第10讲 铁及其氧化物和氢氧化物课件_2027届高三化学一轮复习

最适合真实课堂教学的课件！ 简洁、启智！ 1.7.2013 ‹#› 第四章 金属及其化合物 铁及其氧化物和氢氧化物 铁 及 其 氧 化 物 铁元素的位置、结构、化合价 1. 铁元素在元素周期表中的位置是 。 5. 结构特点： 最外有 个e- ，易失去形成 （填离子符号），次外层也易失去 个e- ，形成 。 第四周期，第Ⅷ族 2. 基态Fe原子核外价电子排布式为 。 4. 原子结构示意图为 。 3d64s2 3. 铁原子价电子轨道表示式为 。 Fe2+ 2 1 Fe3+ 铁元素在自然界的存在形式 ②化合态 ①游离态 陨石 单质 ——铁矿石 分布在地壳中 化合物 赤铁矿 ，磁铁矿 ， 黄铁矿 ， 菱铁矿 ，褐铁矿 。 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 2Fe2O3·3H2O FeS2 （二硫化亚铁） 【思考】写出二硫化亚铁的电子式 。 铁单质的性质及其用途 具有 色金属光泽 良好的 性 是 和 的良导体 密度：7.86g/cm3； 熔沸点分别为：1535℃、2750℃ （铁粉是 色粉末） 黑 纯铁具有金属的共性 一、物理性质 银白 延展 电 热 铁粉用途： 食品抗氧化剂 （食品脱氧剂） 暖贴 ②特性： 能被磁体吸引，也可以被磁化。 【注意】 ①纯铁有很强的抗腐蚀能力。 （含杂质的铁在潮湿空气中易生锈） 铁单质的性质及其用途 一、物理性质 铁锈是混合物，其主要成分是 。 Fe2O3·xH2O ②次外层还能失去电子，遇强氧化剂生成物中的铁为 价。 ③过渡元素原子有空轨道，易形成配合物。 ①最外层有2个电子，铁遇弱氧化剂生成物中的铁为 价。 Fe(SCN)3 铁单质的性质及其用途 二、铁的化学性质 结构 性质 决定 H+、Cu2+、Ag+、S、 I2等都生成Fe2+ Cl2、Br2、浓（稀）HNO3、浓硫酸等都生成Fe3+ +2 +3 3Fe＋2O2 ==== Fe3O4 点燃 1. 与非金属单质（O2 、 Cl2 、S、I2等）反应 与O2反应 (剧烈燃烧，火星四射) 常温： 点燃： 与S反应： 与I2反应： Fe + S ===== FeS △ Fe + I2 ===== FeI2 △ 与Cl2反应： 2Fe＋3Cl2 ===== 2FeCl3 △ (注意：无论铁是否过量，铁与氯气反应就是生成FeCl3) (黑色固体) 铁单质的性质及其用途 铁被腐蚀生成铁锈（Fe2O3·xH2O） 在高温条件下与水蒸气反应，化学方程式为： 3Fe＋4H2O(g) ===== Fe3O4＋4H2 高温 2. 铁与水反应 二、铁的化学性质 A B 先点燃 （填“A”或B）处酒精灯，目的是 ； 肥皂液的作用是 ； 湿棉花的作用是 ； 现象：加热时铁粉 ，肥皂液中 ；用燃着的木条靠近气泡，发出轻微 ；反应后试管内的固体呈 色。 铁与水蒸气的反应 红热 产生肥皂泡 爆鸣声 黑 A 排除装置内的空气 收集、检验氢气 提供水蒸气 Fe＋2H+ =Fe2+ ＋H2↑ 3. 铁与酸反应 （1）铁与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸等) （2）铁与氧化性酸（如硝酸、浓硫酸等） 常温下，Fe与浓硝酸或浓硫酸发生化学反应而钝化 写出Fe分别与热的浓硝酸、浓硫酸反应的化学方程式。 Fe +6HNO3(浓) ===== Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O 二、铁的化学性质 2Fe + 6H2SO4(浓) ===== Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ +6H2O △ 【正误判断】将11.2g铁放入一定量的浓硫酸中加热反应生成的气体一定是纯净物。 Fe + 4HNO3(稀)= Fe(NO3)3 +NO↑+2H2O 【重点】铁和稀硝酸的反应 铁与稀硝酸反应有关量的问题，可用数轴表示为： HNO3过量时： Fe过量时： 1 ∶ 4 3 ∶ 8 ① ② ② ① ① ② 3Fe＋8HNO3(稀)= 3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ┅┅① ┅② +3 +2 1 4 3 8 2Fe3+ + Fe(过量) = 3Fe2+ 按要求写出铁与稀硝酸反应的化学方程式。 1. 稀硝酸过量 2. 铁过量 3. 向含a molHNO3的稀溶液中,加入b mol铁粉充分反应后全部溶解｡已知有 mol HNO3被还原,则a∶b不可能是( ) A. 2∶1 B. 3∶1 C. 4∶1 D. 8∶3 A 介于方程①②之间即 8/3 ≤ ≤ 4 的都行｡ 解析: Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O ① 3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O ② 4 1 8 3 ∶ ∶ b∶a = b∶a = 只有A不符合｡ 满足条件的反应为: ④与某些盐溶液的反应 与FeCl3溶液反应： 与CuSO4溶液反应： 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ (注意: 此反应只在溶液中进行) 二、铁的化学性质 Fe Fe2+ Fe3+ Fe3O4 Cl2、Br2、O3、HNO3、浓H2SO4、KMnO4等 O2 、H2O(g) I2 、S 、Ag+、Fe3+、Cu2+、H+ 等 强氧化剂 弱氧化剂 【小结】 铁单质被氧化生成物规律 常温，浓硫酸、浓硝酸 钝化 (FeO·Fe2O3) 3Fe＋2O2 ==== 2Fe3O4 点燃 3Fe＋4H2O(g) ==== Fe3O4＋4H2 高温 1. 含杂质的铁在潮湿的空气中易发生 腐蚀。 【应用】 负极： ； 正极： ； 总反应： ； O2 + 4e− + 2H2O = 4OH− 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 后续反应：生成的在空气中进一步反应，化学方程式为 。 Fe − 2e− = Fe2+ 吸氧 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2. 