＋4H2O C．区域C：发生复分解反应，生成Fe(NO3)3和H2O D．区域D：发生氧化还原反应，生成、NO和H2O √ 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 B　[铁粉与足量稀硝酸反应时，生成Fe(NO3)3、NO和H2O，A正确；Fe3O4中含＋2价、＋3价铁，与足量稀硝酸反应生成Fe3+，正确的离子方程式为===9Fe3+＋NO↑＋14H2O，B错误；Fe(OH)3与稀硝酸发生复分解反应：Fe(OH)3＋3HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O，C正确；Fe(OH)2具有较强的还原性，与足量稀硝酸发生氧化还原反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O，D正确。] 考向2　Fe(OH)2制备的实验探究 3．(2025·太原模拟)某化学兴趣小组利用药品：镁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是(　　) 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 A．仪器1中应该盛放稀硫酸 B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态 √ 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 C　[此实验的目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在仪器2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；打开B、C，关闭A，利用仪器2中产生的氢气，把仪器3中的空气排尽，使装置处于还原氛围，然后关闭开关B，打开开关A，产生气体压强增大，把仪器2产生的FeSO4压入仪器3中，产生，B正确；反应一段时间后，仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在仪器3中观察到白色沉淀，C错误；本实验利用反应生成的氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确。] 4．(2025·衡水模拟)为了长时间观察到白色固体，设计下列4个实验，有关说法不正确的是(　　) 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 A．实验A先打开K，旋转活塞使稀硫酸滴入与铁反应产生氢气，排尽装置内的空气后关闭 B．实验B铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气，再挤压长胶头滴管 C．4个实验中，相对而言，实验C看到白色沉淀时间较短 D．实验D，FeSO4溶液上方的苯层可以隔绝空气，也可以把苯换成四氯化碳 √ 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 D　[实验A先打开K，旋转活塞使稀硫酸滴入与Fe反应产生氢气，利用氢气将装置中的空气排净，避免后来生成的被氧化，A正确；实验B铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气，再挤压长胶头滴管，生成Fe(OH)2白色沉淀，避免后来生成的Fe(OH)2被氧化，B正确；空气中的氧气能进入实验C的溶液中，因此4个实验中，相对而言，实验C中看到白色沉淀时间较短，C正确；四氯化碳的密度比水大，会处于FeSO4溶液下方，不能隔绝空气，因此不能把苯换成四氯化碳，D错误。] 题后归纳 成功制备Fe(OH)2的关键 (1)溶液中不含Fe3+、O2等氧化性物质。 (2)制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭无O2的隔绝空气的体系中。 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 核心再点拨 (1)Fe与非金属单质反应有的生成含＋3价或＋2价铁元素的物质，也可以生成Fe3O4。 (2)Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4不是Fe2O3。 (3)Fe与稀硝酸反应时由于二者的相对量不同，可能生成Fe(NO3)3或Fe(NO3)2，也可能为二者的混合物。 (4)当FeO、Fe2O3、Fe3O4遇到氧化性酸时均生成Fe3+，遇到还原性酸(HI)时均生成Fe2+。 (5)Fe(OH)2制备时要注意防止O2的氧化。 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 一题串所学 (2025·河南卷，改编)X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 (1)X、Y、Q的化学式分别为________、__________、__________，Z→R的离子方程式为______________________。 (2)写出Y的应用：_____________________(写一条)，溶液Z加热煮沸可得到红褐色液体，红褐色液体的名称为___________________。 (3)单质化合成Q的化学方程式为_____________________________。 FeS2 Fe2O3 FeS 2Fe3+＋Fe===3Fe2+ 油漆、涂料的颜料 氢氧化铁胶体 Fe＋SFeS 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 (4)溶液R滴加NaOH溶液，立即生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，沉淀颜色变化的化学方程式为___________________________________________________________________________。 (5)溶液R到Q的离子方程式为_____________________，反应条件是强酸性吗？________。 (6)固体X→固体Y的化学方程式为_____________________________。 4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O===4Fe(OH)3 Fe2+＋S2-===FeS↓ 不是 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 提示：本学案的《学案分层作业》与学案11合并。 考点一 考点二 学案10　铁及其重要化合物 $