写出铁与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式。 5Fe + 3MnO4— + 24H+ = 3Mn2+ + 5Fe3+ + 12H2O Fe2O3·xH2O 【正误辨析】 (1)铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在。(　　) [提示]　×　游离态的铁存在于陨铁中。 (2)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。(　　) [提示]　×　强氧化性的Cl2把Fe氧化为＋3价，只生成FeCl3，与量无关，在溶液中过量的Fe才会将Fe3＋还原为Fe2＋。 (3)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。(　　) [提示]　×　Fe3O4是纯净物，可以表示为FeO·Fe2O3。 (4)铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3。(　　) [提示]　×　Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4。 (5)铁在冷的稀硝酸中钝化。(　　) [提示]　×　铁在冷的浓硝酸中反应生成致密氧化膜，阻止反应进一步进行，发生“钝化”。 1.下列关于铁的说法正确的是(　　) A.纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 C.纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D.铁的化学性质比较活泼，它能与水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3 C 【测试】 2.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到残渣，上述沉淀和残渣分别是(　　) A. Fe(OH)3　Fe2O3 B. Fe(OH)2　Fe2O3 C. Fe(OH)2　Fe(OH)3 D. Fe(OH)2　Fe3O4 B 【测试】 3.下列叙述正确的是( 　) A.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应 B.足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 D Fe2O3溶解产生Fe3＋恰好将Fe氧化，因而不能置换出H2 HCl气流中加热 注意:许多题目将Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋设置为隐含反应， 如Fe与Fe2O3的混合物溶于盐酸时，需要注意生成的Fe3＋还能氧化Fe 【测试】 D.足量的Fe与浓硫酸在加热条件下反应最终生成两种气体 21 4．(2025·湖南长沙检测)下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(　　) A．常温下，过量Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2 B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2 C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成 D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝 [答案]　C [解析]　常温下，Fe在浓硝酸中钝化，无法持续反应，A错误；氯气的氧化性较强，无论Fe是否过量，Fe与氯气在加热条件下反应都只生成FeCl3，B错误；高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和H2，C正确；Fe的活动性不如Al，故铁不能从氧化铝中置换出Al单质，D错误。 5．(2025·山西太原高三检测)《天工开物》中“冶铁”原典中记载：“凡冶铁成器，取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三……即用煤炭，也别有铁炭一种，取其火性内攻、焰不虚腾者，与炊炭同形而有分类也……”下列说法正确的是(　　) A．熟铁是纯净的铁单质，生铁是铁和碳的混合物 B．冶铁过程只涉及化合反应与置换反应 C．铁炭和炊炭为碳元素的同素异形体 D．冶铁用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物 [答案]　D [解析]　生铁是铁合金，属于混合物，生铁的含碳量为2%～4.3%，熟铁指的是钢，也是铁合金，属于混合物，钢的含碳量为0.03%～2%，A错误；冶铁过程中CO与铁的氧化物反应生成铁和CO2，属于氧化还原反应，B错误；铁炭和炊炭不互为同素异形体，铁炭指铁合金，为混合物，C错误；冶铁用到的煤炭和木炭主要成分为碳，有还原性，均可还原铁的氧化物得到铁单质，D正确。 6．(2025·山东济南高三检测)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 [答案]　B [解析]　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钝化，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，是因为常温下铁在浓硫酸中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。 7. 下列叙述正确的是（ ） A.Fe与I2反应生成FeI3 B.硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式： 3Cu2＋＋2Fe=2Fe3＋＋3Cu C.5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA D.高温下水蒸气与Fe反应，固体的质量增加 D 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名   颜色状态 粉末 粉末 晶体(有 性) 水溶性 _________ _________ _________ 铁的化合价 ____ ____ _________ 铁的氧化物 可用作 。 红色颜料 铁红 磁性氧化铁 黑色 红棕色 黑色 磁 不溶于水 不溶于水 不溶于水 ＋2 ＋3 ＋2 ＋3 ＋2 ＋3 (FeO·Fe2O3) 激光打印机墨粉的添加剂 可用作 . 。 激光打印机墨粉的添加剂 磁铁 6FeO＋O2== 2Fe3O4 化学性质 不稳定 稳定 稳定 化学式 稳定性 与H＋反应 高温与还原剂反应 FeO Fe2O3 Fe3O4 铁的氧化物 FeO＋2H＋ == Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O C/CO/H2/Al等 FexOy+ CO ==== 高温 Fe+ CO2 Fe3O4 ＋ 8H＋==== Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 【思考】Fe3O4是碱性氧化物吗？ 不是 【练】氧化亚铁在空气中加热反应的化学方程式为 。 【练】氧化铁与铝反应的化学方程式为 。 Fe2O3＋ Al Fe＋ Al2O3 =========== 高温 27 化学性质 铁的氧化物 【测】写出下列反应的离子方程式。 （1）FeO与浓硝酸反应 ； FeO与稀硝酸反应 ； （2）Fe3O4与稀硝酸反应 ； Fe3O4与HI溶液反应 ； Fe₃O₄+8H⁺+2I⁻=3Fe²⁺+4H₂O+I₂ 3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O 3FeO+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+5H2O FeO+4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO2↑ A.已知Fe2O3＋6HCl=2FeCl3+3H2O，推测Fe2O3＋6HI=2FeI3+3H2O 【练1】下列几种类推的结论中正确的是( ) D 高温 高温 FeO + CO ===== Fe+CO2， Fe3O4+4CO ===== 3Fe+4CO2 高温 D.已知Fe2O3+3CO ===== 2Fe+3CO2，推测 C.已知Fe3O4可以改写成FeO·Fe2O3，推测Pb3O4可以改写成PbO·Pb2O3 B.已知Fe2O3和HNO3反应的离子方程式是Fe2O3 ＋6H＋=2Fe3＋+3H2O, 推测FeO和HNO3反应的离子方程式为FeO ＋2H＋=Fe2＋+H2O 2PbO·PbO2 Pb2(PbO4) 【练2】化学让生活更美好。下列说法不正确的是（ ） A.钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，Fe2O3是一种碱性氧化物 B.常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 C.故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可作故宫红色外墙的涂料 D.氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成三氧化二铁 D 确定铁的氧化物组成的基本方法 【例】准确称取某种铁的氧化物16g，已知该氧化物中铁元素只有＋2和＋3两种价态，经测定含有4.8g氧元素，则该铁的氧化物的化学式 。（Fe-56 O-16） Fe2O3 1. 设铁的氧化物的化学式为FeaOb。 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为 ； 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为 ； 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是 。 FeO Fe2O3 Fe3O4 确定铁的氧化物组成的基本方法 或FeO和Fe2O3 或FeO、Fe2O3和Fe3O4 2. 铁的氧化物化学式书写方法。 铁的氧化物化学式的通式为 。 aFeO·bFe2O3 【测1】准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，计算该氧化物的化学式 。 0.04 mol CaCO3 FexOy+ CO === 高温 Fe+ CO2 y y x CO→CO2 ,增加的氧元素为0.04 mol 0.04 mol 即铁的氧化物中氧元素0.04 mol 解析： →铁元素的质量为2.88 g－0.04×16 g＝2.24 g ，合0.04 mol FeO 确定铁的氧化物组成的基本方法 【测】有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化学式可能为 。 解析1： FexOy HCl(aq) FeCl2、FeCl3 FeCl3 Cl2 H2O 0.7 mol 0.025 mol (H元素守恒) 0.35 mol 氧元素0.35 mol n(Fe元素) ＝1/3 n(Cl－) =1/3(0.7 mol+2×0.025 mol ＝0.25 mol 故n(Fe元素)∶n(O元素)＝0.25∶0.35＝5∶7 6.有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化学式可能为_______。 0.7 mol HCl 解析2： 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－ 0.025 0.05 电荷守恒 2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－) 0.05 0.7 mol →n(Fe3＋)＝0.2 mol 故铁的“氧化物”样品中，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4 故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3 ，即Fe5O7 Fe5O7 确定铁的氧化物组成的基本方法 Fe5O7或FeO·2Fe2O3 【测】(2025·广西高三检测)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(　　) 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 C 解析]　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0.2 mol×72 g·mol－1＝14.4 g，则其 【作业】(2025·山东烟台模拟)实验室对某铁的氧化物(FexO)进行如下实验。下列说法错误的是(　　) A．x＝0.8 B．溶液A为ZnSO4和FeSO4混合溶液 B C．反应②生成标准状况下1.12 L的H2 D．Zn至少参加了3个氧化还原反应 [解析]　根据硫酸根离子守恒可知，若溶液A为ZnSO4溶液，则溶解的Zn的质量为0.15 mol×65 g·mol－1＝9.75 g，而Zn为10 g，所以Zn过量，说明溶液A中不可能含有FeSO4，B错误；4.73 g固体中其中Zn为10 g－9.75 g＝0.25 g，Fe为4.73 g－0.25 g＝4.48 g，为0.08 mol，根据铁元素守恒可知，6.08 g的FexO中，含铁原子0.08 mol，氧原子为(6.08 g－4.48 g)÷16 g·mol－1＝0.1 mol，故有n(FexO)＝0.1 mol，x＝0.8，设1 mol FexO中＋2价的铁为a mol，则＋3价的铁为(0.8－a)mol，根据化合价之和等于0可知，2a＋3×(0.8－a)＝2，解得a＝0.4，故6.08 g FexO中含有Fe2＋为0.04 mol，Fe3＋为0.04 mol，反应①为硫酸和FexO反应，根据 n(H2SO4)＝0.15 L×1 mol·L－1＝0.15 mol结合O原子守恒可知，反应①后剩余H2SO4为0.15 mol－0.1 mol＝0.05 mol，故反应②为Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋、Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑、Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe，据此分析解题。由分析可知，x＝0.8，A正确；由分析可知，反应①后剩余H2SO4为0.05 mol，标准状况下反应②中： Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 　 1 mol 　　　　　22.4 L 　0.05 mol 　　　　 V 解得V＝1.12 L，即生成标准状况下1.12 L H2，C正确；Zn至少参加了3个氧化还原反应，D正确。 1. 工业炼铁的原理是 。 2. 设备： 。 3. 原料： 。 4. 主要反应 （1）还原剂的生成 a．生成CO2： ； b．生成CO： 。 （2）铁的生成： 。 （3）炉渣的形成： . 。 铁的冶炼 用还原剂把化合态的铁还原为铁单质 高炉 铁矿石、焦炭、空气、石灰石等 CaCO3 CaO＋CO2↑ =========== 高温 CaO＋SiO2 CaSiO3 =========== 高温 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 =========== 高温 CO2＋C 2CO =========== 高温 C＋O2 CO2 =========== 点燃 铁 的 氢 氧 化 物 氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 化学式 氢氧化亚铁：Fe(OH)2 氢氧化铁：Fe(OH)3 色态 与盐酸反应 受热分解   制备方法 二者转化关系关系 白色絮状沉淀 红褐色沉淀 Fe(OH)2+2H＋=Fe2＋+2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 2Fe(OH)3== Fe2O3＋3H2O 可溶性亚铁盐与碱反应 可溶性铁盐与碱反应 Fe2＋+2OH-=Fe(OH)2↓ Fe3＋+3OH-=Fe(OH)3↓ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O = 4Fe(OH)3 白色絮状沉淀迅速变成 色，最后变成 色 现象： 灰绿 红褐 39 Fe(OH)2 Fe(OH)3 与稀 硝酸   【拓展】 铁的氢氧化物与氧化性酸或还原性酸的反应 与还原性酸 3Fe(OH)2+10H+ +NO3-=3Fe3++NO↑+8H2O HI H2S 2Fe(OH)3+6H++2I-= 2Fe2++ I2+6H2O Fe(OH)2+ H2S =FeS +2H2O Fe(OH)3沉淀溶解，并有S单质生成 Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O Fe(OH)2+2H＋=Fe2＋+2H2O 黑色沉淀 2Fe(OH)3+H2S＋4H＋=2Fe2++S+6H2O 40 1. 下列离子方程式书写正确的是(　　) A.FeO固体放入稀硝酸中：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O B.过量的铁粉与稀硝酸反应：Fe＋4H＋＋NO3- =Fe3＋＋NO↑＋2H2O C.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O D.向Fe(OH)3中加入氢碘酸：2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋6H2O D 【理解应用】 铁的氢氧化物的制备 制备方法： ①Fe(OH)3 可溶性铁盐(Fe3＋)与碱溶液(NaOH、氨水)反应 Fe3＋＋3OH－ = Fe(OH)3↓ Fe3＋＋3NH3·H2O = Fe(OH)3↓＋3NH4+ ②Fe(OH)2 可溶性亚铁盐(Fe2＋)与碱溶液(NaOH、氨水)反应 Fe2＋＋2OH－= Fe(OH)2↓ Fe2＋＋2NH3·H2O = Fe(OH)2↓＋2NH4+ Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化，若要较长时间看到白色沉淀，需创造无氧环境 制备方法： 实验的关键之处是隔绝空气、避免接触O2，防止Fe(OH)2被氧化． 42 Fe(OH)2的制备成功关键：①溶液中不含O2等氧化性物质； ②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 常用方法一： 防止Fe(OH)2与空气接触 加热煮沸NaOH溶液，除去溶解的O2 隔绝空气 有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，目的是 。 防止Fe2＋被氧化为Fe3＋ 防止Fe2＋水解为Fe(OH)2 实验前如何处理？ 现配现用，配制时应加入少量的 和 。 铁屑 稀硫酸 有机覆盖层法 打开 排除装置内的空气，防止Fe(OH)2与氧气反应 Fe(OH)2的制备成功关键：①溶液中不含O2等氧化性物质； ②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 常用方法二： 还原性气体保护法 连接仪器装置，在装置I中加入铁粉和适量的稀硫酸， （填“打开”或“关闭” ）弹簧夹a，目的是 . ，接下来的操作是 ，观察到的现象是 . 。 关闭弹簧夹a I中液体流入B中，B中产生白色沉淀 制备Fe(OH)2 Fe(OH)2的制备——电解法 阳极： 阴极： Fe - 2e- ===== Fe2+ 2H2O +2e-= H2↑+2OH- 2. 溶液中发生反应的离子方程式为 。 由于电解产生了H2排除溶液中的O2且液面用苯保护，能防止空气进入。因此可较长时间看到Fe(OH)2白色↓ 1. 写出电极反应式。 Fe2＋＋2OH－= Fe(OH)2↓ 【思考】 1. 若反接电源，能否产生白色沉淀？ 不能 (2)电解液c可以是_____(填字母)。 A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液 (1)a电极的材料应为___，电极反应式为 。 【练】利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。 Fe Fe-2e－=Fe2＋ BC (3)d为苯，其作用是 ， 在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？ 隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，排出溶解的O2 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 (4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象 . 。 【正误辨析】 (1)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3。(　　) [提示]　√　Fe(OH)2具有还原性，易被氧化生成稳定的Fe(OH)3，则稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3。 (2)将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制备Fe(OH)3胶体。(　　) [提示]　×　NaOH溶液滴入FeCl3溶液中生成Fe(OH)3沉淀。 (3)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。(　　) [提示]　×　制备氢氧化亚铁应避免被氧气氧化，向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液时应把胶头滴管的下端插入液面以下且不能搅拌。 (4)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸，反应的离子方程式是Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O。(　　) [提示]　×　稀硝酸为氧化性酸，Fe(OH)2中的Fe2＋会被氧化为 Fe3＋。 1.下列各图示中能否较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀？ ①②③⑤ 【测试】 能 能 51 1.下列各图示中能否较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀？ ①②③⑤ 【测试】 能 不能 52 1.下列各图示中能否较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀？ ①②③⑤ 【测试】 不能 a 不能 53 3.用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽装置B中空气。 Ⅱ.待装置B中空气排尽后，关闭K3， 打开K2，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。 Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中气体通入装置B中并观察现象。 3.用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是 ，B中长玻璃管的作用是 。 恒压滴液漏斗 平衡气压排出装置B中的空气 (2)装置A中金属离子的检验方法是 。 取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则证明存在Fe2＋ 。 3.用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 (3)步骤Ⅲ 装置B中的现象是 . ，发生反应的化学方程式为_______________________________。 白色沉淀变为灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中气体通入装置B中并观察现象。 1．下列关于铁及其化合物的性质与用途，不具有对应关系的是(　　) A．Fe具有还原性，可用作食品抗氧化剂 B．Fe2O3属于碱性氧化物，可用作粉刷墙壁的红色涂料 C．Fe3O4具有磁性，可用作激光打印机墨粉的添加剂 D．Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作自来水厂的净水剂 [解析]　Fe具有还原性，能消耗氧气，可用作食品抗氧化剂，A不符合题意；Fe2O3为红棕色固体，可用作粉刷墙壁的红色涂料，其为碱性氧化物与作红色涂料无关，B符合题意；Fe3O4具有磁性，可用作激光打印机墨粉的添加剂，使墨粉具有磁性，C不符合题意；Fe(OH)3胶体具有吸附性，可吸附水中的悬浮杂质，可用作自来水厂的净水剂，D不符合题意。 B 2．(2025·山东滨州高三检测)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(　　) B A．区域A：Fe＋4H＋＋NO3－ === 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Fe(NO3)3、NO和H2O Fe Fe3O4 氢氧 化铁 氢氧 化亚铁 足量稀 硝酸 A B C D 3．(2025·河北衡水高三检测)为了长时间观察到Fe(OH)2白色固体，设计下列4个实验，有关说法不正确的是(　　) 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K 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 A B C D D [解析]　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，利用氢气将装置中的空气排净，避免后来生成的Fe(OH)2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。 4．(2025·山西太原高三检测)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(　　) 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 [答案]　C [解析]　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Fe(OH)2，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。 C 1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)(2023·全国新课标卷，7D)古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3。(　　) (2)(2023·浙江1月选考卷，5D)常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2。(　　) (3)(2022·广东卷，6C)工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应。(　　) (4)(2022·浙江6月选考卷，9C)浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸。(　　) √ × √ × 2．(2024·山东卷，2,2分)化学品在食品工业中也有重要应用，下列说法错误的是(　　) A．活性炭可用作食品脱色剂 B．铁粉可用作食品脱氧剂 C．谷氨酸钠可用作食品增味剂 D．五氧化二磷可用作食品干燥剂 [解析]　活性炭具有吸附性，能够吸附有色物质，可用作食品脱色剂，A项正确；铁粉具有还原性，可用作食品脱氧剂，B项正确；味精的主要成分是谷氨酸钠，谷氨酸钠可用作食品增味剂，C项正确；五氧化二磷有很强的腐蚀性和毒性，不能用作食品干燥剂，通常用生石灰或硅胶作食品干燥剂，D项错误。 D 3．(2024·新课标卷，9,6分)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是(　　) B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更佳 C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 [答案]　B [解析]　高温条件下，Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，A项正确；酒精灯移至湿棉花下方无法保证高温反应条件，B项错误；H2具有可燃性，点燃肥皂泡可以听到微弱的爆鸣声，C项正确；反应在高温下进行，而硬质玻璃管是一种高温耐受性强的玻璃制品，故实验中使用硬质玻璃管盛装还原铁粉，D项正确。 B 4．(2021·江苏卷，4)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是(　　) A．铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂 B．纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料 C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水 [解析]　因为铁粉能与O2反应，所以可用作食品保存的吸氧剂，A正确；纳米Fe3O4具有磁性，可用作铁磁性材料，B错误；FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，主要利用其氧化性，C正确；聚合硫酸铁能水解并形成胶体，具有吸附性，可用于净水，D正确。 B C.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化 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，则该氯化物可以写成Fe2O3·2FeO，即该氧化物的化学式为Fe4O5，D正确。 [解析]　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3Fe3O4＋28H＋＋NO===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。 A．反应为3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) $